Giter Club home page Giter Club logo

tp-lab-7's Introduction

Lab-7

Лабораторный практикум №7 (Ocean)

GitHub pull requests GitHub closed pull requests

Relative date

Задание

Разработать систему имитационного моделирования "Океан". Моделируется замкнутая экологическая система по принципу хищник-жертва.

Имитационное моделирование в данном случае предполагает, что мы не используем математические модели, формулы, а получаем результаты моделирования на основе случайного взаимодействия объектов в океане.

В системе рассматриваются сущности:

  • Ocean - двумерная матрица ячеек.
  • Cell - ячейка океана, которая может быть либо пустой, либо содержать объект.
  • Object - объект, который может занимать ячейку океана.
  • Stone - неподвижный объект океана, просто занимающий ячейку.
  • Prey - рыба-жертва. Передвигается случайным образом по океану, размножается и умирает через заданные промежутки времени.
  • Predator - рыба-хищник. Передвигается по океану, поедает рыбу-жертву, размножается. Может умереть от голода.

Наша программная модель предполагает, что в систему могут вводиться новые сущности, в том числе основанные на существующих (супер-хищник и т.д.)

Этапы

На начальном этапе необходимо разработать классы для основных сущностей. Океан выступает контейнером для ячеек, ячейка является контейнером для объектов. Все объекты объединяются в коллекцию (вектор или список) и океан управляет всеми объектами через цикл (подобно управлению работниками в предыдущей лабораторной работе). Океан посылает всем объектам сообщение live(), и каждый объект ведет себя в соответствии с заданным алгоритмом.

Рассылка сообщений должна производиться именно по списку, а не по позиции ячейки в океане. Это гарантирует независимость порядка порядка поступления сообщения от позиции в океане.

В результате "жизнедеятельности" объектов в океане происходят следующие события:

  • живые объекты хаотично перемещаются в соседние ячейки;
  • живые объекты размножаются, питаются и умирают;

Моделирование продолжается до тех пор, пока:

  • пользователь не прерывает процесс;
  • в океане заканчивается пища - объекты Prey;
  • в океане заканчиваются хищники - объекты Predators;

Краткое описание живых объектов

Prey

Низшее звено пищевой цепочки. Живет заданное количество итераций. Выполняет свободные перемещения по океану с шагом 1 ячейка. Размножается через определенный период времени.

Predator

Хищник - высшее звено пищевой цепи. Наследует поведение Prey, но может умирать от голода и охотиться на добычу. Может размножаться только в сытом состоянии.

Результаты моделирования

В начале в океан загружаются параметры всех объектов и случайным образом помещаются объекты (количество указывается в параметрах). После этого включается основной цикл и далее возможны три исхода:

  • Смерть хищников. Добыча заполняет все доступное пространство океана.
  • Смерть добычи. Хищники размножаются, но потом неизбежно умирают с голода. Океан пустеет.
  • Колебания численности. Число хищников и жертв колеблется по гармоническому закону. Это самый предпочтительный вариант.

Консольная версия

Каждый объект в океане отображается на экране определенным символом. Моделирование предполагает случайное распределение в океане заданного количества камней, жерт и хищников (начальное состояние) и пошаговое изменение состояния океана. Все объекты в течении шага делают свой ход. После этого на экран выводится карта океана и процесс зацикливается.

На приведенном скриншоте показана i-ая итерация океана. Жерты обозначены символом 'f', хищники - 'S'. Видно, что количество жертв существенно больше числа хищников, что создает для последних благоприятные условия для питания и размножения. На экране отображается порядка 5000 объектов.

Некоторые варианты реализации

Приведем в качестве примера несколько неполных реализаций классов проекта.

