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ARE_Dynamic_2017
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2017-03-22 12:21:21 +01:00
# -*- coding:utf-8 -*-
############################
### ARE-DYNAMIC.py
###
### Auteurs:
### Julian Barathieu (3670170)
### Lucie Hoffmann (3671067)
### Nicolas Boussenina (3670515)
### Constance Poulain (3671006)
###
### Projet: Théorie des Jeux, Dilemne du Prisonier
### ARE-DYNAMIC 2016-2017 UPMC MIPI
###
######################
### Importations
import copy
import random
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
from tkinter import *
from tkinter.ttk import *
######################
### Variables Globales
# taille de la grille
TailleGrilleX = 5
TailleGrilleY = 5
# Grille
Grille = np.ndarray((TailleGrilleX, TailleGrilleY))
# historique des grilles aux itérations précédentes
# utilisé durant l'affichage dynamique
HistoriqueGrilles = list()
# chaque StratsResultats[i] est un triplet [nb_utilisations, total_ans_prisons, utilisation_detail] avec:
# i = index de la stratégie en question
# nb_utilisations = nombre total d'utilisations de la stratégie
# total_ans_prisons = total d'années de prisons subies par les utilisateurs de la stratégie
# utilisation_detail[i] = une liste de trilets [utilisateurs, utilisations, prisons]
# représentant, à la fin de l'itération i, le nombre d'utilisateurs, le nombre d'utilisations
# ainsi quel le nombre d'années de prisons qu'ils ont accumulés
# attention, le nombre d'utilisateurs stockés est
StratsResultats = list()
# liste des stratégies (fonctions Joueur^2 -> {0, 1} décidant si un joueur nie ou non en fonction de son adversaire)
ListeStrategies = list()
# liste des fonctions génératrices de grille
ListeGenGrille = list()
# génératrice de grille à utiliser
TypeGrilleInitiale = 3
# itération actuelle
Iteration = 0
# nombre max d'itérations
MaxIterations = 3
# stratégie par défaut
StratParDefaut = 2
# affichage dynamique
AffichageDynamique = True
# nécessaire pour matrice_init_pourcents_choisis()
ListePourcents = []
def saisir_les_pourcentages():
"""
S'il y a eu clic sur le bouton du
type 4, affiche 5 entry box pour
saisir les pourcentages voulus
"""
Label(fenetre, text="% stratégie0:").grid(row=9, column =0)
per0=IntVar()
Entry(fenetre, textvariable=per0, width=3).grid(row=9, column=1)
Label(fenetre, text ="% stratégie1:").grid(row=10, column=0)
per1 =IntVar()
Entry(fenetre, textvariable=per1, width=3).grid(row=10, column=1)
Label(fenetre, text ="% stratégie2:").grid(row=11, column=0)
per2 =IntVar()
Entry(fenetre, textvariable=per2, width=3).grid(row=11, column=1)
Label(fenetre, text ="% stratégie3:").grid(row=12, column=0)
per3 =IntVar()
Entry(fenetre, textvariable=per3, width=3).grid(row=12, column=1)
Label(fenetre, text ="% stratégie4:").grid(row=13, column=0)
per4 =IntVar()
Entry(fenetre, textvariable=per4, width=3).grid(row=13, column=1)
global ListePourcents
ListePourcents=[per0.get(), per1.get(), per2.get(), per3.get(), per4.get()]
"""
Types:
Coord = tuple(x, y)
Joueur = dict("etat", "historique_etats", "strategie", "annees_de_prison", "historique_strategies")
GrilleJoueurs = matrice2d(Joueur)
"""
#####################################
### Génération de la matrice initiale
def gen_matrice_initiale():
"""
NoneType -> GrilleJoueurs
"""
fonction_gen = ListeGenGrille[TypeGrilleInitiale]
return fonction_gen()
##############################
### Execution des tours / jeux
def partie1v1(joueur, adversaire):
"""
Joueur^2 -> int
Effectue une partie à deux joueurs
Renvoie: paire (prison_joueur, prison_adversaire)
"""
stratj = ListeStrategies[joueur["strategie"]]
strata = ListeStrategies[adversaire["strategie"]]
etatj = stratj(joueur, adversaire)
etata = strata(adversaire, joueur)
# 1 = avouer
# 0 = nier
if etatj == 0:
if etata == 0:
# nie-nie
ans_prison = (2, 2)
else:
# nie-avoue
ans_prison = (10, 0)
else:
if etata == 0:
# avoue-nie
ans_prison = (0, 10)
else:
# avoue-avoue
ans_prison = (5, 5)
StratsResultats[joueur["strategie"]][0] += 1
