模拟一个实验室的机器网络（M行N列的矩阵）被病毒感染的过程(熊猫烧香)

《数据结构》课程设计报告书（地址：http://apenny.taobao.com/）

 

1、设计要求：

           模拟一个实验室的机器网络（M行N列的矩阵）被病毒感染的过程，每台机器只和它相邻的机器直接相连。开始时有T太机器被感染，每台遭遇的熊猫变种类型都不同，分别记为Type1,Type2,……TypeT。每台机器都具有一定级别的防御能力，记为L（0<L<1000）。

    2、病毒的传播规则：

      （1）病毒只能从一台被感染的机器传到另一台没有被感染的机器。

      （2）如果一台机器已经被某个变种的病毒感染过，就不能再被其他变种感染。

（3）病毒的传播能力每天都在增强。以D代表病毒的攻击等级，初始值为1，每天增加1，可以感染所有可以到达的防御级别小于病毒自身攻击级别的机器。当L大于D的时候可以组织病毒从自己处继续传播。

（4）同一天内，由1号变种病毒先开始传播，感染所有它可能感染的机器，然后Type2、Type3……依次经行传播。

    3、程序的要求：

（1）输入要求：

输入由若干组测试数据组成。

每组数据的第一行包含2个整数M和N（1=<M，N=<500），接下来是一个M*N的矩阵表示网络的初始感染状态，其中的正、负整数的意义如题目描述中所定义。

下面一行给出一个正整数Q，是将要查询的变种的个数。接下去的Q行里，每行给出一个变种的类型。

当M或N为0时，表示全部测试结束，不要对该数据做任何处理。

（2）输出要求：

对每一组进行测试，在一行里输出被某个特定变种所感染的机器的数量。

（3）输入输出例子：

  输入：

3 4

1 -3 -2 -3

-2 -1 -2 2

-3 -2 -1 -1

2

1 

2

0 0

输出：

9

3

1、实验任务与目的（简单介绍实验内容，说明实验任务和目的）

“熊猫烧香”是在网络中传播的一种著名病毒。现在某实验室的网络不幸感染了这种病毒。从教材P126的图6.5可以看到，实验室的机器排列为一个M行N列的矩阵，每台机器只和它相邻的及其直接相连。开始时有T台机器被感染，每台遭遇的熊猫变种类型都不同，分别记为Type1，Type2，…..，Typer。每台机器都具有一定级别的防御能力，将防御级别记为L(0<L<1000)。“熊猫烧香”按照下列规则迅速在网络中传播：

（1）病毒只能从一台被感染的及其传到另一台没有被感染的机器；

（2）如果一台机器已经被某个变种的病毒感染过，就不能再被其他变种感染；

（3）病毒的传播能力每天都在增强。第1天，病毒只能感染它可以到达的、防御级别为1的机器，而防御级别大于1的机器可以阻止它从自己处继续传播。第D天，病毒可以感染它可以达到的、防御级别不超过D的机器，而只有防御级别大于D的机器可以阻止它从自己处继续传播。

（4）同一天之内，Type1变种的病毒先开始传播，感染所有它可能感染的及其，然后是Type2变种、Type3变种…….依次进行传播。

  实验要求是：当整个网络被感染后，计算有多少台机器被某个特定变种所感染。

【输入要求】

程序的输入数据由input.txt文件读入，文件包含若干组测试数据。每组数据的第1行包含2个整数M和N(1≤M，N≤500),接下来是一个M*N的矩阵表示网络的初试感染状态，其中用负整数-L表示未被感染、防御级别为Ｌ的机器，正整数Typei表示该机器被Typei类型的病毒变种感染。

下一行给出一个正整数Q，是将要查询的变种的个数。接下去的Q行里，每行给出一个变种类型。

当M或N为０时，表示全部测试结束，不要对该数据做任何处理。

【输出要求】

对每一组测试，在一行里输出被某个特定变种所感染的机器数量，并测试结果写入output.txt文件。

本实验训练的内容包括六个方面：

（1）面向对象程序设计方法，类模板的应用；

（2）采用合适的求解问题算法，如广度优先搜索、Dijkstra算法、并查集等；

（3）矩阵存储；

（4）文件的读写操作；

（5）程序测试计划、用例的设计和测试方法。