例１．
/* 2次元平面内で動作するエージェント */
#include ＜stdio.h>
#include ＜stdlib.h>
#include ＜math.h>
#include ＜unistd.h>
#define BUFSIZE 256 /*入力バッファ用配列の長さ*/
#define N 1 /*エージェントの個数*/
#define N_OF_A 2 /*エージェントの属性値の個数*/
#define TIMELIMIT 100 /*シミュレーション打ち切り時刻*/
/*以下はgnuplot利用のための定義*/
#define TMPFILE "tempfile.tmp" /*一時ファイルのファイル名*/
#define GNUPLOT "/bin/gnuplot" /*gnuplotのパスを指定*/
#define RANGE 100 /*gnuplotの出力領域*/
/*座標値（2次元ベクトル)の表現*/
struct coordinate {
double x ;/*x座標*/
double y ;/*y座標*/
} ;
/*エージェントの表現*/
struct agent {
int category ;/*エージェントの種類*/
struct coordinate coord ;/*座標*/
double dattribute[N_OF_A] ;/*属性値(実数）*/
int iattribute[N_OF_A] ;/*属性値(整数）*/
} ;
/*関数のプロトタイプの宣言*/
void calcnext(struct agent a[]) ;/*次時刻の状態を計算 */
void fputstate(struct agent a[],int t) ;/*状態を出力*/
void cat0(struct agent *cat0agent) ;/*カテゴリ0の計算メソッド*/
void reverse(int *i) ;/*cat0()の下請け関数*/
/*********************/
/* main()関数 */
/*********************/
int main()
{
struct agent a[N]={0} ; /*エージェント*/
int t ;
FILE *pipe ;/*gnuplotとの通信用パイプ*/
/*パイプを開く*/
if((pipe=popen(GNUPLOT " -persist","w"))==NULL){
/*pipeが開けない*/
fprintf(stderr,"パイプが開けません．\n") ;
exit(1) ;
}
/*gnuplotの初期設定*/
fprintf(pipe,"set xrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
fprintf(pipe,"set yrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
/*初期化*/
a[0].iattribute[0]=1 ;
/*エージェントシミュレーション*/
for(t=0;t＜=TIMELIMIT;++t){/*打ち切り時間まで計算*/
printf("t=%d\n",t) ;
calcnext(a) ;/*次時刻の状態を計算 */
fputstate(a,t) ;/*状態をファイル出力*/
/*gnuplotで描画*/
fprintf(pipe,"plot \"" TMPFILE "\" with points pt 4\n") ;
fflush(pipe) ;
sleep(1) ; /*表示の待ち合わせ*/
}
return 0 ;
}
/*************************/
/* calcnext()関数 */
/* 次時刻の状態を計算 */
/*************************/
void calcnext(struct agent a[])
{
int i ;
for(i=0;i＜N;++i){ /*各エージェントの計算*/
if(a[i].category==0)/*カテゴリ0*/cat0(&a[i]) ;
else/*合致するカテゴリがない*/
fprintf(stderr,"ERROR カテゴリがありません(%d)\n",i) ;
}
}
/*************************/
/* cat0()関数 */
/*カテゴリ0の計算メソッド*/
/*************************/
void cat0(struct agent *cat0agent)
{
/*内部状態の更新*/
reverse(&((*cat0agent).iattribute[0])) ;
reverse(&((*cat0agent).iattribute[1])) ;
/*内部状態によって次の座標を決定*/
(*cat0agent).coord.x+=(*cat0agent).iattribute[0] ;
(*cat0agent).coord.y+=(*cat0agent).iattribute[1] ;
}
/*************************/
/* reverse()関数 */
/*cat0()関数の下請け関数 */
/*************************/
void reverse(int *i)
{
if(*i==0) *i=1;
else *i=0 ;
}
/*************************/
/* fputstate()関数 */
/* 状態を出力 */
/*************************/
void fputstate(struct agent a[],int t)
{
int i ;
FILE *fp ; /*一時ファイルのファイルポインタ*/
/*一時ファイルを開く*/
if((fp=fopen(TMPFILE,"w"))==NULL){/*一時ファイルが開けない*/
fprintf(stderr,"一時ファイルが開けません\n") ;
exit(1) ;
}
