计算二维数组坐标“岛”的重心问题

新手求指点 · 发表于 2014-3-6 13:34:37

我刚接触fortran没多久，现在要写一个程序来算出下面这个数组的重心
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0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
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0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

我想把这个数组其中所有的1的值用坐标表示出来,比如（14，15）这样子，但是我不太清楚该怎么筛选和表示，求大神指点

楚香饭 · 发表于 2014-3-6 13:37:33

[Fortran] 纯文本查看 复制代码

1Do i = 1 , n
2  Do j = 1 , m
3    if ( a(i,j) == 1 ) then
4      !此时的 i j 即为坐标
5    end if
6  End Do
7End Do

新手求指点 · 发表于 2014-3-6 13:43:38

chuxf 发表于 2014-3-6 13:37
[mw_shl_code=fortran,true]Do i = 1 , n
Do j = 1 , m
if ( a(i,j) == 1 ) then

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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如果是这样的，我想用程序判断上面的那些1把他们-20变到下面来该怎么做呢？

楚香饭 · 发表于 2014-3-6 13:45:19

什么叫把他们 -20 变到下面来？

新手求指点 · 发表于 2014-3-6 13:55:14

chuxf 发表于 2014-3-6 13:45
什么叫把他们 -20 变到下面来？

如果把所有的1看成一个岛，我想算这个岛重心，我想把所有的1的坐标全部相加最后除以25就是这个岛的重心，但是这是一个周期性的岛，就像第二组数组，有一部分1在上面，比如(5,20)，但实际这个1是该在(5,0)这个坐标上，但是因为下面无法表示了所以这个1就被加了20跑到上面去了，但在计算重心的时候需要把这个1减掉20，就是从（5，20）变到（5，0）来计算重心

楚香饭 · 发表于 2014-3-6 14:07:32

本帖最后由 chuxf 于 2014-3-6 14:15 编辑

这个问题可以很简单，也可以很复杂。

这取决于：
第一：整个区域内，你是否可以确定只存在一个“岛”？还是有可能有多个？
比如：
00000000000001111111100000000000
00000000000000011110000000000000
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00000000110000000000000000000000
00000001111000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
第二：岛会不会出现无限循环。
比如：
00000000000001111000000000000000
00000000000001111000000000000000
00000000001111111000000000000000
00000000000001111000000000000000
第三：岛中间是否可能出现空洞？
比如：
00000000000000000000000000000000
00000000000001111000000000000000
00000000000001111000000000000000
00000000001111001000000000000000
00000000000001111000000000000000
00000000000000000000000000000000

新手求指点 · 发表于 2014-3-6 14:26:03

chuxf 发表于 2014-3-6 14:07
这个问题可以很简单，也可以很复杂。

这取决于：

只有一个岛，就是加了周期或者减了周期后就只有一个岛了，不会有2个，岛中间没有空洞，无限循环那个不太懂。

楚香饭 · 发表于 2014-3-6 15:24:54

本帖最后由 chuxf 于 2014-3-6 19:22 编辑

我这里有个死办法，那就是如果有上下左右的联通，则移动整个区域，直到不再联通为止。（记录下 X Y 的偏移量）
最后算出重心，再把偏移量加回去。

[Fortran] 纯文本查看 复制代码

001Program www_fcode_cn
002  Implicit None
003  Integer , parameter :: N = 4
004  Integer , parameter :: M = 4
005  real :: gx , gy
006  Integer :: a( M , N )
007  Open( 12 , File = '文件名' )
008  Read( 12 , * ) a
009  Close( 12 )
010  call IslandGravity( a , N , M , gx , gy )
011  write(*,*) gx , gy
012  
013contains
014 
015  Subroutine IslandGravity( d , n , m , gx , gy )
016    Integer :: n , m
017    Integer :: d( m , n ) , a( m , n )
018    integer :: i , j , c , iShiftX , iShiftY
019    Real :: gx , gy
020    Logical :: blink
021    a = d !// 复制一份 a
022 
023    iShiftX = 0
024    iShiftY = 0
025    Do  !// 向上滚动，直到没有上下链接为止
026      blink = Check_Y_Link( a , n , m )
027      if ( blink ) then
028        call RollUp( a , n , m )
029        iShiftY = iShiftY + 1
030      else
031        Exit
032      end if
033    End Do
034    Do  !// 向左滚动，直到没有左右链接为止
035      blink = Check_X_Link( a , n , m )
036      if ( blink ) then
037        call RollLeft( a , n , m )
038        iShiftX = iShiftX + 1
039      else
040        Exit
041      end if
042    End Do
043    gx = 0.
044    gy = 0.
045    c = 0
046    Do i = 1 , N
047      Do j = 1 , M
048        if ( a(j,i) == 1 ) then
049          gx = gx + j
050          gy = gy + i
051          c = c + 1
052        end if
053      End Do
054    End Do
055    gx = ( gx / c ) + iShiftX !// 最后再把偏移量加上去
056    if ( gx > m ) gx = gx - m
057    gy = ( gy / c ) + iShiftY
058    if ( gy > n ) gy = gy - n
059  End Subroutine IslandGravity
060   
061  Subroutine RollUp( a , n , m ) !// 区域向上滚动
062    Integer :: n , m
063    Integer :: a( m , n ) , t( m )
064    t(:) = a( : , 1 )
065    a(:,1:n-1) = a(:,2:n)
066    a(:,n) = t(:)
067  End Subroutine RollUp
068   
069  Subroutine RollLeft( a , n , m ) !// 区域向左滚动
070    Integer :: n , m
071    Integer :: a( m , n ) , t( n )
072    t(:) = a( 1 , : )
073    a(1:m-1,:) = a(2:m,:)
074    a(m,:) = t(:)
075  End Subroutine RollLeft
076   
077  Logical Function Check_Y_Link( a , n , m ) !// 检查是否有上下链接
078    Integer :: n , m
079    Integer :: a( m , n )
080    integer :: i
081    Check_Y_Link = .false.
082    Do i = 1 , m
083      if ( ( a(i,1) == 1 ) .and. ( a(i,n) == 1 ) ) then
084        Check_Y_Link = .true.
085        return
086      end if
087    End Do
088  End Function Check_Y_Link
089   
090  Logical Function Check_X_Link( a , n , m ) !// 检查是否有左右链接
091    Integer :: n , m
092    Integer :: a( m , n )
093    integer :: i
094    Check_X_Link = .false.
095    Do i = 1 , n
096      if ( ( a(1,i) == 1 ) .and. ( a(m,i) == 1 ) ) then
097        Check_X_Link = .true.
098        return
099      end if
100    End Do
101  End Function Check_X_Link
102   
103End Program www_fcode_cn

joejimming · 发表于 2014-3-6 19:01:55

不清楚这里重心的意义为何，感觉有一点点问题：
例如：
1101
1101
0000
1101
重心按个人理解应该是1即坐标(1,1)，算出来的结果应该是(5,5)，超出了范围。

楚香饭 · 发表于 2014-3-6 19:23:39

joejimming 发表于 2014-3-6 19:01
不清楚这里重心的意义为何，感觉有一点点问题：
例如：
1101

感谢楼上指正。

已增加两行代码解决这一问题

[Fortran] 纯文本查看 复制代码

1gx = ( gx / c ) + iShiftX !// 最后再把偏移量加上去
2if ( gx > m ) gx = gx - m
3gy = ( gy / c ) + iShiftY
4 if ( gy > n ) gy = gy - n

[通用算法] 计算二维数组坐标“岛”的重心问题

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