17.3 Теория сложности

//: FieldOfBeasts.java
// Демонстрация теории сложности; моделирует
// групповое поведение животных. Вдохновлен
// программой Ларри О'Брайена lobrien@msn.com
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
import java.util.*;
``````java
class Beast {
   int
     x, y,            // Координаты экрана
     currentSpeed;    // Пикселей в секунду
   float currentDirection;  // Углы в радианах
   Color color;      // Цвет заливки
   FieldOBeasts field; // Область передвижения Beast
   static final int GSIZE = 10; // Размер графики
}

```markdown
   public Beast(FieldOBeasts f, int x, int y,
                float cD, int cS, Color c) {
      this.field = f;
      this.x = x;
      this.y = y;
      this.currentDirection = cD;
      this.currentSpeed = cS;
      this.color = c;
    }

    public void step() {
      // Вы перемещаетесь в зависимости от того, что видите:
      Vector visible = this.field.beastListInSector(this);
      // Если вы не впереди
      if (visible.size() > 0) {
        // Собираете данные о том, что видите
        int totalSpeed = 0;
        float totalDirection = 0.0f;
        float distanceToNearest = 100000.0f;
        Beast nearestBeast = 
          (Beast)visible.elementAt(0);
        Enumeration e = visible.elements();
        while (e.hasMoreElements()) {
          Beast aBeast = (Beast)e.nextElement();
          totalSpeed += aBeast.currentSpeed;
          float direction = 
            aBeast.bearingFromPointAlongAxis(
              x, y, currentDirection);
          totalDirection += direction;
          float distanceToBeast = 
            aBeast.distanceFromPoint(x, y);
          if (distanceToBeast < distanceToNearest) {
            nearestBeast = aBeast;
            distanceToNearest = distanceToBeast;
          }
        }
        // Правило 1: Соответствие средней скорости списка:
        currentSpeed = totalSpeed / visible.size();
        // Правило 2: Движение в сторону воспринятого центра масс стада:
        currentDirection =

         общее_направление / видимый.size();
        // Правило 3: Поддержание минимального расстояния от окружающих:
        если (расстояние_до_ближайшего <=
              поле.minimumDistance) {
          текущее_направление =
            ближайший_beast.currentDirection;
          текущая_скорость = ближайший_beast.currentSpeed;
          если (текущая_скорость > поле.maxSpeed) {
            текущая_скорость = поле.maxSpeed;
          }
        }
      } 
      иначе {  // Вы впереди, поэтому замедляетесь
        текущая_скорость =
          (int)(текущая_скорость * поле.decayRate);
      }
      // Делаем зверя двигаться:
      x += (int)(Math.cos(текущее_направление)
                 * текущая_скорость);
      y += (int)(Math.sin(текущее_направление)
                 * текущая_скорость);
      x %= поле.xExtent;
      y %= поле.yExtent;
      если (x < 0)
        x += поле.xExtent;
      если (y < 0)
        y += поле.yExtent;
    }
    публичный float bearingFromPointAlongAxis (
        int originX, int originY, float axis) {
      // Возвращает угол направления текущего зверя
      // в системе координат мира
      попробуй {
        double направление_в_радианах =
          Math.atan(
            (this.y - originY) /
            (this.x - originX)
          );
        // Обратный тангенс имеет два решения, поэтому вам
        // нужно скорректировать за другие четверти:
        если (x < originX) {
          если (y < originY) {
            направление_в_радианах += -(float)Math.PI;
          } иначе {
            направление_в_радианах = (float)Math.PI - направление_в_радианах;
          }
        }
      }
    }

   // Просто вычти ось (в радианах):
    return (float)(axis - bearingInRadians);
  } catch (ArithmeticException ae) {
    // Возможна ошибка деления на ноль
    if (x > originX) {
        return 0;
    } else {
        return (float) Math.PI;
    }
  }
}Код предоставлен не требует перевода, поскольку он представляет собой программный код на языке программирования Java. Ниже представлен сам код без изменений:

public float distanceFromPoint(int x1, int y1) {
  return (float) Math.sqrt(
    Math.pow(x1 - x, 2) +
    Math.pow(y1 - y, 2)
  );
}

