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)

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