Океан:

#ifndef _OCEAN_H_
#define _OCEAN_H_

#include "common.h"
#include "Cell.h"
#include <list>

class Ocean
{
	
private:
	Cell **cells;
	std::list<Object*> stuff;

public:
	Ocean();
	~Ocean();
	void print() const;
	void addObjects(...);
	void run();
};
#endif

Объект:

#ifndef _OBJECT_H_
#define _OBJECT_H_

#include "common.h"

#define STONE_N '#'
#define CORAL_N '*'
#define PREY_N 'f'
#define PREDATOR_N 'S'

enum class ObjType {STONE,CORAL,PREY,PREDATOR};

class Cell;
class Object
{
protected:
	Cell *cell;
public:
	Object(Cell * = nullptr);
	virtual ~Object();
	virtual void live() = 0; // жизнь объекта
	void setCell(Cell*);
};
#endif

Ячейка:

#ifndef _CELL_H_
#define _CELL_H_

#include "common.h"
#include "Object.h"

class Ocean;

class Cell
{
	friend Ocean;
private:
	Pair crd;
	Object *obj;
	Ocean *ocean;
public:
	explicit Cell(Pair p = { 0, 0 }, Ocean* oc = nullptr) :
		crd(p),
		obj(nullptr),
		ocean(oc) {}
	void init(Pair p, Ocean* oc);
	Object* getObject() const;
	void setObject(Object*);
	void killMe();

};
#endif

Файл с общими настройками:

#ifndef _COMMON_H_
#define _COMMON_H_

typedef size_t coord_t;

struct Pair
{
	coord_t x; // 0..M-1
	coord_t y; // 0..N-1
};

const size_t N = 20;
const size_t M = 50;

#endif

Состав проекта

  • common.h - общие макросы, заголовки глобальных функций
  • cell.h,cell.cpp - класс Cell - ячейка
  • stone.h,stone.cpp - класс Stone - скала
  • prey.h,prey.cpp - класс Prey - жертва
  • predator.h,predator.cpp - класс Predator - хищник
  • ocean.h,ocean.cpp - класс Ocean - океан
  • main.cpp - создание и запуск океана
  • img/screenshot.png - скриншот главного окна океана

