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[分形几何]L系统编程的实现

王朝other·作者佚名  2006-11-24
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首先看一下用程序生成的KNOCH曲线,在迭代次数不同情况下的变化:

显然,你可以清楚的感觉到KNOCH曲线在面积上为0,在长度上不断扩大特性(在给定的尺度下有一个上限值)和这个Knoch曲线相类似的图形还有Sierpinski三角形

那么,具体到程序上,这样的图形是如何绘制的呢,这类图形的绘制在分形几何上有个相关的领域,叫做L系统,这是一种基于字符串技术的绘制图形技术,就像LOGO语言那像,通过解释命令字符串,来控制画笔的移动:

比如:

F代表在当前的位置方向向前移动

+从当前的方向向左转一个给定的角度.

-从当前的方向向右转一个给定的角度.

像Knoch的生成命令为:(在一个叫做Fractint19.5的L系统的软件上)

Axiom F ;初始状态,一根直线

F=F+F—F+F ;迭代法则,每次在前一次的命令字符串中的F用这个规则去替换.

在达到规定的迭代次数后,便可以从字符串头部向后解释命令绘制出相应的图形.

那么,具体到程序上,这样的迭代如何去实现呢.(这里我还没能力实现一个通用的解释程序,只谈最关键的迭代的实现)

我认为一个比较好的相法是这样:

设置两个队列(字符队列,每个队列结点上存放一个元字符)qA,qB,开始时:qA存放初始情况下的字符,qB为空.

I=1

Sign=’A’

While(i<迭代次数上限)

{

if(Sign==’A’)

{

将qA中的字符逐个出队

{

如果遇到的是替换法则相对应的字符,则将替换法则中的字符逐个入队qB.

如果不是,则将当前qA中的出队字符直接入qB。

}

}

if(Sign==’B’)

{

将qB中的字符逐个出队

{

如果遇到的是替换法则相对应的字符,则将替换法则中的字符逐个入队qA.

如果不是,则将当前qB中的出队字符直接入q。

}

}

ißi+1

}下面给出在AS2语言中这种算法的实现:

for(i=0;i<_root.gInitString.length;i++)

queueA.enQueue(String(_root.gInitString.charAt(i)));

i=0;

sign=_root.SIGN_A;

//Produce The Drawing String.

while(i<_root.gIteratorLimit)

{

if(sign==_root.SIGN_A)

{ //queueA to queueB

while(!queueA.isEmpty())

{

tmpData=String(queueA.deQueue());

if(tmpData=="F"||tmpData=="f"||tmpData=="G"||tmpData=="g")

for(j=0;j<_root.gInitString.length;j++)

{

queueB.enQueue(_root.gInitString.charAt(j));

}

else if(tmpData=="+"||tmpData=="-"||tmpData=="|")

&nbs

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