我正在研究包含细胞自动机方法的项目。我想弄清楚的是如何编写函数来帮助找到二维数组中的所有邻居。例如,我有 size x size 2d array [size = 4 here]
[x][n][ ][n]
[n][n][ ][n]
[ ][ ][ ][ ]
[n][n][ ][n]
标记为 x [0,0 索引] 的字段具有标记为 [n] -> 8 个邻居的邻居。我想做的是编写一个函数,该函数可以找到编写大量 if 语句的邻居
有人知道怎么做吗?谢谢
我正在研究包含细胞自动机方法的项目。我想弄清楚的是如何编写函数来帮助找到二维数组中的所有邻居。例如,我有 size x size 2d array [size = 4 here]
[x][n][ ][n]
[n][n][ ][n]
[ ][ ][ ][ ]
[n][n][ ][n]
标记为 x [0,0 索引] 的字段具有标记为 [n] -> 8 个邻居的邻居。我想做的是编写一个函数,该函数可以找到编写大量 if 语句的邻居
有人知道怎么做吗?谢谢
对于 NxM 矩阵中元素 (i,j) 的邻居:
int above = (i-1) % N;
int below = (i+1) % N;
int left = (j-1) % M;
int right = (j+1) % M;
decltype(matrix[0][0]) *indices[8];
indices[0] = & matrix[above][left];
indices[1] = & matrix[above][j];
indices[2] = & matrix[above][right];
indices[3] = & matrix[i][left];
// Skip matrix[i][j]
indices[4] = & matrix[i][right];
indices[5] = & matrix[below][left];
indices[6] = & matrix[below][j];
indices[7] = & matrix[below][right];
在所有可能的排列中,从坐标中加减一。边界外的结果环绕(例如-1
变成3
和4
变成0
)。基本上只需要几个简单的循环。
就像是
// Find the closest neighbours (one step) from the coordinates [x,y]
// The max coordinates is max_x,max_y
// Note: Does not contain any error checking (for valid coordinates)
std::vector<std::pair<int, int>> getNeighbours(int x, int y, int max_x, int max_y)
{
std::vector<std::pair<int, int>> neighbours;
for (int dx = -1; dx <= 1; ++dx)
{
for (int dy = -1; dy <= 1; ++dy)
{
// Skip the coordinates [x,y]
if (dx == 0 && dy == 0)
continue;
int nx = x + dx;
int ny = y + dy;
// If the new coordinates goes out of bounds, wrap them around
if (nx < 0)
nx = max_x;
else if (nx > max_x)
nx = 0;
if (ny < 0)
ny = max_y;
else if (ny > max_y)
ny = 0;
// Add neighbouring coordinates to result
neighbours.push_back(std::make_pair(nx, ny));
}
}
return neighbours;
}
为您使用示例:
auto n = getNeighbours(0, 0, 3, 3);
for (const auto& p : n)
std::cout << '[' << p.first << ',' << p.second << "]\n";
打印出来
[3,3] [3,0] [3,1] [0,3] [0,1] [1,3] [1,0] [1,1]
这是正确的答案。
假设你在 cell 中(i, j)
。然后,在无限网格上,你的邻居应该是[(i-1, j-1), (i-1,j), (i-1, j+1), (i, j-1), (i, j+1), (i+1, j-1), (i+1, j), (i+1, j+1)]
。
然而,由于网格是有限的,上述一些值将超出范围。但是我们知道模运算:4 % 3 = 1
和-1 % 3 = 2
. 所以,如果网格的大小n, m
你只需要%n, %m
在上面的列表上应用就可以获得正确的邻居列表:[((i-1) % n, (j-1) % m), ((i-1) % n,j), ((i-1) % n, (j+1) % m), (i, (j-1) % m), (i, (j+1) % m), ((i+1) % n, (j-1) % m), ((i+1) % n, j), ((i+1) % n, (j+1) % m)]
如果您的坐标在0
andn
和 between 0
and之间,则此方法有效m
。如果您开始,那么您需要通过在某处执行 a和 a1
来调整上述内容。-1
+1
对于您的情况n=m=4
和(i, j) = (0, 0)
. 第一个列表是[(-1, -1), (-1, 0), (-1, 1), (0, -1), (0, 1), (1, -1), (1, 0), (1, 1)]
。应用您得到的模数运算,[(3, 3), (3, 0), (3, 1), (0, 3), (0, 1), (1, 3), (1, 0), (1, 1)]
这正是[n]
您图片中标记的正方形。