一片𝑚 × 𝑛大小的区域由马路与建筑构成,𝑧 盏坐标分别在(𝑥_𝑖, 𝑦_𝑖 )的路灯会照亮距离 其 1 个单位的十字区域,建筑会阻挡灯光的传播,用Python语言设计计算灯光照亮区域
时间: 2023-05-23 19:01:48 浏览: 55
在这个问题中,我建议使用 Python 的 numpy 和 matplotlib 库来实现。具体步骤如下:
1. 创建一个$m \times n$的矩阵,代表整个区域,矩阵中的元素可以用0和1表示,0代表建筑,1代表马路。
2. 对于每盏路灯,将其坐标转换为矩阵中的下标,将该位置设为2。
3. 遍历整个矩阵,对于每个2,向它的四个方向扩展一格,将扩展到的位置设为3。
4. 继续遍历整个矩阵,如果当前位置是1,则计算它距离最近的一个2的距离,将这个距离作为它的值,并将其设为4。如果当前位置是3,则将其设为2。
5. 最后遍历整个矩阵,将2的值设为0,4的值设为1,并将矩阵中的1和0分别用False和True表示。
6. 使用 matplotlib 库生成图像,灯光照亮区域用红色表示。
下面是实现代码:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def compute_light_area(m, n, lights):
# 创建矩阵
matrix = np.zeros((m, n), dtype=int)
for x, y in lights:
# 将路灯坐标转换为矩阵下标,并将对应位置设为2
i, j = y - 1, x - 1
matrix[i, j] = 2
# 向四个方向扩展
for i in range(m):
for j in range(n):
if matrix[i, j] == 2:
if i > 0 and matrix[i-1, j] == 0:
matrix[i-1, j] = 3
if i < m-1 and matrix[i+1, j] == 0:
matrix[i+1, j] = 3
if j > 0 and matrix[i, j-1] == 0:
matrix[i, j-1] = 3
if j < n-1 and matrix[i, j+1] == 0:
matrix[i, j+1] = 3
# 计算距离
for i in range(m):
for j in range(n):
if matrix[i, j] == 1:
distances = []
for x in range(m):
for y in range(n):
if matrix[x, y] == 2:
distances.append(abs(x-i)+abs(y-j))
matrix[i, j] = min(distances) if distances else np.inf
elif matrix[i, j] == 3:
matrix[i, j] = 2
# 修改值并绘图
matrix[matrix==2] = 0
matrix[matrix==4] = 1
plt.imshow(matrix, cmap='cool', interpolation='nearest')
plt.show()
return matrix
# 示例
lights = [(3, 5), (4, 7), (7, 6)]
compute_light_area(10, 10, lights)