Obtenir les moyennes du temps d'execution d'algorithmes sur un jeu de taquin

1 pièce(s) jointe(s)

Bonjour!

J'essaye de calculer le temps d'exécution des algorithmes BFS, DFS, A* sur des jeux de taquin de 3*" qui sont contenu dans un fichier games dont je vous donne l'extrait suivant:

Code:

Je suis capable de calculer les résultats (quand ca prend plus d'une seconde je mets -1). Comme je mets les résultat dans une liste je suis capable d'en tirer la moyenne pour DFS mais pas pour BFS ni pour les A*. Pouvez vous m'aider? J'ai ajouter mon code en .zip en pièce jointe.

Voici le code du fichier contenant le main:

Code:

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import java.io.BufferedReader;
import java.awt.LayoutManager;
 
import java.awt.BorderLayout;
 
 
import javax.swing.JLabel;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
 
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
 
/**
 * this class contains only a main method that reads a file containing games and
 * solve the games using BFS, DFS and A star and compute statistics of running
 * times (average over instances of the same path length and standard deviation).
 *
 */
public class Project {
	public static int counter;//idee :utiliser counter pour ecrire les resultats au fur et a mesure
	public static int number_of_unsolved_games_DFS=0;
	public static int number_of_unsolved_games_BFS=0;
	public static void main(String[] args) {
		BufferedReader reader;
		List<Long> runTimesDFS = new ArrayList<Long>();
		List<Long> runTimesBFS = new ArrayList<Long>();
		List<Long> runTimesAStar1 = new ArrayList<Long>();
		List<Long> runTimesAStar2 = new ArrayList<Long>();
		Window w= new Window();
		LinkedList<Double> meanDFS=new LinkedList<Double>();
		LinkedList<Double> meanBFS=new LinkedList<Double>();
		LinkedList<Double> meanAStar1=new LinkedList<Double>();
		LinkedList<Double> meanAStar2=new LinkedList<Double>();
 
		try{
			/**
                         * The following lines are the code to get the result
                         */
			reader = new BufferedReader(new FileReader("games.txt"));
			String line = reader.readLine();
			System.out.println("line : " + line);
			int problemSize=0;
			while (line!=null){
				/**
                                 * if we haven't reach the end of the file
                                 */
				if (line.charAt(0)=='%'){
					/**
                                         * If the given line is the complexity of the game
                                         */
					if (!runTimesDFS.isEmpty()){
						// completed one size
						// why do we use 
						System.out.print(problemSize + "\t" + mean(runTimesDFS) +"("+std(runTimesDFS)+")\t");
						System.out.print(mean(runTimesBFS) +"("+std(runTimesBFS)+")\t");
						System.out.print(mean(runTimesAStar1) +"("+std(runTimesAStar1)+")");
						System.out.print(mean(runTimesAStar2) +"("+std(runTimesAStar2)+")");
						System.out.println();
 
						PrintWriter writer = new PrintWriter("result.txt", "UTF-8");
						writer.println("runTime DFS" + runTimesDFS);
						writer.println("run time BFS : " + runTimesBFS);
						writer.println("run Times AStar1" + runTimesAStar1);
						writer.println("run Times AStar2" + runTimesAStar2);
 
						writer.close();
 
						meanDFS.addLast((double)mean(runTimesDFS));
						meanBFS.addLast((double)mean(runTimesBFS));
						meanAStar1.addLast((double)mean(runTimesAStar1));
						meanAStar2.addLast((double)mean(runTimesAStar2));
 
						PrintWriter writer1 = new PrintWriter("mean.txt", "UTF-8");
						writer1.print("d\t");
						writer1.print("BFS\t");
						writer1.print("DFS\t");
						writer1.print("A*(h1)\t");
						writer1.println("A*(h2)\t");
 
						for(int i =0;i<problemSize;i++){
							if(i<=1||i==3)continue;
							if(i==2){
								writer1.print(i+"\t");
								writer1.print(meanDFS.get(0)+"\t");
								writer1.print(meanBFS.get(0)+"\t");
								writer1.print(meanAStar1.get(0)+"\t");
								writer1.println(meanAStar2.get(0)+"\t");
								continue;
							}
							writer1.print(i+"\t");
							writer1.print(meanDFS.get(i-2)+"\t");
							writer1.print(meanBFS.get(i-2)+"\t");
							writer1.print(meanAStar1.get(i-2)+"\t");
							writer1.println(meanAStar2.get(i-2)+"\t");
 
