Question

我正在研究包含细胞自动机方法的项目。我想要的是如何编写函数帮助找到二维数组中的所有邻居。例如，我有大小x大小2d数组[size = 4 here]

[x][n][ ][n]
[n][n][ ][n]
[ ][ ][ ][ ]
[n][n][ ][n]

标记为x [0,0 index]的字段的邻居标记为[n] - ＆gt; 8个邻居。我想要做的是写一个能找到邻居的函数，写下数以千计的if语句

有人知道怎么做吗？感谢

Answer 1

对于NxM矩阵中元素（i，j）的邻居：

int above = (i-1) % N;
int below = (i+1) % N;
int left = (j-1) % M;
int right = (j+1) % M;

decltype(matrix[0][0]) *indices[8]; 
indices[0] = & matrix[above][left];
indices[1] = & matrix[above][j];
indices[2] = & matrix[above][right];
indices[3] = & matrix[i][left];
// Skip matrix[i][j]
indices[4] = & matrix[i][right];
indices[5] = & matrix[below][left];
indices[6] = & matrix[below][j];
indices[7] = & matrix[below][right];

Answer 2

在所有可能的排列中，从坐标中加1和减去一个。边界外的结果环绕（例如-1变为3而4变为0）。基本上只需要几个简单的循环。

像

这样的东西

// Find the closest neighbours (one step) from the coordinates [x,y]
// The max coordinates is max_x,max_y
// Note: Does not contain any error checking (for valid coordinates)
std::vector<std::pair<int, int>> getNeighbours(int x, int y, int max_x, int max_y)
{
    std::vector<std::pair<int, int>> neighbours;

    for (int dx = -1; dx <= 1; ++dx)
    {
        for (int dy = -1; dy <= 1; ++dy)
        {
            // Skip the coordinates [x,y]
            if (dx == 0 && dy == 0)
                continue;

            int nx = x + dx;
            int ny = y + dy;

            // If the new coordinates goes out of bounds, wrap them around
            if (nx < 0)
                nx = max_x;
            else if (nx > max_x)
                nx = 0;

            if (ny < 0)
                ny = max_y;
            else if (ny > max_y)
                ny = 0;

            // Add neighbouring coordinates to result
            neighbours.push_back(std::make_pair(nx, ny));
        }
    }

    return neighbours;
}

使用示例：

auto n = getNeighbours(0, 0, 3, 3);
for (const auto& p : n)
    std::cout << '[' << p.first << ',' << p.second << "]\n";

打印

[3,3]
[3,0]
[3,1]
[0,3]
[0,1]
[1,3]
[1,0]
[1,1]

这是正确答案。

Answer 3

假设您在单元格(i, j)中。然后，在无限网格上，您的邻居应该是[(i-1, j-1), (i-1,j), (i-1, j+1), (i, j-1), (i, j+1), (i+1, j-1), (i+1, j), (i+1, j+1)]。

但是，由于网格是有限的，上述某些值将超出边界。但我们知道模运算：4 % 3 = 1和-1 % 3 = 2。因此，如果网格大小为n, m，您只需在上面的列表中应用%n, %m即可获得正确的邻居列表：[((i-1) % n, (j-1) % m), ((i-1) % n,j), ((i-1) % n, (j+1) % m), (i, (j-1) % m), (i, (j+1) % m), ((i+1) % n, (j-1) % m), ((i+1) % n, j), ((i+1) % n, (j+1) % m)]

如果您的坐标位于0和n之间以及0和m之间，则此方法有效。如果您从1开始，那么您需要在某处-1和+1调整上述内容。

针对您的案例n=m=4和(i, j) = (0, 0)。第一个列表是[(-1, -1), (-1, 0), (-1, 1), (0, -1), (0, 1), (1, -1), (1, 0), (1, 1)]。应用模数运算，您将获得[(3, 3), (3, 0), (3, 1), (0, 3), (0, 1), (1, 3), (1, 0), (1, 1)]，这正是图片中标记为[n]的正方形。

寻找矩阵中的邻域

3 个答案: