1 | package agents.anac.y2019.agentgp.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 list.Tuple;
|
---|
9 | import genius.core.list.Tuple;
|
---|
10 | import genius.core.Bid;
|
---|
11 | import genius.core.issue.Issue;
|
---|
12 | import genius.core.issue.Value;
|
---|
13 | import genius.core.utility.AbstractUtilitySpace;
|
---|
14 |
|
---|
15 |
|
---|
16 | public class BidSearch
|
---|
17 | {
|
---|
18 | private AbstractUtilitySpace utilitySpace;
|
---|
19 | private NegotiationInfo negotiationInfo; // 交渉情報
|
---|
20 | private Bid maxBid = null; // 最大効用値Bid
|
---|
21 |
|
---|
22 | private boolean isPrinting = false; // デバッグ用
|
---|
23 |
|
---|
24 | public BidSearch(AbstractUtilitySpace utilitySpace, NegotiationInfo negotiationInfo, boolean isPrinting) throws Exception {
|
---|
25 | this.utilitySpace = utilitySpace;
|
---|
26 | this.negotiationInfo = negotiationInfo;
|
---|
27 | this.isPrinting = isPrinting;
|
---|
28 |
|
---|
29 | initMaxBid(); // 最大効用値Bidの初期探索
|
---|
30 | negotiationInfo.setValueRelativeUtility(maxBid); // 相対効用値を導出する
|
---|
31 |
|
---|
32 | if(this.isPrinting){ System.out.println("BidSearch:success"); }
|
---|
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{ SimulatedAnnealingSearch(maxBid, 1.0);
|
---|
42 | } while (utilitySpace.getUtility(maxBid) < utilitySpace.getReservationValue());
|
---|
43 | if(utilitySpace.getUtility(maxBid) == 1.0){
|
---|
44 | break;
|
---|
45 | }
|
---|
46 | } catch (Exception e) {
|
---|
47 | System.out.println("最大効用値Bidの初期探索に失敗しました");
|
---|
48 | e.printStackTrace();
|
---|
49 | }
|
---|
50 | }
|
---|
51 | }
|
---|
52 |
|
---|
53 | // Bidを返す
|
---|
54 | public Bid getBid(Bid baseBid, double threshold, double time) {
|
---|
55 | // Type:Realに対応(暫定版)
|
---|
56 | //for(Issue issue:NegotiationInfo.getIssues()) {
|
---|
57 | // switch(issue.getType()) {
|
---|
58 | // case REAL:
|
---|
59 | // try { return (getRandomBid(threshold)); }
|
---|
60 | // catch (Exception e) {
|
---|
61 | // System.out.println("Bidのランダム探索に失敗しました(Real)");
|
---|
62 | // e.printStackTrace();
|
---|
63 | // }
|
---|
64 | // break;
|
---|
65 | // default: break;
|
---|
66 | // }
|
---|
67 | //}
|
---|
68 | //System.out.println("start getBid");
|
---|
69 |
|
---|
70 | // Type:Integer or Discrete
|
---|
71 | try {
|
---|
72 | Bid bid = getBidbyNeighborhoodSearch(baseBid, threshold); // 近傍探索
|
---|
73 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold){ bid = getBidbyAppropriateSearch(baseBid, threshold); } // 閾値以上の効用値を持つ合意案候補を探索
|
---|
74 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) { bid = new Bid(maxBid); } // 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
|
---|
75 | if(Math.random() >= time)
|
---|
76 | bid = getConvertBidbyFrequencyList(bid); // FrequencyListに従ってBidのValueを置換する
|
---|
77 | else
|
---|
78 | bid = getConvertBidbyOrdinalScale(bid);
|
---|
79 |
|
---|
80 | return bid;
|
---|
81 | } catch (Exception e) {
|
---|
82 | System.out.println("Bidの探索に失敗しました(Integer or Discrete)");
|
---|
83 | e.printStackTrace();
|
---|
84 | return baseBid;
|
---|
85 | }
|
---|
86 | }
|
---|
87 |
|
---|
88 | // Bidの探索
|
---|
89 | private static int SA_ITERATION = 1;
|
---|
90 | private Bid getBidbyAppropriateSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
91 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
92 | try {
|
---|
93 | // 線形効用空間用の探索
|
---|
94 | if(negotiationInfo.isLinerUtilitySpace()){
|
---|
95 | bid = relativeUtilitySearch(threshold);
|
---|
96 | if(utilitySpace.getUtility(bid) < threshold){
|
---|
97 | negotiationInfo.utilitySpaceTypeisNonLiner();
|
---|
98 | System.out.println("線形探索に失敗しました。");
|
---|
99 | } // 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
|
---|
100 | }
|
---|
101 |
|
---|
102 | // 非線形効用空間用の探索
|
---|
103 | if(!negotiationInfo.isLinerUtilitySpace()){