StratsResultats[joueur["strategie"]][1] += ans_prison[0]
StratsResultats[adversaire["strategie"]][0] += 1
StratsResultats[adversaire["strategie"]][1] += ans_prison[1]
StratsResultats[joueur["strategie"]][2][Iteration][1] += 1
StratsResultats[joueur["strategie"]][2][Iteration][2] += ans_prison[0]
StratsResultats[adversaire["strategie"]][2][Iteration][1] += 1
StratsResultats[adversaire["strategie"]][2][Iteration][2] += ans_prison[0]
joueur["annees_de_prison"] += ans_prison[0]
adversaire["annees_de_prison"] += ans_prison[1]
return ans_prison
def partie8tours(x,y):
"""
Coord -> NoneType
Effectue huit parties 1v1 entre le joueur et chacun de ses voisins l'un après l'autre
"""
for i in range (-1,2):
for j in range (-1,2): #(i,j) sont les coordonnées de l'adversaire
if (0 <= x+i and x+i < len(Grille)) and (0 <= y+j and y+j < len(Grille[0])) and i != 0 and j != 0:
partie1v1(Grille[x][y], Grille[x+i][y+j])
def partie_globale():
"""
Effectue une partie de huit par joueur
"""
global Grille
for i in range(len(Grille)):
for j in range(len(Grille[0])):
partie8tours(i,j)
# Changement des stratégies
# On parcourt une copie de la grille pour avoir accès aux anciennes stratégies et non pas aux nouvelles adoptées
copie_grille = np.copy(Grille)
for x in range(len(copie_grille)):
for y in range(len(copie_grille[0])):
#(x,y) : joueur dont on va modifier la stratégie, si besoin
min_prison = copie_grille[x][y]["annees_de_prison"]
new_strat = copie_grille[x][y]["strategie"]
for i in range (-1,2):
for j in range (-1,2): #(x+i,y+j) : adversaires autour de (x,y)
if (0 <= x+i and x+i < len(Grille)) and (0 <= y+j and y+j < len(Grille[0])) and i != 0 and j != 0:
if min_prison > copie_grille[x+i][y+j]["annees_de_prison"]:
new_strat = copie_grille[x+i][y+j]["strategie"]
Grille[x][y]["strategie"] = new_strat # on modifie la stratégie du joueur dans la Grille et pas dans la copie
# Réinitialisation du nb d'années de prison
for j in range(len(Grille[0])):
Grille[i][j]['annees_de_prison'] = 0
return Grille
#####################################
### Fonction génératrices de matrices
def matrice_init_vide():
"""
Crée une matrice contenant des dicts vides {}
"""
return [[dict() for x in range(TailleGrilleX)] for y in range(TailleGrilleY)]
def matrice_init_meme_strat():
"""
int -> array
Crée la matrice des joueurs où chacun a la même stratégie
mais commence avec des statuts différents, générés aléatoirement
"""
histo_strat = [StratParDefaut]
matrice = matrice_init_vide()
for i in range(TailleGrilleY):
for j in range(TailleGrilleX):
etat = random.randint(0, 1)
matrice[i][j] = {'etat' : etat, 'strategie' : StratParDefaut, 'annees_de_prison' : 0,\
'historique_strategies' : histo_strat, 'historique_etats' : [etat]}
return matrice
def matrice_init_nie_sauf_un():
"""
int -> array
Crée la matrice des joueurs tel que chaque joueurs
nie, sauf un qui avoue. Chaque joueur à la même
stratégie
"""
histo_strat = [StratParDefaut]
matrice = matrice_init_vide()
for i in range(TailleGrilleY):
for j in range(TailleGrilleX):
matrice[i][j] = {'etat' : 1, 'strategie' : StratParDefaut, 'annees_de_prison' : 0,\
'historique_strategies' : histo_strat, 'historique_etats' : [1]}
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
(matrice[index_aleatoirex][index_aleatoirey])['etat'] = 0
return matrice
def matrice_init_avoue_sauf_un():
"""
int -> array
Créer la matrice des joueurs tel que chaque joueur avoue,
sauf un qui nie. Tous les joueurs ont la même strategie
"""
histo_strat = [StratParDefaut]
matrice = matrice_init_vide()
for i in range(TailleGrilleY):
for j in range(TailleGrilleX):
matrice[i][j] = {'etat' : 0, 'strategie' : StratParDefaut, 'annees_de_prison' : 0,\
'historique_strategies' : histo_strat, 'historique_etats' : [0]}
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
(matrice[index_aleatoirex][index_aleatoirey])['etat'] = 1
return matrice
def matrice_init_equitable():
"""
Crée la matrice des joueurs tel que le probabilité d'apparition de chaque
stratégie est équitable. Les états initiaux de chaque
joueur sont aléatoires.