Список участников/веток

  1. Бакурский Андрей Сергеевич 19 ПИ-1 b1
  2. Балаян Роман Каренович 19 ПИ-1 b2
  3. Бекина Светлана Сергеевна 19 ПИ-2 b3
  4. Боряев Сергей Сергеевич 19 ПИ-1 b4
  5. Бурцев Роман Андреевич 19 ПИ-1 b5
  6. Варгин Дмитрий Александрович 19 ПИ-1 b6
  7. Вотинова Ксения Константиновна 19 ПИ-1 b7
  8. Герасимов Алексей Александрович 19 ПИ-1 b8
  9. Грачев Александр Евгеньевич 19 ПИ-1 b9
  10. Долгополов Алексей Геннадьевич 19 ПИ-1 b10
  11. Думаревская Татьяна Николаевна 19 ПИ-2 b11
  12. Емшанов Павел Андреевич 19 ПИ-1 b12
  13. Игумнова Наталья Дмитриевна 19 ПИ-2 b13
  14. Климов Алексей Сергеевич 19 ПИ-1 b14
  15. Лукичева Полина Александровна 19 ПИ-1 b15
  16. Лупехина Людмила Евгеньевна 19 ПИ-1 b16
  17. Макаров Вадим Дмитриевич 19 ПИ-1 b17
  18. Мурзинов Михаил Денисович 19 ПИ-1 b18
  19. Николаева Олеся Игоревна 19 ПИ-1 b19
  20. Османов Ислам Рамилевич 19 ПИ-1 b20
  21. Павлова Дарья Андреевна 19 ПИ-1 b21
  22. Сапожников Андрей Михайлович 19 ПИ-1 b22
  23. Сафронов Иван Дмитриевич 19 ПИ-1 b23
  24. Смирнов Григорий Андреевич 19 ПИ-1 b24
  25. Стоянов Станислав Степанович 19 ПИ-1 b25
  26. Трухин Егор Сергеевич 19 ПИ-1 b26
  27. Ускова Елена Максимовна 19 ПИ-1 b27
  28. Успенский Владимир Иванович 19 ПИ-1 b28
  29. Хорошилова Марина Александровна 19 ПИ-1 b29
  30. Баранов Илья Андреевич 19 ПИ-2 b30
  31. Бекусов Михаил Александрович 19 ПИ-2 b31
  32. Бодров Егор Алексеевич 19 ПИ-2 b32
  33. Бредихин Максим Владимирович 19 ПИ-2 b33
  34. Даняев Артем Андреевич 19 ПИ-2 b34
  35. Дыряев Даниил Александрович 19 ПИ-2 b35
  36. Зиганшин Никита Русланович 19 ПИ-2 b36
  37. Конина Татьяна Дмитриевна 19 ПИ-2 b37
  38. Костин Андрей Олегович 19 ПИ-2 b38
  39. Мингбоев Худайберди Абдухаким угли 19 ПИ-2 b39
  40. Моисеев Роман Михайлович 19 ПИ-2 b40
  41. Моничева Арина Александровна 19 ПИ-1 b41
  42. Мушка Никита Андреевич 19 ПИ-2 b42
  43. Николаев Иван Александрович 19 ПИ-2 b43
  44. Ожиганова Полина Максимовна 19 ПИ-2 b44
  45. Рыжова Ирина Игоревна 19 ПИ-2 b45
  46. Салахов Рамазан Маратович 19 ПИ-2 b46
  47. Семаев Никита Юрьевич 19 ПИ-2 b47
  48. Скугаревский Александр Сергеевич 19 ПИ-2 b48
  49. Столбов Ярослав Владиславович 19 ПИ-2 b49
  50. Таценко Алексей Михайлович 19 ПИ-1 b50
  51. Таценко Илья Михайлович 19 ПИ-1 b51
  52. Тюлин Игорь Викторович 19 ПИ-2 b52
  53. Фатин Максим Романович 19 ПИ-2 b53
  54. Хорошавина Екатерина Андреевна 19 ПИ-2 b54
  55. Цветков Дмитрий Алексеевич 19 ПИ-2 b55
  56. Шарунов Евгений Александрович 19 ПИ-2 b56
  57. Шатилов Виктор Алексеевич 19 ПИ-2 b57
  58. Широков Александр Анатольевич 19 ПИ-2 b58
  59. Стифеев Никита Андреевич 19 ПИ-2 b59
  60. Малинин Дмитрий Дмитриевич 19 ПМИ-2 b60
  61. Бакланов Алексей Александрович 19 ПМИ-2 b61
  62. Баринов Даниил Сергеевич 19 ПМИ-1 b62
  63. Богомазов Михаил Васильевич 19 ПМИ-1 b63
  64. Бугров Лев Валерьевич 19 ПМИ-1 b64
  65. Бузанов Егор Андреевич 19 ПМИ-1 b65
  66. Варлачёв Валерий Максимович 19 ПМИ-1 b66
  67. Голованов Денис Максимович 19 ПМИ-1 b67
  68. Дробот Елизавета Денисовна 19 ПМИ-1 b68
  69. Жаравина Полина Дмитриевна 19 ПМИ-1 b69
  70. Зайцев Тимур Олегович 19 ПМИ-1 b70
  71. Кабанов Денис Сергеевич 19 ПМИ-1 b71
  72. Канев Владислав Олегович 19 ПМИ-1 b72
  73. Карцева Мария Дмитриевна 19 ПМИ-1 b73
  74. Касьянов Никита Юрьевич 19 ПМИ-1 b74
  75. Козлова Дарья Андреевна 19 ПМИ-1 b75
  76. Кузнецов Михаил Дмитриевич 19 ПМИ-1 b76
  77. Лавров Артём Романович 19 ПМИ-1 b77
  78. Матвеев Андрей Сергеевич 19 ПМИ-1 b78
  79. Машанова Карина Алексеевна 19 ПМИ-1 b79
  80. Наумов Никита Александрович 19 ПМИ-1 b80
  81. Нещеткин Глеб Максимович 19 ПМИ-1 b81
  82. Пасманик Ирина Дмитриевна 19 ПМИ-1 b82
  83. Рогозян Анастасия Тимофеевна 19 ПМИ-1 b83
  84. Соболев Данил Александрович 19 ПМИ-1 b84
  85. Софронов Валерий Александрович 19 ПМИ-1 b85
  86. Трутнев Алексей Игоревич 19 ПМИ-1 b86
  87. Тумаков Вадим Сергеевич 19 ПМИ-1 b87
  88. Фролова Ольга Михайловна 19 ПМИ-1 b88
  89. Шарибжанова Диана Рашидовна 19 ПМИ-1 b89
  90. Щеникова Анна Юрьевна 19 ПМИ-1 b90
  91. Андросов Вадим Дмитриевич 19 ПМИ-2 b91
  92. Бирина Елизавета Сергеевна 19 ПМИ-2 b92
  93. Булатов Дмитрий Александрович 19 ПМИ-2 b93
  94. Демашов Никита Александрович 19 ПМИ-2 b94
  95. Добряев Иван Александрович 19 ПМИ-2 b95
  96. Дрожжачих Евгений Валерьевич 19 ПМИ-2 b96
  97. Егорова Кристина Олеговна 19 ПМИ-2 b97
  98. Загоскин Владислав Андреевич 19 ПМИ-2 b98
  99. Зарубина Ирина Михайловна 19 ПМИ-2 b99
  100. Иванов Даниил Андреевич 19 ПМИ-2 b100
  101. Клыков Антон Романович 19 ПМИ-2 b101
  102. Королев Денис Витальевич 19 ПМИ-2 b102
  103. Краюшкина Екатерина Алексеевна 19 ПМИ-2 b103
  104. Назаров Вячеслав Андреевич 19 ПМИ-2 b104
  105. Оленев Дмитрий Сергеевич 19 ПМИ-2 b105
  106. Панина Полина Сергеевна 19 ПМИ-2 b106
  107. Прыгаев Денис Алексеевич 19 ПМИ-2 b107
  108. Рогов Андрей Дмитриевич 19 ПМИ-2 b108
  109. Симонова Арина Валерьевна 19 ПМИ-2 b109
  110. Созинов Кирилл Игоревич 19 ПМИ-2 b110
  111. Титова Нина Ивановна 19 ПМИ-2 b111
  112. Уртюков Илья Алексеевич 19 ПМИ-2 b112
  113. Хорев Егор Алексеевич 19 ПМИ-2 b113
  114. Шабаршин Леонид Георгиевич 19 ПМИ-2 b114