for(i=0;i＜N;++i) /*カテゴリと座標の出力*/
fprintf(fp,"%lf %lf\n",a[i].coord.x,a[i].coord.y) ;
fclose(fp) ;/*一時ファイルを閉じる*/
}
[出力結果]
例２．
/* 2次元平面内で動作するエージェント */
/* 複数のエージェントがランダムウォークします */
#include ＜stdio.h>
#include ＜stdlib.h>
#include ＜math.h>
#include ＜unistd.h>
#define BUFSIZE 256 /*入力バッファ用配列の長さ*/
#define N 30 /*エージェントの個数*/
#define N_OF_A 2 /*エージェントの属性値の個数*/
#define TIMELIMIT 100 /*シミュレーション打ち切り時刻*/
#define SEED RAND_MAX-1 /*乱数の種*/
/*以下はgnuplot利用のための定義*/
#define TMPFILE "tempfile.tmp" /*一時ファイルのファイル名*/
#define GNUPLOT "/bin/gnuplot" /*gnuplotのパスを指定*/
#define RANGE 10 /*gnuplotの出力領域*/
/*座標値（2次元ベクトル)の表現*/
struct coordinate {
double x ;/*x座標*/
double y ;/*y座標*/
} ;
/*エージェントの表現*/
struct agent {
int category ;/*エージェントの種類*/
struct coordinate coord ;/*座標*/
double dattribute[N_OF_A] ;/*属性値(実数）*/
int iattribute[N_OF_A] ;/*属性値(整数）*/
} ;
/*関数のプロトタイプの宣言*/
void calcnext(struct agent a[]) ;/*次時刻の状態を計算 */
void fputstate(struct agent a[],int t) ;/*状態を出力*/
void cat0(struct agent *cat0agent) ;/*カテゴリ0の計算メソッド*/
double frand(void) ;/*実数乱数*/
/*********************/
/* main()関数 */
/*********************/
int main()
{
struct agent a[N]={0} ; /*エージェント*/
int t ;
FILE *pipe ;/*gnuplotとの通信用パイプ*/
/*パイプを開く*/
if((pipe=popen(GNUPLOT " -persist","w"))==NULL){
/*pipeが開けない*/
fprintf(stderr,"パイプが開けません．\n") ;
exit(1) ;
}
/*gnuplotの初期設定*/
fprintf(pipe,"set xrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
fprintf(pipe,"set yrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
/*初期化*/
srand(SEED) ;/*乱数の初期化*/
/*エージェントシミュレーション*/
for(t=0;t＜=TIMELIMIT;++t){/*打ち切り時間まで計算*/
printf("t=%d\n",t) ;
calcnext(a) ;/*次時刻の状態を計算 */
fputstate(a,t) ;/*状態をファイル出力*/
/*gnuplotで描画*/
fprintf(pipe,"plot \"" TMPFILE "\" with points pt 4\n") ;
fflush(pipe) ;
sleep(1) ; /*表示の待ち合わせ*/
}
return 0 ;
}
/*************************/
/* calcnext()関数 */
/* 次時刻の状態を計算 */
/*************************/
void calcnext(struct agent a[])
{
int i ;
for(i=0;i＜N;++i){ /*各エージェントの計算*/
if(a[i].category==0)/*カテゴリ0*/cat0(&a[i]) ;
else/*合致するカテゴリがない*/
fprintf(stderr,"ERROR カテゴリがありません(%d)\n",i) ;
}
}
/*************************/
/* cat0()関数 */
/*カテゴリ0の計算メソッド*/
/*************************/
void cat0(struct agent *cat0agent)
{
(*cat0agent).coord.x+=(frand()-0.5) ;
(*cat0agent).coord.y+=(frand()-0.5) ;
}
/*************************/
/* frand()関数 */
/* 実数乱数 */
/*************************/
double frand(void)
{
return (double)rand()/RAND_MAX ;
}
/*************************/
/* fputstate()関数 */
/* 状態を出力 */
/*************************/
void fputstate(struct agent a[],int t)
{
int i ;
FILE *fp ; /*一時ファイルのファイルポインタ*/
/*一時ファイルを開く*/
if((fp=fopen(TMPFILE,"w"))==NULL){/*一時ファイルが開けない*/
fprintf(stderr,"一時ファイルが開けません\n") ;
