RePast如何使用中文版非常全面的翻译.docx
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RePast如何使用中文版非常全面的翻译
RePast如何使用，中文版，非常全面的翻译
ARePastTutorialbyJohnT.Murphy,UniversityofArizona&ArizonaStateUniversity（contact）（请尊重作者版权）译者：
BrianYang,AnhuiNormalUniversity（***********************）
原文链接：
1.如何生成一个RePast模型
RePast仿真工具箱是一个预先制作好的编程元素的集合，这些元素可以让你相对容易地构建基于主体（Agent-Based）的仿真模型。
但是，有些步骤，明显不是直觉上的，却也没有在任何我所找到的文档里解释清楚；这个简短的向导能让你按照步骤一点一点实现我们的目标。
概要
/*译者注：
为了使用RePast，你的电脑需要配备JDK（安装后最好配置一下环境，如果装有Apple的QuickTime，那么恭喜你，请卸载QT吧，否则配置会出问题；不配置也行~），再下载Eclipse和RePastJ，给出三个下载的页面链接（2011/7/28）：
JDK，Eclipse:
点击直接下载
RePastJ:
（点击直接下载）
注意这里并没有使用RePast官网主页面的RePastSimphony的链接，因为我们做的例子是基于Java的，RepastJ足够了，注结束*/
一个基本的RePast模型包括以下几个元素（这个太重要了！
）：
1.一个Model对象，它用来作为模型本身，运行也是从这个文件运行
2.一个Space对象，即空间对象，它控制行为发生的环境
3.一个Agent对象，即行为主体对象
其实理论上有的时候是可以忽略掉详细的Space对象的，即不去创建这个Space.java，但是我们很少去这么做。
因为一旦它被忽略，那么agents就可能被默认在一个无限的空间内生存，或者是默认在一个极小的空间内，以至于无法和别的agents进行交互，那么就丧失了仿真的意义。
在这几个元素当中，建立起来最复杂的是Model对象，它会被第一个执行并且控制着整个仿真过程，因此我们从Model对象来一步一步往下说比较合理。
2.TheSimModelObject（RepastJ中的一个对象）
Model对象会继承RePast的SimModelImpl对象。
我想，你绝对不会看许多SimModelImpl对象实现的代码，但是事实上这些代码是最重要的，因为它控制了整个RePast环境和仿真的过程。
而且，它预期在你创建的Model对象中找到一些东西——不幸的是这些东西没有一个真正的Interface（接口）正式，但是思路是差不多的。
你创建的Model对象将会被分块在Eclipse上设计，其实就是一个功能一个功能往上加，并且最终由RePastJ的工具条上的按钮触发运行。
第一个按钮用来打开一个模型，红叉用来关闭一个模型，红叉左边的小灯泡用来设置参数；
最重要的是第三、四、五个按钮，第三个表示运行，第四个表示单步运行，第五个表示初始化模型；第六个表示停止，第七个表示暂停，第八个按钮（循环箭头）表示截断并将仿真恢复到未初始化状态。
（这些按钮的名称务必记住，后面讲到时不再附图）
我们先做一个小小的测试模型，下面译者一步一步实现给大家看：
/*译者注
1.打开Eclipse，文件，新，Java项目，项目名填上MyFirstRePastModel，Next
此时界面应该是：
2.选择第三个标签：
库，右边按钮“添加外部JAR”
3.（3,4两步很重要）选择安装RePast的文件夹RePast3，进入后打开RePastJ，单击选中repast.jar文件，点击打开
4.重复步骤2，进入RePastJ文件夹后，直接双击打开lib文件夹，Ctrl+A实现全选，点击打开，然后完成（如果以后写代码时出现包未导入的提示，说明这两步你没有导入成功，这两步其实很no-brainer的：
就是把repast.jar和lib文件夹下所有的jar文件都导入就行了）
