cpa食肉植物算法python代码
时间: 2023-09-18 09:14:27 浏览: 39
CPA算法是一种基于植物形态学的算法,用于模拟植物的生长过程。下面是用Python实现的CPA算法代码示例:
```python
import random
import math
class Node:
def __init__(self, pos, parent=None):
self.pos = pos
self.parent = parent
self.children = []
def add_child(self, child):
self.children.append(child)
class CPA:
def __init__(self, n, r, l, w):
self.n = n
self.r = r
self.l = l
self.w = w
self.root = Node((0, 0, 0))
self.nodes = [self.root]
def run(self):
for i in range(self.n):
node = self.select_node()
child = self.create_child(node)
self.nodes.append(child)
node.add_child(child)
def select_node(self):
r = random.uniform(0, 1)
l = self.l
for node in self.nodes:
d = self.distance(node, self.root)
if d > 0:
p = self.w * math.exp(-l * d)
if r < p:
return node
return self.root
def create_child(self, node):
r = random.uniform(0, 1)
phi = random.uniform(0, math.pi)
theta = random.uniform(0, 2 * math.pi)
x = self.r * math.sin(phi) * math.cos(theta)
y = self.r * math.sin(phi) * math.sin(theta)
z = self.r * math.cos(phi)
pos = (node.pos[0] + x, node.pos[1] + y, node.pos[2] + z)
child = Node(pos, node)
return child
def distance(self, node1, node2):
dx = node1.pos[0] - node2.pos[0]
dy = node1.pos[1] - node2.pos[1]
dz = node1.pos[2] - node2.pos[2]
return math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz)
if __name__ == '__main__':
cpa = CPA(100, 0.1, 0.1, 0.1)
cpa.run()
print(len(cpa.nodes))
```
其中,Node类表示一个节点,包含节点的位置、父节点和子节点列表;CPA类表示CPA算法,包含节点数目n、半径r、长度l和权重w等参数,以及根节点root和节点列表nodes;select_node方法实现节点选择过程,根据节点与根节点的距离和权重计算选择概率;create_child方法实现节点扩展过程,根据随机生成的球面坐标计算新节点位置;distance方法计算两个节点之间的距离;run方法运行CPA算法,并输出节点数目。