From 99713c77995a0e20034705c274c454541770ece6 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: isabe <isabe@MSI.lan>
Date: Sat, 25 May 2024 17:40:38 +0200
Subject: [PATCH] Agents (reproduction with and without borders)

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 Agents/flock.csv                     |   2 +-
 Agents/lots of sheeps and wolves.csv |   2 +
 Rule/HighLife.csv                    |   2 +
 World/empty.csv                      | 100 ++++++++++++++
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 src/backend/Rule.java                |  60 +++++++++
 src/backend/Sheep.java               |  56 ++++----
 src/backend/Simulator.java           | 191 ++++++++++++++++++++++++---
 src/backend/Wolf.java                |  54 ++++++++
 src/windowInterface/MyInterface.java |   3 +-
 11 files changed, 569 insertions(+), 54 deletions(-)
 create mode 100644 Agents/lots of sheeps and wolves.csv
 create mode 100644 Rule/HighLife.csv
 create mode 100644 World/empty.csv
 create mode 100644 src/backend/BasicFunctions.java
 create mode 100644 src/backend/Rule.java
 create mode 100644 src/backend/Wolf.java

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\ No newline at end of file
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diff --git a/Rule/HighLife.csv b/Rule/HighLife.csv
new file mode 100644
index 0000000..3563b76
--- /dev/null
+++ b/Rule/HighLife.csv
@@ -0,0 +1,2 @@
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+3
\ No newline at end of file
diff --git a/World/empty.csv b/World/empty.csv
new file mode 100644
index 0000000..c9f30c7
--- /dev/null
+++ b/World/empty.csv
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diff --git a/src/backend/Agent.java b/src/backend/Agent.java
index 6ddb72e..bdbee02 100644
--- a/src/backend/Agent.java
+++ b/src/backend/Agent.java
@@ -2,16 +2,45 @@ package backend;
 
 import java.awt.Color;
 import java.util.ArrayList;
+import java.util.Random;
 
 public abstract class Agent {
 	protected int x;
 	protected int y;
 	protected Color color;
+	protected boolean hasReproducedFlag = false;
+	Random rand;
 	
-	protected Agent(int x, int y, Color color) {
+	protected boolean fertileFlag = false;
+	protected int fertility = 5;
+	protected int maxFertility;
+	
+	protected Agent(int x, int y, Color color, int maxFertility) {
 		this.x = x;
 		this.y = y;
 		this.color = color;
+		this.maxFertility = maxFertility;
+		rand = new Random();
+		
+		if (fertility == maxFertility) {
+			fertileFlag = true;
+		}
+	}
+	
+	public int getMaxFertility() {
+		return maxFertility;
+	}
+	
+	public boolean getHasReproduced() {
+		return hasReproducedFlag;
+	}
+	
+	public boolean canReproduce() {
+		return fertileFlag;
+	}
+	
+	public void setHasReproduced(boolean flag) {
+		this.hasReproducedFlag = flag;
 	}
 	