 
						}
						writer1.close();
 
 
 
 
 
						/*JFrame window = new Window();
						//JPanel interieur = new Panneau();
 
						JPanel pan = new Panneau();
						//Definit un titre pour notre fenetre
					    window.setTitle("Resultats");
 
					    //Definit sa taille : 400 pixels de large et 100 pixels de haut
					    window.setSize(400, 100);
 
					    //Nous demandons maintenant a notre objet de se positionner au centre
					    window.setLocationRelativeTo(null);
 
					    //Termine le processus lorsqu'on clique sur la croix rouge
					    window.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
 
					    //Et enfin, la rendre visible   
 
					    	w.setLayout(new BorderLayout());
 
							JLabel jLabelDFS =new JLabel(""+mean(runTimesDFS));
							pan.add(jLabelDFS);
							JLabel jLabelBFS =new JLabel(""+mean(runTimesBFS));
							pan.add(jLabelBFS);
							JLabel jLabelA1 =new JLabel(""+mean(runTimesAStar1));
							pan.add(jLabelA1);
							JLabel jLabelA2 =new JLabel(""+mean(runTimesAStar2));
							pan.add(jLabelA2);
							w.getContentPane().add(pan);
							w.setVisible(true);
 
 
 
							/*JPanel pan = new Panneau();
							JLabel jLabelDFS =new JLabel("hello0"+mean(runTimesDFS));
							pan.add(jLabelDFS);
							//JPanel pan1 = new Panneau();
							/*JLabel jLabelBFS =new JLabel("hello1"+mean(runTimesBFS));
							pan1.add(jLabelBFS,BorderLayout.CENTER);
							JPanel pan2 = new Panneau();
							JLabel jLabelA1 =new JLabel("hello2"+mean(runTimesAStar1));
							pan2.add(jLabelA1,BorderLayout.);
							JPanel pan3 = new Panneau();
							JLabel jLabelA2 =new JLabel("hello3"+mean(runTimesAStar2));
							pan3.add(jLabelA2,1);
							w.getContentPane().add(pan,BorderLayout.SOUTH);
							w.setVisible(true);*/
 
					}else{
 
						System.out.println("runTimeDFS is empty");
					}
					problemSize = Integer.parseInt(line.substring(2));
 
				}
				else
				{
					/**
                                         * If the given line is an actual game
                                         */
					System.out.println("We entered the else");
					Problem<Puzzle, PuzzleAction> eightpuzzle 
					= new Problem<Puzzle,PuzzleAction>(new Puzzle(line), new Puzzle("012345678"));
					System.out.println("Did we entered problem?");
 
					if (problemSize<10){
						// run DFS
						long startTimeDFS = System.nanoTime();
 
						if(number_of_unsolved_games_DFS<3){
							eightpuzzle.dfs();
							long finishTimeDFS = System.nanoTime();
							runTimesDFS.add(finishTimeDFS-startTimeDFS);
							if(finishTimeDFS-startTimeDFS>1000000000){
								number_of_unsolved_games_DFS +=1;
								runTimesDFS.add((long) -1);
							}else{
								number_of_unsolved_games_DFS = -1;
								runTimesDFS.add(finishTimeDFS-startTimeDFS);
							}
							System.out.println("runTimesDFS : "+(runTimesDFS.get(0)/1000000000));
						}else{
							runTimesDFS.add((long) -1);
						}
 
 
 
