320 lines
17 KiB
C#
320 lines
17 KiB
C#
using System;
|
||
using System.Buffers.Text;
|
||
using System.Collections.Generic;
|
||
using System.Drawing;
|
||
using System.Linq;
|
||
using System.Windows.Forms;
|
||
|
||
namespace Covid
|
||
{
|
||
public partial class Form1 : Form
|
||
{
|
||
private Label labelRemoved; // Метка для отображения количества нейтрализованных случаев
|
||
private Label labelActive; // Метка для отображения количества активных случаев
|
||
private Label labelR; // Метка для отображения значения R
|
||
private Label labelDay; // Метка для отображения текущего дня
|
||
public enum HealthState { Susceptible, Infected, Recovered, Dead } // Перечисление состояний здоровья
|
||
private PictureBox pictureBoxLeft; // Левый PictureBox для графика
|
||
private PictureBox pictureBoxRight; // Правый PictureBox для отображения людей
|
||
|
||
private List<Person> population = new List<Person>(); // Список людей
|
||
private const int N = 500; // Увеличено количество населения
|
||
private const float InfectionRadius = 10f; // Радиус инфекции
|
||
private const float ContagionProbability = 0.3f; // Вероятность заражения
|
||
private const int DiseaseTime = 35; // Время заболевания
|
||
private const float MortalityRate = 0.12f; // Уровень смертности
|
||
|
||
private int day = 0; // Текущий день
|
||
private System.Windows.Forms.Timer timer = new System.Windows.Forms.Timer(); // Таймер для обновления симуляции
|
||
|
||
private List<int> historyS = new List<int>(); // История уязвимых
|
||
private List<int> historyI = new List<int>(); // История инфицированных
|
||
private List<int> historyR = new List<int>(); // История выздоровевших
|
||
private List<int> historyD = new List<int>(); // История погибших
|
||
|
||
private Random rand = new Random(); // Генератор случайных чисел
|
||
|
||
private int newInfectionsThisDay = 0; // Новые инфекции за день
|
||
private int infectedCountPreviousDay = 0; // Количество инфицированных на предыдущий день
|
||
|
||
public class Person
|
||
{
|
||
public PointF Position; // Позиция человека
|
||
public PointF Velocity; // Скорость движения человека
|
||
public HealthState State = HealthState.Susceptible; // Состояние здоровья
|
||
public int DaysInfected = 0; // Количество дней, в течение которых человек был инфицирован
|
||
|
||
private static Random rand = new Random(); // Генератор случайных чисел для класса Person
|
||
|
||
public Person(float x, float y) // Конструктор класса Person
|
||
{
|
||
Position = new PointF(x, y); // Установка начальной позиции
|
||
Velocity = new PointF(RandomFloat(-1, 1), RandomFloat(-1, 1)); // Установка случайной скорости
|
||
}
|
||
|
||
private static float RandomFloat(float min, float max) // Метод для генерации случайного числа с плавающей запятой
|
||
{
|
||
return (float)(rand.NextDouble() * (max - min) + min);
|
||
}
|
||
|
||
public void Move(int width, int height) // Метод для перемещения человека
|
||
{
|
||
if (State == HealthState.Dead) return; // Если человек мертв, не перемещаем его
|
||
|
||
Position = new PointF(Position.X + Velocity.X, Position.Y + Velocity.Y); // Обновление позиции
|
||
|
||
// Проверка границ экрана и изменение направления движения
|
||
if (Position.X < 0 || Position.X > width) Velocity = new PointF(-Velocity.X, Velocity.Y);
|
||
