C++ 中的松鼠模拟

2025年5月12日 | 阅读 3 分钟

有一只松鼠、多颗坚果和一棵树。二维网格的单元格表示位置。最终，我们希望确定松鼠收集每颗坚果并将其单独放置在树下的最短路径。松鼠可以向四个方向（上、下、左、右）移动到相邻的单元格，每次只能带一颗坚果。移动次数表示距离。

主要特点

C++ 中的松鼠模拟有几个特点。一些主要特点如下：

环境建模： 模拟中将包含一个类似于松鼠通常栖息地的虚拟环境。这个栖息地将有草、灌木、树木以及松鼠生活所需的其他材料。
松鼠属性： 模拟中的每只松鼠都将具有一些特征，例如饥饿度、能量、健康和社会行为。这些特征将影响松鼠在模拟过程中的选择和行为。
行为模式： 松鼠的行为可以用各种行为来描述，包括筑巢、躲避捕食者、与其他松鼠互动以及觅食。这些模式将被添加以使模拟看起来更真实。

代码要求

松鼠类

为了在模拟中表示特定的松鼠，定义一个名为 Squirrel 的类。

每只松鼠都应具有能量、食欲和社会行为的特征。

为了在初始化时设置这些属性的最大值，请实现一个构造函数。

提供模拟食物收集和实时更新松鼠状态的方法。

环境类

为了管理模拟环境，定义一个 Environment 类。

包含一个向量，以便您可以在环境中存储更多松鼠。

通过实施计划将松鼠引入环境。

在环境中，松鼠寻找食物并更新它们的状态，创建一个模拟一天函数。

模拟实现

应在主函数中创建 Environment 类的一个实例。将环境中的松鼠数量增加一些。

选择相关方法并调用以模拟环境中的一天。

随机性： 使用库为模拟添加一些不可预测性。
使用随机数生成器来复制觅食时发现的食物数量。
输出： 将相关信息打印到控制台以显示模拟的进展。
在每个模拟步骤之后，显示觅食期间发现的食物量以及松鼠的饥饿和能量水平。

示例

让我们举一个例子来说明 C++ 中的松鼠模拟。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
#include <random>

// Constants
const int MAX_ENERGY = 100;
const int MAX_HUNGER = 100;
const int MAX_SOCIAL = 100;

// Random number generator
std::mt19937 rng(time(nullptr));

// Class representing a Squirrel
class Squirrel {
private:
    int energy;
    int hunger;
    int social;

public:
    Squirrel() : energy(MAX_ENERGY), hunger(MAX_HUNGER), social(MAX_SOCIAL) {}

    // Function to simulate foraging for food
    void forage() {
        // Simulate foraging - reduces hunger and consumes energy
        int foodFound = rng() % 20 + 1; // Random amount of food found
        hunger -= foodFound;
        energy -= foodFound / 2;

        // Output for demonstration
        std::cout << "Squirrel foraged for " << foodFound << " units of food.\n";
    }

    // Function to update squirrel's state over time
    void update() {
        // Simulate energy and hunger depletion over time
        energy -= 1;
        hunger += 1;

        // Output for demonstration
        std::cout << "Squirrel's energy: " << energy << ", hunger: " << hunger << std::endl;
    }
};

// Class representing the environment
class Environment {
private:
    std::vector<Squirrel> squirrels;

public:
    // Function to add squirrels to the environment
    void addSquirrel(const Squirrel& squirrel) {
        squirrels.push_back(squirrel);
    }

    // Function to simulate a day in the environment
    void simulateDay() {
        // Simulate behaviors for each squirrel
        for (Squirrel& squirrel : squirrels) {
            squirrel.forage(); // Squirrels forage for food
            squirrel.update(); // Update squirrel's state
        }
    }
};

int main() {
    // Create an environment
    Environment environment;

    // Add some squirrels to the environment
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        environment.addSquirrel(Squirrel());
    }

    // Simulate a day in the environment
    environment.simulateDay();

    return 0;
}

输出

Squirrel foraged for 6 units of food.
Squirrel's energy: 96, hunger: 95
Squirrel foraged for 17 units of food.
Squirrel's energy: 91, hunger: 84
Squirrel foraged for 17 units of food.
Squirrel's energy: 91, hunger: 84

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