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标题: penna模型论文以及代码 [打印本页]
作者: ▉ΝβκS 时间: 2014-7-25 11:43
标题: penna模型论文以及代码
无性繁殖Penna模型
一、 设计思路(包括规则说明 参数设定)
1. 模型规则:
生物体由基因构成,基因可以分类,最简单的分类方式为两类，以好坏界定，用0，1表示,构成方式为有限长串结构..
规则:
(1) 死亡机制：
老死：B
活到B岁（最大年龄），下一步死亡
疾病：
活到当前年龄，累计的“疾病”次数达到 Tc次，下一时刻死亡
环境压力：
每个个体以概率 
（Verhulst因子） 生存
(2) 繁殖机制：
最低繁殖年龄：R
每个个体活到R岁时，开始繁殖,繁殖时，采用拷贝加突变的方式形成子代
突变：M
突变强度为M，此处为M个位置
个数：b
每次繁殖b个子代；
二、 代码(关键部分加注释)
#include
#include
#include
int i,j,t;
double x,y;
FILE *fp;
#define GeneSize 32
#define N0 1000
#define Nmax 100000
#define TIME 1000
#define ReproductionAge 8
#define T 2
struct {
int Gene[GeneSize];//
int Age;
int BadGeneNum;
int LiveOrDie;//活着是0；死的是1
}Agent[Nmax]; //定义结构体数组表示每个个体
int Nt=N0;
void Intial() //初始化函数
{
for(i=0;i
{
Agent.Age=0;
Agent.BadGeneNum=0;
for (j=0;j
{
x=rand();
y=x/32767;
if(y<0.01) //初始基因串随机给出，坏基因比例0.01
{
Agent.Gene[j]=1;
}
else
{
Agent.Gene[j]=0;
}
8 `5 _. X2 K. _' P( M# F( b! y* X}
if (i
{
Agent.LiveOrDie=0;
}
else
{
Agent.LiveOrDie=1;
}
}
}
void Age(int i) //年龄机制函数
{
if (Agent.Gene[Agent.Age]==1)
Agent.BadGeneNum++;
Agent.Age++;
}
void Die(int i) //死亡机制函数
{
double v;
v=(double)rand()/RAND_MAX;
if (Agent.BadGeneNum>=T)
{
Nt-=1;
Agent.LiveOrDie==1;
}
else if (v<((double)Nt/Nmax))
{
Nt-=1;
Agent.LiveOrDie==1;
}
else if (Agent.Age>=GeneSize)
{
Nt-=1;
Agent.LiveOrDie==1;
}
}
void Reproduction(int i)
{
k=0;
int z1,z2;
z1=rand()2;
z2=rand()2;
while(Agent[k].LiveOrDie==0) //将b个原本死亡的格子变活，b=1
k=k++;
Agent[k].Age=0; //对新生的个体赋予年龄值
Agent[k].BadGeneNum=0;
for (j=0;j
{
Agent[k].Gene[j]=Agent.Gene[j];
if( Agent.Gene[z1]==1)
Agent[k].Gene[z1]=0;
else
Agent[k].Gene[z1]=1;
if( Agent[k].Gene[z2]==0)
Agent[k].Gene[z2]=1;
else
Agent[k].Gene[z2]=0;
}
Nt=Nt+1;
Agent[k].LiveOrDie=0;
} //z1,z2突变位置
void main()
{
srand((unsigned)time(NULL));
Intial(); //初始化
//时间步迭代
fp=fopen("penna.txt","w");
for(t=0;t
{
for (i=0;i
{
if (Agent.LiveOrDie==0)
{
Age(i);//年龄加1；更新坏基因数
Die(i);//判断死亡1.坏基因致死，2.环境压力致死.3老死
}
}
for (j=0;j
{
if (Agent[j].LiveOrDie==0 && Agent[j].Age>=ReproductionAge)
{
Reproduction(j);
}
}
/ K0 y9 h7 W z$ [9 s+ hfprintf(fp,"%d\t",Nt);
}
}
三、 结果及分析(包括图及分析)
(1)对P（B=32, 105, 2, 8, 1, M）
最大年龄B=32岁,最大种群数Nmax=105,疾病次数Tc=2,最低繁殖年龄R=8,每次繁殖子代个数b=1,突变：M=0,t=1000;100,种群规模随时间的变化图
图一 M=2，t=1000;
% y# l, ~2 y# a
图二 M=2，t=100
2 Y* K8 v. ^' ]- C W9 I; @
% s* X7 H: [4 C/ a L7 T( v- c
' o6 U( i+ V$ i# e: Y 图三 M=2，t=1000;
$ T+ S t0 Q) B
图四 M=2,t=1000;
& w( z2 a0 y7 s) B$ b1 d' f/ Y& Q
(2) 对P（32, 105, 4, R, 1, 2）
R取2、4、6作稳定后的年龄结构图。
由（1）知，t=200以后种群数量已经稳定，所以考虑t=200时的年龄组成即可。
1 G) r+ O0 `; i. L/ x
图六 R=4，t=200年龄结构图
图七 R=6，t=200年龄结构图
* P+ P! s* y! s/ q1 Y9 f% r) ]- |; J* i
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