if (Position.Y < 0 || Position.Y > height) Velocity = new PointF(Velocity.X, -Velocity.Y);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
public Form1()
|
||
{
|
||
InitializeComponent(); // Инициализация компонентов формы
|
||
this.BackColor = Color.Black; // Установка фона формы
|
||
this.ForeColor = Color.White; // Установка цвета текста
|
||
|
||
// Инициализация PictureBox для графика
|
||
pictureBoxLeft = new PictureBox
|
||
{
|
||
Name = "pictureBoxLeft",
|
||
Width = 400,
|
||
Height = 400,
|
||
Location = new Point(10, 10),
|
||
BackColor = Color.Black
|
||
};
|
||
pictureBoxLeft.Paint += pictureBoxLeft_Paint; // Подписка на событие отрисовки
|
||
this.Controls.Add(pictureBoxLeft); // Добавление PictureBox на форму
|
||
|
||
// Инициализация PictureBox для отображения людей
|
||
pictureBoxRight = new PictureBox
|
||
{
|
||
Name = "pictureBoxRight",
|
||
Width = 400,
|
||
Height = 400,
|
||
Location = new Point(420, 10),
|
||
BackColor = Color.Black,
|
||
BorderStyle = BorderStyle.FixedSingle // Добавление белой границы
|
||
};
|
||
pictureBoxRight.Paint += pictureBoxRight_Paint; // Подписка на событие отрисовки
|
||
this.Controls.Add(pictureBoxRight); // Добавление PictureBox на форму
|
||
|
||
// Создание населения
|
||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||
{
|
||
float x = rand.Next(pictureBoxRight.Width); // Случайная позиция по X
|
||
float y = rand.Next(pictureBoxRight.Height); // Случайная позиция по Y
|
||
population.Add(new Person(x, y)); // Добавление нового человека в популяцию
|
||
}
|
||
|
||
// Установка начального состояния для нескольких инфицированных
|
||
population[0].State = HealthState.Infected;
|
||
population[1].State = HealthState.Infected;
|
||
population[2].State = HealthState.Infected;
|
||
population[3].State = HealthState.Infected;
|
||
population[4].State = HealthState.Infected;
|
||
population[5].State = HealthState.Infected;
|
||
|
||
timer.Interval = 200; // Установка интервала таймера
|
||
timer.Tick += Timer_Tick; // Подписка на событие таймера
|
||
timer.Start(); // Запуск таймера
|
||
|
||
// Инициализация меток для отображения статистики
|
||
labelRemoved = new Label();
|
||
labelRemoved.Name = "labelRemoved";
|
||
labelRemoved.Text = "# Нейтрализованные случаи = 0";
|
||
labelRemoved.ForeColor = Color.LightGray;
|
||
labelRemoved.BackColor = Color.Black;
|
||
labelRemoved.AutoSize = true;
|
||
labelRemoved.Font = new Font(this.Font, FontStyle.Regular);
|
||
|
||
labelActive = new Label();
|
||
labelActive.Name = "labelActive";
|
||
labelActive.Text = "# Активные случаи = 0";
|
||
labelActive.ForeColor = Color.Red;
|
||
labelActive.BackColor = Color.Black;
|
||
labelActive.AutoSize = true;
|
||
labelActive.Font = new Font(this.Font, FontStyle.Bold);
|
||
|
||
labelR = new Label();
|
||
labelR.Name = "labelR";
|
||
labelR.Text = "R = 0.00";
|
||
labelR.ForeColor = Color.White;
|
||
labelR.BackColor = Color.Black;
|
||
labelR.AutoSize = true;
|
||
labelR.Font = new Font(this.Font, FontStyle.Italic);
|
||
|
||
labelDay = new Label();
|
||
labelDay.Name = "labelDay";
|
||
labelDay.Text = "День: 0";
|
||
labelDay.ForeColor = Color.White;
|
||
labelDay.BackColor = Color.Black;
|
||
labelDay.AutoSize = true;
|
||
labelDay.Font = new Font(this.Font, FontStyle.Regular);
|
||
|
||
// Расположение меток под PictureBox
|
||
int spacing = 5;
|
||
labelRemoved.Location = new Point(pictureBoxRight.Left, pictureBoxRight.Bottom + spacing);