5.最后点击完成
不要管我其他的项目
此时，就完成了与RePastJ的连接，说白了就是在Eclipse中写代码，然后让RePastJ环境运行，导入外部的这些jar文件，目的是写程序时需要导入诸多Repast包，此时再回头看看教程1里的第一句话：
RePast仿真工具箱是一个预先制作好的编程元素的集合。
6.双击打开MyFirstRePastModel，右键src，新建，包，包名填上demo（随意），完成
7.右键demo，新建，类（分别新建三个类，我这里分别取名为Model，Space，Agent）
8.对于Model.java，仅保留第一行代码（如右上图所示），然后开始在Model里，请一步一步添加代码，自己敲一遍的过程可以把我们以后要用到的基本方法都熟悉一遍*/
9.我们的模型，主类首先继承SimModelImpl，还必须自己扩充一些方法（methods）。
比如，必须有一个getName方法来返回正在仿真模型的名字，这个名字出现在设置参数的面板的工具栏里。
这里默认你懂得Java基本的知识，虽然译者对于Java也只能算是初级的水平。
下面是getName实现的代码，注意，为加深大家印象，我特意截图，你们不得不自己敲。
这里说明一下，教程2的代码全部在packagedemo;这一句下方添加。
10.但是，这里还有更多的需要。
当你在RePast工具栏上点初始化按钮的时候，RePast将会触发一个在你模型当中叫做begin的方法，这个方法是为了初始化仿真器。
注意，从这里开始，每新加入的代码都用红色粗体标注。
11.用技术上的术语来说，SimModelImpl类是一个抽象类，它实现了一个接口；接口需要实现某些方法，我们已经看到的begin（）和getName（）就是其中的两个需要实现的方法，马上还会看到更多；然而，有一个附加的框架，虽然不是Java也不是RePast包必须要求的，但是它是更加简单更加传统的方法，用来组织程序。
就是将begin（）方法分块：
buildModel，buildSchedule和buildDisplay。
因此，此时代码变为：
我前面说了，这种结构不是必须的，你可以按照你自己的方法来。
但是，unfortunately，当你发现许多其他RePast模型都这么写的时候，你就不淡定了。
而且事实上这样写有很多优点，所以你以后也这么写吧。
12.没有必须的、明确的方法用来实现运行、暂停和停止函数，尽管他们依赖于模型中核心的成分。
但是有另外的三个函数是必须实现的。
第一个是setup函数，当循环箭头被按下时调用该函数，我通常把这个setup函数放在begin函数前面，个人喜好。
13.第二个是getSchedule函数，它必须返回一个Schedule类型的对象。
每一个RePast模型将至少有一个schedule对象。
一般的，通过加一个schedule对象作为类变量来生成。
注意：
Schedule是一个对象，schedule是一个变量，这是Java传统规范规定的。
因此：
注意到，为了添加一个schedule对象，必须导入该类的包，一个schedule变量在变量域声明，其方法在下方添加。
/*到这里，译者简单说下，schedule主要是运行方法，尤其指时间上的安排*/
这里有一点奇怪，schedule对象是model的内部的，却被声明为private，这样的话，就不能直接被外部程序或者是对象获取。
然后，getSchedule方法作为公共方法被给出，从而间接的将schedule对象传递给外部程序或者是其他对象。
显然，直接把schedule给它们似乎更高效，所以把schedule声明为public类型的岂不是更好？
当然不行，这简直糟透了。
马上RePast引擎就要启动了，它必须要获得模型的schedule，这就必须通过调用getSchedule方法，而这个方法有时SimModelImpl接口所必须实现的。
所以，编译器强迫你得这么写。
好吧，如果你真的把schedule设成public类型的了，那么RePast引擎就会直接找schedule，这就无法确保编译器是不是温柔了，改了值也不一定。
更加重要的是，通过遵守内部变量一律设置成private而且有对应的方法可以间接存取，程序员就轻松了，想怎么实现内部schedule就怎么实现，theyarefree~在这个例子中，我命名我的schedule对象为‘schedule’，但是这不是必须的，可能有更加间接的名字，比如sch等等。
更更更加重要的是，我可以生成一个Schedule类的子类并且添加更多的功能函数，或者干点其他的事来满足我的需要；只要getSchedule方法返回一个合适类型的对象就行了，根本不用管它是不是还做了其他额外的工作，RePast引擎都会很开心，因为getSchedule的工作圆满完成了。
最后，我们注意到public/private在这里的重要性并没有它应该有的那么大；我们可以让我们的schedule对象是public的，并且不用太在意它，因为相对于使用我们构建的API的其他程序员来说，我们更加懂得这个模型是怎么使用的，因为模型就是我们做的。
14.最后一个必须的函数比较复杂，它叫做getInitParam，它返回一个字符串变量数组，该数组列出了一组特殊变量的名字。
你将在RePast控制面板设置这些变量。
假设你想要一个实现了N个实体的仿真器，但是你又想能够通过点击setup和initialize按钮来运行不同的N个实体来进行仿真实验，巧了，RePast允许这样，但是：
●你必须提供给RePast一个参数列表，这个例子里叫做numAgents
●你必须为每一个列表中的参数创建get和set方法，注意，是每一个
下面是控制面板和这一步的代码：
15.典型的编程实例和特殊的RePast结构需要我们提供get和set方法；最后，你得告诉RePast你想能够通过控制面板来设置这些变量，你需要实现getInitParam方法，完整代码：
其实你们不知道，大写是件很难搞的问题，因为变量是NumAgents但是get和set方法变成了getNumAgents（注意这里N是大写）和setNumAgents。
事实上，RePast到时候会自动寻找名为”get”+”NumAgents”和”set”+“NumAgents”的方法，因此找到了”getNumAgents”和”setNumAgents”方法，具体的你们不必深究。
注意：
getInitParams返回的是一个字符串数组；但是到目前为止我们只有一个字符串会被返回，那就是”NumAgents”；我们学到后面会发现要返回的有很多，绝对不止一个，那么可以这么写：
即使只有一个返回的参数名，返回类型也必须是数组类型。
其中的[]告诉我们，返回的其实是一个指向字符串数组的指针。
/*译者注：
到这里为止，原作的教程2部分就完全结束了。
我想大家跟我第一次看这个的时候心情是一样的，估计早就已经迫不及待的点了运行，然后发现竟然要配置运行环境，然后又不管三七二十一直接点了运行，发现Eclipse在苦苦的找main函数，最后弹出个令你灰心丧气的窗口，不得不放弃了。
这时候你心想，这不坑爹呢嘛我敲了那么久的代码，压根不能运行啊。
这时候请你回想当初说RePast需要的三个因素，我们到底实现了几个？
即使是Model我们也没有实现啊同志们！
这个教程2只是为了让我们了解我们今后为Model编程时一些必须的参数或者是方法，这些只是基础中的基础。
或者可以说，这些是任何Model的框架，我们今后写项目，就是往这里面填内容，RePast很难的，等你继续往后再学个十几个教程你就知道了。
等到学完了教程，实现了那个例子，你又跃跃欲试想写个新的，你又会发现自己什么都不会！
就是这样的，哪有随随便便就学会一个新工具的，何况主要的部分是在扩充别人的东西，如果你对那些预先做好的元素不熟，做一个新项目简直就是自杀行为。
到这里，我现在把主要的内容总结一下，求求你们了，一定要耐着性子再看几分钟：
继承SimpleModel类
a）buildModel:
创建模型中的智能体对象、空间对象等。
b）buildDisplay:
建立显示界面内容，包括空间对象的显示、统计图表等。
c）buildSchedule:
建立程序的运行方法
d）Setup:
设置/初始化程序（与仿真界面中的setup图形按钮相对应）
e）Step:
每个仿真时钟向前推进一个单位时，需要执行的操作（与仿真界面中的step图形按钮相对应）
