使用Java程序模拟实现新冠病毒传染效果

简单介绍

2020年注定是不平凡的一年，新冠肺炎肆虐全球，传染性特别强，目前全球感人人数还在逐渐攀升，作为中华儿女特别感谢政府作出的努力，非常感谢并致敬医护人员，是他们的努力为我们创造安全的环境，向你们致敬！

模拟方案

以下是程序粗略的模拟病毒传染过程，具体方案如下：

首先需要构造一个200 * 200的格子界面有四种不同的颜色状态标记着程序执行的过程程序执行10次，初始化格子也就是0的时候，需要在整个格子最中心的100个格子标记为红色，剩余数据随机抽取四千（且不能重复）标记为黑色，其余没有标记的为白色。之后第2次到第10次的所有数据随机转化为不同颜色

#说明

红色代表已确诊黑色代表已死亡白色代表隔离期绿色代表未感染

模拟结果

执行源码

import java.awt.Color;
import java.awt.Container;
import java.awt.Graphics;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

import javax.swing.JFrame;

public class DrawSee extends JFrame {

private static final long serialVersionUID = -3469074514775590338L;
private static final int sx = 20;// 游戏区域200*200方块的起始横坐标
private static final int sy = 40;// 游戏区域200*200方块的起始纵坐标
private static final int w = 3;// 每个小方格的边长
private static final int rw = 600;// 游戏区域200*200方块的边长

private Graphics jg;
private Color rectColor = new Color(0xf5f5f5);
/**
* DrawSee构造方法
*/
public DrawSee() {
Container p = getContentPane();
setBounds(100, 100, 650, 650);
setVisible(true);
p.setBackground(rectColor);
setLayout(null);
setResizable(false);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

try {
Thread.sleep(500);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

// 获取专门用于在窗口界面上绘图的对象
jg = this.getGraphics();
// 绘制游戏区域
paintComponents(jg);
}

/**
* 开始
*/
public void paintComponents(Graphics g) {
try {
// 设置线条颜色为红色
g.setColor(Color.WHITE);

// 绘制外层矩形框
g.drawRect(sx, sy, rw, rw);

int N = 200;
/*
* 绘制水平200个，垂直200个方格。 即水平方向199条线，垂直方向199条线， 外围四周4条线已经画过了，不需要再画。
*/
for (int i = 1; i < N; i++) {
// 绘制第i条竖直线
g.drawLine(sx + (i * w), sy, sx + (i * w), sy + rw);
// 绘制第i条水平线
g.drawLine(sx, sy + (i * w), sx + rw, sy + (i * w));
}
// 填写第i行从第1个方格到第N个方格里面的背景颜色（方格序号从0开始）
int[][] s = new int[N][N];
int sl = s.length;
List<Object> list1 = new ArrayList<Object>();
HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
for (int t = 0; t < 70; t++) {
if (t == 0) {
t0(N, sl, s);
} else {
if (t < 60) {
tn(N, sl, s, map, list1, t);
}
dataChange(list1, s, t);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

/**
* 数据是保留10个步长之后并根据round 向其他状态转变
*
* @param list
* @param s
* @param t
*/
private void dataChange(List<Object> list, int[][] s, int t) {
int a1 = 0, a2 = 0, a3 = 0, a4 = 0;
for (int x = list.size() - 1; x >= 0; x--) {
a3 = Integer.parseInt(list.get(x).toString().split("a")[2].toString());
if (a3 - t > 1) {
a1 = Integer.parseInt(list.get(x).toString().split("a")[0].toString());
a2 = Integer.parseInt(list.get(x).toString().split("a")[1].toString());
a4 = Integer.parseInt(list.get(x).toString().split("a")[3].toString());

// 修改概率
if (a4 > 0 && a4 <= 3000) {
s[a1][a2] = -1;
} else if (a4 > 3000 && a4 <= 9000) {
s[a1][a2] = 2;
} else {
s[a1][a2] = 1;
}
list.remove(x);
}
}

}

/**
* tn时刻数据
*
* @param N
* @param slt
* @param sl
* @param s
* @param map
* @param map1
* @param list1
* @param t
*/
private void tn(int N, int sl, int[][] s, HashMap<String, String> map, List<Object> list1, int t) {
int slt = 0;
int round = 0;
HashMap<String, String> map1 = new HashMap<String, String>();
for (int k = 0; k < s.length; k++) {
slt = s[k].length;
for (int k2 = 0; k2 < slt; k2++) {
// 状态为1记录并且去除步长在10以内的重复数据 放到list1中
if (s[k][k2] == 1) {
round = new Random().nextInt(10000);
if (map.containsKey(k + "a" + k2 + "a")) {
if (t - Integer.parseInt(map.get(k + "a" + k2 + "a").split("a")[2].toString()) > 10) {
map.put(k + "a" + k2 + "a", k + "a" + k2 + "a" + t + "a" + round + "a");
map1.put(k + "a" + k2 + "a", k + "a" + k2 + "a" + t + "a" + round + "a");
list1.add(map1.get(k + "a" + k2 + "a"));
}
} else {
map.put(k + "a" + k2 + "a", k + "a" + k2 + "a" + t + "a" + round + "a");
map1.put(k + "a" + k2 + "a", k + "a" + k2 + "a" + t + "a" + round + "a");
list1.add(map1.get(k + "a" + k2 + "a"));
}