 	public Color getDisplayColor() {
@@ -23,7 +52,25 @@ public abstract class Agent {
 	public int getY() {
 		return y;
 	}
-	public boolean isInArea(int x, int y, int radius) {
+	public boolean isInArea(int x, int y, int radius, World world, boolean borderLoopFlag) {
+		int width = world.getWidth();
+		int height = world.getHeight();
+		if(borderLoopFlag) {
+			if (x >= width || x < 0 || y >= height || y < 0) {
+				if (x >= width) {
+					x = 0;
+				}
+				else if(x < 0) {
+					x = width-1;
+				}
+				if(y >= height) {
+					y = 0;
+				}
+				else if(y < 0) {
+					y = height-1;
+				}
+			}
+		}
 		int diffX = this.x-x;
 		int diffY = this.y-y;
 		int dist = (int) Math.floor(Math.sqrt(diffX*diffX+diffY*diffY));
@@ -34,7 +81,81 @@ public abstract class Agent {
 	// then returns a boolean
 	// if false, agent dies at end of turn
 	// see step function in Simulator
-	public abstract boolean liveTurn(ArrayList<Agent> neighbors, World world);
+	
+	public void moveRandom(ArrayList<Agent> neighbors, World world, boolean borderLoopFlag) {
+		int direction = rand.nextInt(4);
+		int width = world.getWidth();
+		int height = world.getHeight();
+		int xNew = x;
+		int yNew = y;
+		if(direction == 0) {
+			xNew = xNew + 1;
+		}
+		if(direction == 1) {
+			yNew = yNew + 1;
+		}
+		if(direction == 2) {
+			xNew = xNew - 1;
+		}
+		if(direction == 3) {
+			yNew = yNew - 1;
+		}
+		boolean agentInNewCell = false;
+		for (Agent agent : neighbors) {
+			if (agent.agentInCell(xNew, yNew)) {
+				agentInNewCell = true;
+				break;
+			}
+		}
+		if (!agentInNewCell) {
+			if (xNew < width && xNew >=0 && yNew < height && yNew >= 0) {
+				x = xNew;
+				y = yNew;
+			}
+			else if(borderLoopFlag) {
+				if (xNew >= width) {
+					xNew = 0;
+				}
+				else if(xNew < 0) {
+					xNew = width-1;
+				}
+				if(yNew >= height) {
+					yNew = 0;
+				}
+				else if(yNew < 0) {
+					yNew = height-1;
+				}
+				x = xNew;
+				y = yNew;
+			}
+				
+		}
+	}
+	
+	public boolean agentInCell(int x, int y) {
+		boolean flag = false;
+		if (this.x == x && this.y == y) {
+			flag = true;
+		}
+		return flag;
+	}
+	
+	public void reproduced() {
+		fertileFlag = false;
+		fertility = 0;
+		this.setHasReproduced(true);
+	}
+	
+	public void tickFertility()
+	{
+		if (fertility < maxFertility) {
+			fertility ++;
+		}
+		if (fertility == maxFertility) {
+			fertileFlag = true;
+		}
+	}
+	public abstract boolean liveTurn(ArrayList<Agent> neighbors, World world, boolean borderLoopFlag);
 	
 	
 }
diff --git a/src/backend/BasicFunctions.java b/src/backend/BasicFunctions.java
new file mode 100644
index 0000000..4b681a5
--- /dev/null
+++ b/src/backend/BasicFunctions.java
@@ -0,0 +1,26 @@
+package backend;
+
+public class BasicFunctions {
+	
+	public BasicFunctions()
+	{
+	}
+	
+	public String intArrayToCSVString(int[] array) {
+		String line = "";
+		for(int x=0; x<array.length;x++) {
+			line = line + Integer.toString(array[x]) + ";";
+		}
+		return line;
+	}
+	
+	public boolean isIntInArray(int[] array, int numToFind) {
+		boolean flag = false;
+		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
+			if (numToFind == array[i]) {
+				flag = true;
+			}
+		}
+		return flag;
+	}
+}
diff --git a/src/backend/Rule.java b/src/backend/Rule.java
new file mode 100644
index 0000000..27d9407
--- /dev/null
+++ b/src/backend/Rule.java
@@ -0,0 +1,60 @@
+package backend;
+
+import java.util.ArrayList;
+
+public class Rule {
+
+	private int[] surviveArray;
+	private int[] birthArray;
+	private BasicFunctions functions;
+	
+	public Rule() {
+		functions = new BasicFunctions();
+	}
+	
+	public int[] getSurviveArray()
+	{
+		return this.surviveArray;
+	}
+	
+	public int[] getBirthArray()
+	{
+		return this.birthArray;
+	}
+	
+	public ArrayList<String> getRuleDataLines() {
+		ArrayList<String> dataLines = new ArrayList<String>();
+		dataLines.add(functions.intArrayToCSVString(this.surviveArray));		
+		dataLines.add(functions.intArrayToCSVString(this.birthArray));	
+		return dataLines;
+	}
+	
+	public void loadRule(ArrayList<String> lines) {
+		if(lines.size()<=0) {
+			System.out.println("empty rule file");
+			return;
+		}
+		String surviveLine = lines.get(0);
+		String birthLine = lines.get(1);
+		String[] surviveElements = surviveLine.split(";");
+		this.surviveArray = new int[surviveElements.length];
+		for(int x=0; x<surviveElements.length;x++) {
+			String elem = surviveElements[x];
+			int value = Integer.parseInt(elem);
+			this.surviveArray[x] = value;
+			//TODO : add value to possible survive values
+		}
+		String[] birthElements = birthLine.split(";");
+		this.birthArray = new int[birthElements.length];
+		for(int x=0; x<birthElements.length;x++) {
+			String elem = birthElements[x];
+			int value = Integer.parseInt(elem);
+			this.birthArray[x] = value;
+			//TODO : add value to possible birth values
+			
+		}
+		if (lines.size() > 2) {
+			String possibleEntites = lines.get(2).split(";")[0];
+		}
+	}
+}
diff --git a/src/backend/Sheep.java b/src/backend/Sheep.java
index f3c95b6..ad817ad 100644
--- a/src/backend/Sheep.java
+++ b/src/backend/Sheep.java
@@ -2,7 +2,6 @@ package backend;
 
 import java.awt.Color;
 import java.util.ArrayList;
-import java.util.Random;
 