f）Begin:
程序开始运行，其中需要调用buildModel,buildDisplay,buildSchedule三个方法
g）getInitParam:
在Settings窗口中显示和编辑的参数名序列
h）getSchedule:
显示模型中的运行schedule（buildSchedule方法中创建）
i）getName:
返回模型的名字
单单教程1和2，翻译加上做Word文档就用了6个小时！
从下一个教程3到最后一个教程，长达30个！
而且都只是围绕一个模型来的，如果一步一步来做，收获会非常大！
有人把这个例子实现了，又抄了抄帮助文档，竟然发了一篇文章，真是…唉，中国的学术…
3.TheCarryDropmodel（掉钱捡钱模型）
假设我们想创建一个基本的RePast模型，该模型有以下以下特点：
●Agents只在有限的网格区域内移动
●Agents总是沿上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个方向呈直线移动
●区域内每个格子都有可能放着一些钱；当agents走入一个有钱的格子后就会捡起所有的钱，并且之后也带着这些钱移动
●当一个agent移入一个格子，而恰巧格子里已经有了一个agent，那么碰撞发生，新移入的agent需要付给原先占据格子的agent一个单位的买路钱，并且立刻选择一个新的方向在下一个时间片到来时移出格子，新的方向同样允许八个方向
●Agents有生命期，这个生命期由参数给出，参数有一定的范围（[min,max]）；当一个agent死亡后，它生前拥有的钱全部随机分散到区域中的格子里，然后把这个agent从格子里抹掉，即清空格子，但是随即又有一个新的agent在不同的格子里诞生，其拥有新的移动方向规律和新的生命期
为了达到这个目的，我们需要三个文件：
一个实例化SimModel对象的类，一个指定agents的类，一个描述space的类。
请按照之前的教程，新建名为CarryDrop的工程（别忘了添加外部JAR!
），在src里新建名为demo的包，在demo里新建三个Java类：
∙CarryDropModel//与之前不同的是，需要加入Main方法，代码如下图
∙CarryDropAgent//新建后暂时不管
∙CarryDropSpace//新建后暂时不管
细心的话，你应该会发现，这个时候右键，运行，就会出现一个运行方式是“Java应用程序”，而不是先前的运行配置，但是现在依然运行不起来，到底缺少的是什么呢？
缺少的东西有很多，事实上。
4.添加用户可设定的参数
让我们考虑一下哪些参数需要设置为用户可设定：
●Agents数量（NumAgents）
●区域X轴方向长度（WorldXSize）
●区域Y轴方向长度（WorldYSize）
既然要引入两个新的变量，就需要：
●在类变量域添加新的变量
●在面板上加入变量与变量之间相隔的线
●添加变量相应的get和set方法
从这里开始，由于代码越来越长，对截图造成极大不便，所以只截出添加新代码的那部分：
还有：
5.编译和运行基本模型
我想大家等待着一刻都快疯了吧？
别着急，直接运行还不行，得再加几个东西。
还有Main函数
导入包不多解释，需要解释一下Main函数里的三条语句：
●第一行创建了一个SimInit类型的对象，导入部分就是为了它
●第二行创建了CarryDropModel类型的对象，就是实例化了模型对象
●第三行用Init对象里的loadModel方法装载模型
在CarryDropModel.java编辑区，右键，运行方式，Java应用程序，然后出现：
看右上方的工具条和参数面板的GUI，你发现可以输入数字，但是现在输没有任何意义，我们运行只是为了看一下效果，帮大家缓解一下欲望。
你要真是实在忍不住点击了运行按钮，你会发现它蹦出一个窗口：
6.用户可设定的参数的默认值
看上上一张图，你会发现参数面板上各个参数值都为0，这样的话，不太可能启动模型，所以我们来为三个参数设定默认值：
要修改的代码就这一部分，添加三个常量并赋值为100，40，40，再用常量为初始化变量域，对于Java不熟悉的人来说，你不要管常量怎么声明的，按照上面的方法声明就对了。
