用c生成一個3d self avoiding walk

生成一个三维自避行走（Self-Avoiding Walk, 简称SAW）通常涉及随机游走算法，并在每一步尝试避开之前走过的路径。这在计算机科学中常用于模拟聚合物链的行为，比如DNA的螺旋结构。以下是使用C语言创建一个简单的3D SAW的基本步骤：

1. 定义数据结构：你需要一个表示点（Point）的数据结构，包含x、y和z坐标，以及一个数组来存储已经访问过的点。

typedef struct {
    int x, y, z;
    bool visited;
} Point;

2. 随机步长和方向选择：从初始位置开始，每次随机选择一个正向的移动（+1或-1），并检查新位置是否未访问过。

Point next_step(Point current) {
    int dx[] = {1, -1, 0, 0};
    int dy[] = {0, 0, 1, -1};
    int dz[] = {0, 0, 0, 0};

    int index = rand() % 4; // 随机选择一个方向

    Point new_point = current;
    new_point.x += dx[index];
    new_point.y += dy[index];
    new_point.z += dz[index];

    if (!new_point.visited && is_valid(new_point)) {
        return new_point;
    } else {
        return next_step(current); // 如果新位置不可行，再试一次
    }
}

3. 自避算法：`is_valid`函数用于检查新位置是否与已走过的位置冲突。你可以使用欧几里得距离或最近邻搜索来判断。

bool is_valid(Point point) {
    for (int i = 0; i < walked_points_count; ++i) {
        if (distance(walked_points[i], point) <= 1) { // 如果相邻则冲突
            return false;
        }
    }
    return true;
}

// 计算两点之间的曼哈顿距离
int distance(Point p1, Point p2) {
    return abs(p1.x - p2.x) + abs(p1.y - p2.y) + abs(p1.z - p2.z);
}

4. 实现主循环：生成一系列的步长，直到达到预定的长度或者遇到无法继续的情况。

void generate_walk(int length) {
    Point start = {0, 0, 0}; // 设定初始位置
    walked_points[0] = start;

    while (length > 0) {
        Point new_step = next_step(start);
        start = new_step;
        walked_points[++walked_points_count] = start;
        length--;
    }

    // 可能需要将结果保存到文件或显示出来
}