|
---|
104 | Bid currentBid = null;
|
---|
105 | double currentBidUtil = 0;
|
---|
106 | double min = 1.0;
|
---|
107 | for (int i = 0; i < SA_ITERATION; i++) {
|
---|
108 | currentBid = SimulatedAnnealingSearch(bid, threshold);
|
---|
109 | currentBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
110 | if (currentBidUtil <= min && currentBidUtil >= threshold) {
|
---|
111 | bid = new Bid(currentBid);
|
---|
112 | min = currentBidUtil;
|
---|
113 | }
|
---|
114 | }
|
---|
115 | }
|
---|
116 | } catch (Exception e) {
|
---|
117 | System.out.println("SA探索に失敗しました");
|
---|
118 | System.out.println("Problem with received bid(SA:last):" + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
119 | }
|
---|
120 | return bid;
|
---|
121 | }
|
---|
122 |
|
---|
123 | // 論点ごとに最適化を行う探索
|
---|
124 | private Bid relativeUtilitySearch(double threshold) throws Exception{
|
---|
125 | Bid bid = new Bid(maxBid);
|
---|
126 | double d = threshold - 1.0; // 最大効用値との差
|
---|
127 | double concessionSum = 0.0; // 減らした効用値の和
|
---|
128 | double relativeUtility = 0.0;
|
---|
129 | HashMap<Issue, HashMap<Value, Double>> valueRelativeUtility = negotiationInfo.getValueRelativeUtility();
|
---|
130 | ArrayList<Issue> randomIssues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
131 | Collections.shuffle(randomIssues);
|
---|
132 | ArrayList<Value> randomValues = null;
|
---|
133 | for(Issue issue:randomIssues){
|
---|
134 | randomValues = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
135 | Collections.shuffle(randomValues);
|
---|
136 | for(Value value:randomValues){
|
---|
137 | relativeUtility = valueRelativeUtility.get(issue).get(value); // 最大効用値を基準とした相対効用値
|
---|
138 | if(d <= concessionSum + relativeUtility){
|
---|
139 | bid = bid.putValue(issue.getNumber(), value);
|
---|
140 | concessionSum += relativeUtility;
|
---|
141 | break;
|
---|
142 | }
|
---|
143 | }
|
---|
144 | }
|
---|
145 | return bid;
|
---|
146 | }
|
---|
147 |
|
---|
148 | // ランダム探索
|
---|
149 | //private Bid getRandomBid(double threshold) throws Exception {
|
---|
150 | // HashMap<Integer, Value> values = new HashMap<Integer, Value>(); // pairs <issuenumber,chosen value string>
|
---|
151 | // ArrayList<Issue> issues=(ArrayList<Issue>) utilitySpace.getDomain().getIssues(); //changed
|
---|
152 | // Random randomnr= new Random();
|
---|
153 |
|
---|
154 | // Bid bid=null;
|
---|
155 | // do {
|
---|
156 | // for(Issue lIssue:issues)
|
---|
157 | // {
|
---|
158 | // switch(lIssue.getType()) {
|
---|
159 | // case DISCRETE:
|
---|
160 | // IssueDiscrete lIssueDiscrete = (IssueDiscrete)lIssue;
|
---|
161 | // int optionIndex=randomnr.nextInt(lIssueDiscrete.getNumberOfValues());
|
---|
162 | // values.put(lIssue.getNumber(), lIssueDiscrete.getValue(optionIndex));
|
---|
163 | // break;
|
---|
164 | // case REAL:
|
---|
165 | // IssueReal lIssueReal = (IssueReal)lIssue;
|
---|
166 | // int optionInd = randomnr.nextInt(lIssueReal.getNumberOfDiscretizationSteps()-1);
|
---|
167 | // values.put(lIssueReal.getNumber(), new ValueReal(lIssueReal.getLowerBound() + (lIssueReal.getUpperBound()-lIssueReal.getLowerBound())*(double)(optionInd)/(double)(lIssueReal.getNumberOfDiscretizationSteps())));
|
---|
168 | // break;
|
---|
169 | // case INTEGER:
|
---|
170 | // IssueInteger lIssueInteger = (IssueInteger)lIssue;
|
---|
171 | // int optionIndex2 = lIssueInteger.getLowerBound() + randomnr.nextInt(lIssueInteger.getUpperBound()-lIssueInteger.getLowerBound());
|
---|
172 | // values.put(lIssueInteger.getNumber(), new ValueInteger(optionIndex2));
|
---|
173 | // break;
|
---|
174 | // default: throw new Exception("issue type "+lIssue.getType()+" not supported by Atlas3");
|
---|
175 | // }
|
---|
176 | // }
|
---|
177 | // bid=new Bid(utilitySpace.getDomain(),values);
|
---|
