算法介绍
首先我们先看一下“基于投票规则的细胞自动机”的定义：
基于投票规则的细胞自动机，实际上是具有如下限定条件的一种细胞自动机：
状态：0或1；
邻居：中心的3*3邻居；
规则：计数p表示中心的3*3邻居中1的个数（包括中心本身），if P<5，中心设置为0.否则设置为1 。
混沌随机序列：
一般我们采用混合光学双稳模型迭代方程实现混沌随机序列的产生：
题目要求：
现在给定系数A为4，X为2.5，要求生成一个长度为16的混沌序列{x}。并且用一下方法将该序列转换为0 1序列：x > 2.5 则赋值为1, 否则赋值为 0 。然后把这个序列排成4 * 4的0 1矩阵，并用上述的细胞自动机对该矩阵进行两次运算，给出最终的矩阵结果。
算法实现代码如下：
/*****************************************
Author: Nero
Data:2013/12/22
Deifning coefficient A as 4, Xb as 2.5;
*****************************************/ #include<stdio.h>
#include<math.h>
using namespace std;
const int A = ;
const float Xb = 2.5; void Rules_Impl(float P[],float dMatrix[][]); void Cellular_Automata(float dInit)
{
printf("dInit=%g\n\n",dInit);
int i ,j; //variables for counting
float dMatrix[][];
float P[];
float *X = new float[];
X[] = dInit; //Initializing X[0]
int count = ; //temp variable for counting index
for (i = ; i < ; i++)
{
X[i+] = * pow(sin(X[i]- Xb),); //Sequence with a length of 16;
}
//Print sequence
for (i = ; i < ; i++)
{
printf("%f\t",X[i]);
}
printf("\n\n"); for (i = ; i < ; i++)
{
X[i] = X[i]>2.5?:;
}
for (i = ; i < ; i++)
{
for (j = ; j< ; j++)
{
dMatrix[i][j] = X[count];
++count;
}
}
//Print Matrix
printf("The original matrix is \n");
for (i = ; i < ; i++)
{
for (j = ; j < ; j++)
{
printf("%g\t",dMatrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("\n"); //calculate the centers, Twice
for (i = ; i < ; i++)
{
Rules_Impl(P,dMatrix);
}
printf("The final matrix is \n");
for (i = ; i < ; i++)
{
for (j = ; j < ; j++)
{
printf("%g\t",dMatrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("\n");
} void Inter()
{
float Init;
printf("Input the init Num\n");
scanf_s("%g",&Init);
Cellular_Automata(Init);
} void Rules_Impl(float P[],float dMatrix[][])
{
//Four calculations for the center of the 3*3 neighbors
//Choose Matrix[1][1], Matrix[2][1], Matrix[1][2], Matrix[2][2] as centers
int i =, j = ; //Matrix[1][1]
for (i = ; i <; i++)
{
for (j = ; j < ; j++)
{
P[] += dMatrix[i][j];
}
}
//Matrix[2][1]
for (i = ; i<;i++)
{
for (j=;j <;j++)
{
P[]+=dMatrix[i][j];
}
}
//Matrix[1][2]
for (i = ; i<;i++)
{
for (j=;j <;j++)
{
P[]+=dMatrix[i][j];
}
}
//Matrix[2][2]
for (i = ; i<;i++)
{
for (j=;j <;j++)
{
P[]+=dMatrix[i][j];
}
}
dMatrix[][] = P[]<?:;
dMatrix[][] = P[]<?:;
dMatrix[][] = P[]<?:;
dMatrix[][] = P[]<?:;
}
其中Rules_Impl()函数的作用是进行细胞自动机运算。
Cellular_Automata()函数为主要功能实现函数，包括随机序列的产生，矩阵的产生以及对Rules_Impl()函数的调用。