import random
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

HMCR = 0.7  # вероятность выбора из гармоник в памяти
PAR = 0.5  # вероятность модификации
BW = 0.04
counter = 0

harmony = [[-37.5, 23],
           [-41, -36],
           [47, -31],
           [49, 11],
           [17, 25]]

n = int(input("Iteration number = "))
dimensions = [[-100, 100],
              [-100, 100]]

res_plot = []

def fitness_function(v):
    return v[0] * v[0] + v[1] * v[1]


while counter < n:
    worst_i = 0  # индекс максимального элемента в старой гармонии (для редактирования элемента списка)
    best_i = 0  # индекс минимального элемента в новой гармонии (для считывания конкретного элемента в списке)
    # т.к. в противном случае будет создаваться ссылка на существующий список

    i1 = np.random.randint(0, len(harmony), size=1)[0]
    X1 = [None] * len(harmony[i1])
    X1_flags = [False] * len(X1)
    for j in range(len(harmony[i1])):
        if random.random() < HMCR:
            X1[j] = harmony[i1][j]
            X1_flags[j] = True
        else:
            U1 = random.random()
            X1[j] = dimensions[j][0] + U1 * (dimensions[j][1] - dimensions[j][0])

    for j in range(len(X1)):
        if X1_flags[j] and random.random() < PAR:
            N1 = np.random.normal()
            u_sign = random.choice([-1, 1])
            X1[j] = X1[j] + u_sign * BW * N1

    # нахождение худшего элемента в старой гармонии
    worst_result = -65000
    for i in range(len(harmony)):
        res = fitness_function(harmony[i])
        if res > worst_result:
            worst_result = res
            worst_i = i

    if fitness_function(X1) < worst_result:
        harmony[worst_i] = X1

    counter += 1
    min_i = -1
    min_result = 65000
    for i in range(len(harmony)):
        res = fitness_function(harmony[i])
        if res < min_result:
            min_result = res
            min_i = i

    print(harmony[min_i])
    res_plot.append(harmony[min_i])
    print(min_result)

plt.plot(res_plot)
plt.ylabel('Best results:')
plt.savefig("harmony.png")