}

// 状态为0向其他状态改变
if (s[k][k2] == 0) {
round = new Random().nextInt(10000);
// 修改概率
if (round > 0 && round <= 1000) {
s[k][k2] = -1;
} else if (round > 9000 && round <= getrNum(10000, 0)) {
System.out.println("round:" + round);
s[k][k2] = 1;
} else if (round > 1000 && round <= 9000) {
s[k][k2] = 2;
} else {
s[k][k2] = 0;
}
}

// 状态为-1向其他状态改变
if (s[k][k2] == -1) {
round = new Random().nextInt(10000);
// 修改概率
if (round > 0 && round <= 4000) {
s[k][k2] = 0;
} else {
s[k][k2] = -1;
}
}

// 状态为2向其他状态改变
if (s[k][k2] == 2) {
round = new Random().nextInt(10000);
// 修改概率
if (round > 0 && round <= 1000) {
s[k][k2] = 0;
} else {
s[k][k2] = 2;
}
}

}
}
// 上色
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
color(i, j, s);
}
}
map1 = null;
}

/**
* t0时刻
*
* @param N
* @param slt
* @param sl
* @param s
*/
private void t0(int N, int sl, int[][] s) {
int slt = 0, a1 = 0, a2 = 0;
List<Object> list = new ArrayList<Object>();
// 初始化1的值
for (int k = 0; k < sl; k++) {
slt = s[k].length;
for (int k2 = 0; k2 < slt; k2++) {
if (k >= 80 && k < 100 && k2 >= 80 && k2 < 100) {
s[k][k2] = 1;
} else {
// 剩余数据
list.add(k + "a" + k2 + "a");
}
}
}
// 剩余数据全部转换为0
for (int x = 0; x < list.size(); x++) {
a1 = Integer.parseInt(list.get(x).toString().split("a")[0].toString());
a2 = Integer.parseInt(list.get(x).toString().split("a")[1].toString());
s[a1][a2] = 0;
}

// 在为0 的基础上抽取4000 数据赋值为-1
Set<Integer> sets = getRandom(4000, list.size());
for (Integer itg : sets) {
a1 = Integer.parseInt(list.get(itg).toString().split("a")[0].toString());
a2 = Integer.parseInt(list.get(itg).toString().split("a")[1].toString());
s[a1][a2] = -1;
}

// 上色
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
color(i, j, s);
}
}
}

/**
* 讲制定小方格设置为指定背景颜色
*
* @param cx
*      方格的水平方向序号
* @param cy
*      方格的垂直方向序号
* @param color
*/
private void setGrid(int cx, int cy, Color color) {
// 将绘图对象设置为灰色，后面会将方格背景设置为此颜色
jg.setColor(color);
/**
* 方格上绘制一个小一点的矩形，矩形背景颜色为color,
*/
jg.fillRect(sx + (cx * w), sy + (cy * w), w - 1, w - 1);

}

/**
* 根据nlength 长度 产生 num 随机数(并且不重复)
*
* @param num
* @param nlength
* @return
*/
public Set<Integer> getRandom(int num, int nlength) {
if (nlength < num) {
return null;
}
int index = 0;
Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
for (int i = 0; i < nlength; i++) {
index = (int) (Math.random() * nlength);
if (set.size() >= 4000) {
break;
} else {
set.add(index);
}

}
return set;
}

/**
* main
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
new DrawSee();
}

/**
* 随机生成最小到最大的数据
*
* @param max
* @param min
* @return
*/
private int getrNum(int max, int min) {
Random random = new Random();
return random.nextInt(max) ％ (max - min + 1) + min;

}

/**
* 设置每种状态的背景颜色
*
* @param i
* @param j
* @param s
*/
private void color(int i, int j, int[][] s) {
if (s[i][j] == -1) {
// 状态为空
setGrid(i, j, Color.BLACK);
} else if (s[i][j] == 0) {
// 易感冒
setGrid(i, j, Color.WHITE);
} else if (s[i][j] == 1) {
// 感染者
setGrid(i, j, Color.RED);
} else if (s[i][j] == 2) {
// 恢复者
setGrid(i, j, Color.GREEN);
}
}

}

说明

本文只做学习参考，如有任何不准确的地方欢迎指正。

来源：https://blog.csdn.net/lulongji2035/article/details/107983637