компьютерное моделирование на C#

Руденков, Н. А. Основы сетевых технологий : учебник / Н. А. Руденков, Л. И. Долинер. – Екатеринбург :УрФУ, 2011. – 300 с. – Текст : непосредственный.Фаулер, М. UML. Основы / М. Фаулер ; пер. с англ. А. Петухова. – 3-е изд. – Санкт-Петербург : Символ-Плюс, 2004. – 192 с. ISBN 5-93286-060-Х. – Текст : непосредственный.Шкляр, М. Ф. Основы научных исследований : учебное пособие / М. Ф. Шкляр. – 7-е изд. – Москва : Дашков и К° , 2019. – 208 с. – ISBN 978-5-394-03375-9. – URL: https://znanium.com/catalog/product/1093533 (дата обращения: 17.09.2020). – Текст : электронный.ПРИЛОЖЕНИЕAИсходный код программы управления перемещением робота-луноходаusing System;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.ComponentModel;usingSystem.Data;usingSystem.Drawing;using System.IO;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;usingSystem.Threading.Tasks;usingSystem.Windows.Forms;using static System.Net.Mime.MediaTypeNames;namespace Robot{public partial class Form1 : Form {public const int NX = 20; // Размеркартыпо Xpublic const int NY = 14; // Размеркартыпо Y // Стартоваяпозицияpublic const intstartX = 1;public const intstartY = 12; // Позицияракетыpublic const introcketX = 5;public const introcketY = 12; // Позиция B1public const int b1X = 4;public const int b1Y = 12; // Допустимыекомманды private String[] validCommands = new string[] { "Старт", "Вперед", "Вперёд", "Назад", "Вправо","Влево", "Исследовать", "Доставить", "Конец" }; // Текущая программа (команды)private String[] Commands = new string[] { };// Номер текущей командыprivateintCommandNum = 0; // Масса собранных образцовprivate double Collected = 0.0; // Индексыизображений в ImageList1privateenumimgIndexes { imA1 = 0, imB1, imCrater, imBrick, imRocket, imEmpty, imRover};// Горизонтальные координаты кратеровint[] craterX = newint[] { 3, 4, 7, 7, 11, 13, 13, 15, 18 }; // Вертикальные координаты кратеровint[] craterY = newint[] { 2, 8, 5, 10, 11, 2, 8, 12, 7 }; // Горизонтальные координаты камнейint[] brickX = newint[] { 1, 2, 5, 5, 10, 10, 11, 15, 15 }; // Вертикальные координаты камнейint[] brickY = newint[] { 8, 5, 2, 5, 2, 8, 5, 7, 10 }; // Позиции блоков 3*2 из клеток A1int[] a1X = newint[] { 14, 16 };int[] a1Y = newint[] { 2, 3 };// Текущая позиция луноходаpublicintroverX = startX;publicintroverY = startY; // ПризнаксломанностилуноходаpublicboolroverBroken = false;private Brush RedBrush = new SolidBrush(Color.Red); // Кистькрасногоцвета // Класс -- клеткаполяpublic class cell{privateImageListimages; // Ссылка на коллекцию изображенийprivateintimgIndex; // Индексизображенияpublic cell(ImageListimg, intimgIdx) // Конструктор{images = img;imgIndex = imgIdx; } // Отобразить на графическом поле g, начиная с точки (x,y)public virtual void draw(Graphics g, float size, float x, float y) {g.DrawImage(images.Images[imgIndex], x, y, size, size); } } // Класс -- пустаяклеткаполяpublic class empty : cell { // Конструкторpublic empty(ImageListimg) : base(img, (int) imgIndexes.imEmpty) { } } // Класс - препятствиеpublic class box : cell { // Конструкторpublic box(ImageListimg, intimgIdx) : base(img, imgIdx) { } } // Класс -- кратерpublic class crater : box { // Конструкторpublic crater(ImageListimg) : base(img, (int)imgIndexes.imCrater) { } } // Класс -- каменьpublic class brick : box { // Конструкторpublic brick(ImageListimg) : base(img, (int)imgIndexes.imBrick) { } } // Класс -- ракетаpublic class rocket : cell { // Конструкторpublic rocket(ImageListimg) : base(img, (int)imgIndexes.imRocket) { } } // Класс -- A1public class a1 : cell {private double weight; // Весобразца // Конструкторpublic a1(ImageListimg) : base(img, (int)imgIndexes.imA1) {// Вес задаем случайным образомRandomrnd = newRandom();weight = 0.1 + 0.1*((int)(10*rnd.NextDouble())); }public double get_weight() // Возвращаетвесобразца {return weight; } } // Класс -- B1public class b1 : cell { // Конструкторpublic b1(ImageListimg) : base(img, (int)imgIndexes.imB1) { } }cell[,] moon = new cell[NY, NX]; // ПолеЛуныpublic Form1() {InitializeComponent();reinitBoard(); } // Сбросполя в исходноесостояниеpublic void reinitBoard() {for (inti = 0; i < NY; i++)for (int j = 0; j < NX; j++)moon[i, j] = new empty(imageList1); // Расставляемкратерыfor (inti = 0; i < craterX.Length; i++)moon[craterY[i], craterX[i]] = new crater(imageList1); // Расставляемкамниfor (inti = 0; i < brickX.Length; i++)moon[brickY[i], brickX[i]] = new brick(imageList1);moon[rocketY, rocketX] = new rocket(imageList1); // Ракетаmoon[b1Y, b1X] = new b1(imageList1); // B1 // Расставляем A1for (inti = 0; i < a1X.Length; i++)for (int j = 0; j < 3; j++)for (int k = 0; k < 2; k++)moon[a1Y[i] + j, a1X[i] + k] = new a1(imageList1);roverX = startX;roverY = startY;pictureBox1.Invalidate();} // Вызывается при перерисовке компонента с полемprivate void pictureBox1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) {floatcellSizeX = 1.0f*pictureBox1.Width / NX; // Размероднойклеткипо XfloatcellSizeY = 1.0f*pictureBox1.Height / NY; // Размероднойклеткипо YfloatcellSize = Math.Min(cellSizeX, cellSizeY); // Размероднойклетки // Рисуемполеfor (inti = 0; i < NY; i++)for (int j = 0; j < NX; j++)moon[i, j].draw(e.Graphics, cellSize - 1, 1 + j * cellSize, 1 + i * cellSize);if (roverBroken){ // Еслилуноходсломанe.Graphics.FillEllipse(RedBrush, 1 + (roverX + 0.3f) * cellSize, 1 + (roverY + 0.3f) * cellSize, 0.4f * cellSize, 0.4f * cellSize); } else // Рисуемлуноходif (roverX >= 0 && roverX < NX && roverY >= 0 && roverY < NY)e.Graphics.DrawImage(imageList1.Images[(int)imgIndexes.imRover], 1 + roverX * cellSize, 1 + roverY * cellSize, cellSize - 1, cellSize - 1); } // Выбранпунктменю "Выход"private void выходToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e){Close(); } // Выьран пункт меню "Начальная позиция"private void начпозToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {roverX = startX;roverY = startY;pictureBox1.Invalidate();} // Выбран пункт меню "Открыть команды"private void загрузитьToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {if (openFileDialog1.ShowDialog() == DialogResult.OK){ // Еслифайлбылвыбранif (!openFileDialog1.FileName.EndsWith(".moon")) // Еслинеправильноерасширение label1.Text = "Ошибказагрузки";else {String[] _commands = File.ReadAllLines(openFileDialog1.FileName); // Читаемвсестрокифайлаif (_commands.Length == 0) // Еслифайлпуст label1.Text = "Ошибказагрузки";else { textBox1.Text = String.Join(Environment.NewLine, _commands);стартToolStripMenuItem.Enabled = true;стопToolStripMenuItem.Enabled = false;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = false; label1.Text = "Нетошибок"; } } } } // Выбранпунктменю "Сохранитькоманды"private void сохранитьКомандыToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {if (saveFileDialog1.ShowDialog() == DialogResult.OK){ // Еслифайлбылвыбранif (!saveFileDialog1.FileName.EndsWith(".moon")) // Еслинеправильноерасширение label1.Text = "Ошибка сохранения";else {File.WriteAllText(saveFileDialog1.FileName, textBox1.Text); // Сохраняем label1.Text = "Нет ошибок"; } } } // Рестарт миссииpublic void restart() {стартToolStripMenuItem.Enabled = false;стопToolStripMenuItem.Enabled = true;загрузитьToolStripMenuItem.Enabled = false;сохранитьКомандыToolStripMenuItem.Enabled = false;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = false;roverBroken = false;reinitBoard(); Collected = 0.0;richTextBox1.Clear(); label2.Text = "Массаобразцов: 0 грамм"; label1.Text = "Нетошибок";CommandNum = 0;timer1.Start(); } // ВЫборпунктаменю"Старт"private void стартToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {стопToolStripMenuItem.Enabled = false;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = false;if (textBox1.Text.Length == 0) { label1.Text = "Введитекоманды";return; } // Проверка программыCommands = textBox1.Text.Split(new String[] { Environment.NewLine }, StringSplitOptions.None);boolvalid = true; // Признак корректности программыforeach (String line in Commands) {if (line.Length > 0 && !validCommands.Contains(line)) // Если команда не найдена в списке допустимых{valid = false;break; } }if (!valid || valid && !Commands[0].Equals("Старт")) { label1.Text = "Проверьтекоманды!";return; }стартToolStripMenuItem.Enabled = false;стопToolStripMenuItem.Enabled = true;restart(); } // Перемещение в направлении (dx, dy)privatebool move(intdx, intdy) {roverX += dx;roverY += dy;if (roverX < 0 || roverY < 0 || roverX >= NX || roverY >= NY) { label1.Text = "Потерясвязи!";return false; }if (moon[roverY, roverX] is box) {roverBroken = true; label1.Text = "Столкновение!";return false; }return true; } // Выбранпункт "Стоп"private void стопToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {timer1.Stop();стартToolStripMenuItem.Enabled = true;загрузитьToolStripMenuItem.Enabled = true;сохранитьКомандыToolStripMenuItem.Enabled = true;стопToolStripMenuItem.Enabled = false;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = true;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = true; } // Выбранпуннктменю "Возобновить"private void возобновитToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {timer1.Start();стартToolStripMenuItem.Enabled = false;стопToolStripMenuItem.Enabled = true;загрузитьToolStripMenuItem.Enabled = false;сохранитьКомандыToolStripMenuItem.Enabled = false;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = false; } // Выбранпунктменю "Перезапустить"private void перезапускToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e){timer1.Stop();restart(); } // Вызывается при очередном тике таймераprivate void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) {if (CommandNum == Commands.Length ) { label1.Text = "Командыкончились";timer1.Stop();стартToolStripMenuItem.Enabled = true;стопToolStripMenuItem.Enabled = false;загрузитьToolStripMenuItem.Enabled = true;сохранитьКомандыToolStripMenuItem.Enabled = true;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = true; }else { String curCommand = Commands[CommandNum]; // Текущаякомандаif (curCommand == "Старт") { richTextBox1.Text += "Началоработы" + Environment.NewLine; }else if (curCommand == "Конец") {timer1.Stop();стартToolStripMenuItem.Enabled = true;стопToolStripMenuItem.Enabled = false;загрузитьToolStripMenuItem.Enabled = true;сохранитьКомандыToolStripMenuItem.Enabled = true;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = true; richTextBox1.Text += "Конецработы" + Environment.NewLine;return; } else if (curCommand == "Вперед" || curCommand == "Вперёд") { richTextBox1.Text += "Переходвперед" + Environment.NewLine;if (!move(0, -1))timer1.Stop(); }else if (curCommand == "Назад") { richTextBox1.Text += "Переходназад" + Environment.NewLine;if (!move(0, +1))timer1.Stop(); }else if (curCommand == "Влево") { richTextBox1.Text += "Переходвлево" + Environment.NewLine;if (!move(-1, 0))timer1.Stop(); }else if (curCommand == "Вправо") { richTextBox1.Text += "Переходвправо" + Environment.NewLine;if (!move(+1, 0))timer1.Stop(); }else if (curCommand == "Исследовать") { richTextBox1.Text += "Исследование" + Environment.NewLine;explore(); }else if (curCommand == "Доставить") { richTextBox1.Text += "Доставка" + Environment.NewLine;put(); }pictureBox1.Invalidate();if (!timer1.Enabled) {стартToolStripMenuItem.Enabled = true;стопToolStripMenuItem.Enabled = false;загрузитьToolStripMenuItem.Enabled = true;сохранитьКомандыToolStripMenuItem.Enabled = true;возобновитToolStripMenuItem.Enabled = false;перезапускToolStripMenuItem.Enabled = true; } elseCommandNum++; } } // Иссследованиеprivate void explore() {if (roverX < 0 || roverY < 0 || roverX >= NX || roverY >= NY) { label1.Text = "Потерясвязи";return; }if (moon[roverY, roverX] is a1) { richTextBox1.Text += "Найденобразецвесом " + (moon[roverY, roverX] as a1).get_weight().ToString("F2") + " грамм" +Environment.NewLine; Collected += (moon[roverY, roverX] as a1).get_weight(); label2.Text = "Массаобразцов: " + Collected.ToString("F4") + " грамм";moon[roverY, roverX] = new empty(imageList1); } else { richTextBox1.Text += "Невозможноисследовать" + Environment.NewLine; label1.Text = "Невозможно исследовать!"; } } // Доставкаprivatevoidput(){if (roverX < 0 || roverY < 0 || roverX >= NX || roverY >= NY) { label1.Text = "Потерясвязи";return; }if (moon[roverY, roverX] is b1) { richTextBox1.Text += "Доставкаобразцоввесом " + Collected.ToString("F4") + " грамм" +Environment.NewLine;moon[roverY, roverX] = new empty(imageList1);moon[rocketY, rocketX] = new empty(imageList1); }else { richTextBox1.Text += "Невозможнодоставить" + Environment.NewLine; label1.Text = "Невозможно доставить!"; } } }} ПРИЛОЖЕНИЕБСхемыалгоритмоввыполненияфункцийreinitBoard, стартToolStripMenuItem_Clickиtimer1_tickРисунокБ.1 – СхемаалгоритмафункцииreinitBoardРисунокБ.2 – СхемаалгоритмафункциистартToolStripMenuItem_ClickРисунок Б.3 – Схема алгоритма функции timer1_tick