exit(1) ;
}
for(i=0;i＜N;++i) /*カテゴリと座標の出力*/
fprintf(fp,"%lf %lf\n",a[i].coord.x,a[i].coord.y) ;
fclose(fp) ;/*一時ファイルを閉じる*/
}
[出力結果]
例３．
/* 2次元平面内で動作するエージェント群 */
/* 2種類のエージェントが相互作用します */
#include ＜stdio.h>
#include ＜stdlib.h>
#include ＜math.h>
#include ＜unistd.h>
#define BUFSIZE 256 /*入力バッファ用配列の長さ*/
#define N 50 /*エージェントの個数*/
#define N_OF_A 2 /*エージェントの属性値の個数*/
#define TIMELIMIT 100 /*シミュレーション打ち切り時刻*/
#define SEED RAND_MAX-1 /*乱数の種*/
#define R 0.1 /*近隣を規定する数値*/
/*カテゴリ1のエージェントの速度*/
#define DX 0.1
#define DY 0.1
/*以下はgnuplot利用のための定義*/
#define ATMPFILE "atempfile.tmp" /*一時ファイルのファイル名*/
#define BTMPFILE "btempfile.tmp" /*一時ファイルのファイル名*/
#define GNUPLOT "/bin/gnuplot" /*gnuplotのパスを指定*/
#define RANGE 10 /*gnuplotの出力領域*/
/*座標値（2次元ベクトル)の表現*/
struct coordinate {
double x ;/*x座標*/
double y ;/*y座標*/
} ;
/*エージェントの表現*/
struct agent {
int category ;/*エージェントの種類*/
struct coordinate coord ;/*座標*/
double dattribute[N_OF_A] ;/*属性値(実数）*/
int iattribute[N_OF_A] ;/*属性値(整数）*/
} ;
/*関数のプロトタイプの宣言*/
void calcnext(struct agent a[]) ;/*次時刻の状態を計算 */
void fputstate(struct agent a[],int t) ;/*状態を出力*/
double frand(void) ;/*実数乱数*/
void cat0(struct agent *cat0agent,struct agent a[]) ;/*カテゴリ0の計算メソッド*/
void cat1(struct agent *cat1agent) ;/*カテゴリ1の計算メソッド*/
/*********************/
/* main()関数 */
/*********************/
int main()
{
struct agent a[N]={0} ; /*エージェント*/
int t ;
FILE *pipe ;/*gnuplotとの通信用パイプ*/
/*パイプを開く*/
if((pipe=popen(GNUPLOT " -persist","w"))==NULL){
/*pipeが開けない*/
fprintf(stderr,"パイプが開けません．\n") ;
exit(1) ;
}
/*gnuplotの初期設定*/
fprintf(pipe,"set xrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
fprintf(pipe,"set yrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
/*初期化*/
srand(SEED) ;/*乱数の初期化*/
/*エージェントの設定*/
a[0].category=1 ;
a[0].coord.x=-2 ;
a[0].coord.y=-2 ;
/*エージェントシミュレーション*/
for(t=1;t＜=TIMELIMIT;++t){/*打ち切り時間まで計算*/
printf("t=%d\n",t) ;
calcnext(a) ;/*次時刻の状態を計算 */
fputstate(a,t) ;/*状態をファイル出力*/
/*gnuplotで描画*/
fprintf(pipe,"plot \"" ATMPFILE "\" , \"" BTMPFILE "\"with points pt 4\n") ;
fflush(pipe) ;
sleep(1) ; /*表示の待ち合わせ*/
}
return 0 ;
}
/*************************/
/* calcnext()関数 */
/* 次時刻の状態を計算 */
/*************************/
void calcnext(struct agent a[])
{
int i ;
for(i=0;i＜N;++i){ /*各エージェントの計算*/
if(a[i].category==0)/*カテゴリ0*/cat0(&a[i],a) ;
else if(a[i].category==1)/*カテゴリ1*/cat1(&a[i]) ;
else/*合致するカテゴリがない*/
fprintf(stderr,"ERROR カテゴリがありません(%d)\n",i) ;
}
}
/*************************/
/* cat0()関数 */
/*カテゴリ0の計算メソッド*/
/*************************/
void cat0(struct agent *cat0agent,struct agent a[])
{
int i ;
double c0x,c0y,ax,ay ; /*距離の計算に使う変数*/
for(i=0;i＜N;++i){
if(a[i].category==1){
/*カテゴリ1のエージェントとの距離を調べる*/
