用C++实现的无标度网络的构建和模拟

#include <iostream> #include <iomanip> #include <time.h> using namespace std; int jd_sum;//节点总数 int jd_xx[6*100000];//所有连接情况 int jd_mark[100003];//当前所有节点的状况，平常态为0，感染态为-1，免疫态为1 //10000为平常态，10001为感染态，10002为免疫态 int jd_ID_xx[100000];//当前选中节点的状况 int jd_ID_num;//与之相连节点数目 double bd_gr,bd_hf,bd_my;//感染概率，恢复概率，免疫概率 int jd_ID;//要查询的节点ID void start_static();//初始化 void new_jdxx(int *xx,int xy);//构造节点与节点之间关系 int now_jd(int *xx,int xy,int xz,int *xa);//求与之相连的节点数 int judge_jd(int *xx,int xy,int *xa,int xb,int xc,int xd);//病毒传播模拟 int main() { int i,temp,m=0; int n[100]={0}; DONG00: cout<<"请输入总节点的个数（4-100000）："; DONG10: cin>>jd_sum; if(jd_sum>100000||jd_sum<4) { cout<<"对不起，您的输入不规范。请重新输入："; goto DONG10; } new_jdxx(jd_xx,jd_sum); for(int jd_ID=0;jd_ID<jd_sum;jd_ID++) { m=now_jd(jd_xx,jd_sum,jd_ID,jd_ID_xx); if(m==3) n[1]++; else if(m==4) n[2]++; else if(m==5) n[3]++; else if(m==6) n[4]++; else if(m==7) n[5]++; else if(m==8) n[6]++; else if(m==9) n[7]++; else if(m==10) n[8]++; else if(m>10&&m<=20) n[9]++; else if(m>20&&m<=50) n[10]++; else if(m>50&&m<=100) n[11]++; else if(m>100&&m<=200) n[12]++; else if(m>200&&m<=1000) n[13]++; else n[14]++; } cout<<"度为3的节点个数："<<n[1]<<endl; cout<<"度为4的节点个数："<<n[2]<<endl; cout<<"度为5的节点个数："<<n[3]<<endl; cout<<"度为6的节点个数："<<n[4]<<endl; cout<<"度为7的节点个数："<<n[5]<<endl; cout<<"度为8的节点个数："<<n[6]<<endl; cout<<"度为9的节点个数："<<n[7]<<endl; cout<<"度为10的节点个数："<<n[8]<<endl; cout<<"度为10~20的节点个数："<<n[9]<<endl; cout<<"度为20~50的节点个数："<<n[10]<<endl; cout<<"度为50~100的节点个数："<<n[11]<<endl; cout<<"度为100~200的节点个数："<<n[12]<<endl; cout<<"度为200~1000的节点个数："<<n[13]<<endl; cout<<"度大于1000的节点个数："<<n[14]<<endl; DONG11: cout<<"请输入节点正常态被感染的概率（0-1）："; cin>>bd_gr; if(bd_gr>1||bd_gr<0) { cout<<"对不起，您的输入不规范。请重新输入："; goto DONG11; } cout<<"请输入节点从感染态恢复的概率（0-1）："; DONG12: cin>>bd_hf; if(bd_hf>1||bd_hf<0) { cout<<"对不起，您的输入不规范。请重新输入："; goto DONG12; } cout<<"请输入节点转变为免疫态的概率（0-1）："; DONG13: cin>>bd_my; if(bd_my>1||bd_my<0) { cout<<"对不起，您的输入不规范。请重新输入："; goto DONG13; } cout<<"输入要查询节点的ID(0-"<<jd_sum-1<<")，跳出请输入-1："; DONG14: while(cin>>jd_ID) { if(jd_ID==-1) { break; } else if(jd_ID<-1||jd_ID>=jd_sum) { cout<<"对不起，您的输入不规范。请重新输入："; goto DONG14; } jd_ID_num=now_jd(jd_xx,jd_sum,jd_ID,jd_ID_xx); cout<<jd_ID_num<<"："<<endl; for(i=0;i<jd_ID_num;i++) { cout<<setw(6)<<jd_ID_xx[i]; if(i%10==9) { cout<<endl; } } cout<<endl; cout<<"输入要查询节点的ID(0-"<<jd_sum-1<<")，跳出请输入-1："; } DONG01: start_static(); temp=rand()%jd_sum; jd_mark[temp]=-1;//初始化时，随机选一个节点，使其为感染态 temp=judge_jd(jd_xx,jd_sum,jd_mark,(int)(bd_gr*1000),(int)(bd_hf*1000),(int)(bd_my*1000));//bd_gr,bd_hf,bd_my cout<<"此次共运行了"<<temp<<"个回合。"<<endl; cout<<"网络中从未被感染的点的个数为"<<jd_mark[10000]<<"个，"; cout<<"曾被感染的点的个数为"<<jd_mark[10001]+jd_mark[10002]<<"个，"; cout<<"获得免疫的点的个数为"<<jd_mark[10002]<<"个。"<<endl; cout<<"-----------------------------------------------------------"<<endl; cout<<"请问你要做：新的测试（1），重复测试（2），退出测试（0）。"; DONG02: cin>>i; if(i==0||i==1||i==2) { if(i==1) { goto DONG11; } else if(i==2) { goto DONG01; } } else { cout<<"对不起，您的输入不规范。