 // example of basic animal.
 // do not hesitate to make it more complex
@@ -10,18 +9,19 @@ import java.util.Random;
 // for example wolves that eat Sheep
 public class Sheep extends Agent {
 	
-	int hunger;
-	Random rand;
+	private int hunger;
+	private int maxHunger;
+	
+	private int maxFertility = 5;
 	
 	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);
+		super(x,y,Color.white, 5);
 		// 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();
+		maxHunger = 10;
 	}
 
 	/**
@@ -29,31 +29,27 @@ public class Sheep extends Agent {
 	 * it can interact with the cells or with other animals
 	 * as you wish
 	 */
-	public boolean liveTurn(ArrayList<Agent> neighbors, World world) {
-		if(world.getCell(x, y)==1) {
-			world.setCell(x, y, 0);
-		} else {
-			hunger++;
-		}
-		this.moveRandom();
-		return hunger>10;
+	public int getMaxHunger()
+	{
+		return maxHunger;
 	}
-
-	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;
-		}
+	
+	public int getMaxFertility() {
+		return maxFertility;
+	}
+	
+	@Override
+	public boolean liveTurn(ArrayList<Agent> neighbors, World world, boolean borderLoopFlag) {
+		if(x >= 0 && y >=0 && x < world.getWidth() && y < world.getHeight()) {
+			if(world.getCell(x, y)==1) {
+				world.setCell(x, y, 0);
+			} else {
+				this.hunger++;
+			}
+			this.moveRandom(neighbors, world, borderLoopFlag);
+		
+		}
+		return this.hunger<this.maxHunger;
 	}
-
 
 }
diff --git a/src/backend/Simulator.java b/src/backend/Simulator.java
index 319d9ca..a4ee1a0 100644
--- a/src/backend/Simulator.java
+++ b/src/backend/Simulator.java
@@ -28,10 +28,12 @@ public class Simulator extends Thread {
 	private boolean stopFlag;
 	private boolean pauseFlag;
 	private boolean loopingBorderFlag;
-	private boolean clickActionFlag;
 	private int loopDelay = 150;
 	private int[][] tempWorld;
 	private int iteration;
+	
+	private ArrayList<String> clickNames;
+	private int clickActionSlot;
 
 	//TODO : add missing attribute(s)
 
@@ -40,7 +42,12 @@ public class Simulator extends Thread {
 		stopFlag=false;
 		pauseFlag=false;
 		loopingBorderFlag=false;
-		clickActionFlag=false;
+		
+		clickNames = new ArrayList<String>();
+		clickNames.add("cell");
+		clickNames.add("sheep");
+		clickNames.add("wolf");
+		clickActionSlot = 0;
 		
 		iteration = 0;
 
