#coding=gbk
import?numpy?as?np
import?matplotlib.pyplot?as?plt
?
?
def?dist（v_A?v_B）:
????“““
????判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的一維距離
????:param?v_A:?A?二維向量
????:param?v_B:?B?二維向量
????:return:?一維距離
????“““
????return?np.sqrt（np.power（（v_A[0]?-?v_B[0]）?2）?+?np.power（（v_A[1]?-?v_B[1]）?2））
?
?
def?node_factory（N?energy=5000）:
????“““
????生成N個(gè)節(jié)點(diǎn)的集合
????:param?N:?節(jié)點(diǎn)的數(shù)目
????:param?selected_flag:?標(biāo)志:是否被選擇為簇首-->初始化為0
????:param?energy:?能量
????:return:?節(jié)點(diǎn)集合nodes=[[xye][xye]...]
????“““
????nodes?=?[]
????selected_flag?=?[]
????for?_?in?range（N）:
????????#?在1*1矩陣生成[xye]坐標(biāo)
????????node?=?[np.random.random（）?np.random.random（）?energy]
????????nodes.append（node）
????????#?print（“生成的節(jié)點(diǎn)為:“?node）
????????#?對(duì)應(yīng)的選擇標(biāo)志初始化為0
????????selected_flag.append（0）
?
????#?print（“生成:“?len（nodes）?“個(gè)節(jié)點(diǎn)“）
????#?print（“初始化標(biāo)志列表為“?selected_flag）
????return?nodesselected_flag
?
?
def?sel_heads（rnodes?flags）:
????“““
????根據(jù)閾值選取簇頭節(jié)點(diǎn)
????:param?r:?輪數(shù)
????:param?nodes:?節(jié)點(diǎn)列表
????:param?flags:?選擇標(biāo)志
????:param?P:?比例因子
????:return:?簇首列表heads簇成員列表members
????“““
????#?閾值函數(shù)?Tn?使用leach計(jì)算
????P?=?0.05?*?（100?/?len（nodes））
????Tn?=?P?/?（1?-?P?*?（r?%?（1?/?P）））
????#?print（“閾值為:“?Tn）
????#?簇首列表
????heads?=?[]
????#?簇成員列表
????members?=?[]
????#?本輪簇首數(shù)
????n_head?=?0
????#?對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)
????rands?=?[np.random.random（）?for?_?in?range（len（nodes））]
????#?print（“隨機(jī)數(shù)為:“?rands）
?
????#?遍歷隨機(jī)數(shù)列表，選取簇首
????for?i?in?range（len（nodes））:
????????#?隨機(jī)數(shù)低于閾值-->選為簇首
????????if?rands[i]?<=?Tn:
????????????flags[i]?=?1
????????????heads.append（nodes[i]）
????????????n_head?+=?1
????????????#?被選為簇頭，E-1
????????????nodes[i][2]?-=?1
????????????#?print（“第“?n_head?“個(gè)簇首當(dāng)前能量:“?nodes[i][2]）
????????#?隨機(jī)數(shù)高于閾值
????????else:
????????????members.append（nodes[i]）
?
????#?print（“簇首為:“?len（heads）?“個(gè)-->“?heads）
????#?print（“簇成員為:“?len（members）?“個(gè)-->“?members）
????return?heads?members
?
?
def?classify（nodesflag?mode=1?k=20）:
????“““
????進(jìn)行簇分類
????:param?nodes:?節(jié)點(diǎn)列表
????:param?flag:?節(jié)點(diǎn)標(biāo)記
????:param?mode:?0-->顯示圖片（死亡節(jié)點(diǎn)不顯示）??1-->顯示結(jié)束輪數(shù)
????:param?k:?輪數(shù)
????:return:?簇分類結(jié)果列表?classes[[類1..][類2...]......]??[類1...簇首...簇成員]
????“““
????#?k輪的有效集合:?無(wú)死亡節(jié)點(diǎn)
????iter_classes?=?[]
????#?是否已有節(jié)點(diǎn)能量為0
????e_is_empty?=?0
?
????#?迭代r輪
????for?r?in?range（k）:
????????#?mode1:?若無(wú)死亡節(jié)點(diǎn)?繼續(xù)迭代
????????if?e_is_empty?==?0:
????????????#?獲取簇首列表，簇成員列表
????????????heads?members?=?sel_heads（rnodesflag）
????????????#?建立簇類的列表
????????????classes?=?[[]?for?_?in?range（len（heads））]
?
????????????#?將簇首作為首節(jié)點(diǎn)添加到聚類列表中
????????????for?i?in?range（len（heads））:
????????????????#?print（“第“?i?+?1?“個(gè)簇首為“?heads[i]）
????????????????classes[i].append（heads[i]）
?
????????????#?print（“簇首集合:“?classes）
?
????????????#?簇分類:遍歷節(jié)點(diǎn)node
????????????for?member?in?members:
?
????????????????#?選取距離最小的節(jié)點(diǎn)
????????????????dist_min?=?1
?
????????????????#?判斷和每個(gè)簇首的距離
????????????????fo