C语言实现penna模型

　　一年前写的代码，偶然翻出来。发现自己当时水平还不赖吗。

 # include <stdio.h>

 # include <stdlib.h>

 # include <time.h>

 # include <stdbool.h>

 # include <windows.h>
# define N0     //初始时刻种群数量为1000

 # define Nmax     //种群最大数量为100000

 # define R     //最低繁殖年龄为8

 # define B    //老死年龄即位串长度为32

 # define b     //每次繁殖子代个数为1

 # define T     //最大疾病次数为2

 # define M     //突变强度为2

 # define LEN sizeof(GENE)   //宏替换一个结构体的大小

 clock_t start, finish;

 double duration;

 int t;

 typedef struct Gene

 {

     bool Gene[B];   //用布尔类型数组表示位串

     int Age;    //年龄

     int SickNum;    //患病次数

     struct Gene *next;  //存放一个连接链表的节点指针

 }GENE;

 int Nt = N0;    //定义一个全局变量，表示t时刻种群的数量

 double M_rate = (double)M/B;    //M_rate表示基因遗传突变率

 GENE *pHead = NULL, *pFore = NULL, *pNext = NULL, *p = NULL, *pTail = NULL;

 //定义五个指针：pHead指向头节点pFore为节点的前驱指针，pNext建立新节点，p游标指针，pTail尾节点指针

 GENE Gene_Str;  //定义一个GENE类型的结构体Gene_Str
void Initialize(void)   //构造链表及种群初始状态

 {

     pHead = (GENE *)malloc(LEN);//为头节点指针分配空间

     p = pHead;  //头节点指针赋值给游标指针

     for (int i=; i<N0; i++)

     {

         p->Age = ; //初始时刻年龄为0（t=0）

         p->SickNum = ; //患病次数为0

         for (int j=; j<B; j++)

         {

             p->Gene[j] = (rand()%);    //  对第一代个体基因随机规定

         }

         pNext = (GENE *)malloc(LEN);    //为新节点开辟存储空间

         p->next = pNext;    //将前驱节点指向下一结构体地址

         p = pNext;  //将新节点赋值给游标指针

     }

     pTail = p;

     pNext = p = NULL;

     pTail->next = NULL; //尾节点下一指向为空

 }

 void Aging(void)    //执行年龄增长机制，每次调用，所有个体年龄加一

 {

     p = pHead;  //游标指针指向头指针

     while (p != NULL)   //遍历每个个体

     {

         if (p->Gene[p->Age] == )

         {

             p->SickNum++;

         }   //如果该年龄位置为坏基因，则患病次数加一

         p->Age++;   //每个个体年龄加一

         p = p->next;    //游标指针指向下一个体

     }

 }

 void Die(void)  //执行死亡机制，每次调用，满足条件的个体死去，链表节点删除

 {

     pFore = p = pHead;  //游标指针指向头指针，并创建一个和游标指针同步的前驱指针

     while (p != NULL)   //遍历每个个体

     {

         double RandOfLive = (double)rand()/(double)RAND_MAX;    //构造一个随机概率

         if (p->SickNum>=T || p->Age>=(B-) || RandOfLive>=(-(double)Nt/Nmax))

         //满足三种情况之一即死亡：年龄到达老死年龄，达到最大患病次数，因环境压力随机死亡

         {

             Nt--;   //每次死亡导致种群数量减一

             if (p == pHead)//当p为头节点

             {

                 pHead = p->next;

                 free(p);    //节点删除后释放占用的空间

                 pFore = p = pHead;

                 p = p->next;    //重新初始化

             }

             else if (p->next == NULL)//当p为尾节点

             {

                 pFore->next = NULL; //将前一个节点设置为尾节点

                 free(p);    //释放删除后的节点

                 p = NULL;

             }

             else    //既不是头节点又不是尾节点

             {

                 pFore->next = p->next;  //跳过p节点，前后相连接

                 free(p);    //释放删除了的节点

                 p = pFore;

                 pFore = p;

                 p = p->next;    //重新初始化

             }

         }

         else    //如果个体不满足死亡条件

         {

             pFore = p;

             p = p->next;    //指针向下一节点移动并始终存储前一节点以备删除中间节点

         }

     }   //结束后p == NULL,是尾节点的节点指针

     pNext = NULL;

     pFore = NULL;   //遍历之后将这两个指针置为空，防止错误调用

 }

 void RePreduction(void) //执行繁殖机制

 {

     p = pHead;  //p指向链表的头指针

     while (p != NULL)   //遍历每个个体

     {

         double RandOfChange = (double)rand()/(double)RAND_MAX;  //构造一个随机数

         if (p->Age >= R)    //如果年龄达到最低繁殖年龄

         {

             pNext = p;  //为了方便操作，将每一个新生个体对应的节点连在尾节点后

             while (pNext->next != NULL)

                 pNext = pNext->next;    //此时pNext为尾节点
for (int k=; k<b; k++) //每次繁殖将产生b个新个体

             {

                 while (pNext->next != NULL)

                     pNext = pNext->next;
pTail = (GENE *)malloc(LEN);    //开辟一个存储空间

                 pNext->next = pTail;    //尾节点的next指向该存储空间

                 pTail->next = NULL; //将这个新节点设为尾节点

                 for (int i=; i<B; i++)

                 {

                     if (RandOfChange < M_rate)  //达到要求则发生突变

                         pTail->Gene[i] = !p->Gene[i];

                     else    //否则执行拷贝复制

                         pTail->Gene[i] = p->Gene[i];

                 }

                 pTail->Age = ;

                 pTail->SickNum = ; //新生个体的这两项也要初始化，开始一直忘了！！！！！！！！

                 Nt+=;  //个体数加一

             }

             p = p->next;

         }

         else

             p = p->next;    //执行完继续下一个体

     }

 }
int main(void)

 {

     FILE* fp = fopen("resultr6.txt", "w");

     if (fp == NULL)

         printf("error\n");

     Sleep();    //挂起两秒钟

     srand((unsigned)time(NULL));    //随机种子

     Initialize();   //对初始个体进行初始化操作

     for (t=; t<; t++)  //种群在该机制下演化一千个时间步

     {

         Aging();    //执行年龄增长机制

         Die();  //执行死亡机制

         RePreduction(); //执行繁殖机制

         printf("A");

         fprintf(fp, "%d\t", Nt);

     }

     fclose(fp);

     return ;

 }

　　附图