兰顿蚂蚁-Java

本文介绍了一种基于细胞自动机原理的兰顿蚂蚁模拟器实现方法。通过简单的规则设定,模拟器能够展示出复杂的路径模式,并最终形成规律性的‘高速公路’。文章提供了具体的程序代码示例,帮助读者理解兰顿蚂蚁的运动逻辑及其编程实现。

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    兰顿蚂蚁,是于1986年,由克里斯·兰顿提出来的,属于细胞自动机的一种。


    平面上的正方形格子被填上黑色或白色。在其中一格正方形内有一只“蚂蚁”。
    蚂蚁的头部朝向为:上下左右其中一方。


    蚂蚁的移动规则十分简单:
    若蚂蚁在黑格,右转90度,将该格改为白格,并向前移一格;
    若蚂蚁在白格,左转90度,将该格改为黑格,并向前移一格。


    规则虽然简单,蚂蚁的行为却十分复杂。刚刚开始时留下的路线都会有接近对称,像是会重复,但不论起始状态如何,蚂蚁经过漫长的混乱活动后,会开辟出一条规则的“高速公路”。


    蚂蚁的路线是很难事先预测的。


    你的任务是根据初始状态,用计算机模拟兰顿蚂蚁在第n步行走后所处的位置。


【数据格式】


输入数据的第一行是 m n 两个整数(3 < m, n < 100),表示正方形格子的行数和列数。
接下来是 m 行数据。
每行数据为 n 个被空格分开的数字。0 表示白格,1 表示黑格。


接下来是一行数据:x y s k, 其中x y为整数,表示蚂蚁所在行号和列号(行号从上到下增长,列号从左到右增长,都是从0开始编号)。s 是一个大写字母,表示蚂蚁头的朝向,我们约定:上下左右分别用:UDLR表示。k 表示蚂蚁走的步数。


输出数据为两个空格分开的整数 p q, 分别表示蚂蚁在k步后,所处格子的行号和列号。




例如, 输入:
5 6
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
2 3 L 5
程序应该输出:
1 3


再例如, 输入:
3 3
0 0 0
1 1 1
1 1 1
1 1 U 6
程序应该输出:

0 0

import java.math.BigInteger;
import java.util.Arrays;

import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
import java.util.Vector;

	
public class Main1 {
	static Scanner in=new Scanner(System.in);
	static int m;
	static int n;
	public static  void main(String[] args) {
     m=in.nextInt();
     n=in.nextInt();
    int map[][]=new int[m][n];
    int x,y,k;String s;
    for(int i=0;i<m;i++)
    	for(int j=0;j<n;j++){
    		map[i][j]=in.nextInt();
    	}
    x=in.nextInt();y=in.nextInt();s=in.next();k=in.nextInt();
    for(int i=0;i<k;i++){
    	if(map[x][y]==0){
    		if(s.charAt(0)=='U'){
    			map[x][y]=1;
    			s="L";
    			y=y-1;
    			if(y<0)y=0;
    		}
    		else if(s.charAt(0)=='D'){
    			map[x][y]=1;
    			s="R";
    			y=y+1;
    			if(y>=n)y=n-1;
    		}
    		else if(s.charAt(0)=='L'){
    			map[x][y]=1;
    			s="D";
    			x=x+1;
    			if(x>=m)x=m;
    		}
    		else if(s.charAt(0)=='R'){
    			map[x][y]=1;
    			s="U";
    			x=x-1;
    			if(x<0)x=0;
    		}
    	}
    	else{
    		if(s.charAt(0)=='U'){
    			map[x][y]=0;
    			s="R";
    			y=y+1;
    			if(y>=n)y=n-1;
    		}
    		else if(s.charAt(0)=='D'){
    			map[x][y]=0;
    			s="L";
    			y=y-1;
    			if(y<0)y=0;
    		}
    		else if(s.charAt(0)=='L'){
    			map[x][y]=0;
    			s="U";
    			x=x-1;
    			if(x<0)x=0;
    		}
    		else if(s.charAt(0)=='R'){
    			map[x][y]=0;
    			s="D";
    			x=x+1;
    			if(x>=m)x=m-1;
    		}
    	}
    }
    System.out.println(x+" "+y);
    
		
}
	private static boolean panduan(int x, int y) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(x>=0&&x<m&&y>=0&&y<n)
		return true;
		return false;
	}	
}

if+if+if

一定用else if

兰顿蚂蚁是一种计算机模拟生物,其行为类似于真实的蚂蚁。在兰顿蚂蚁的模拟中,一只虚拟的蚂蚁在一个无限大的网格中行走,它会遇到黑色或白色的格子。如果它遇到的是白色的格子,它会向右转,并将当前的格子涂成黑色;如果它遇到的是黑色的格子,它会向左转,并将当前的格子涂成白色。下面是使用Java模拟兰顿蚂蚁的代码: ```java public class LangtonAnt { private int[][] grid; private int antX, antY, antDir; private final int ANT_UP = 0, ANT_RIGHT = 1, ANT_DOWN = 2, ANT_LEFT = 3; public LangtonAnt(int width, int height) { grid = new int[width][height]; antX = width / 2; antY = height / 2; antDir = ANT_UP; } public void step() { if (grid[antX][antY] == 0) { antDir = (antDir + 1) % 4; grid[antX][antY] = 1; } else { antDir = (antDir + 3) % 4; grid[antX][antY] = 0; } switch (antDir) { case ANT_UP: antY--; break; case ANT_RIGHT: antX++; break; case ANT_DOWN: antY++; break; case ANT_LEFT: antX--; break; } if (antX < 0) { antX = grid.length - 1; } else if (antX >= grid.length) { antX = 0; } if (antY < 0) { antY = grid[0].length - 1; } else if (antY >= grid[0].length) { antY = 0; } } public void printGrid() { for (int y = 0; y < grid[0].length; y++) { for (int x = 0; x < grid.length; x++) { if (x == antX && y == antY) { System.out.print("*"); } else if (grid[x][y] == 0) { System.out.print(" "); } else { System.out.print("#"); } } System.out.println(); } } public static void main(String[] args) { LangtonAnt ant = new LangtonAnt(50, 50); for (int i = 0; i < 10000; i++) { ant.step(); } ant.printGrid(); } } ``` 在上面的代码中,我们定义了一个`LangtonAnt`类来表示兰顿蚂蚁。在类的构造函数中,我们初始化了一个二维数组来表示网格,并将蚂蚁的初始位置设置在网格的中心。蚂蚁的初始方向为向上。 `step`方法是模拟蚂蚁的行走过程。首先,我们检查当前蚂蚁所在的格子的颜色。如果是白色的,我们将蚂蚁的方向向右转,并将当前的格子涂成黑色。否则,我们将蚂蚁的方向向左转,并将当前的格子涂成白色。然后,我们根据蚂蚁的方向更新蚂蚁的位置。如果蚂蚁走出了网格的边界,我们将它的位置重新设置到网格的另一侧。 `printGrid`方法用来输出当前的网格状态。我们使用`*`来表示蚂蚁的位置,使用空格表示白色的格子,使用`#`表示黑色的格子。 在`main`方法中,我们创建了一个`LangtonAnt`对象,并模拟了10000步蚂蚁的行走过程。最后,我们调用`printGrid`方法输出了模拟结束后的网格状态。
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