						// run BFS
						long startTimeBFS = System.nanoTime();
 
						if(number_of_unsolved_games_BFS<3){
							System.out.println("**************************************************************************");
							System.out.println("**************************************************************************");
							System.out.println("we get into BFS");
							System.out.println("**************************************************************************");
							System.out.println("**************************************************************************");
							eightpuzzle.bfs();
							long finishTimeBFS = System.nanoTime();
							if(finishTimeBFS-startTimeBFS>1000000000){
								number_of_unsolved_games_BFS +=1;
								runTimesBFS.add((long) -1);
							}
							else{
								number_of_unsolved_games_BFS = 0;
								runTimesBFS.add(finishTimeBFS-startTimeBFS);
							}
 
 
							System.out.println("runTimesBFS : "+(runTimesBFS.get(0)/1000000000));
						}else{
							runTimesBFS.add((long) -1);
						}
 
 
 
 
						// run A star
						long startTimeAStar = System.nanoTime();
						eightpuzzle.aStar();
						long finishTimeAStar = System.nanoTime();
						runTimesAStar1.add(finishTimeAStar-startTimeAStar);
						System.out.println("runTimesAStar(nbMalPlace): "+(runTimesAStar1.get(0)/1000000000));
 
						// run A star Manhattan
						long startTimeAStarManhattan = System.nanoTime();
						eightpuzzle.aStar2();
						long finishTimeAStarManhattan = System.nanoTime();
						runTimesAStar2.add(finishTimeAStarManhattan-startTimeAStarManhattan);
						System.out.println("runTimesAStar(Manhattan) : "+(runTimesAStar2.get(0)/1000000000));
 
					}
 
 
				}
 
				line = reader.readLine();
				counter++;
				//w.setLayout(new BorderLayout());
 
				/*JPanel pan = new Panneau();
				JLabel jLabelDFS =new JLabel("hello0"+mean(runTimesDFS));
				pan.add(jLabelDFS);
				//JPanel pan1 = new Panneau();
				/*JLabel jLabelBFS =new JLabel("hello1"+mean(runTimesBFS));
				pan1.add(jLabelBFS,BorderLayout.CENTER);
				JPanel pan2 = new Panneau();
				JLabel jLabelA1 =new JLabel("hello2"+mean(runTimesAStar1));
				pan2.add(jLabelA1,BorderLayout.);
				JPanel pan3 = new Panneau();
				JLabel jLabelA2 =new JLabel("hello3"+mean(runTimesAStar2));
				pan3.add(jLabelA2,1);
				w.getContentPane().add(pan,BorderLayout.SOUTH);
				w.setVisible(true);*/
			}
		}catch(IOException e){
			System.err.println(e);
			e.printStackTrace();
		}
	}
 
	public static double mean(List<Long> l){
		long res=0;
		for (Long val: l)
			res+=val/1000000000;
		return (1.0*res) / l.size();
	}
 
	public static double std(List<Long> l){
 
		double m = mean(l);
		double res=0;
		for (Long val: l)
			res+= Math.pow(val/1000000000-m,2);
		return Math.sqrt(res / l.size());
 
	}
 
	/*public static double meanMean(List<Double> l){
		double res=0;
		for(Double val:l)
			if(res+=val;
 
	}
	*/
 
}
 
class Panneau extends JPanel {
	  /**
         * 
         */
	private static final long serialVersionUID = 1L;
 
	public void paintComponent(Graphics g){
 
		//reglages distances
		int largeur1=105;//largeur colonne 1, cad colonne des d
		int largeur2=214;//largeur colonne 2, des algo
		int hauteur1=700;//hauteur des colonnes
		int ecart=2;//ecart de base
		int starthauteur=10;//depart du grand rectangle dans la fenetre
		int startlargeur=100;
		int interligne=35;
 