"""
matrice_strat = np.full((TailleGrilleX, TailleGrilleY), -1, dtype=int)
nb_de_joueurs_de_chaque = int((TailleGrilleX*TailleGrilleY)/len(ListeStrategies))
places_vides = TailleGrilleX*TailleGrilleY
for e in range(len(ListeStrategies)):
count_joueurs = 0
while count_joueurs <= nb_de_joueurs_de_chaque:
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
if matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] != -1:
if places_vides < 1:
break
continue
matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] = e
count_joueurs += 1
places_vides -= 1
for i in range(TailleGrilleY): #on vérifie qu'il n'y a pas d'index vides
for j in range(TailleGrilleX): #si oui, on le rempli avec une strat aléatoire
if matrice_strat[i][j] == -1:
matrice_strat[i][j] = random.randint(0, len(ListeStrategies))
matrice = matrice_init_vide()
for i in range(TailleGrilleY):
for j in range(TailleGrilleX):
etat = random.randint(0, 1)
matrice[i][j] = {'etat' : etat, 'strategie' : matrice_strat[i][j], 'annees_de_prison' : 0,\
'historique_strategies' : [matrice_strat[i][j]], 'historique_etats' : [etat]}
return matrice
def matrice_init_pourcents_choisis():
"""
list[float] -> array
ListePourcents contient des float de 0.0 à 1.0.
Crée la matrice des joueurs tel que le pourcentage de
chaque stratégie est choisi. Les états initiaux sont
choisis aléatoirement.
"""
if (len(ListePourcents) != len(ListeStrategies)):
print("Erreur: matrice_init_pourcents_choisis: liste_pourcent est de taille incorrecte!")
matrice_strat = np.full((TailleGrilleX, TailleGrilleY), -1, dtype=int)
list_nb_joueurs_de_chaque = list()
for i in range(len(ListePourcents)):
list_nb_joueurs_de_chaque.append((TailleGrilleX*TailleGrilleY)*ListePourcents[i])
places_vides = TailleGrilleX*TailleGrilleY
for e in range(len(ListePourcents)):
count_joueurs = 0
while count_joueurs <= list_nb_joueurs_de_chaque[e]:
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
if matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] != -1:
if places_vides < 1:
break
continue
matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] = e
count_joueurs += 1
places_vides -= 1
for i in range(TailleGrilleY): #on vérifie qu'il n'y a pas d'index vides
for j in range(TailleGrilleX): #si oui, on le rempli avec une strat aléatoire
if matrice_strat[i][j] == 0:
matrice_strat[i][j] = random.randint(0, len(ListePourcents))
matrice = matrice_init_vide()
for i in range(TailleGrilleY):
for j in range(TailleGrilleX):
etat = random.randint(0, 1)
matrice[i][j] = {'etat' : etat, 'strategie' : matrice_strat[i][j], 'annees_de_prison' : 0,\
'historique_strategies' : [matrice_strat[i][j]], 'historique_etats' : [etat]}
return matrice
#######################
### Fonction stratégies
def strat_toujours_nier(joueur, adversaire):
"""
Joueur^2 -> int
Index: 0
Toujours nier (coopération)
"""
return 0 # 0 : coop
def strat_toujours_avouer(joueur, adversaire):
"""
Joueur^2 -> int
Index: 1
Toujours avouer (trahir)
"""
return 1 #1 : traître
def strat_altern(joueur, adversaire):
"""
Joueur^2 -> int
Index: 2
Le joueur alterne entre nier et avouer
"""
return 1 - joueur['etat']
def strat_precedent_adversaire(joueur, adversaire):
"""
Joueur^2 -> int
Index: 3
Le joueur avoue/nie si durant la partie locale précédente, son adversaire avait avoué/nié (on utilise l'hisorique des états)
"""
return adversaire['historique_etats'][len(adversaire['historique_etats'])-1] == 0
def strat_principal_adversaire(joueur, adversaire):
"""
Joueur^2 -> int
Index: 4
Le joueur avoue/nie si l’adversaire avait majoritairement avoué/nié durant ses parties précédentes (on utilise l'hisorique des états)
Si aucun état n’est majoritaire, la coopération l’emporte (le joueur nie)
"""
s = 0 # somme des entiers représentant les états
for i in adversaire['historique_etats']:
s += i
if len(adversaire['historique_etats']) == 0:
return 0
elif (s/len(adversaire['historique_etats'])) > 0.5:
return 1
else:
return 0
######################
#INTERFACE GRAPHIQUE UTILISATEUR
######################
# Fonctions pour command
######################