178 | // } while (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold);
|
---|
179 |
|
---|
180 | // return bid;
|
---|
181 | //}
|
---|
182 |
|
---|
183 | // SA
|
---|
184 | static double START_TEMPERATURE = 1.0; // 開始温度
|
---|
185 | static double END_TEMPERATURE = 0.0001; // 終了温度
|
---|
186 | static double COOL = 0.999; // 冷却度
|
---|
187 | static int STEP = 1;// 変更する幅
|
---|
188 | static int STEP_NUM = 1; // 変更する回数
|
---|
189 | private Bid SimulatedAnnealingSearch(Bid baseBid, double threshold) throws Exception
|
---|
190 | {
|
---|
191 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 初期解の生成
|
---|
192 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
193 | Bid nextBid = null; // 評価Bid
|
---|
194 | double nextBidUtil = 0.0;
|
---|
195 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
196 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
197 | double p; // 遷移確率
|
---|
198 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
199 | double currentTemperature = START_TEMPERATURE; // 現在の温度
|
---|
200 | double newCost = 1.0;
|
---|
201 | double currentCost = 1.0;
|
---|
202 | ArrayList<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
203 |
|
---|
204 | while (currentTemperature > END_TEMPERATURE) { // 温度が十分下がるまでループ
|
---|
205 | nextBid = new Bid(currentBid); // next_bidを初期化
|
---|
206 | for (int i = 0; i < STEP_NUM; i++) { // 近傍のBidを取得する
|
---|
207 | int issueIndex = randomnr.nextInt(issues.size()); // 論点をランダムに指定
|
---|
208 | Issue issue = issues.get(issueIndex); // 指定したindexのissue
|
---|
209 | ArrayList<Value> values = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
210 | int valueIndex = randomnr.nextInt(values.size()); // 取り得る値の範囲でランダムに指定
|
---|
211 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(), values.get(valueIndex));
|
---|
212 | nextBidUtil = utilitySpace.getUtility(nextBid);
|
---|
213 | if (maxBid == null || nextBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) { maxBid = new Bid(nextBid); } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
214 | }
|
---|
215 |
|
---|
216 | newCost = Math.abs(threshold - nextBidUtil);
|
---|
217 | currentCost = Math.abs(threshold - currenBidUtil);
|
---|
218 | p = Math.exp(-Math.abs(newCost - currentCost) / currentTemperature);
|
---|
219 | if (newCost < currentCost || p > randomnr.nextDouble()) {
|
---|
220 | currentBid = new Bid(nextBid); // Bidの更新
|
---|
221 | currenBidUtil = nextBidUtil;
|
---|
222 | }
|
---|
223 |
|
---|
224 | // 更新
|
---|
225 | if (currenBidUtil >= threshold){
|
---|
226 | if(targetBids.size() == 0){
|
---|
227 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
228 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
229 | } else{
|
---|
230 | if(currenBidUtil < targetBidUtil){
|
---|
231 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
232 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
233 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
234 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil){
|
---|
235 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
236 | }
|
---|
237 | }
|
---|
238 | }
|
---|
239 | currentTemperature = currentTemperature * COOL; // 温度を下げる
|
---|
240 | }
|
---|
241 |
|
---|
242 | if (targetBids.size() == 0) { return new Bid(baseBid); } // 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
|
---|
243 | else { return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size()))); } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
244 | }
|
---|
245 |
|
---|
246 | // 近傍探索によるBidの探索
|
---|
247 | private static int NEAR_ITERATION = 1;
|
---|
248 | private Bid getBidbyNeighborhoodSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
249 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
250 | try { for (int i = 0; i < NEAR_ITERATION; i++) { bid = NeighborhoodSearch(bid, threshold); } }
