CCF-CSP202109-3脉冲神经网络

题目要求实现一个脉冲神经网络的模拟器，主要由三部分：神经元，脉冲源，突触 构成，其中，神经元和脉冲源都由突触连接，可以是 脉冲源-->神经元，也可以是 神经元-->神经元，因此可以把它看成是一个有向图，脉冲源只有出度，神经元可以既有出度，又有入度，而突触就是把每个点相连的边。

对脉冲源分析：

每个脉冲源都有一个参数 r ，只有在 r > myrand()时脉冲源才会释放一次脉冲到神经元。

对神经元分析：

每个神经元有两个关键参数 u 和 v，只有在某时刻该神经元的 v >= 30 时该神经元才会释放一次脉冲， 释放脉冲后 v 变成 c , u 变成 u+d。

对突触分析：

每个突触都有两个参数 w 和 d，w 表示脉冲强度，d表示传输延迟，也就是说无论是神经元还是脉冲源发射了脉冲，其脉冲值都只与相连的突触有关。

分析完毕见代码：

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;
static unsigned long _next = 1;

const double INF = 1e8;

//RAND_MAX assumed to be 32767
int myrand(void) {
    _next = _next * 1103515245 + 12345;
    return((unsigned)(_next/65536) % 32768);
}
const int N = 2010;
int n,S,P,T;
double dt;
int h[N],e[N*2],D[N*2],ne[N*2],idx;
double w[N],v[N],u[N],a[N],b[N],c[N],d[N];
int r[N],cnt[N];
double I[1024][N/2];

void Add(int a,int b,double c,int d)
{
    e[idx] = b;
    w[idx] = c;
    D[idx] = d;
    ne[idx] = h[a];
    h[a] = idx++;
}//采用邻接表存储，在存储连接关系时也要额外存储突触的两个性质

int main()
{
    memset(h,-1,sizeof h);
    scanf("%d%d%d%d",&n,&S,&P,&T);
    scanf("%lf",&dt);
    for(int i = 0;i < n;)
    {
        int rn;
        scanf("%d",&rn);
        double vv,uu,aa,bb,cc,dd;
        scanf("%lf%lf%lf%lf%lf%lf",&vv,&uu,&aa,&bb,&cc,&dd);
        for(int j = 0;j < rn;j++,i++)
        {
            v[i] = vv;u[i] = uu;a[i] = aa;b[i] = bb;c[i] = cc;d[i] = dd;
        }
    }//读入神经元相关数据
    for(int i = n;i < n+P;i++)
    {
        scanf("%d",&r[i]);
    }//读入脉冲源相关数据
    int mod = 0;//mod的目的是找到最大的时间跨度，存储空间不够，只能开成循环数组了
    for(int i = 0;i < S;i++)
    {
        int a0,b0,d0;
        double c0;
        scanf("%d%d%lf%d",&a0,&b0,&c0,&d0);
        mod = max(mod,d0+1);
        Add(a0,b0,c0,d0);//对有向图进行初始化
    }
    for(int i = 0;i < T;i++)
    {
        int t = i % mod;
        for(int j = n;j < n+P;j++)
        {
            if(r[j] > myrand())
            {
                for(int k = h[j]; k != -1;k = ne[k])
                {
                    int x = e[k];
                    I[(t+D[k])%mod][x] += w[k];
                }
            }//发射脉冲
        }
        for(int j = 0;j < n;j++)
        {
            double vv = v[j],uu = u[j];
            v[j] = vv+dt*(0.04*vv*vv+5*vv+140-uu)+I[t][j];
            u[j] = uu+dt*a[j]*(b[j]*vv-uu);
            if(v[j] >= 30)
            {
                for(int k = h[j]; k != -1;k = ne[k])
                {
                    int x = e[k];
                    I[(t+D[k])%mod][x] += w[k];
                }
                cnt[j]++;
                v[j] = c[j];
                u[j] = u[j]+d[j];
            }
        }
        memset(I[t],0,sizeof I[t]);
    }
    double minv = INF,maxv = -INF;
    int minc = INF,maxc = -INF;
    for(int i = 0;i < n;i++)
    {
        minv = min(minv,v[i]);
        maxv = max(maxv,v[i]);
        minc = min(minc,cnt[i]);
        maxc = max(maxc,cnt[i]);
    }
    printf("%.3f %.3f\n",minv,maxv);
    printf("%d %d",minc,maxc);
    return 0;

}