@@ -108,19 +115,41 @@ public class Simulator extends Thread {
 		// agent behaviors first
 		// only modify if sure of what you do
 		// to modify agent behavior, see liveTurn method
-		// in agent classes
+		// in agent classes		
+		ArrayList<Agent> bufferBirthAgents = new ArrayList<Agent>();
 		for(Agent agent : agents) {
+			agent.setHasReproduced(false);
 			ArrayList<Agent> neighbors = 
 					this.getNeighboringAnimals(
 					agent.getX(), 
 					agent.getY(), 
 					ANIMAL_AREA_RADIUS);
+			agent.tickFertility();
+			if (agent.canReproduce()) {
+				for (Agent nearAgent : neighbors) {
+					if (nearAgent.getClass() == agent.getClass() && nearAgent.canReproduce() && nearAgent != agent) {
+						this.agentReproduction(agent, neighbors, bufferBirthAgents);
+						agent.reproduced();
+						nearAgent.reproduced();
+						break;
+					}
+				}
+			}
+				
 			if(!agent.liveTurn(
 					neighbors,
-					this.world)) {
-				agents.remove(agent);
+					this.world,
+					this.loopingBorderFlag)) {
+				removeAgentFromArray(agent);
+			}
+			if(agent instanceof Wolf) {
+				this.removeAgentFromArray(((Wolf) agent).getSheepEaten());
 			}
 		}
+		for (Agent newAgent : bufferBirthAgents) {
+			agents.add(newAgent);
+		}
+		
 		int[][] worldItr = world.getWorld();
 		for(int x=0; x<width;x++) {
 			for (int y=0; y<height; y++) {
@@ -188,16 +217,94 @@ public class Simulator extends Thread {
 	 */
 	public void clickCell(int x, int y) {
 		int clickedCell = world.getCell(x, y);
-		if (clickedCell==1) {
+		Agent clickedCellAgent = agentInCell(x, y);
+		if (clickActionSlot == 0)
+		{
+			toggleWorldCell(x, y, clickedCell);
+		}
+		if (clickActionSlot == 1) {
+			toggleCellSheep(x, y, clickedCellAgent);
+		}
+		if (clickActionSlot == 2) {
+			toggleCellWolf(x, y, clickedCellAgent);
+		}
+	}
+	
+	private void toggleWorldCell(int x, int y, int cellValue) {
+		if (cellValue==1) {
 			world.setCell(x, y, 0);
 		}
-		if (clickedCell==0) {
+		if (cellValue==0) {
 			world.setCell(x, y, 1);
 		}
-			
+	}
+	
+	private void toggleCellSheep(int x, int y, Agent agent) {
+		if(agent != null) {
+			removeAgentFromArray(agent);
+		}
+		else {
+			Sheep sheep = new Sheep(x, y);
+			agents.add(sheep);
+		}
+	}
+	
+	private void toggleCellWolf(int x, int y, Agent agent) {
+		if(agent != null) {
+			removeAgentFromArray(agent);
+		}
+		else {
+			Wolf wolf = new Wolf(x, y);
+			agents.add(wolf);
+		}
+	}
+	
+	private void removeAgentFromArray(Agent agentToRemove) {
+		//create a temp list duplicate of the agent list to remove dead agents without 
+		//interrupting the sequencing of the main agent list
+		ArrayList<Agent> tempAgents = new ArrayList<Agent>();
+		for(Agent agent : agents) {
+			tempAgents.add(agent);
+		}
 		
-		
-		//TODO : complete method
+		for(Agent agent : agents) {
+			if(agent == agentToRemove) {
+				tempAgents.remove(agent);
+			}
+		}
+		this.agents = tempAgents;
+	}
+	
+	private void agentReproduction(Agent agent, ArrayList<Agent> neighbors, ArrayList<Agent> bufferAgents) {
+		int x = agent.getX();
+		int y = agent.getY();
+		scan:
+		for (int i = -1; i <= 1; i++) {
+			for(int j = -1; j <= 1; j++) {
+				boolean agentInCell = true;
+				for (Agent nearAgent : neighbors) {
+					int nearX = nearAgent.getX();
+					int nearY = nearAgent.getY();
+					if (nearX != (x + i) && nearY != (y + j) && (x + i) != x && (y + j) != y) {
+						agentInCell = false;
+						break;
+					}
+				}
+				if (!agentInCell) {
+					
+					if (agent instanceof Sheep) {
+						Sheep sheep = new Sheep((x + i), (y + j));
+						bufferAgents.add(sheep);
+					}
+					else if(agent instanceof Wolf) {
+						Wolf wolf = new Wolf((x + i), (y + j));
+						bufferAgents.add(wolf);
+					}
+					break scan;
+				}
+					
+			}
+		}
 	}
 	
 	/**
@@ -207,6 +314,17 @@ public class Simulator extends Thread {
 	public ArrayList<Agent> getAnimals(){
 		return agents;
 	}
+	
+	public Agent agentInCell(int x, int y) {
+		Agent cellAgent = null;
+		for (Agent agent : agents) {
+			if (agent.agentInCell(x, y)) {
+				cellAgent = agent;
+			}
+		}
+		return cellAgent;
+	}
+	
 	/**
 	 * selects Animals in a circular area of simulated world
 	 * @param x center
@@ -218,7 +336,7 @@ public class Simulator extends Thread {
 		ArrayList<Agent> inArea = new ArrayList<Agent>();
 		for(int i=0;i<agents.size();i++) {
 			Agent agent = agents.get(i);
-			if(agent.isInArea(x,y,radius)) {
+			if(agent.isInArea(x,y,radius, world, loopingBorderFlag) && agent.getX() != x && agent.getY() != y) {
 				inArea.add(agent);
 			}
 		}
@@ -282,7 +400,12 @@ public class Simulator extends Thread {
 	}
 	
 	public void toggleClickAction() {
-		//TODO : complete method
+		if (clickActionSlot != 2) {
+			clickActionSlot ++;
+		}
+		else {
+			clickActionSlot = 0;
+		}
 	}
 
