Seltsames Verhalten bei der Implementierung von Monte Carlo Simulation in C#

Question

Ich versuche, Monte-Carlo-Simulation in C# Windows Form Anwendung mit gewichteten Quick Union mit Pfadkomprimierung Methode zu implementieren. Zum einen nehme ich gridSize und erzeugen dann ein Gitter zu gridSize * gridSize gleich und besteht aus schwarzem Hintergrund Etiketten, die Websites darstellen, dann ich zufällig Vereinigung einige Websites und ihren Hintergrund in weiß machen. Das Problem ist, wenn ich das Projekt laufen lasse, bekomme ich die ganzen Seiten in schwarz -noch egal, wie oft ich versuche-, aber wenn ich Haltepunkte hinzugefügt habe und Schritt für Schritt vorgegangen bin, bekomme ich einige weiße Seiten wie beabsichtigt !!! Hier

ist der Code:

public partial class Form1 : Form 
{ 
    int gridSize = 0; 
    byte siteSize = 50; 
    FlowLayoutPanel flowLayoutPanel; 
    UnionFind uf; 
    int randomFirstNumber; 
    int randomSecondNumber; 
    string labelName = string.Empty; 
    Random rnd = new Random(); 
    int numberOfAttempts; 
    Label label; 
    HashSet<int> excludeHashSet = new HashSet<int>(); 

    public Form1() 
    { 
     InitializeComponent(); 
    } 

    private void setGridSizeButton_Click(object sender, EventArgs e) 
    { 
     if (!string.IsNullOrEmpty(gridSizeTextbox.Text) && int.TryParse(gridSizeTextbox.Text, out gridSize)) 
     { 
      if (gridSize > 0) 
      { 
       var flowLayoutPanel = createFlowLayoutPanelAndLabels(); 

       setGridSizeButton.Enabled = false; 
       gridSizeTextbox.Enabled = false; 

       randomlyUnionSitesAndWhiteThem(); 
      } 
     } 
    } 

    private void reset_Click(object sender, EventArgs e) 
    { 
     setGridSizeButton.Enabled = true; 
     gridSizeTextbox.Enabled = true; 
     gridSizeTextbox.Text = string.Empty; 
     flowLayoutPanel.Dispose(); 
     excludeHashSet = new HashSet<int>(); 
     gridSizeTextbox.Focus(); 
    } 

    private FlowLayoutPanel createFlowLayoutPanelAndLabels() 
    { 
     flowLayoutPanel = new FlowLayoutPanel(); 
     flowLayoutPanel.Name = "flowLayoutPanel"; 
     flowLayoutPanel.Location = new Point(30, 60); 
     flowLayoutPanel.Size = new Size(gridSize, gridSize); 
     flowLayoutPanel.BorderStyle = BorderStyle.Fixed3D; 
     flowLayoutPanel.Width = siteSize * gridSize + 10 * gridSize; 
     flowLayoutPanel.Height = siteSize * gridSize + 10 * gridSize; 

     for (int i = 0; i < gridSize * gridSize; i++) 
     { 
      var label = new Label(); 
      label.Text = ""; 
      label.Name = i.ToString(); 
      label.Width = siteSize; 
      label.Height = siteSize; 
      label.BackColor = Color.Black; 
      label.Margin = new Padding(3); 
      label.BorderStyle = BorderStyle.FixedSingle; 

      flowLayoutPanel.Controls.Add(label); 
     } 
     this.Controls.Add(flowLayoutPanel); 

     return flowLayoutPanel; 
    } 

    private void randomlyUnionSitesAndWhiteThem() 
    { 
     uf = new UnionFind(gridSize * gridSize); 

     numberOfAttempts = rnd.Next(0, gridSize * gridSize); 
     for (int i = 0; i < numberOfAttempts; i++) 
     { 
      randomFirstNumber = getRandomNumber(0, gridSize * gridSize, excludeHashSet); 
      randomSecondNumber = getRandomNumber(0, gridSize * gridSize, excludeHashSet); 

      labelName = uf.union(randomFirstNumber, randomSecondNumber).ToString(); 
      if (Convert.ToInt16(labelName) > -1) 
      { 
       label = (Label)flowLayoutPanel.Controls.Find(labelName, false).First(); 
       label.BackColor = Color.White; 
       excludeHashSet.Add(Convert.ToInt16(labelName)); 
      } 
     } 
    } 

    private int getRandomNumber(int min, int max, HashSet<int> excludes) 
    { 
     int randomNumber; 
     do 
     { 
      var range = Enumerable.Range(min, max).Where(i => !excludes.Contains(i)); 

      var rand = new Random(); 
      int index = rand.Next(0, max - excludes.Count); 

      randomNumber = range.ElementAt(index); 
     } 
     while (excludes.Any(x => x == randomNumber)); 

     return randomNumber; 
    } 
} 

Und das ist mein Union Methode:

class UnionFind 
{ 
    ..... 
    public int union(int firstNumber, int secondNumber) 
    { 
     firstNumber = getRoot(firstNumber); 
     secondNumber = getRoot(secondNumber); 

     if (firstNumber == secondNumber) 
     { 
      return -1; 
     } 

     if (sizes[firstNumber] < sizes[secondNumber]) 
     { 
      array[firstNumber] = secondNumber; 
      sizes[secondNumber] += sizes[firstNumber]; 

      return array[firstNumber]; 
     } 
     else 
     { 
      array[secondNumber] = firstNumber; 
      sizes[firstNumber] += sizes[secondNumber]; 

      return array[secondNumber]; 
     } 
    } 
    ..... 
} 

Answer 1

dachte ich, den Grund für das seltsame Verhalten aus. Dies passiert, wenn Sie die Klasse Random so oft in einer Schleife verwenden. Dies kann mit mehreren Methoden gelöst werden.

Zum Beispiel System.Threading.Thread.Sleep(10);. Hier machen Sie Schleife schlafen für n Millisekunden. Diese

private int getRandomNumber(int min, int max, HashSet<int> excludes) 
{ 
    int randomNumber; 
    do 
    { 
     System.Threading.Thread.Sleep(10); 
     ... 

kann auch erreicht werden, indem System.Timers.Timer die das gleiche Ergebnis ergibt. Auch diese Methode ist für ein solches Problem besser geeignet.

System.Timers.Timer myTimer = new System.Timers.Timer(); 

private void percolateEverySecond() 
{ 
    myTimer.Elapsed += new ElapsedEventHandler(percolateForTimer); //this is the function that will be executed every myTimer.Interval 
    myTimer.Interval = 1000; 
    myTimer.Enabled = true; 
} 

private void percolateForTimer(object source, ElapsedEventArgs e) 
{ 
    //randomly white site, then union it with surrounding sites 
    ... 
} 

private void Start_Click(object sender, EventArgs e) 
{ 
    ... 
    percolateEverySecond(); 
} 

Siehe this für weitere Informationen über System.Threading.Thread.Sleep() vs System.Timers.Timer.

Beachten Sie auch, dass der obige Code in der Frage einen großen Raum für Verbesserungen hat, aber als allgemeine Regel sollten Sie jede Funktion nur für eine bestimmte Aufgabe "Single Responsibility Principle" verantwortlich machen.

Answer 2

Sie müssen nur This.Refresh nennen() -Methode am Ende Ihres randomlyUnionSitesAndWhiteThem() Methode;)

Answer 3

Sie haben in Ihrer getRandomNumber-Methode ein neues Random-Objekt deklariert, das Ihnen immer den gleichen Wert gibt; Wenn Sie stattdessen Ihr Attribut rnd verwenden, funktioniert es.

Here is the explanation