|
---|
251 | catch (Exception e) {
|
---|
252 | System.out.println("近傍探索に失敗しました");
|
---|
253 | System.out.println("Problem with received bid(Near:last):" + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
254 | }
|
---|
255 | return bid;
|
---|
256 | }
|
---|
257 |
|
---|
258 | // 近傍探索
|
---|
259 | private Bid NeighborhoodSearch(Bid baseBid, double threshold) throws Exception {
|
---|
260 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 現在のBid
|
---|
261 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
262 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
263 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
264 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
265 | ArrayList<Value> values = null;
|
---|
266 | ArrayList<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
267 |
|
---|
268 | //全数探索?
|
---|
269 | for (Issue issue:issues) {
|
---|
270 | values = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
271 | for (Value value:values) {
|
---|
272 | //ここ代入しなくて良い?
|
---|
273 | currentBid.putValue(issue.getNumber(), value); // 近傍のBidを求める
|
---|
274 | currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
275 | if (maxBid == null || currenBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) { maxBid = new Bid(currentBid); } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
276 | // 更新
|
---|
277 | if (currenBidUtil >= threshold){
|
---|
278 | if(targetBids.size() == 0){
|
---|
279 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
280 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
281 | } else{
|
---|
282 | if(currenBidUtil < targetBidUtil){
|
---|
283 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
284 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
285 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
286 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil){
|
---|
287 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
288 | }
|
---|
289 | }
|
---|
290 | }
|
---|
291 | }
|
---|
292 | currentBid = new Bid(baseBid); // base_bidにリセットする
|
---|
293 | }
|
---|
294 |
|
---|
295 | if (targetBids.size() == 0) { return new Bid(baseBid); } // 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
|
---|
296 | else { return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size()))); } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
297 | }
|
---|
298 |
|
---|
299 | // 頻度行列に基づきBidを改良する
|
---|
300 | //各issueについて、頻度が最大のものを調べて
|
---|
301 | //その効用値がbaseBidのものより大きかったら置換する。
|
---|
302 | private Bid getConvertBidbyFrequencyList(Bid baseBid) {
|
---|
303 | try {
|
---|
304 | Bid currentBid = new Bid(baseBid);
|
---|
305 | ArrayList<Object> randomOrderOpponents = negotiationInfo.getOpponents();
|
---|
306 | 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)
|
---|
307 |
|
---|
308 | // for(Object sender:randomOrderOpponents){
|
---|
309 | ArrayList<Issue> randomOrderIssues = (ArrayList<Issue>) utilitySpace.getDomain().getIssues(); //changed
|
---|
310 | Collections.shuffle(randomOrderIssues); // ランダムに並び替える
|
---|
311 | for (Issue issue:randomOrderIssues) {
|
---|
312 | Bid nextBid = new Bid(currentBid);
|
---|
313 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(), negotiationInfo.getValuebyAllFrequencyList(issue)); // 頻出valueを優先してセットする
|
---|
314 | // nextBid.setValue(issue.getNumber(), NegotiationInfo.getValuebyFrequencyList(sender, issue)); // 頻出valueを優先してセットする
|
---|
315 | if(utilitySpace.getUtility(nextBid) >= utilitySpace.getUtility(currentBid)){ currentBid = new Bid(nextBid); }
|
---|
316 | }
|
---|
317 | // }
|
---|
318 | return currentBid;
|
---|
319 | } catch (Exception e) {
|
---|
320 | System.out.println("頻度行列に基づくBidの改良に失敗しました");
|
---|
321 | e.printStackTrace();
|
---|
322 | return baseBid;
|
---|
323 | }
|
---|
324 | }
|
---|
325 |
