1 | package agents.anac.y2017.agentf.etc;
|
---|
2 |
|
---|
3 | import java.util.ArrayList;
|
---|
4 | import java.util.Collections;
|
---|
5 | import java.util.HashMap;
|
---|
6 | import java.util.Random;
|
---|
7 |
|
---|
8 | import genius.core.Bid;
|
---|
9 | import genius.core.issue.Issue;
|
---|
10 | import genius.core.issue.Value;
|
---|
11 | import genius.core.list.Tuple;
|
---|
12 | import genius.core.utility.AbstractUtilitySpace;
|
---|
13 |
|
---|
14 | public class bidSearch {
|
---|
15 | private AbstractUtilitySpace utilitySpace;
|
---|
16 | private negotiationInfo negotiationInfo; // 交渉情報
|
---|
17 | private Bid maxBid = null; // 最大効用値Bid
|
---|
18 |
|
---|
19 | private boolean isPrinting = false; // デバッグ用
|
---|
20 |
|
---|
21 | public bidSearch(AbstractUtilitySpace utilitySpace, negotiationInfo negotiationInfo, boolean isPrinting)
|
---|
22 | throws Exception {
|
---|
23 | this.utilitySpace = utilitySpace;
|
---|
24 | this.negotiationInfo = negotiationInfo;
|
---|
25 | this.isPrinting = isPrinting;
|
---|
26 |
|
---|
27 | initMaxBid(); // 最大効用値Bidの初期探索
|
---|
28 | negotiationInfo.setValueRelativeUtility(maxBid); // 相対効用値を導出する
|
---|
29 |
|
---|
30 | if (this.isPrinting) {
|
---|
31 | System.out.println("bidSearch:success");
|
---|
32 | }
|
---|
33 | }
|
---|
34 |
|
---|
35 | // 最大効用値Bidの初期探索(最初は効用空間のタイプが不明であるため,SAを用いて探索する)
|
---|
36 | private void initMaxBid() throws Exception {
|
---|
37 | int tryNum = utilitySpace.getDomain().getIssues().size(); // 試行回数
|
---|
38 | maxBid = utilitySpace.getDomain().getRandomBid(new Random()); // changed
|
---|
39 | for (int i = 0; i < tryNum; i++) {
|
---|
40 | try {
|
---|
41 | do {
|
---|
42 | SimulatedAnnealingSearch(maxBid, 1.0);
|
---|
43 | } while (utilitySpace.getUtility(maxBid) < utilitySpace.getReservationValue());
|
---|
44 | if (utilitySpace.getUtility(maxBid) == 1.0) {
|
---|
45 | break;
|
---|
46 | }
|
---|
47 | } catch (Exception e) {
|
---|
48 | System.out.println("最大効用値Bidの初期探索に失敗しました");
|
---|
49 | e.printStackTrace();
|
---|
50 | }
|
---|
51 | }
|
---|
52 | }
|
---|
53 |
|
---|
54 | // Bidを返す
|
---|
55 | public Bid getBid(Bid baseBid, double threshold, double time) {
|
---|
56 | // Type:Realに対応(暫定版)
|
---|
57 | // for(Issue issue:negotiationInfo.getIssues()) {
|
---|
58 | // switch(issue.getType()) {
|
---|
59 | // case REAL:
|
---|
60 | // try { return (getRandomBid(threshold)); }
|
---|
61 | // catch (Exception e) {
|
---|
62 | // System.out.println("Bidのランダム探索に失敗しました(Real)");
|
---|
63 | // e.printStackTrace();
|
---|
64 | // }
|
---|
65 | // break;
|
---|
66 | // default: break;
|
---|
67 | // }
|
---|
68 | // }
|
---|
69 | // System.out.println("start getBid");
|
---|
70 |
|
---|
71 | // Type:Integer or Discrete
|
---|
72 | try {
|
---|
73 | Bid bid = getBidbyNeighborhoodSearch(baseBid, threshold); // 近傍探索
|
---|
74 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
75 | bid = getBidbyAppropriateSearch(baseBid, threshold);
|
---|
76 | } // 閾値以上の効用値を持つ合意案候補を探索
|
---|
77 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
78 | bid = new Bid(maxBid);
|
---|
79 | } // 探索によって得られたBidがthresholdよりも小さい場合,最大効用値Bidを基準とする
|
---|
80 | if (Math.random() >= time)
|
---|
81 | bid = getConvertBidbyFrequencyList(bid); // FrequencyListに従ってBidのValueを置換する
|
---|
82 | else
|
---|
83 | bid = getConvertBidbyOrdinalScale(bid);
|
---|
84 |
|
---|
85 | return bid;
|
---|
86 | } catch (Exception e) {
|
---|
87 | System.out.println("Bidの探索に失敗しました(Integer or Discrete)");
|
---|
88 | e.printStackTrace();
|
---|
89 | return baseBid;
|
---|
90 | }
|
---|
91 | }
|
---|
92 |
|
---|
93 | // Bidの探索
|
---|
94 | private static int SA_ITERATION = 1;
|
---|
95 |
|
---|
96 | private Bid getBidbyAppropriateSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
97 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
98 | try {
|
---|
99 | // 線形効用空間用の探索
|
---|
100 | if (negotiationInfo.isLinerUtilitySpace()) {
|
---|
101 | bid = relativeUtilitySearch(threshold);
|
---|
102 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
103 | negotiationInfo.utilitySpaceTypeisNonLiner();
|
---|
104 | System.out.println("線形探索に失敗しました。");