请重新输入："; goto DONG02; } return 0; } void start_static() { int i; for(i=0;i<100000;i++) { jd_mark[i]=0;//初始全为正常态 } } void new_jdxx(int *xx,int xy) { srand((int)time(0)); int i,temp; int rand_1,rand_2,rand_3; {//初始4个节点 xx[6*0+0]=-1; xx[6*0+1]=-1; xx[6*0+2]=-1; xx[6*0+3]=1; xx[6*0+4]=2; xx[6*0+5]=3; xx[6*1+0]=-1; xx[6*1+1]=-1; xx[6*1+2]=-1; xx[6*1+3]=0; xx[6*1+4]=2; xx[6*1+5]=3; xx[6*2+0]=-1; xx[6*2+1]=-1; xx[6*2+2]=-1; xx[6*2+3]=0; xx[6*2+4]=1; xx[6*2+5]=3; xx[6*3+0]=-1; xx[6*3+1]=-1; xx[6*3+2]=-1; xx[6*3+3]=0; xx[6*3+4]=1; xx[6*3+5]=2; } for(i=4;i<xy;i++) {//其它点连接 temp=-1; while(temp==-1) { temp=xx[rand()%(6*i)]; } rand_1=temp; while(temp==-1||temp==rand_1) { temp=xx[rand()%(6*i)]; } rand_2=temp; while(temp==-1||temp==rand_1||temp==rand_2) { temp=xx[rand()%(6*i)]; } rand_3=temp; xx[6*i+0]=i; xx[6*i+1]=i; xx[6*i+2]=i; xx[6*i+3]=rand_1; xx[6*i+4]=rand_2; xx[6*i+5]=rand_3; } } int now_jd(int *xx,int xy,int xz,int *xa) { int i,num; num=0; if(xz>3) { xa[num]=xx[6*xz+3]; num++; xa[num]=xx[6*xz+4]; num++; xa[num]=xx[6*xz+5]; num++; } for(i=0;i<xy;i++) { if(xx[6*i+3]==xz) { xa[num]=i; num++; } if(xx[6*i+4]==xz) { xa[num]=i; num++; } if(xx[6*i+5]==xz) { xa[num]=i; num++; } } return num; } int judge_jd(int *xx,int xy,int *xa,int xb,int xc,int xd) { int i,num; int jd_old[100000],jd_new[100000]; bool bl_mark; int temp_1,temp_2,temp_3; int rand_1,rand_2,rand_3; num=0; for(i=0;i<xy;i++) { jd_old[i]=xa[i]; } bl_mark=true; while(bl_mark&&num<100000) { for(i=0;i<xy;i++) {//初始化 jd_new[i]=0; } for(i=0;i<xy;i++) {//感染 temp_1=i; temp_2=xx[6*i+3]; if(xa[temp_1]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xb&&xa[temp_2]!=1) { jd_new[temp_2]=-1; } } if(xa[temp_2]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xb&&xa[temp_1]!=1) { jd_new[temp_1]=-1; } } temp_1=i; temp_2=xx[6*i+4]; if(xa[temp_1]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xb&&xa[temp_2]!=1) { jd_new[temp_2]=-1; } } if(xa[temp_2]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xb&&xa[temp_1]!=1) { jd_new[temp_1]=-1; } } temp_1=i; temp_2=xx[6*i+5]; if(xa[temp_1]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xb&&xa[temp_2]!=1) { jd_new[temp_2]=-1; } } if(xa[temp_2]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xb&&xa[temp_1]!=1) { jd_new[temp_1]=-1; } } } for(i=0;i<xy;i++) {//恢复 if(xa[i]==-1) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xc) { temp_3=rand()%(1000); if(temp_3<xd) { jd_new[i]=1; } } } } bl_mark=false; for(i=0;i<xy;i++) {//赋值 if(jd_new[i]==-1) { bl_mark=true; } if(xa[i]==0) { if(jd_new[i]==-1) { xa[i]=-1; } else if(jd_new[i]==1) { xa[i]=1; } } else if(xa[i]==-1) { if(jd_new[i]==0) { xa[i]=0; } else if(jd_new[i]==1) { xa[i]=1; } } if(jd_old[i]==0) { if(jd_new[i]==-1) { jd_old[i]=-1; } else if(jd_new[i]==1) { jd_old[i]=1; } } else if(jd_old[i]==-1) { if(jd_new[i]==1) { jd_old[i]=1; } } } num++; } rand_1=0; rand_2=0; rand_3=0; for(i=0;i<xy;i++) { if(jd_old[i]==0) { rand_1++; } else if(jd_old[i]==-1) { rand_2++; } else if(jd_old[i]==1) { rand_3++; } } xa[10000]=rand_1; xa[10001]=rand_2; xa[10002]=rand_3; return num; }