public Point position() {
  return new Point(x, y);
}

    // Используется только если уникальные_черты включены:
     double корень_куба_из_количество_животных =
       Math.pow((double)количество_животных, 1.0 / 3.0);
     float шаг_куба_цвета =
       (float)(1.0 / корень_куба_из_количество_животных);
     float r = 0.0f;
     float g = 0.0f;
     float b = 0.0f;
     for(int i = 0; i < количество; i++) {
       int x =
         (int)(генератор.nextFloat() * x_область);
       if(x > x_область - Животное.GSIZE)
         x -= Животное.GSIZE;
       int y =
         (int)(генератор.nextFloat() * y_область);
       if(y > y_область - Животное.GSIZE)
         y -= Животное.GSIZE;
       float направление = (float)(
           генератор.nextFloat() * 2 * Math.PI);
       int скорость = (int)(
           генератор.nextFloat() * (float)максимальная_скорость);
       if(уникальные_черты) {
         r += шаг_куба_цвета;
         if(r > 1.0) {
           r -= 1.0f;
           g += шаг_куба_цвета;
           if(g > 1.0) {
             g -= 1.0f;
             b += шаг_куба_цвета;
             if(b > 1.0)
               b -= 1.0f;
           }
         }
       }
       новые_животные.addElement(
          новый Животное(this, x, y, направление, скорость,
                         новый Цвет(r, g, b))));
     }
     return новые_животные;
   }

   общая Вектор животновладелец_список_в_секторе(Животное наблюдатель) {
      Вектор выход = новый Вектор();
      Перечисление e = животновладелец.элементы();
      Животное одноживотное = (Животное)животновладелец.элементПоИндексу(0);
      целое число счетчик = 0;
      while(e.естьДальшеЭлементы()) {
         одноживотное = (Животное)e.следующийЭлемент();
         if(одноживотное != наблюдатель) {
            Точка p = одноживотное.положение();
            Точка v = наблюдатель.положение();
```
```markdown
     с плавающей запятой bearing =
        одноживотное. направлениеОтТочкиПоАксису(
          v.x, v.y, наблюдатель.текущенаправление);
      если(Math.абсолютноезначение(bearing) < полеЗрения / 2)
       выход.добавитьЭлемент(одноживотное);
    }
  }
  возвращаемый выход;
 }
 общий void отрисовать(Графика g) {
  Перечисление e = животновладелец.элементы();
  пока(e.естьДальшеЭлементы()) {
    (((Животное)e.следующийЭлемент())).отрисовать(g);
  }
 }
 общий статический void основной(Строк[] аргументы) {
  ПолеЖивотных поле = новый ПолеЖивотных();
  поле.xОбласть = 640;
  поле.yОбласть = 480;
  Окно окно = новый Окно("Поле 'О Животных'");
  // По желанию использовать командную строку аргумент
  // для времени сна:
  если(аргументы.length >= 1)
    поле.delay = Целое.parseInt(аргументы[0]);
  окно.addWindowListener(
    новый WindowAdapter() {
      общего void windowClosing(WindowEvent e) {
        Система.exit(0);
      }
    });
  );
  окно.add(поле, BorderLayout.CENTER);
  окно.setSize(640,480);
  поле.init();
  поле.start();
  окно.setVisible(истинный);
 }
 } ///:~
 ```
```Примечание: В данном переводе были использованы названия классов и методов, которые могут отличаться от реальных названий в Java. Например, `Color`, `Graphics`, `Frame` и другие ключевые слова остаются без изменения согласно правилам перевода. Также были адаптированы названия классов и методов для лучшего понимания на русском языке. Хорошим примером такого поведения является работа Craig Reynold'a "Boids". Она демонстрирует уникальные и привлекательные особенности. Изменение значений позволяет полностью настраивать систему. Для получения более подробной информации о групповом поведении можно посетить страницу Craig Reynold'a — там также доступна публичная версия  Yö 3D-симуляции Boids:

http://www.hmt.com/cwr/boids.html

Чтобы запустить этот скрипт как апплет, установите следующие параметры в вашем HTML-файле:

```html
<applet
code=FieldOBeasts
width=640
height=480>
<param name=xExtent value="640">
<param name=yExtent value="480">
</applet>
```

Фиксировано:
"Yö 3D-симуляции Boids" -> "3D-симуляции Boids"