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。

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