|
---|
105 | } // 探索に失敗した場合,非線形効用空間用の探索に切り替える
|
---|
106 | }
|
---|
107 |
|
---|
108 | // 非線形効用空間用の探索
|
---|
109 | if (!negotiationInfo.isLinerUtilitySpace()) {
|
---|
110 | Bid currentBid = null;
|
---|
111 | double currentBidUtil = 0;
|
---|
112 | double min = 1.0;
|
---|
113 | for (int i = 0; i < SA_ITERATION; i++) {
|
---|
114 | currentBid = SimulatedAnnealingSearch(bid, threshold);
|
---|
115 | currentBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
116 | if (currentBidUtil <= min && currentBidUtil >= threshold) {
|
---|
117 | bid = new Bid(currentBid);
|
---|
118 | min = currentBidUtil;
|
---|
119 | }
|
---|
120 | }
|
---|
121 | }
|
---|
122 | } catch (Exception e) {
|
---|
123 | System.out.println("SA探索に失敗しました");
|
---|
124 | System.out.println("Problem with received bid(SA:last):" + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
125 | }
|
---|
126 | return bid;
|
---|
127 | }
|
---|
128 |
|
---|
129 | // 論点ごとに最適化を行う探索
|
---|
130 | private Bid relativeUtilitySearch(double threshold) throws Exception {
|
---|
131 | Bid bid = new Bid(maxBid);
|
---|
132 | double d = threshold - 1.0; // 最大効用値との差
|
---|
133 | double concessionSum = 0.0; // 減らした効用値の和
|
---|
134 | double relativeUtility = 0.0;
|
---|
135 | HashMap<Issue, HashMap<Value, Double>> valueRelativeUtility = negotiationInfo.getValueRelativeUtility();
|
---|
136 | ArrayList<Issue> randomIssues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
137 | Collections.shuffle(randomIssues);
|
---|
138 | ArrayList<Value> randomValues = null;
|
---|
139 | for (Issue issue : randomIssues) {
|
---|
140 | randomValues = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
141 | Collections.shuffle(randomValues);
|
---|
142 | for (Value value : randomValues) {
|
---|
143 | relativeUtility = valueRelativeUtility.get(issue).get(value); // 最大効用値を基準とした相対効用値
|
---|
144 | if (d <= concessionSum + relativeUtility) {
|
---|
145 | bid = bid.putValue(issue.getNumber(), value);
|
---|
146 | concessionSum += relativeUtility;
|
---|
147 | break;
|
---|
148 | }
|
---|
149 | }
|
---|
150 | }
|
---|
151 | return bid;
|
---|
152 | }
|
---|
153 |
|
---|
154 | // ランダム探索
|
---|
155 | // private Bid getRandomBid(double threshold) throws Exception {
|
---|
156 | // HashMap<Integer, Value> values = new HashMap<Integer, Value>(); // pairs
|
---|
157 | // <issuenumber,chosen value string>
|
---|
158 | // ArrayList<Issue> issues=(ArrayList<Issue>)
|
---|
159 | // utilitySpace.getDomain().getIssues(); //changed
|
---|
160 | // Random randomnr= new Random();
|
---|
161 |
|
---|
162 | // Bid bid=null;
|
---|
163 | // do {
|
---|
164 | // for(Issue lIssue:issues)
|
---|
165 | // {
|
---|
166 | // switch(lIssue.getType()) {
|
---|
167 | // case DISCRETE:
|
---|
168 | // IssueDiscrete lIssueDiscrete = (IssueDiscrete)lIssue;
|
---|
169 | // int optionIndex=randomnr.nextInt(lIssueDiscrete.getNumberOfValues());
|
---|
170 | // values.put(lIssue.getNumber(), lIssueDiscrete.getValue(optionIndex));
|
---|
171 | // break;
|
---|
172 | // case REAL:
|
---|
173 | // IssueReal lIssueReal = (IssueReal)lIssue;
|
---|
174 | // int optionInd =
|
---|
175 | // randomnr.nextInt(lIssueReal.getNumberOfDiscretizationSteps()-1);
|
---|
176 | // values.put(lIssueReal.getNumber(), new
|
---|
177 | // ValueReal(lIssueReal.getLowerBound() +
|
---|
178 | // (lIssueReal.getUpperBound()-lIssueReal.getLowerBound())*(double)(optionInd)/(double)(lIssueReal.getNumberOfDiscretizationSteps())));
|
---|
179 | // break;
|
---|
180 | // case INTEGER:
|
---|
181 | // IssueInteger lIssueInteger = (IssueInteger)lIssue;
|
---|
182 | // int optionIndex2 = lIssueInteger.getLowerBound() +
|
---|
183 | // randomnr.nextInt(lIssueInteger.getUpperBound()-lIssueInteger.getLowerBound());
|
---|
184 | // values.put(lIssueInteger.getNumber(), new ValueInteger(optionIndex2));
|
---|
185 | // break;
|
---|
186 | // default: throw new Exception("issue type "+lIssue.getType()+" not
|
---|
187 | // supported by Atlas3");
|
---|
188 | // }
|
---|
189 | // }
|
---|
190 | // bid=new Bid(utilitySpace.getDomain(),values);
|
---|
191 | // } while (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold);
