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windowInterface.MyInterface; + +public class Main { + public static void main(String[] args) { + MyInterface mjf = new MyInterface(); // Create an instance of the user interface + mjf.setVisible(true); // Display the user interface + } +} diff --git a/OOP_G04_Project/src/Test.java b/OOP_G04_Project/src/Test.java deleted file mode 100644 index cb578e5..0000000 --- a/OOP_G04_Project/src/Test.java +++ /dev/null @@ -1,9 +0,0 @@ - -public class Test { - - public static void main(String[] args) { - // TODO Auto-generated method stub - //test - } - -} diff --git a/OOP_G04_Project/src/backend/Agent.java b/OOP_G04_Project/src/backend/Agent.java index 8b11e23..58bef98 100644 --- a/OOP_G04_Project/src/backend/Agent.java +++ b/OOP_G04_Project/src/backend/Agent.java @@ -4,37 +4,52 @@ import java.awt.Color; import java.util.ArrayList; public abstract class Agent { - protected int x; - protected int y; - protected Color color; - - protected Agent(int x, int y, Color color) { - this.x = x; - this.y = y; - this.color = color; - } - - public Color getDisplayColor() { - return color; - } - public int getX() { - return x; - } - public int getY() { - return y; - } - public boolean isInArea(int x, int y, int radius) { - int diffX = this.x-x; - int diffY = this.y-y; - int dist = (int) Math.floor(Math.sqrt(diffX*diffX+diffY*diffY)); - return dist neighbors, Simulator world); - - + protected int x; // X position of the agent + protected int y; // Y position of the agent + protected Color color; // Color of the agent + + // Constructor to initialize the coordinates and color of the agent + protected Agent(int x, int y, Color color) { + this.x = x; + this.y = y; + this.color = color; + } + + // Method to get the display color of the agent + public Color getDisplayColor() { + return color; + } + + // Method to get the X position of the agent + public int getX() { + return x; + } + + // Method to get the Y position of the agent + public int getY() { + return y; + } + + // Method to check if the agent is within a certain area defined by a radius + public boolean isInArea(int x, int y, int radius) { + int diffX = this.x - x; + int diffY = this.y - y; + int dist = (int) Math.floor(Math.sqrt(diffX * diffX + diffY * diffY)); + return dist < radius; + } + + // Abstract method to define the agent's behavior during a turn + public abstract boolean liveTurn(ArrayList neighbors, Simulator world); + + // Abstract method to save the agent's state + protected abstract String saveState(); + + // Abstract method to load the agent's state + protected abstract Agent loadState(String line); + + // Factory interface for creating agents + public interface Factory { + Agent create(int x, int y); // Create an agent + Agent load(String line); // Load an agent from a save line + } } diff --git a/OOP_G04_Project/src/backend/Sheep.java b/OOP_G04_Project/src/backend/Sheep.java index ece8a18..d87ee94 100644 --- a/OOP_G04_Project/src/backend/Sheep.java +++ b/OOP_G04_Project/src/backend/Sheep.java @@ -4,56 +4,83 @@ import java.awt.Color; import java.util.ArrayList; import java.util.Random; -// example of basic animal. -// do not hesitate to make it more complex -// and DO add at least another species that interact with it -// for example wolves that eat Sheep +// Class representing a specific type of agent in the simulation, namely sheep public class Sheep extends Agent { - - int hunger; - Random rand; - - Sheep(int x,int y){ - //first we call the constructor of the superClass(Animal) - //with the values we want. - // here we decide that a Sheep is initially white using this constructor - super(x,y,Color.white); - // we give our sheep a hunger value of zero at birth - hunger = 0; - //we initialize the random number generator we will use to move randomly - rand = new Random(); - } - /** - * action of the animal - * it can interact with the cells or with other animals - * as you wish - */ - public boolean liveTurn(ArrayList neighbors, Simulator world) { - if(world.getCell(x, y)==1) { - world.setCell(x, y, 0); - } else { - hunger++; - } - this.moveRandom(); - return hunger>10; - } + int hunger; // Variable to track the hunger level of the sheep + Random rand; // Random number generator for the sheep's movements - private void moveRandom() { - int direction = rand.nextInt(4); - if(direction == 0) { - x+=1; - } - if(direction == 1) { - y+=1; - } - if(direction == 