C++实现二维捕食者-被捕食者模拟：蚂蚁与狮蚁

在这个面向对象程序设计的实验中，学生林佳龙在教师熊风光的指导下，利用C++语言创建了一个二维的“捕食者-被捕食者”模拟程序。实验背景设定在一个20×20的网格世界中，捕食者是狮蚁（doodlebug），被捕食者是蚂蚁（ant）。整个系统的核心是模拟两种生物的生存策略和相互作用。 实验目的是通过实际编程来加深对封装、继承和多态等面向对象编程思想的理解和应用。学生需要编写清晰、符合C++语言规范的代码，实现以下功能： 1. 封装：将蚂蚁和狮蚁的行为规则分别封装为类，如Ant类和Doodlebug类，包含私有数据成员和公共方法，如移动(Move)、繁殖(Breed)等。 2. 继承：狮蚁类(Doodlebug)继承自蚂蚁类(Ant)，共享部分行为规则如Move和繁殖，但有自己的特有行为如吃掉蚂蚁和饥饿机制。 3. 多态：在捕食者-被捕食者的交互中，通过继承和方法重写，不同类型的生物（蚂蚁和狮蚁）对同一事件（移动或繁殖）表现出不同的行为。 4. 规则模型： - 蚂蚁的行为规则： - Move：随机选择四个方向移动，如果目标位置已有人占据或超出边界，则留在原地。 - Breed：在连续存活3个时间步后，尝试在相邻空单元格繁殖，最多每3步繁殖一次。 - 狮蚁的行为规则： - Move：寻找并吃掉相邻的蚂蚁，如果没有则模仿蚂蚁移动。 - Breed：在存活8个时间步后繁殖，繁殖方式与蚂蚁相同。 - Starve：连续3步未吃到蚂蚁时饥饿并死亡，从网格中移除。 5. 网格限制：网格是封闭的，不允许个体离开，这涉及到边界检查和边界处理的编程技巧。 6. 时间管理：程序需要跟踪每个个体的生存状态和时间步数，以便执行相应的规则。 通过这个实验，学生不仅提升了C++编程技能，还深化了对面向对象编程的理解，锻炼了问题抽象、逻辑设计和代码实现的能力。同时，它也展示了生物仿真在计算机科学中的应用，展示了复杂系统如何通过简单规则的组合来模拟现实世界的动态行为。