c0x=(*cat0agent).coord.x ;
c0y=(*cat0agent).coord.y ;
ax=a[i].coord.x ;
ay=a[i].coord.y ;
if(((c0x-ax)*(c0x-ax)+(c0y-ay)*(c0y-ay))＜R){
/*隣接してカテゴリ1のエージェントがいる*/
(*cat0agent).category=1 ;/*カテゴリ１に変身*/
return ;
}
}
}
/*カテゴリ1は近隣にはいない*/
(*cat0agent).coord.x+=(frand()-0.5) ;
(*cat0agent).coord.y+=(frand()-0.5) ;
}
/*************************/
/* cat1()関数 */
/*カテゴリ1の計算メソッド*/
/*************************/
void cat1(struct agent *cat1agent)
{
(*cat1agent).coord.x+=DX ;
(*cat1agent).coord.y+=DY ;
}
/*************************/
/* fputstate()関数 */
/* 状態を出力 */
/*************************/
void fputstate(struct agent a[],int t)
{
int i ;
FILE *fpa,*fpb ; /*一時ファイルのファイルポインタ*/
/*一時ファイルを開く*/
if((fpa=fopen(ATMPFILE,"w"))==NULL){/*一時ファイルが開けない*/
fprintf(stderr,"一時ファイルAが開けません\n") ;
exit(1) ;
}
if((fpb=fopen(BTMPFILE,"w"))==NULL){/*一時ファイルが開けない*/
fprintf(stderr,"一時ファイルBが開けません\n") ;
exit(1) ;
}
for(i=0;i＜N;++i){ /*カテゴリと座標の出力*/
if(a[i].category==0)
fprintf(fpa,"%lf %lf\n",a[i].coord.x,a[i].coord.y) ;
else
fprintf(fpb,"%lf %lf\n",a[i].coord.x,a[i].coord.y) ;
}
fclose(fpa) ;/*一時ファイルを閉じる*/
fclose(fpb) ;/*一時ファイルを閉じる*/
}
/*************************/
/* frand()関数 */
/* 実数乱数 */
/*************************/
double frand(void)
{
return (double)rand()/RAND_MAX ;
}
[出力結果]
例４．
/* ”感染”のエージェントシミュレーション */
/* 2次元平面内で動作するエージェント群 */
/* 2種類のエージェントが相互作用します */
#include ＜stdio.h>
#include ＜stdlib.h>
#include ＜math.h>
#include ＜unistd.h>
#define BUFSIZE 256 /*入力バッファ用配列の長さ*/
#define N 50 /*エージェントの個数*/
#define N_OF_A 2 /*エージェントの属性値の個数*/
#define TIMELIMIT 100 /*シミュレーション打ち切り時刻*/
#define SEED RAND_MAX-1 /*乱数の種*/
#define R 0.1 /*近隣を規定する数値*/
/*カテゴリ1のエージェントの速度*/
#define DX 0.1
#define DY 0.1
/*以下はgnuplot利用のための定義*/
#define ATMPFILE "atempfile.tmp" /*一時ファイルのファイル名*/
#define BTMPFILE "btempfile.tmp" /*一時ファイルのファイル名*/
#define GNUPLOT "/bin/gnuplot" /*gnuplotのパスを指定*/
#define RANGE 10 /*gnuplotの出力領域*/
/*座標値（2次元ベクトル)の表現*/
struct coordinate {
double x ;/*x座標*/
double y ;/*y座標*/
} ;
/*エージェントの表現*/
struct agent {
int category ;/*エージェントの種類*/
struct coordinate coord ;/*座標*/
double dattribute[N_OF_A] ;/*属性値(実数）*/
int iattribute[N_OF_A] ;/*属性値(整数）*/
} ;
/*関数のプロトタイプの宣言*/
void calcnext(struct agent a[]) ;/*次時刻の状態を計算 */
void fputstate(struct agent a[],int t) ;/*状態を出力*/
double frand(void) ;/*実数乱数*/
void cat0(struct agent *cat0agent,struct agent a[]) ;
/*カテゴリ0の計算メソッド*/
void cat1(struct agent *cat1agent) ;/*カテゴリ1の計算メソッド*/
/*大域変数*/
double factor=1.0 ;/*カテゴリ１のエージェントの歩幅*/
/*********************/
/* main()関数 */
/*********************/
int main(int argc,char *argv[])
{
struct agent a[N]={0} ; /*エージェント*/
int t ;
FILE *pipe ;/*gnuplotとの通信用パイプ*/
/*factorの初期化*/
if(argc>=2){/*factorの指定がある*/