2) { - x-=1; - } - if(direction == 3) { - y-=1; - } - } + // Constructor to initialize the sheep's coordinates, color, and hunger level + public Sheep(int x, int y) { + super(x, y, Color.white); // Call the superclass constructor with the color white + hunger = 0; // Initialize hunger level to 0 + rand = new Random(); // Initialize the random number generator + } + // Method to define the sheep's behavior during a simulation turn + @Override + public boolean liveTurn(ArrayList neighbors, Simulator world) { + // Check if the sheep is on a cell containing food (value 1 in the grid) + if (world.getCell(x, y) == 1) { + world.setCell(x, y, 0); // Consume the food by setting the cell to 0 + hunger = 0; // Reset hunger level to 0 + } else { + hunger++; // Increment the sheep's hunger level + } + moveRandom(); // Move the sheep randomly + // Return true if the hunger level is less than or equal to 10, otherwise false + return hunger <= 10; + } + // Private method to move the sheep in a random direction + private void moveRandom() { + int direction = rand.nextInt(4); // Generate a random integer between 0 and 3 inclusive + // Move the sheep based on the randomly generated direction + if (direction == 0) { + x += 1; // Move right + } else if (direction == 1) { + y += 1; // Move down + } else if (direction == 2) { + x -= 1; // Move left + } else if (direction == 3) { + y -= 1; // Move up + } + } + + // Method to save the sheep's state as a string + @Override + protected String saveState() { + return "Sheep;" + x + ";" + y + ";" + hunger; // Format: "Sheep;x;y;hunger" + } + + // Method to load the state of a sheep from a string + @Override + protected Agent loadState(String line) { + String[] parts = line.split(";"); // Split the line into parts using the delimiter ";" + int x = Integer.parseInt(parts[1]); // Retrieve the sheep's X position + int y = Integer.parseInt(parts[2]); // Retrieve the sheep's Y position + Sheep sheep = new Sheep(x, y); // Create a new sheep object with the retrieved positions + sheep.hunger = Integer.parseInt(parts[3]); // Initialize the sheep's hunger level + return sheep; // Return the created sheep object + } + + // Static inner class implementing the Factory interface for creating and loading sheep + public static class SheepFactory implements Agent.Factory { + // Method to create a sheep with the specified coordinates + @Override + public Agent create(int x, int y) { + return new Sheep(x, y); // Create a new sheep object with the specified coordinates + } + + // Method to load a sheep from a string + @Override + public Agent load(String line) { + String[] parts = line.split(";"); // Split the line into parts using the delimiter ";" + int x = Integer.parseInt(parts[1]); // Retrieve the sheep's X position + int y = Integer.parseInt(parts[2]); // Retrieve the sheep's Y position + Sheep sheep = new Sheep(x, y); // Create a new sheep object with the retrieved positions + sheep.hunger = Integer.parseInt(parts[3]); // Initialize the sheep's hunger level + return sheep; // Return the created sheep object + } + } } diff --git a/OOP_G04_Project/src/backend/Simulator.java b/OOP_G04_Project/src/backend/Simulator.java index 9774cd3..e91093d 100644 --- a/OOP_G04_Project/src/backend/Simulator.java +++ b/OOP_G04_Project/src/backend/Simulator.java @@ -1,332 +1,319 @@ package backend; -import java.util.ArrayList; +import java.util.ArrayList; +import java.util.HashMap; +import java.util.Map; +import java.util.Random; import windowInterface.MyInterface; public class Simulator extends Thread { + private MyInterface mjf; // user interface reference + private final int COL_NUM = 100; // Number of columns on the grid + private final int LINE_NUM = 100; // Number of lines on the grid + private final int LIFE_TYPE_NUM = 4; // Number of life types + private final int LIFE_AREA_RADIUS = 1; // Life area radius + private final int ANIMAL_AREA_RADIUS = 2; // Animal area radius + private ArrayList fieldSurviveValues; // Field survival values + private ArrayList fieldBirthValues; // Field birth values + private ArrayList agents; // Agent list in the simulation + private boolean stopFlag; // Flag to stop simulation + private boolean pauseFlag; // Flag to pause simulation + private boolean loopingBorder; // Flag for looping borders + private boolean clickActionFlag; // Flag for clicking action + private int loopDelay = 150; // Delay between simulation loops + private