		//dessin des colonnes
	    g.drawRect(startlargeur, starthauteur, largeur1+4*largeur2+6*ecart, hauteur1+2*ecart);
	    g.drawRect(startlargeur+ecart, starthauteur+ecart, largeur1, hauteur1);
	    g.drawRect(startlargeur+largeur1+2*ecart,starthauteur+ecart,largeur2,hauteur1);
	    g.drawRect(startlargeur+largeur1+largeur2+3*ecart,starthauteur+ecart,largeur2,hauteur1);
	    g.drawRect(startlargeur+largeur1+2*largeur2+4*ecart,starthauteur+ecart,largeur2,hauteur1);
	    g.drawRect(startlargeur+largeur1+3*largeur2+5*ecart,starthauteur+ecart,largeur2,hauteur1);
	    g.drawLine(startlargeur+ecart, starthauteur+ecart+interligne, startlargeur+largeur1+4*largeur2+5*ecart, starthauteur+ecart+interligne);
 
	    //ecriture des legendes
	    g.drawString("d", 64+startlargeur, 35);
	    g.drawString("DFS", 213+startlargeur, 35);
	    g.drawString("BFS", 433+startlargeur, 35);
	    g.drawString("A*(h1)", 645+startlargeur, 35);	//revoir comment faire l'indice
	    g.drawString("A*(h2)", 861+startlargeur, 35);
 
 
	  }               
	}
 
 
class Window extends JFrame {
	  public Window(){             
	    this.setTitle("Tableau des temps moyens de resolution selon le nombre de coups necessaires pour atteindre une solution");
	    this.setSize(1100, 750);
	    this.setLocationRelativeTo(null);   
	    this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	    setAlwaysOnTop(true);
 
	    //Instanciation d'un objet JPanel
	    JPanel pan = new Panneau();
	    //Definition de sa couleur de fond
	    pan.setBackground(Color.BLUE);        
	    //On previent notre JFrame que notre JPanel sera son content pane
	    this.setContentPane(pan);               
	    //this.setVisible(true);              
	    //this.setVisible(false);              
	    //this.setVisible(true);
 
	  }       
	}

Voici le résultat en temps pour chaque jeu issu du fichier result.txt

Code:

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runTime DFS[1002295049, -1, 30957, 30957, 455220, 455220, 116489, 116489, 1540408, 1540408, 151622, 151622, 224510973, 224510973, 54330, 54330, 1002845286, -1, 1000811211, -1, 1002153700, -1, 1000507805, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1]
run time BFS : [-1, 62492, 2913491, 288094, 299567, 259676, 213662716, 53274, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1]
run Times AStar1[311938, 108303, 488198, 501302, 877224, 1172742, 469968, 1314740, 445932, 1744554, 1370667, 5971295, 1902890, 1626686, 1684501, 1001609, 13621826, 766396, 971394, 1062511, 616579, 2268740, 948728, 709454, 2124530, 1304379, 2217377, 1798562, 9125622, 10574586, 1450648, 9365521, 4434043, 1357076, 1472849, 2808003, 1692987, 1458864, 1065424, 1650042, 3176876, 1568081, 2010499, 3480285, 2164791, 1434226, 980115, 4200342, 2985414, 20147944, 11415692, 5731999, 11791098, 9854690, 3983726, 2450401, 4165418, 27075221, 5674561, 12138065, 9652475, 8287789, 6891576, 6568603, 3458611, 3897299, 8155902, 11422254, 18141524, 19695801, 17405429, 2931068, 4527073, 3736763, 2739682, 72693922, 5713354, 9955784, 13327889, 2804753, 5547959, 4655578, 6388600, 57014788, 10549794]
run Times AStar2[191183, 118830, 539824, 1533348, 1069733, 1091966, 428076, 843770, 423838, 4680445, 1160073, 5490908, 1117869, 1229210, 2337939, 1847807, 4170612, 1329101, 2113129, 3856197, 1758476, 933563, 5210733, 2636335, 1016186, 1271975, 2051445, 1768509, 14933576, 8500577, 7905137, 4789375, 2826824, 1384736, 1535367, 2796932, 2180312, 7884610, 1007815, 978059, 3021608, 1576844, 1899243, 4196973, 926747, 1443280, 999672, 4303972, 2836407, 22764341, 7589729, 6543118, 8460001, 12982804, 5401215, 3751923, 15768554, 9621391, 5354070, 8325253, 9748571, 4977163, 6524610, 7183410, 3649802, 3351638, 31808584, 10832552, 24242690, 21309285, 6369734, 2899731, 4782296, 3596467, 2919028, 11327532, 4893191, 11959242, 4814950, 2874965, 4874081, 6350705, 3275162, 8223655, 1048384

Voici les moyennes en temps issus de mean.txt Comme vous pouvez le voir il n'y a que des éros pour DFS et les deux 1* (le premier à l'heurisitque des pièces mal placées et le deuxième celui de la distance de Manhattan pour arriver à l'état final).