factor=atof(argv[1]) ;
}
printf("factor : %lf\n",factor) ;
/*パイプを開く*/
if((pipe=popen(GNUPLOT " -persist","w"))==NULL){
/*pipeが開けない*/
fprintf(stderr,"パイプが開けません．\n") ;
exit(1) ;
}
/*gnuplotの初期設定*/
fprintf(pipe,"set xrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
fprintf(pipe,"set yrange [-%d:%d]\n",RANGE,RANGE) ;
/*初期化*/
srand(SEED) ;/*乱数の初期化*/
/*エージェントの設定*/
a[0].category=1 ;
a[0].coord.x=-2 ;
a[0].coord.y=-2 ;
/*エージェントシミュレーション*/
for(t=1;t＜=TIMELIMIT;++t){/*打ち切り時間まで計算*/
printf("t=%d\n",t) ;
calcnext(a) ;/*次時刻の状態を計算 */
fputstate(a,t) ;/*状態をファイル出力*/
/*gnuplotで描画*/
fprintf(pipe,"plot \"" ATMPFILE "\" , \"" BTMPFILE "\"with points pt 4\n") ;
fflush(pipe) ;
sleep(1) ; /*表示の待ち合わせ*/
}
return 0 ;
}
/*************************/
/* calcnext()関数 */
/* 次時刻の状態を計算 */
/*************************/
void calcnext(struct agent a[])
{
int i ;
for(i=0;i＜N;++i){ /*各エージェントの計算*/
if(a[i].category==0)/*カテゴリ0*/cat0(&a[i],a) ;
else if(a[i].category==1)/*カテゴリ1*/cat1(&a[i]) ;
else/*合致するカテゴリがない*/
fprintf(stderr,"ERROR カテゴリがありません(%d)\n",i) ;
}
}
/*************************/
/* cat0()関数 */
/*カテゴリ0の計算メソッド*/
/*************************/
void cat0(struct agent *cat0agent,struct agent a[])
{
int i ;
double c0x,c0y,ax,ay ; /*距離の計算に使う変数*/
for(i=0;i＜N;++i){
if(a[i].category==1){
/*カテゴリ1のエージェントとの距離を調べる*/
c0x=(*cat0agent).coord.x ;
c0y=(*cat0agent).coord.y ;
ax=a[i].coord.x ;
ay=a[i].coord.y ;
if(((c0x-ax)*(c0x-ax)+(c0y-ay)*(c0y-ay))＜R){
/*隣接してカテゴリ1のエージェントがいる*/
(*cat0agent).category=1 ;/*カテゴリ１に変身*/
return ;
}
}
}
/*カテゴリ1は近隣にはいない*/
(*cat0agent).coord.x+=(frand()-0.5) ;
(*cat0agent).coord.y+=(frand()-0.5) ;
}
/*************************/
/* cat1()関数 */
/*カテゴリ1の計算メソッド*/
/*************************/
void cat1(struct agent *cat1agent)
{
(*cat1agent).coord.x+=(frand()-0.5)*factor ;
(*cat1agent).coord.y+=(frand()-0.5)*factor ;
}
/*************************/
/* fputstate()関数 */
/* 状態を出力 */
/*************************/
void fputstate(struct agent a[],int t)
{
int i ;
FILE *fpa,*fpb ; /*一時ファイルのファイルポインタ*/
/*一時ファイルを開く*/
if((fpa=fopen(ATMPFILE,"w"))==NULL){/*一時ファイルが開けない*/
fprintf(stderr,"一時ファイルAが開けません\n") ;
exit(1) ;
}
if((fpb=fopen(BTMPFILE,"w"))==NULL){/*一時ファイルが開けない*/
fprintf(stderr,"一時ファイルBが開けません\n") ;
exit(1) ;
}
for(i=0;i＜N;++i){ /*カテゴリと座標の出力*/
if(a[i].category==0)
fprintf(fpa,"%lf %lf\n",a[i].coord.x,a[i].coord.y) ;
else
fprintf(fpb,"%lf %lf\n",a[i].coord.x,a[i].coord.y) ;
}
fclose(fpa) ;/*一時ファイルを閉じる*/
fclose(fpb) ;/*一時ファイルを閉じる*/
}
/*************************/
/* frand()関数 */
/* 実数乱数 */
/*************************/
double frand(void)
{
return (double)rand()/RAND_MAX ;
}
[出力結果]
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