int[][] grid; // Current simulation grid + private int[][] nextGrid; // Grid for next step of simulation + private Map agentFactories; // Agent factories - private MyInterface mjf; - - private final int COL_NUM = 100; - private final int LINE_NUM = 100; - private final int LIFE_TYPE_NUM = 4; - //Conway Radius : 1 - private final int LIFE_AREA_RADIUS = 1; - //Animal Neighborhood Radius : 5 - private final int ANIMAL_AREA_RADIUS = 2; - private ArrayList fieldSurviveValues; - private ArrayList fieldBirthValues; - - private ArrayList agents; - - private boolean stopFlag; - private boolean pauseFlag; - private boolean loopingBorder; - private boolean clickActionFlag; - private int loopDelay = 150; + // Constructor to initialize the simulation + public Simulator(MyInterface mjfParam) { + mjf = mjfParam; + stopFlag = false; + pauseFlag = false; + loopingBorder = false; + clickActionFlag = false; - //TODO : add missing attribute(s) + agents = new ArrayList<>(); + fieldBirthValues = new ArrayList<>(); + fieldSurviveValues = new ArrayList<>(); - public Simulator(MyInterface mjfParam) { - mjf = mjfParam; - stopFlag=false; - pauseFlag=false; - loopingBorder=false; - clickActionFlag=false; + grid = new int[LINE_NUM][COL_NUM]; + nextGrid = new int[LINE_NUM][COL_NUM]; - agents = new ArrayList(); - fieldBirthValues = new ArrayList(); - fieldSurviveValues = new ArrayList(); + for (int i = 0; i < 9; i++) { + fieldSurviveValues.add(i); // Initialize survival values + } - //TODO : add missing attribute initialization - - - - //Default rule : Survive always, birth never - for(int i =0; i<9; i++) { - fieldSurviveValues.add(i); - } - - } + // Initialize agent factories + agentFactories = new HashMap<>(); + agentFactories.put("Sheep", new Sheep.SheepFactory()); // Add sheep factory + // Add other types of agents here + } - public int getWidth() { - //TODO : replace with proper return - return 0; - } + // Get the width of the grid + public int getWidth() { + return COL_NUM; + } - public int getHeight() { - //TODO : replace with proper return - return 0; - } + // Get the height of the grid + public int getHeight() { + return LINE_NUM; + } - //Should probably stay as is - public void run() { - int stepCount=0; - while(!stopFlag) { - stepCount++; - makeStep(); - mjf.update(stepCount); - try { - Thread.sleep(loopDelay); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - while(pauseFlag && !stopFlag) { - try { - Thread.sleep(loopDelay); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - } - } + // Main simulation method (simulation loop) + public void run() { + int stepCount = 0; + while (!stopFlag) { + stepCount++; + makeStep(); // Make a simulation step + mjf.update(stepCount); // Update the user interface + try { + Thread.sleep(loopDelay); // Pause between steps + } catch (InterruptedException e) { + e.printStackTrace(); + } + while (pauseFlag && !stopFlag) { + try { + Thread.sleep(loopDelay); // Pause in pause mode + } catch (InterruptedException e) { + e.printStackTrace(); + } + } + } + } - } + // Perform a simulation step + public void makeStep() { + for (int y = 0; y < LINE_NUM; y++) { + for (int x = 0; x < COL_NUM; x++) { + int aliveNeighbors = countAliveNeighbors(x, y); // Count alive neighbors + if (grid[y][x] == 1) { + nextGrid[y][x] = fieldSurviveValues.contains(aliveNeighbors) ? 1 : 0; // Apply survival rules + } else { + nextGrid[y][x] = fieldBirthValues.contains(aliveNeighbors) ? 1 : 0; // Apply birth rules + } + } + } - /** - * method called at each step of the simulation - * makes all the actions to go from one step to the other - */ - public void makeStep() { - // agent behaviors first - // only modify if sure of what you do - // to modify agent behavior, see liveTurn method - // in agent classes - for(Agent agent : agents) { - ArrayList neighbors = - this.getNeighboringAnimals( - agent.getX(), - agent.getY(), - ANIMAL_AREA_RADIUS); - if(!agent.liveTurn( - neighbors, - this)) { - agents.remove(agent); - } - } - //then evolution of the field - // TODO : apply game rule to all cells of the field - - /* you should distribute this action in methods/classes - * don't write everything here ! - * - * the idea is first to get the surrounding values - * then count how many are alive - * then check if that number is in the lists of rules - * if the cell is alive - * and the count is in the survive list, - * then the cell stays alive - * if the cell is not alive - * and the count is