Алгоритм выполнения работы

Для выполнения работы необходимо:

  1. Выполнить fork репозитария в свой аккаунт.
  2. Выполнить клонирование репозитария из своего аккаунта к себе на локальную машину (git clone).
  3. Создать ветку git с индивидуальным номером (git branch имя_ветки).
  4. Сделать ветку активной (git checkout имя).
  5. Необходимо разместить как исходные файлы с решениями задач, поместив cpp файлы в src, а заголовочные - в include.
  6. Добавить файлы в хранилище (git add).
  7. Выполнить фиксацию изменений (git commit -m "комментарий").
  8. Отправить содержимое ветки в свой удаленный репозитарий (git push origin имя_ветки).
  9. Создать пул-запрос в репозитарий группы и ждать результата от GitHub Actions.

Recommend Projects

  • React photo React

    A declarative, efficient, and flexible JavaScript library for building user interfaces.

  • Vue.js photo Vue.js

    🖖 Vue.js is a progressive, incrementally-adoptable JavaScript framework for building UI on the web.

  • Typescript photo Typescript

    TypeScript is a superset of JavaScript that compiles to clean JavaScript output.

  • TensorFlow photo TensorFlow

    An Open Source Machine Learning Framework for Everyone

  • Django photo Django

    The Web framework for perfectionists with deadlines.

  • D3 photo D3

    Bring data to life with SVG, Canvas and HTML. 📊📈🎉

Recommend Topics

  • javascript

    JavaScript (JS) is a lightweight interpreted programming language with first-class functions.

  • web

    Some thing interesting about web. New door for the world.

  • server

    A server is a program made to process requests and deliver data to clients.

  • Machine learning

    Machine learning is a way of modeling and interpreting data that allows a piece of software to respond intelligently.

  • Game

    Some thing interesting about game, make everyone happy.

Recommend Org

  • Facebook photo Facebook

    We are working to build community through open source technology. NB: members must have two-factor auth.

  • Microsoft photo Microsoft

    Open source projects and samples from Microsoft.

  • Google photo Google

    Google ❤️ Open Source for everyone.

  • D3 photo D3

    Data-Driven Documents codes.