C ++ 11，6-8分钟
在Fedora 19 i5机器上，我的测试运行大约需要6-8分钟。但是由于突变的随机性，它可能会更快或更长时间。我认为得分标准需要重新解决。
在结果结束时将结果打印为文本，以点（.）表示健康的人，以星号（*）表示受感染的人，除非ANIMATE标记设置为true，否则在这种情况下它将为感染不同病毒株的人显示不同的字符。
这是10x10（200个周期）的GIF。
突变行为
每种突变都会产生从未见过的新毒株（因此，一个人可能会用4种不同的毒株感染四个邻近的人），除非已生成800个毒株，在这种情况下，病毒将不会进行进一步的突变。
8分钟的结果来自以下感染者人数：
0期，感染：4
期间100，感染：53743
期间200，感染：134451
期间300，感染：173369
感染期400，228176
感染期500，261473
600期，受感染：276086
700期，感染：265774
期间800，感染：236828
时期900，感染：221275
而6分钟的结果来自以下方面：
0期，感染：4
期间100，感染：53627
期间200，感染：129033
期间300，感染：186127
感染期400，213633
感染期500，193702
600期，被感染：173995
700期，受感染：157966
期间800，感染：138281
期间900，感染：129381
人代表
每个人用205个字节表示。4个字节用于存储此人感染的病毒类型，一个字节用于存储此人被感染的时间，200字节用于存储该人感染每种病毒的次数（每个2位）。也许C ++还有一些其他的字节对齐方式，但是总大小约为200MB。我有两个网格来存储下一步，所以总共使用了大约400MB。
我将受感染者的位置存储在队列中，以缩短早期所需的时间（在小于400的时期中这确实有用）。
程序技术
除非将ANIMATEflag设置为true，否则此程序每100步将打印受感染的人数，在这种情况下，它将每100ms打印整个网格。
这需要C ++ 11库（使用-std=c++11标志进行编译，或者在Mac中使用进行编译clang++ -std=c++11 -stdlib=libc++ virus_spread.cpp -o virus_spread）。
在不使用默认值的参数或类似以下参数的情况下运行它：
./virus_spread 1 0.01 1000
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <random>
#include <cstdlib>
#include <utility>
#include <iostream>
#include <deque>
#include <cmath>
#include <functional>
#include <unistd.h>
typedef std::pair<int, int> pair;
typedef std::deque<pair> queue;
const bool ANIMATE = false;
const int MY_RAND_MAX = 999999;
std::default_random_engine generator(time(0));
std::uniform_int_distribution<int> distInt(0, MY_RAND_MAX);
auto randint = std::bind(distInt, generator);
std::uniform_real_distribution<double> distReal(0, 1);
auto randreal = std::bind(distReal, generator);
const int VIRUS_TYPE_COUNT = 800;
const int SIZE = 1000;
const int VIRUS_START_COUNT = 4;
typedef struct Person{
int virusType;
char time;
uint32_t immune[VIRUS_TYPE_COUNT/16];
} Person;
Person people[SIZE][SIZE];
Person tmp[SIZE][SIZE];
queue infecteds;
double transmissionProb = 1.0;
double mutationProb = 0.01;
int periods = 1000;
char inline getTime(Person person){
return person.time;
}
char inline getTime(int row, int col){
return getTime(people[row][col]);
}
Person inline setTime(Person person, char time){
person.time = time;
return person;
}
Person inline addImmune(Person person, uint32_t type){
person.immune[type/16] += 1 << (2*(type % 16));
return person;
}
bool inline infected(Person person){
return getTime(person) > 0;
}
bool inline infected(int row, int col){
return infected(tmp[row][col]);
}
bool inline immune(Person person, uint32_t type){
return (person.immune[type/16] >> (2*(type % 16)) & 3) == 3;
}
bool inline immune(int row, int col, uint32_t type){
return immune(people[row][col], type);
}
Person inline infect(Person person, uint32_t type){
person.time = 1;
person.virusType = type;
return person;
}
bool inline infect(int row, int col, uint32_t type){
auto person = people[row][col];
auto tmpPerson = tmp[row][col];
if(infected(tmpPerson) || immune(tmpPerson, type) || infected(person) || immune(person, type)) return false;
person = infect(person, type);
infecteds.push_back(std::make_pair(row, col));
tmp[row][col] = person;
return true;
}
uint32_t inline getType(Person person){
return person.virusType;
}
uint32_t inline getType(int row, int col){
return getType(people[row][col]);
}
void print(){
for(int row=0; row < SIZE; row++){
for(int col=0; col < SIZE; col++){
printf("%c", infected(row, col) ? (ANIMATE ? getType(row, col)+48 : '*') : '.');
}
printf("\n");
}
}
void move(){
for(int row=0; row<SIZE; ++row){
for(int col=0; col<SIZE; ++col){
people[row][col] = tmp[row][col];
}
}
}
int main(const int argc, const char **argv){
if(argc > 3){
transmissionProb = std::stod(argv[1]);
mutationProb = std::stod(argv[2]);
periods = atoi(argv[3]);
}
int row, col, size;
uint32_t type, newType=0;
char time;
Person person;
memset(people, 0, sizeof(people));
for(int row=0; row<SIZE; ++row){
for(int col=0; col<SIZE; ++col){
people[row][col] = {};
}
}
for(int i=0; i<VIRUS_START_COUNT; i++){
row = randint() % SIZE;
col = randint() % SIZE;
if(!infected(row, col)){
infect(row, col, 0);
} else {
i--;
}
}
move();
if(ANIMATE){
print();
}
for(int period=0; period < periods; ++period){
size = infecteds.size();
for(int i=0; i<size; ++i){
pair it = infecteds.front();
infecteds.pop_front();
row = it.first;
col = it.second;
person = people[row][col];
time = getTime(person);
if(time == 0) continue;
type = getType(person);
if(row > 0 && randreal() < transmissionProb){
if(newType < VIRUS_TYPE_COUNT-1 && randreal() < mutationProb){
newType++;
if(!infect(row-1, col, newType)) newType--;
} else {
infect(row-1, col, type);
}
}
if(row < SIZE-1 && randreal() < transmissionProb){
if(newType < VIRUS_TYPE_COUNT-1 && randreal() < mutationProb){
newType++;
if(!infect(row+1, col, newType)) newType--;
} else {
infect(row+1, col, type);
}
}
if(col > 0 && randreal() < transmissionProb){
if(newType < VIRUS_TYPE_COUNT-1 && randreal() < mutationProb){
newType++;
if(!infect(row, col-1, newType)) newType--;
} else {
infect(row, col-1, type);
}
}
if(col < SIZE-1 && randreal() < transmissionProb){
if(newType < VIRUS_TYPE_COUNT-1 && randreal() < mutationProb){
newType++;
if(!infect(row, col+1, newType)) newType--;
} else {
infect(row, col+1, type);
}
}
time += 1;
if(time == 4) time = 0;
person = setTime(person, time);
if(time == 0){
person = addImmune(person, type);
} else {
infecteds.push_back(std::make_pair(row, col));
}
tmp[row][col] = person;
}
if(!ANIMATE && period % 100 == 0) printf("Period %d, Size: %d\n", period, size);
move();
if(ANIMATE){
printf("\n");
print();
usleep(100000);
}
}
if(!ANIMATE){
print();
}
return 0;
}