|
---|
326 | private Bid getConvertBidbyOrdinalScale(Bid baseBid) {
|
---|
327 | Bid currentBid = new Bid(baseBid);
|
---|
328 | HashMap<Issue, ArrayList<Tuple<Value,Integer>>> issues = negotiationInfo.getValueOrdinalScale();
|
---|
329 | Random rand = new Random();
|
---|
330 | for(Issue issue: negotiationInfo.getIssues()){
|
---|
331 | //バグるかも
|
---|
332 | //ArrayList<Tuple<Value, Integer>> randomOrderIssues = new ArrayList<>(issues.get(issue)); //changed
|
---|
333 | //Collections.shuffle(randomOrderIssues); // ランダムに並び替える
|
---|
334 | //for(Tuple<Value,Integer> tuple: randomOrderIssues){
|
---|
335 | int i = 0;
|
---|
336 | if(issues.get(issue).size() == 0)
|
---|
337 | continue;
|
---|
338 | int size = rand.nextInt(issues.get(issue).size());
|
---|
339 | for(Tuple<Value,Integer> tuple: issues.get(issue)){
|
---|
340 | Bid nextBid = new Bid(currentBid);
|
---|
341 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(), tuple.get1());
|
---|
342 | if(utilitySpace.getUtility(nextBid) >= utilitySpace.getUtility(currentBid)){
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343 | currentBid = new Bid(nextBid);
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344 | }
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345 | if(i >= size)
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346 | break;
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347 | i++;
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348 | }
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349 | }
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350 | return currentBid;
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351 | }
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352 |
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353 | // Bidにおける重要論点一覧を返す
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354 | //public ArrayList<Issue> criticalIssue(Bid baseBid) throws Exception {
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355 | // Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 現在のBid
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356 | // ArrayList<Issue> criticalIssues = new ArrayList<Issue>(); // Bidにおける重要論点一覧
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357 | // ArrayList<Value> values = null;
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358 | // ArrayList<Issue> issues = NegotiationInfo.getIssues();
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359 | //
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360 | // for (Issue issue:issues) {
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361 | // values = NegotiationInfo.getValues(issue);
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362 | // for (Value value:values) {
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363 | // currentBid = currentBid.putValue(issue.getNumber(), value); // 近傍のBidを求める
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364 | // if(utilitySpace.getUtility(currentBid) != utilitySpace.getUtility(baseBid)){
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365 | // criticalIssues.add(issue);
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366 | // break;
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367 | // }
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368 | // }
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369 | // // baseBidにリセットする
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370 | // currentBid = new Bid(baseBid);
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371 | // }
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372 | // return criticalIssues;
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373 | //}
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374 | }
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