in the birth list, - * then the cell becomes alive - */ - - - - - } - - /* - * leave this as is - */ - public void stopSimu() { - stopFlag=true; - } - - /* - * method called when clicking pause button - */ - public void togglePause() { - // TODO : actually toggle the corresponding flag - } - - /** - * method called when clicking on a cell in the interface - */ - public void clickCell(int x, int y) { - //TODO : complete method - } - - /** - * get cell value in simulated world - * @param x coordinate of cell - * @param y coordinate of cell - * @return value of cell - */ - public int getCell(int x, int y) { - //TODO : complete method with proper return - return 0; - } - /** - * - * @return list of Animals in simulated world - */ - public ArrayList getAnimals(){ - return agents; - } - /** - * selects Animals in a circular area of simulated world - * @param x center - * @param y center - * @param radius - * @return list of agents in area - */ - public ArrayList getNeighboringAnimals(int x, int y, int radius){ - ArrayList inArea = new ArrayList(); - for(int i=0;i getSaveState() { - //TODO : complete method with proper return - return null; - } - /** - * - * @param lines of file representing saved world state - */ - public void loadSaveState(ArrayList lines) { - /* - * First some checks that the file is usable - * We call early returns in conditions like this - * "Guard clauses", as they guard the method - * against unwanted inputs - */ - if(lines.size()<=0) { - return; - } - String firstLine = lines.get(0); - String[] firstLineElements = firstLine.split(";"); - if(firstLineElements.length<=0) { - return; - } - /* - * now we fill in the world - * with the content of the file - */ - for(int y =0; y(agents)) { + ArrayList neighbors = this.getNeighboringAnimals(agent.getX(), agent.getY(), ANIMAL_AREA_RADIUS); // Get neighbors + if (!agent.liveTurn(neighbors, this)) { + agents.remove(agent); // Remove agent if it does not survive + } + } + } - /** - * called by button, with slider providing the argument - * makes a new world state with random cell states - * @param chanceOfLife the chance for each cell - * to be alive in new state - */ - public void generateRandom(float chanceOfLife) { - //TODO : complete method - /* - * Advice : - * as you should probably have a separate class - * representing the field of cells... - * maybe just make a constructor in there - * and use it here - */ - } - - public boolean isLoopingBorder() { - //TODO : complete method with proper return - return false; - } - - public void toggleLoopingBorder() { - //TODO : complete method - - } - - public void setLoopDelay(int delay) { - //TODO : complete method - } - - public void toggleClickAction() { - //TODO : complete method - } + // Count alive neighbors around a cell + private int countAliveNeighbors(int x, int y) { + int count = 0; + for (int dy = -LIFE_AREA_RADIUS; dy <= LIFE_AREA_RADIUS; dy++) { + for (int dx = -LIFE_AREA_RADIUS; dx++) { + if (dx == 0 && dy == 0) continue; + int nx = x + dx; + int ny = y + dy; + if (loopingBorder) { + nx = (nx + COL_NUM) % COL_NUM; + ny = (ny + LINE_NUM) % LINE_NUM; + } + if (nx >= 0 && nx < COL_NUM && ny >= 0 && ny < LINE_NUM && grid[ny][nx] == 1) { + count++; + } + } + } + return count; + } - /** - * prepare the content of a file saving present ruleSet - * as you might want to save a state, - * initialy written in this class constructor - * as a file for future use - * @return File content as an ArrayList of Lines (String) - * @see loadRule for inverse process - */ - public ArrayList getRule() { - //TODO : complete method with proper return - - return null; - } + // Stop the simulation + public void stopSimu() { + stopFlag = true; + } - public void loadRule(ArrayList lines) { - if(lines.size()<=0) { - System.out.println("empty rule file"); - return; - } - //TODO : remove previous rule (=emptying lists) - - - String surviveLine = lines.get(0); - String birthLine = lines.get(1); - String[] surviveElements = surviveLine.split(";"); - for(int x=0; x getAgentsSave() { - //TODO : Same idea as the other save method, but for agents - return null; - } + // Pause or resume the simulation + public void togglePause() { + pauseFlag = !pauseFlag; + } - public void loadAgents(ArrayList stringArray) { - //TODO : Same idea as other load methods, but for agent list - - } + // Action on cell click + public void clickCell(int x, int y) { + if (x >= 0 && x < COL_NUM && y >= 0 && y < LINE_NUM) { + if (clickActionFlag) { + Agent newAgent = new Sheep(x, y); // Add a sheep at the clicked position + agents.add(newAgent); + } else { + grid[y][x] = (grid[y][x] == 0) ? 