元胞自动机

常用语句：

UIControl
控件设置
参考：

https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/matlab.ui.control.uicontrol-properties.html

image
数组绘图
参考：

https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/image.html#d120e549133

set(句柄值，属性名，属性值)、get(句柄值，属性名)

用来更改/获取当前对象的属性值。
e.g:
h=plot(x,y1,x,y2,x,y3);
set(h,{‘LineWidth’},{2;5;8}) %设置线宽分别为2，5，8

drawnow/pause(时间间隔)

更新图窗/延迟

常见模型

生命游戏
棋盘状网格中每个方格中居住着一个细胞，细胞下一时刻的状态取决于相邻八个方格中活细胞的数量：
变化规则：
如果周围有两个活细胞，那么细胞状态不改变。
如果周围有三个活细胞，下一时刻细胞状态为活
否则下一时刻细胞死亡

思路：
1.初始化：设置元胞数目，迭代次数，建立元宝矩阵和辅助扩大矩阵等
2.迭代计算：计算邻居状态，更新元胞矩阵，更新辅助扩大矩阵，绘图、暂停

MATLAB代码

%% 界面控制
startbutton=uicontrol('style','pushbutton','string','start','fontsize',12,'position',[100,400,50,20],'callback','start=1;');
freezebutton=uicontrol('style','pushbutton','string','freeze','fontsize',12,'position',[320,400,50,20],'callback','freeze=1;');
quitebutton=uicontrol('style','pushbutton','string','quit','fontsize',12,'position',[400,400,50,20],'callback','stop=1;close;');
number=uicontrol('style','text','string','1','fontsize',12,'position',[20,400,50,20]);
freeze_at_text=uicontrol('style','text','string','freeze at：','fontsize',12,'position',[180,400,80,20],'callback','start=1;');
freeze_at=uicontrol('style','edit','string','1000','fontsize',12,'position',[250,400,50,20]);
%% 初始化设置n=400;%元胞数目
z=zeros(n,n);
cells=(rand(n,n))<0.6;%初始值随机分布
big_matrix=zeros(n+2,n+2);%增补矩阵
big_matrix(2:end-1,2:end-1)=cells;
imh= image(cat(3,z,z,cells));%建立图像句柄
figure(gcf);
set(gcf,'doublebuffer','on');%双缓冲开启%% 主循环
start=0; stop=0;freeze=0;
while stop==0if findobj==0 %用来监视窗口是否已经被关闭 防止报错break;endif start==1z=zeros(n,n);sum=sum_neighbour(big_matrix);%计算邻居状态和z(cells==1&(sum==2|sum==3))=1;%按规则更新状态z(cells==0&sum==3)=1;big_matrix(2:end-1,2:end-1)=z;%将新状态填充回增补矩阵cells=z;%将状态更新set(imh,'cdata',cat(3,zeros(n,n),zeros(n,n),cells));%画图stepnumber=1+str2double(get(number,'string'));%更新计数set(number,'string',num2str(stepnumber));endif (freeze==1||stepnumber==str2double(get(freeze_at,'string')))%判断是否暂停start=0;freeze=0;enddrawnow%更新绘图
end%% 计算邻居和函数
function [A]=sum_neighbour(B)
%元胞自动机 计算周围邻居的状态和
A=B(1:end-2,1:end-2)+...B(1:end-2,2:end-1)+...B(1:end-2,3:end)+...B(2:end-1,1:end-2)+...B(2:end-1,3:end)+...B(3:end,1:end-2)+...B(3:end,2:end-1)+...B(3:end,3:end);
end

参考

https://blog.csdn.net/ylf12341/article/details/89050030
https://blog.csdn.net/qq_40527086/article/details/86798384

森林火灾&病毒传播
通过生命游戏，对元胞自动机的大致流程应该有了一些基础了。再做森林火灾或者传染病估计基本上就是添添改改的事儿了，这里就不一一写了，贴一些其他博主写好的代码以供参考（犯懒）
参考资料
数学模型关于澳大利亚山火的建模

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MDMxMTM0NQ==&mid=2247484533&idx=1&sn=4e1717e8becde11dfc15ac975af85748&source=41#wechat_redirect

代码参考

森林火灾：https://blog.csdn.net/qq_43585318/article/details/104261827
森林林火灾&传染病：https://blog.csdn.net/weixin_42663919/article/details/104383758
传染病模拟：https://blog.csdn.net/qq_43585318/article/details/104261827

除此之外还可以用于城市发展扩张，交通状况模拟，博物馆逃生模拟（美赛19D）等问题

待更

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