|
---|
192 |
|
---|
193 | // return bid;
|
---|
194 | // }
|
---|
195 |
|
---|
196 | // SA
|
---|
197 | static double START_TEMPERATURE = 1.0; // 開始温度
|
---|
198 | static double END_TEMPERATURE = 0.0001; // 終了温度
|
---|
199 | static double COOL = 0.999; // 冷却度
|
---|
200 | static int STEP = 1;// 変更する幅
|
---|
201 | static int STEP_NUM = 1; // 変更する回数
|
---|
202 |
|
---|
203 | private Bid SimulatedAnnealingSearch(Bid baseBid, double threshold) throws Exception {
|
---|
204 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 初期解の生成
|
---|
205 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
206 | Bid nextBid = null; // 評価Bid
|
---|
207 | double nextBidUtil = 0.0;
|
---|
208 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
209 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
210 | double p; // 遷移確率
|
---|
211 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
212 | double currentTemperature = START_TEMPERATURE; // 現在の温度
|
---|
213 | double newCost = 1.0;
|
---|
214 | double currentCost = 1.0;
|
---|
215 | ArrayList<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
216 |
|
---|
217 | while (currentTemperature > END_TEMPERATURE) { // 温度が十分下がるまでループ
|
---|
218 | nextBid = new Bid(currentBid); // next_bidを初期化
|
---|
219 | for (int i = 0; i < STEP_NUM; i++) { // 近傍のBidを取得する
|
---|
220 | int issueIndex = randomnr.nextInt(issues.size()); // 論点をランダムに指定
|
---|
221 | Issue issue = issues.get(issueIndex); // 指定したindexのissue
|
---|
222 | ArrayList<Value> values = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
223 | int valueIndex = randomnr.nextInt(values.size()); // 取り得る値の範囲でランダムに指定
|
---|
224 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(), values.get(valueIndex));
|
---|
225 | nextBidUtil = utilitySpace.getUtility(nextBid);
|
---|
226 | if (maxBid == null || nextBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) {
|
---|
227 | maxBid = new Bid(nextBid);
|
---|
228 | } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
229 | }
|
---|
230 |
|
---|
231 | newCost = Math.abs(threshold - nextBidUtil);
|
---|
232 | currentCost = Math.abs(threshold - currenBidUtil);
|
---|
233 | p = Math.exp(-Math.abs(newCost - currentCost) / currentTemperature);
|
---|
234 | if (newCost < currentCost || p > randomnr.nextDouble()) {
|
---|
235 | currentBid = new Bid(nextBid); // Bidの更新
|
---|
236 | currenBidUtil = nextBidUtil;
|
---|
237 | }
|
---|
238 |
|
---|
239 | // 更新
|
---|
240 | if (currenBidUtil >= threshold) {
|
---|
241 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
242 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
243 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
244 | } else {
|
---|
245 | if (currenBidUtil < targetBidUtil) {
|
---|
246 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
247 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
248 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
249 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil) {
|
---|
250 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
251 | }
|
---|
252 | }
|
---|
253 | }
|
---|
254 | currentTemperature = currentTemperature * COOL; // 温度を下げる
|
---|
255 | }
|
---|
256 |
|
---|
257 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
258 | return new Bid(baseBid);
|
---|
259 | } // 境界値より大きな効用値を持つBidが見つからなかったときは,baseBidを返す
|
---|
260 | else {
|
---|
261 | return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size())));
|
---|
262 | } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
263 | }
|
---|
264 |
|
---|
265 | // 近傍探索によるBidの探索
|
---|
266 | private static int NEAR_ITERATION = 1;
|
---|
267 |
|
---|
268 | private Bid getBidbyNeighborhoodSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
269 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
270 | try {
|
---|
271 | for (int i = 0; i < NEAR_ITERATION; i++) {
|
---|
272 | bid = NeighborhoodSearch(bid, threshold);
|
---|
273 | }
|
---|
274 | } catch (Exception e) {
|
---|
275 | System.out.println("近傍探索に失敗しました");
|
---|
276 | System.out.println("Problem with received bid(Near:last):" + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