|
||
labelActive.Location = new Point(labelRemoved.Right + 20, pictureBoxRight.Bottom + spacing);
|
||
labelR.Location = new Point(pictureBoxRight.Left, labelRemoved.Bottom + spacing + 5);
|
||
labelDay.Location = new Point(pictureBoxRight.Left + pictureBoxRight.Width / 2 - 30, labelRemoved.Bottom + spacing + 5);
|
||
|
||
// Добавление меток на форму
|
||
this.Controls.Add(labelRemoved);
|
||
this.Controls.Add(labelActive);
|
||
this.Controls.Add(labelR);
|
||
this.Controls.Add(labelDay);
|
||
}
|
||
|
||
private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e) // Метод, вызываемый при каждом тике таймера
|
||
{
|
||
day++; // Увеличение дня
|
||
newInfectionsThisDay = 0; // Сброс новых инфекций
|
||
|
||
// Перемещение всех людей
|
||
foreach (var p in population)
|
||
p.Move(pictureBoxRight.Width, pictureBoxRight.Height);
|
||
|
||
// Обработка инфицированных людей
|
||
foreach (var p in population.Where(p => p.State == HealthState.Infected).ToList())
|
||
{
|
||
p.DaysInfected++; // Увеличение количества дней инфицирования
|
||
if (p.DaysInfected >= DiseaseTime) // Проверка, достиг ли человек летального исхода
|
||
{
|
||
if (rand.NextDouble() < MortalityRate) // Проверка на смерть человека
|
||
p.State = HealthState.Dead;
|
||
else
|
||
p.State = HealthState.Recovered; // Изменение состояния на "вылеченный"
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
InfectNearby(); // Используем метод заражения рядом окружающих людей
|
||
|
||
// Подсчет статистики
|
||
int sCount = population.Count(p => p.State == HealthState.Susceptible);
|
||
int iCount = population.Count(p => p.State == HealthState.Infected);
|
||
int rCount = population.Count(p => p.State == HealthState.Recovered);
|
||
int dCount = population.Count(p => p.State == HealthState.Dead);
|
||
|
||
// Сохранение истории
|
||
historyS.Add(sCount);
|
||
historyI.Add(iCount);
|
||
historyR.Add(rCount);
|
||
historyD.Add(dCount);
|
||
|
||
// Обновление R
|
||
float R = infectedCountPreviousDay > 0 ? (float) newInfectionsThisDay / infectedCountPreviousDay : 0f;
|
||
infectedCountPreviousDay = iCount; // Обновление количества инфицированных на предыдущий день
|
||
|
||
// Обновление Tag для отрисовки
|
||
pictureBoxRight.Tag = new { Active = iCount, Removed = rCount + dCount, R = R, Day = day };
|
||
|
||
// Обновление текста меток
|
||
labelRemoved.Text = $"# Нейтрализованные случаи = {rCount + dCount}";
|
||
labelActive.Text = $"# Активные случаи = {iCount}";
|
||
labelR.Text = $"R = {R:F2}";
|
||
labelDay.Text = $"День: {day}";
|
||
pictureBoxLeft.Invalidate(); // Перерисовка левого PictureBox
|
||
pictureBoxRight.Invalidate(); // Перерисовка правого PictureBox
|
||
}
|
||
|
||
private void InfectNearby() // Метод для заражения соседей
|
||
{
|
||
var infected = population.Where(p => p.State == HealthState.Infected).ToList(); // Список инфицированных
|
||
var susceptible = population.Where(p => p.State == HealthState.Susceptible).ToList(); // Список уязвимых
|
||
|
||
// Проверка расстояния между инфицированными и уязвимыми
|
||
foreach (var inf in infected)
|
||
{
|
||
foreach (var sus in susceptible)
|
||
{
|
||
float dist = Distance(inf.Position, sus.Position); // Вычисление расстояния
|
||
if (dist < InfectionRadius) // Если в пределах радиуса инфекции
|
||
{
|
||
if (rand.NextDouble() < ContagionProbability) // Проверка на заражение