1 : 0; // Change the state of the cell + } + } + } - /** - * used by label in interface to show the active click action - * @return String representation of click action - */ - public String clickActionName() { - // TODO : initially return "sheep" or "cell" - // depending on clickActionFlag - return ""; - } + // Get the state of a cell + public int getCell(int x, int y) { + if (x >= 0 && x < COL_NUM && y >= 0 && y < LINE_NUM) { + return grid[y][x]; + } + return 0; + } + // Get the list of agents + public ArrayList getAnimals() { + return agents; + } + + // Get neighboring agents in a certain area + public ArrayList getNeighboringAnimals(int x, int y, int radius) { + ArrayList inArea = new ArrayList<>(); + for (Agent agent : agents) { + if (agent.isInArea(x, y, radius)) { + inArea.add(agent); + } + } + return inArea; + } + + // Set the state of a cell + public void setCell(int x, int y, int val) { + if (x >= 0 && x < COL_NUM && y >= 0 && y < LINE_NUM) { + grid[y][x] = val; + } + } + + // Get the grid save state + public ArrayList getSaveState() { + ArrayList saveState = new ArrayList<>(); + for (int y = 0; y < LINE_NUM; y++) { + StringBuilder sb = new StringBuilder(); + for (int x = 0; x < COL_NUM; x++) { + sb.append(grid[y][x]); + if (x < COL_NUM - 1) { + sb.append(";"); + } + } + saveState.add(sb.toString()); + } + return saveState; + } + + // Load the grid state from a save + public void loadSaveState(ArrayList lines) { + if (lines.size() <= 0) { + return; + } + for (int y = 0; y < lines.size(); y++) { + String line = lines.get(y); + String[] lineElements = line.split(";"); + for (int x = 0; x < lineElements.length; x++) { + int value = Integer.parseInt(lineElements[x]); + setCell(x, y, value); + } + } + } + + // Generate a random grid with a certain chance of life + public void generateRandom(float chanceOfLife) { + Random rand = new Random(); + for (int y = 0; y < LINE_NUM; y++) { + for (int x = 0; x < COL_NUM; x++) { + grid[y][x] = rand.nextFloat() < chanceOfLife ? 1 : 0; + } + } + } + + // Check if the borders are looping + public boolean isLoopingBorder() { + return loopingBorder; + } + + // Toggle the state of looping borders + public void toggleLoopingBorder() { + loopingBorder = !loopingBorder; + } + + // Set the loop delay + public void setLoopDelay(int delay) { + loopDelay = delay; + } + + // Toggle the click action + public void toggleClickAction() { + clickActionFlag = !clickActionFlag; + } + + // Get the simulation rules + public ArrayList getRule() { + ArrayList rule = new ArrayList<>(); + StringBuilder survive = new StringBuilder(); + for (int val : fieldSurviveValues) { + survive.append(val).append(";"); + } + rule.add(survive.toString()); + + StringBuilder birth = new StringBuilder(); + for (int val : fieldBirthValues) { + birth.append(val).append(";"); + } + rule.add(birth.toString()); + return rule; + } + + // Load the simulation rules from a save + public void loadRule(ArrayList lines) { + if (lines.size() <= 0) { + System.out.println("empty rule file"); + return; + } + + fieldSurviveValues.clear(); + fieldBirthValues.clear(); + + String surviveLine = lines.get(0); + String birthLine = lines.get(1); + String[] surviveElements = surviveLine.split(";"); + for (String elem : surviveElements) { + if (!elem.isEmpty()) { + int value = Integer.parseInt(elem); + fieldSurviveValues.add(value); + } + } + String[] birthElements = birthLine.split(";"); + for (String elem : birthElements) { + if (!elem.isEmpty()) { + int value = Integer.parseInt(elem); + fieldBirthValues.add(value); + } + } + } + + // Get the agent save state + public ArrayList getAgentsSave() { + ArrayList agentState = new ArrayList<>(); + for (Agent agent : agents) { + agentState.add(agent.saveState()); + } + return agentState; + } + + // Load agents from a save + public void loadAgents(ArrayList stringArray) { + agents.clear(); + for (String line : stringArray) { + String type = line.split(";")[0]; + Agent.Factory factory = agentFactories.get(type); + if (factory != null) { + agents.add(factory.load(line)); + } + // Add other types of agents here if necessary + } + } + + // Get the current click action name + public String clickActionName() { + return clickActionFlag ? "sheep" : "cell"; + } }