 	/**
@@ -304,13 +427,45 @@ public class Simulator extends Thread {
 	}
 	
 	public ArrayList<String> getAgentsSave() {
-		//TODO : Same idea as the other save method, but for agents
-		return null;
+		ArrayList<String> agentsList = new ArrayList<String>();
+		String sheepLine = "1,";
+		String wolfLine = "2,";
+		for (Agent agent : agents) {
+			int x = agent.getX();
+			int y = agent.getY();
+			if (agent instanceof Sheep)
+			{
+				sheepLine = sheepLine + x + ";" + y + ",";
+			}
+			else if (agent instanceof Wolf)
+			{
+				wolfLine = wolfLine + x + ";" + y + ",";
+			}
+		}
+		agentsList.add(sheepLine);
+		agentsList.add(wolfLine);
+		return agentsList;
 	}
 
 	public void loadAgents(ArrayList<String> stringArray) {
-		//TODO : Same idea as other load methods, but for agent list
-		
+		for(int y =0; y<stringArray.size();y++) {
+			String line = stringArray.get(y);
+			String[] lineElements = line.split(",");
+			int agentType = Integer.parseInt(lineElements[0]);
+			for(int x=1; x<lineElements.length;x++) {
+				String[] coordinates = lineElements[x].split(";");
+				int i = Integer.parseInt(coordinates[0]);
+				int j = Integer.parseInt(coordinates[1]);
+				if (agentType == 1) {
+					Sheep newSheep = new Sheep(i, j);
+					agents.add(newSheep);
+				}
+				if (agentType == 2) {
+					Wolf newWolf = new Wolf(i, j);
+					agents.add(newWolf);
+				}
+			}
+		}
 	}
 
 	/**
@@ -318,9 +473,7 @@ public class Simulator extends Thread {
 	 * @return String representation of click action
 	 */
 	public String clickActionName() {
-		// TODO : initially return "sheep" or "cell"
-		// depending on clickActionFlag
-		return "";
+		return clickNames.get(clickActionSlot);
 	}
 
 }
diff --git a/src/backend/Wolf.java b/src/backend/Wolf.java
new file mode 100644
index 0000000..1eb5dda
--- /dev/null
+++ b/src/backend/Wolf.java
@@ -0,0 +1,54 @@
+package backend;
+
+import java.util.ArrayList;
+import java.awt.Color;
+
+public class Wolf extends Agent {
+
+	int hunger;
+	int maxHunger;
+	int sheepEatenWeight;
+	Sheep sheepEaten;
+	
+	int maxFertility = 10;
+	
+	Wolf(int x, int y){
+		super(x,y,Color.red, 10);
+		hunger = 0;
+		maxHunger = 20;
+		sheepEatenWeight = 5;
+	}
+	
+	public Sheep getSheepEaten() {
+		return sheepEaten;
+	}
+	
+	public int getMaxFertility() {
+		return maxFertility;
+	}
+	
+	@Override
+	public boolean liveTurn(ArrayList<Agent> neighbors, World world, boolean borderLoopFlag) {
+		sheepEaten = null;
+		for(Agent agent : neighbors) {
+			if (agent instanceof Sheep)
+			{
+				if (hunger > 0) {
+					this.eatSheep((Sheep) agent);
+				}	
+			}
+		}
+		if (sheepEaten == null) {
+			hunger ++;
+		}
+		this.moveRandom(neighbors, world, borderLoopFlag);
+		
+		return hunger<maxHunger;
+	}
+	
+	private void eatSheep(Sheep sheep) {
+		this.hunger = hunger - sheepEatenWeight;
+		sheepEaten = sheep;
+	}
+
+}
diff --git a/src/windowInterface/MyInterface.java b/src/windowInterface/MyInterface.java
index ef4c9a0..421250e 100644
--- a/src/windowInterface/MyInterface.java
+++ b/src/windowInterface/MyInterface.java
@@ -317,7 +317,7 @@ public class MyInterface extends JFrame {
 	}
 	
 	public void clicLoadAgentsFileButton() {
-		String fileName=SelectFile("Agent");
+		String fileName=SelectFile("Agents");
 		ArrayList<String> stringArray = new ArrayList<String>();
 		if (fileName.length()>0) {
 			try {
@@ -331,6 +331,7 @@ public class MyInterface extends JFrame {
 			} catch (Exception e) {
 				e.printStackTrace();
 			}
+			
 			mySimu.loadAgents(stringArray);
 			this.repaint();
 		}