|
||
{
|
||
sus.State = HealthState.Infected; // Изменение состояния на инфицированный
|
||
newInfectionsThisDay++; // Увеличение счетчика новых инфекций
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
private float Distance(PointF a, PointF b) // Метод для вычисления расстояния между двумя точками
|
||
{
|
||
float dx = a.X - b.X; // Разность по X
|
||
float dy = a.Y - b.Y; // Разность по Y
|
||
return (float)Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy); // Возвращение расстояния
|
||
}
|
||
|
||
private void pictureBoxLeft_Paint(object sender, PaintEventArgs e) // Метод для отрисовки графика
|
||
{
|
||
Graphics g = e.Graphics;
|
||
g.Clear(Color.Black); // Очистка фона
|
||
|
||
if (historyS.Count < 2) return; // Если недостаточно данных для отрисовки
|
||
|
||
int w = pictureBoxLeft.Width; // Ширина PictureBox
|
||
int h = pictureBoxLeft.Height; // Высота PictureBox
|
||
|
||
int maxY = population.Count; // Максимальное значение по Y
|
||
|
||
Pen axisPen = Pens.White; // Перо для осей
|
||
g.DrawLine(axisPen, 40, 10, 40, h - 30); // Вертикальная ось
|
||
g.DrawLine(axisPen, 40, h - 30, w - 10, h - 30); // Горизонтальная ось
|
||
|
||
// Отрисовка линий графика для различных состояний
|
||
DrawGraphLine(g, historyS, maxY, Color.Cyan, 40, h - 30, w - 50, h - 40);
|
||
DrawGraphLine(g, historyI, maxY, Color.Red, 40, h - 30, w - 50, h - 40);
|
||
DrawGraphLine(g, historyR, maxY, Color.Green, 40, h - 30, w - 50, h - 40);
|
||
DrawGraphLine(g, historyD, maxY, Color.Gray, 40, h - 30, w - 50, h - 40);
|
||
|
||
// Подписи для графика
|
||
g.DrawString("Уязвимые", this.Font, Brushes.Cyan, w - 130, 20);
|
||
g.DrawString("Инфицированные", this.Font, Brushes.Red, w - 130, 40);
|
||
g.DrawString("Вылеченные", this.Font, Brushes.Green, w - 130, 60);
|
||
g.DrawString("Погибшие", this.Font, Brushes.Gray, w - 130, 80);
|
||
}
|
||
|
||
private void DrawGraphLine(Graphics g, List<int> data, int maxY, Color color, int x0, int y0, int width, int height) // Метод для отрисовки линии графика
|
||
{
|
||
if (data.Count < 2) return; // Если недостаточно данных для отрисовки
|
||
|
||
Pen pen = new Pen(color, 2); // Перо для линии
|
||
int count = data.Count; // Количество точек
|
||
float xStep = (float)width / (count - 1); // Шаг по X
|
||
|
||
PointF[] points = new PointF[count]; // Массив точек для линии
|
||
for (int i = 0; i < count; i++)
|
||
{
|
||
float x = x0 + i * xStep; // Вычисление координаты X
|
||
float y = y0 - (data[i] / (float)maxY) * height; // Вычисление координаты Y
|
||
points[i] = new PointF(x, y); // Добавление точки в массив
|
||
}
|
||
|
||
g.DrawLines(pen, points); // Отрисовка линии
|
||
}
|
||
|
||
private void pictureBoxRight_Paint(object sender, PaintEventArgs e) // Метод для отрисовки людей
|
||
{
|
||
Graphics g = e.Graphics;
|
||
g.Clear(Color.Black); // Очистка фона
|
||
|
||
// Отрисовка каждого человека в зависимости от его состояния
|
||
foreach (var p in population)
|
||
{
|
||
Color c = p.State switch
|
||
{
|
||
HealthState.Susceptible => Color.Cyan,
|
||
HealthState.Infected => Color.Red,
|
||
HealthState.Recovered => Color.Green,
|
||
HealthState.Dead => Color.Gray,
|
||
_ => Color.White
|
||
};
|
||
g.FillEllipse(new SolidBrush(c), p.Position.X, p.Position.Y, 5, 5); // Отрисовка человека
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
} |