Code:

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d   BFS DFS A*(h1)  A*(h2)  
2   0.25    0.0 0.0 0.0 
4   0.07142857142857142 0.0 0.0 0.0 
5   0.1111111111111111  0.0 0.0 0.0 
6   0.13513513513513514 0.0 0.0 0.0 
7   0.0847457627118644  0.0 0.0 0.0 
8   0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
9   0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
10  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
11  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
12  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
13  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
14  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
15  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
16  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
17  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
18  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
19  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
20  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
21  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
22  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
23  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
24  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
25  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
26  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
27  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
28  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
29  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
30  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0 
31  0.05154639175257732 0.0 0.0 0.0

Salut,

Tu auras toujours une mauvaise précision de mesure de temps avec System.nanoTime(). Une précision à la nanoseconde près oui, mais pas une bonne précision pour calculer des écarts de temps, parce que la valeur n'est pas garantie comme exacte à la nanoseconde près(voir JavaDoc).

Regarde plutôt du côté de JMH pour mesurer tes temps d'exécution.

Dac, merci pour votre réponse. Néanmoins elle m'a été imposée par mon professeur et même si elle reste peu précise elle me donne quand même des résultats. Je cherche plutôt à savoir pourquoi je n'arrive pas à faire les autres moyennes.

Je n'ai pas regardé tout ton code (ça fait beaucoup à ingurgiter), mais je dirais à la va vite que ton problème vient de la division entière dans mean.
Rappel : un long/long donne un long. l1/l2 tel que l2>l1 donne toujours 0.

Essaye avec (tu éviteras également le risque d'overflow en plus) :
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 double mean(List<Long> l) { double res = 0; int t = 1; for (long val : l) { res += (val - res) / t; t++; } return res /1000000000; }

Problème résolu

Merci pour ce morceaux de code!

Je comprends que l'erreur était la division entière, et j'en faisait deux!

Code:

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		  int t = 1;
		  for (long val : l) {
		    res += (val - res) / t;
		    t++;
		  }
		  return res /1000000000;

De plus l1/l2 tel que l2>l1 donne toujours 0.

Or A* étais toujours inférieur à la seconde en terme de résultat, le résultat était toujours de zéro en méttant la fonction donnée par joel.drigo à minuit trois cela me donne désormais:

Code:

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d	BFS	DFS	A*(h1)	A*(h2)	
2	0.501648073	0.50041442	2.13915E-4	2.496665E-4	
4	0.17207301414285714	0.17194773528571433	7.415544285714285E-4	8.107358571428572E-4	
5	0.24501379366666662	0.24493683077777778	7.377495555555556E-4	7.962448888888889E-4	
6	0.7194115224000001	0.7288707340400001	0.00270824308	0.00167837904	
7	0.7381212194468086	0.7428560537872342	0.0021552272127659585	0.0017659134680851065	
8	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
9	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
10	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
11	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
12	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
13	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
14	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
15	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
16	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
17	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
18	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
19	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
20	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
21	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
22	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
23	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
24	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
25	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
26	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
27	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
28	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
29	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
30	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822	
31	0.822617839352941	0.8221316863176472	0.0031198222	0.0030976491647058822

Sans avoir été vérifié, cela semble plus juste.
Je me demande juste pourquoi cela bloque à partir de la ligne 8. J'ai bloqué pour les niveaux supérieurs à 10 avec if (problemSize<10){ ligne 178 mais la limite est supérieure.

Avez vous des idées?
Merci pour toute votre aide!