上海交通大学：《程序设计思想与方法》课程教学资源（PPT课件讲稿）chapter9 模拟与设计

模拟与设计

模拟与设计 用计算机解决本专业或本领域的问题 如：物理、化学、生物现象等 考虑： 如何表示问题一抽象、数据结构 如何用计算机算法解决实际问题

模拟与设计 举例 ■大学生数学建模竞赛 ■人狼羊问题 量杯问题 本章与前比，编程解决更实质性的问题

模拟 我们已经掌握的工具足以让我们编程解 决有意思的问题 “有意思”是指：如果不设计计算机算法 实现，该问题是很难或不可能解决的 4

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模拟 模拟：用计算机为实际问题建模，从而 提供非如此不能获得的信息 - 这是解决实际问题的强大技术，每天都在 应用： ■天气预报 ■设计飞机 制作电影特效 5

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一个模拟问题：Racquetball 问题：为什么球技只比对手略差，却输掉 绝大多数的比赛？ 一种可能是心理上的 你头脑中自以为比对手只是略差，实际情况 是你差很多 另一种可能 这是壁球运动本身的特性，能力上的细微 差距却导致压倒性的胜负 6

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一个模拟问题：Racquetball 解决方法： 编程来模拟壁球，通过模拟不同水平球员之 间的数千场比赛来发现原因 7

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美式壁球基本知识 球，球拍，场地 ■一人发球开始比赛 然后两人交替击球（称为一个raly) 当一人未能击出合法球，则输掉本ral川y; -发球方输则交换发球权； -发球方赢则得1分. 先得15分者赢1局 8

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程序规格 球技水平 一用球员作为发球方的获胜概率来模拟 不能精确模拟，而只能大概模拟，主要受 表达能力的限制 程序规格 输入：两个球员的水平，模拟比赛局数 输出：两球员各自的获胜局数及比例 9

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随机数 模拟的是不确定性事件：ral山y的输赢是随机 的 -这类模拟也称为Monte Carlo算法 其他实例：扔硬币，掷骰子 10

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