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数模国赛备赛（1）元胞自动机CA 生命游戏森林火灾传染病模型 MATLAB版资源整理

时间：2020-11-19 03:34:06

元胞自动机

常用语句：

UIControl

控件设置

参考：

/help/matlab/ref/matlab.ui.control.uicontrol-properties.html

image

数组绘图

参考：

/help/matlab/ref/image.html#d120e549133

set(句柄值，属性名，属性值)、get(句柄值，属性名)

用来更改/获取当前对象的属性值。

e.g:

h=plot(x,y1,x,y2,x,y3);

set(h,{‘LineWidth’},{2;5;8}) %设置线宽分别为2，5，8

drawnow/pause(时间间隔)

更新图窗/延迟

常见模型

生命游戏

棋盘状网格中每个方格中居住着一个细胞，细胞下一时刻的状态取决于相邻八个方格中活细胞的数量：

变化规则：

如果周围有两个活细胞，那么细胞状态不改变。

如果周围有三个活细胞，下一时刻细胞状态为活

否则下一时刻细胞死亡

思路：

1.初始化：设置元胞数目，迭代次数，建立元宝矩阵和辅助扩大矩阵等

2.迭代计算：计算邻居状态，更新元胞矩阵，更新辅助扩大矩阵，绘图、暂停

MATLAB代码

%% 界面控制startbutton=uicontrol('style','pushbutton','string','start','fontsize',12,'position',[100,400,50,20],'callback','start=1;');freezebutton=uicontrol('style','pushbutton','string','freeze','fontsize',12,'position',[320,400,50,20],'callback','freeze=1;');quitebutton=uicontrol('style','pushbutton','string','quit','fontsize',12,'position',[400,400,50,20],'callback','stop=1;close;');number=uicontrol('style','text','string','1','fontsize',12,'position',[20,400,50,20]);freeze_at_text=uicontrol('style','text','string','freeze at：','fontsize',12,'position',[180,400,80,20],'callback','start=1;');freeze_at=uicontrol('style','edit','string','1000','fontsize',12,'position',[250,400,50,20]);%% 初始化设置n=400;%元胞数目z=zeros(n,n);cells=(rand(n,n))<0.6;%初始值随机分布big_matrix=zeros(n+2,n+2);%增补矩阵big_matrix(2:end-1,2:end-1)=cells;imh= image(cat(3,z,z,cells));%建立图像句柄figure(gcf);set(gcf,'doublebuffer','on');%双缓冲开启%% 主循环start=0; stop=0;freeze=0;while stop==0if findobj==0 %用来监视窗口是否已经被关闭防止报错break;endif start==1z=zeros(n,n);sum=sum_neighbour(big_matrix);%计算邻居状态和z(cells==1&(sum==2|sum==3))=1;%按规则更新状态z(cells==0&sum==3)=1;big_matrix(2:end-1,2:end-1)=z;%将新状态填充回增补矩阵cells=z;%将状态更新set(imh,'cdata',cat(3,zeros(n,n),zeros(n,n),cells));%画图stepnumber=1+str2double(get(number,'string'));%更新计数set(number,'string',num2str(stepnumber));endif (freeze==1||stepnumber==str2double(get(freeze_at,'string')))%判断是否暂停start=0;freeze=0;enddrawnow%更新绘图end%% 计算邻居和函数function [A]=sum_neighbour(B)%元胞自动机计算周围邻居的状态和A=B(1:end-2,1:end-2)+...B(1:end-2,2:end-1)+...B(1:end-2,3:end)+...B(2:end-1,1:end-2)+...B(2:end-1,3:end)+...B(3:end,1:end-2)+...B(3:end,2:end-1)+...B(3:end,3:end);end

参考