# Initialise la fenetre principale
fenetre=Tk()
# Taille en abscisse de la matrice
X=IntVar(fenetre)
# Taille en ordonnée de la matrice
Y=IntVar(fenetre)
# Strategie definie pour le type 1
Strat=IntVar(fenetre)
# Type de matrice selectionné par l'user
Var_choix=IntVar(fenetre)
# Nombre d'itérations maximum
It=IntVar(fenetre)
def affichage_combobox():
"""
S'il y a eu clic sur le bouton,
on affiche un combobox pour selectionner
la stratégie par défaut voulue
"""
global Strat
Label(fenetre, text="Stratégie n°").grid(row=5, column=0, sticky=E)
Combobox(fenetre, textvariable=Strat, values=(0, 1, 2, 3, 4), width=3).grid(row=5, column=1, sticky=W)
def Interface():
"""
Affiche l'interface graphique utilisateur
qui permet de saisir les paramètres de la
simulation
"""
global X
global Y
global Var_choix
Label(fenetre, text = "Paramétrage des variables").grid(row = 0, columnspan = 2)
Label(fenetre, text = "Saisir la taille de la matrice souhaitée:").grid(row=1, columnspan = 2)
Label(fenetre, text = "X =").grid(row = 2, column = 0, sticky=E)
Entry(fenetre, textvariable = X, width = 3).grid(row = 2, column = 1, sticky = W)
Label(fenetre, text = "Y =").grid(row=3, sticky = E, column=0)
Entry(fenetre, textvariable=Y, width=3).grid(row=3, column=1, sticky = W)
Label(fenetre, text="Choisir le type de la matrice initiale:").grid(row=4, columnspan = 2)
Radiobutton(fenetre, text="Type 1", variable=Var_choix, value=0, command=affichage_combobox).grid(row=5, sticky=W)
Radiobutton(fenetre, text="Type 2", variable=Var_choix, value=1).grid(row=6, sticky=W)
Radiobutton(fenetre, text="Type 3", variable=Var_choix, value=2).grid(row=7, sticky=W)
Radiobutton(fenetre, text="Type 4", variable=Var_choix, value=3, command=saisir_les_pourcentages).grid(row=8, sticky=W)
Label(fenetre, text="Saisir le nombre d'itérations:").grid(row = 14, columnspan=1)
Entry(fenetre, textvariable=It, width=3).grid(row = 14, column=1)
Button(fenetre, text="Continuer", command=init_complete).grid(row=15, column=0)
Button(fenetre, text="Quitter", command=fenetre.quit).grid(row=15, column=1, sticky=W)
fenetre.mainloop()
##############
### Simulation
def init_complete():
"""
Rajoute à ListeStrategies toutes les fonctions stratégies
Rajoute à ListeGenGrille toutes les fonctions de génération de grille
"""
print("Test")
ListeGenGrille.append(matrice_init_meme_strat) # 0
ListeGenGrille.append(matrice_init_nie_sauf_un) # 1
ListeGenGrille.append(matrice_init_avoue_sauf_un) # 2
ListeGenGrille.append(matrice_init_equitable) # 3
ListeGenGrille.append(matrice_init_pourcents_choisis) # 4
ListeStrategies.append(strat_toujours_nier) # 0
ListeStrategies.append(strat_toujours_avouer) # 1
ListeStrategies.append(strat_altern) # 2
ListeStrategies.append(strat_precedent_adversaire) # 3
ListeStrategies.append(strat_principal_adversaire) # 4
global Grille
global StratsResultats
global TailleGrilleX
global TailleGrilleY
TailleGrilleX=X.get()
TailleGrilleY=Y.get()
print(TailleGrilleX)
global TypeGrilleInitiale
TypeGrilleInitiale=Var_choix.get()
global StratParDefaut
StratParDefaut=Strat.get()
global MaxIterations
MaxIterations=It.get()
Grille = gen_matrice_initiale()
for i in range(len(ListeStrategies)):
StratsResultats.append([0, 0, [ [0, 0, 0] ]])
for x in range(TailleGrilleX):
for y in range(TailleGrilleY):
if Grille[x][y]["strategie"] == i:
StratsResultats[i][2][0][0] += 1
simulation()
def simulation():
global Iteration
global HistoriqueGrilles
Iteration = 0
while Iteration <= MaxIterations:
HistoriqueGrilles.append(copy.deepcopy(Grille))
Iteration += 1
for i in range(len(StratsResultats)):
StratsResultats[i][2].append([0, 0, 0])
partie_globale()
print(partie_globale())
for i in range(len(StratsResultats)):
for x in range(TailleGrilleX):
for y in range(TailleGrilleY):
if Grille[x][y]["strategie"] == i:
StratsResultats[i][2][Iteration][0] += 1
return Grille
#init_complete()
"""
def _ext(M):
K = np.ndarray((TailleGrilleX, TailleGrilleY))
for x in range(len(M)):
for y in range(len(M[0])):
K[x][y] = M[x][y]["strategie"]
return K
print(_ext(simulation()))
"""
Interface()