277 | }
|
---|
278 | return bid;
|
---|
279 | }
|
---|
280 |
|
---|
281 | // 近傍探索
|
---|
282 | private Bid NeighborhoodSearch(Bid baseBid, double threshold) throws Exception {
|
---|
283 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 現在のBid
|
---|
284 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
285 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
286 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
287 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
288 | ArrayList<Value> values = null;
|
---|
289 | ArrayList<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
290 |
|
---|
291 | // 全数探索?
|
---|
292 | for (Issue issue : issues) {
|
---|
293 | values = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
294 | for (Value value : values) {
|
---|
295 | // ここ代入しなくて良い?
|
---|
296 | currentBid.putValue(issue.getNumber(), value); // 近傍のBidを求める
|
---|
297 | currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
298 | if (maxBid == null || currenBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) {
|
---|
299 | maxBid = new Bid(currentBid);
|
---|
300 | } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
301 | // 更新
|
---|
302 | if (currenBidUtil >= threshold) {
|
---|
303 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
304 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
305 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
306 | } else {
|
---|
307 | if (currenBidUtil < targetBidUtil) {
|
---|
308 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
309 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
310 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
311 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil) {
|
---|
312 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
313 | }
|
---|
314 | }
|
---|
315 | }
|
---|
316 | }
|
---|
317 | currentBid = new Bid(baseBid); // base_bidにリセットする
|
---|
318 | }
|
---|
319 |
|
---|
320 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
321 | return new Bid(baseBid);
|
---|
322 | } // 境界値より大きな効用値を持つBidが見つからなかったときは,baseBidを返す
|
---|
323 | else {
|
---|
324 | return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size())));
|
---|
325 | } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
326 | }
|
---|
327 |
|
---|
328 | // 頻度行列に基づきBidを改良する
|
---|
329 | // 各issueについて、頻度が最大のものを調べて
|
---|
330 | // その効用値がbaseBidのものより大きかったら置換する。
|
---|
331 | private Bid getConvertBidbyFrequencyList(Bid baseBid) {
|
---|
332 | try {
|
---|
333 | Bid currentBid = new Bid(baseBid);
|
---|
334 | ArrayList<Object> randomOrderOpponents = negotiationInfo.getOpponents();
|
---|
335 | Collections.shuffle(randomOrderOpponents); // ランダムに並び替える(毎回同じ順番で評価した場合,出現数が同値の場合に返却値が偏るため)
|
---|
336 |
|
---|
337 | // for(Object sender:randomOrderOpponents){
|
---|
338 | ArrayList<Issue> randomOrderIssues = (ArrayList<Issue>) utilitySpace.getDomain().getIssues(); // changed
|
---|
339 | Collections.shuffle(randomOrderIssues); // ランダムに並び替える
|
---|
340 | for (Issue issue : randomOrderIssues) {
|
---|
341 | Bid nextBid = new Bid(currentBid);
|
---|
342 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(), negotiationInfo.getValuebyAllFrequencyList(issue)); // 頻出valueを優先してセットする
|
---|
343 | // nextBid.setValue(issue.getNumber(),
|
---|
344 | // negotiationInfo.getValuebyFrequencyList(sender, issue)); //
|
---|
345 | // 頻出valueを優先してセットする
|
---|
346 | if (utilitySpace.getUtility(nextBid) >= utilitySpace.getUtility(currentBid)) {
|
---|
347 | currentBid = new Bid(nextBid);
|
---|
348 | }
|
---|
349 | }
|
---|
350 | // }
|
---|
351 | return currentBid;
|
---|
352 | } catch (Exception e) {
|
---|
353 | System.out.println("頻度行列に基づくBidの改良に失敗しました");
|
---|
354 | e.printStackTrace();
|
---|
355 | return baseBid;
|
---|
356 | }
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357 | }
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358 |
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359 | private Bid getConvertBidbyOrdinalScale(Bid baseBid) {
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360 | Bid currentBid = new Bid(baseBid);
