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  • 04.沙堆模型

    """
    沙堆模型:
    1. 在一个二维正方格子上,每个格点上都可以放上一定的沙子;
    2. 当某个格子 (i,j) 里的沙子数目大于 4 时,就会发生崩塌(或者也可以设定为按照一定的概率崩塌);
    3. 格子 (i,j) 里面的 4 颗沙子则转移到 (i,j-1),(i,j+1),(i-1,j),(i+1,j) 四个格子中;
    4. 随着这四个格子中沙粒数目的变化,上述的演化规则可以进一步逐层扩展到其它相邻的格点,最终蔓延整个沙堆。
    """
    
    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
     
     
    def iterate(grid):
        changed = False
        for ii, arr in enumerate(grid):  # ii:矩阵行号, jj:矩阵列号, 便于定位
            for jj, val in enumerate(arr):  # 沙子数目大于4发生崩塌
                if val >= 4:
                    grid[ii, jj] -= 4
                    # 满足条件的前提下移动沙子
                    if ii >= 1:
                        grid[ii - 1, jj] += 1
                    if ii <= len(arr) - 1:
                        grid[ii + 1, jj] += 1
                    if jj >= 1:
                        grid[ii, jj - 1] += 1
                    if jj <= len(arr) - 1:
                        grid[ii, jj + 1] += 1
                    # 矩阵是否还在变化的标志
                    changed = True
        return grid, changed
     
    
    def simulate(grid):
        # 循环递归,直到矩阵不再变化为止
        while True:
            grid, changed = iterate(grid)
            if not changed:
                return grid
     
     
    if __name__ == "__main__":
        start_grid = np.zeros((10, 10))
        start_grid[3:4, 6:7] = 64
        final_grid = simulate(start_grid.copy())
    
        plt.figure()
        plt.gray()
        plt.imshow(start_grid)
        plt.show()
        plt.figure()
        plt.gray()
        plt.imshow(final_grid)
        plt.show()
     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/waterr/p/13947977.html
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