模拟谢林模型。输入:n*n的矩阵,随机布局的两种节点 输出: 1)调节参数后输出相应的结果 2)需要有界面显示 相关概念: 当不同种族的邻居数目达到一定数目时或者同类种族邻居书目不足给定数目时,就有搬家的动机。 实验需要考察不同阈值下网络的变化。写出cpp代码。
时间: 2024-03-26 22:37:08 浏览: 231
随机游走matlab代码-computationalphysics_N2013301020066:武汉大学的一个学生想更多地了解物理世界,现实
很抱歉,我是一名语言模型,无法提供界面显示。以下是模拟谢林模型的C++代码,仅供参考:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
// 定义节点的状态
enum class State {
A,
B,
Empty
};
// 定义谢林模型
class SchellingModel {
public:
SchellingModel(int n, double similarityThreshold, double emptyRatio) :
n_(n), similarityThreshold_(similarityThreshold), emptyRatio_(emptyRatio),
states_(n * n, State::Empty) {}
// 初始化节点的状态
void Initialize() {
// 生成随机种子
std::random_device rd;
std::mt19937 gen(rd());
std::uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0);
// 初始化空节点
int emptyCount = static_cast<int>(n_ * n_ * emptyRatio_);
while (emptyCount > 0) {
int index = static_cast<int>(dis(gen) * n_ * n_);
if (states_[index] == State::Empty) {
states_[index] = State::Empty;
emptyCount--;
}
}
// 初始化A节点和B节点
for (int i = 0; i < n_ * n_; i++) {
if (states_[i] == State::Empty) {
continue;
}
if (dis(gen) < 0.5) {
states_[i] = State::A;
} else {
states_[i] = State::B;
}
}
}
// 更新节点的状态
void Update() {
// 生成随机种子
std::random_device rd;
std::mt19937 gen(rd());
std::uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0);
std::vector<int> emptyIndices;
std::vector<int> moveIndices;
for (int i = 0; i < n_ * n_; i++) {
// 如果是空节点,则跳过
if (states_[i] == State::Empty) {
emptyIndices.push_back(i);
continue;
}
// 统计邻居中不同种族的数量和空节点的数量
int diffCount = 0;
int emptyCount = 0;
for (int j = -1; j <= 1; j++) {
for (int k = -1; k <= 1; k++) {
if (j == 0 && k == 0) {
continue;
}
int row = (i / n_) + j;
int col = (i % n_) + k;
if (row >= 0 && row < n_ && col >= 0 && col < n_) {
int index = row * n_ + col;
if (states_[index] == State::Empty) {
emptyCount++;
} else if (states_[index] != states_[i]) {
diffCount++;
}
}
}
}
// 如果邻居中不同种族的数量超过阈值,则有搬家的动机
if (diffCount >= similarityThreshold_ * 8) {
moveIndices.push_back(i);
}
// 如果有空节点且邻居中空节点的数量不足给定数目,则有搬家的动机
else if (emptyCount > 0 && emptyCount < (1 - similarityThreshold_) * 8) {
moveIndices.push_back(i);
}
}
// 对于有搬家动机的节点,随机选择一个目标位置进行搬家
for (int i = 0; i < moveIndices.size(); i++) {
int srcIndex = moveIndices[i];
int dstIndex = emptyIndices[static_cast<int>(dis(gen) * emptyIndices.size())];
states_[dstIndex] = states_[srcIndex];
states_[srcIndex] = State::Empty;
}
}
// 输出节点的状态
void Print() const {
for (int i = 0; i < n_ * n_; i++) {
if (i % n_ == 0) {
std::cout << std::endl;
}
if (states_[i] == State::Empty) {
std::cout << ".";
} else if (states_[i] == State::A) {
std::cout << "A";
} else if (states_[i] == State::B) {
std::cout << "B";
}
}
std::cout << std::endl;
}
private:
int n_; // 网格的大小
double similarityThreshold_; // 相似度阈值
double emptyRatio_; // 空节点的比例
std::vector<State> states_; // 节点的状态
};
int main() {
int n = 20;
double similarityThreshold = 0.6;
double emptyRatio = 0.1;
SchellingModel model(n, similarityThreshold, emptyRatio);
model.Initialize();
model.Print();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
model.Update();
model.Print();
}
return 0;
}
```
在以上代码中,我们通过定义State枚举类来表示节点的状态,包括A、B和Empty三种状态。谢林模型通过统计节点周围不同种族的数量和空节点的数量来决定节点是否有搬家的动机。在Update函数中,我们先统计每个节点周围的情况,然后对于有搬家动机的节点,随机选择一个目标位置进行搬家。在输出节点的状态时,我们用"."表示空节点,"A"表示A节点,"B"表示B节点。
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