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361 | HashMap<Issue, ArrayList<Tuple<Value, Integer>>> issues = negotiationInfo.getValueOrdinalScale();
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362 | Random rand = new Random();
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363 | for (Issue issue : negotiationInfo.getIssues()) {
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364 | // バグるかも
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365 | // ArrayList<Tuple<Value, Integer>> randomOrderIssues = new
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---|
366 | // ArrayList<>(issues.get(issue)); //changed
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367 | // Collections.shuffle(randomOrderIssues); // ランダムに並び替える
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368 | // for(Tuple<Value,Integer> tuple: randomOrderIssues){
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369 | int i = 0;
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---|
370 | if (issues.get(issue).size() == 0)
|
---|
371 | continue;
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---|
372 | int size = rand.nextInt(issues.get(issue).size());
|
---|
373 | for (Tuple<Value, Integer> tuple : issues.get(issue)) {
|
---|
374 | Bid nextBid = new Bid(currentBid);
|
---|
375 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(), tuple.get1());
|
---|
376 | if (utilitySpace.getUtility(nextBid) >= utilitySpace.getUtility(currentBid)) {
|
---|
377 | currentBid = new Bid(nextBid);
|
---|
378 | }
|
---|
379 | if (i >= size)
|
---|
380 | break;
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---|
381 | i++;
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382 | }
|
---|
383 | }
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384 | return currentBid;
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---|
385 | }
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386 |
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387 | // Bidにおける重要論点一覧を返す
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388 | // public ArrayList<Issue> criticalIssue(Bid baseBid) throws Exception {
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389 | // Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 現在のBid
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390 | // ArrayList<Issue> criticalIssues = new ArrayList<Issue>(); //
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391 | // Bidにおける重要論点一覧
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392 | // ArrayList<Value> values = null;
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393 | // ArrayList<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
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394 | //
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395 | // for (Issue issue:issues) {
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396 | // values = negotiationInfo.getValues(issue);
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397 | // for (Value value:values) {
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398 | // currentBid = currentBid.putValue(issue.getNumber(), value); // 近傍のBidを求める
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399 | // if(utilitySpace.getUtility(currentBid) !=
|
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400 | // utilitySpace.getUtility(baseBid)){
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401 | // criticalIssues.add(issue);
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402 | // break;
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403 | // }
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404 | // }
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405 | // // baseBidにリセットする
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406 | // currentBid = new Bid(baseBid);
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407 | // }
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408 | // return criticalIssues;
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409 | // }
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410 | } |
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