有些人认为为这些用户运行时要设定的参数赋上初值没有什么意义，确实没意义，但是这是一个非常好的编程习惯，很多小细节的把握会让你的编程水平越来越高。
7.子程序的提醒
为了示范和教学目的，现添加以下代码，来输出提示信息，在CarryDropModel.java中：
现在再运行一下模型看看效果吧！
这些代码是完全无害的。
在Eclipse运行之后点击工具条上的运行，除了之前说的效果之外，你会发现RePastOutput会出现：
8.Space对象
从这节教程开始，我们暂时先跳出model对象的构建，来考虑其他两个对象：
CarryDropSpace和CarryDropAgent。
首先我们考虑一下Space对象。
Space对象似乎一个单独的对象，它将包括预先打包好的RePast空间环境因素；这个例子我们使用的是RePast的Object2DGrid对象。
一开始我们来为网格空间对象定义变量。
Object2DGrid是一个RePast里专门为我们做好了的Space对象；有些它提供的函数还不得不使用，所以先导入这个包：
这个例子中，只创建space对象是不够的。
不管怎样我们先把这个对象必须的一些东西写好。
这个moneySpace存储的是一些整数对象，好吧你可以认为是整数，但是实际上与整数相差甚远。
整数对象的值代表着在网格里放着的钱的总数，为了方便，我们一律初始为0：
上面的代码告诉我们，Object2DGrid对象的构造器需要两个整数作为参数，分别对应的是X和Y的大小。
你肯定问你怎么知道？
！
开始，所有程序，RePast3，RePastJ，docs，API。
既然提到了钱，那么肯定不能全部都是0，所以我们现在来为space对象初始化一些钱。
我们的策略将是创建一个构造器，它需要一些钱的参数来初始化space对象。
这个时候，肯定需要一个参数：
钱的数量。
仔细考虑一下这个参数放在哪，Space空间吗？
不，个人认为放在Model对象里好一些，为什么？
自己想（参数…初始化…明白了么？
）：
还有下面：
别忘了get和set方法：
9.在SimModel里的Space对象
space对象需要更多的工作来做，但是现在又可以回到model对象了，因为我们需要在model对象里为space对象做点集成性的工作。
我们要做三件事：
1.为space对象分配一个变量
2.在一个合适的时间创建space对象
3.在一个合适的时间销毁space对象
space对象必须在模型构建起来的时候创建；也就是说，begin方法被调用时，它会在buildModel里被触发。
但是奇怪的是，它也会在这会儿被销毁。
讲白了就是我一运行，space对象就被销毁了，这不坑爹嘛！
所以我们需要在model对象里加一些代码，这些代码生成一个对象变量，它可以维持住space对象，让它不会那么快就挂了；我们需要在setup方法中设置这个变量的值为null，并且需要在buildModel方法中创建space对象。
听懂没？
10.初始化Space对象
我们现在需要存一些钱，放在网格里。
这需要为CarryDropSpace对象创建一个新方法，用来在对象空间objectSpace周围随机的在网格里放一些钱。
在对象空间被创建后不久这个方法就会被立即调用，在buildModel方法里调用。
还有这个方法的具体实现过程：
下面简单解释一下这段代码：
11.小小的跑题—取钱
事实上，部分spreadMoney方法里的代码的用处可能远不止散钱这么简单；因此我们把几行代码单独提出来放到一个新的方法里。
很不幸的，刚写好的代码又要改了：
自习体会一下，这么写是不是更简洁易懂了？
貌似没有。
但是扩展性就强了。
12.一些可见输出
概念上说，我们继续谈论model部分是有意义的，我们已经创建了环境，但是没有主体和行为（agentsandactions）。
但是，如果我们开始创建图形显示界面，很多部分我们会越来越清晰。
这就是RePast其中一个非常方便的地方，但是依然有些小问题需要注意。
首先我们要定义我们的目标：
说到现在我们都还没实现二维网格的可视化呢。
背景是白色的；格子里的钱应该是能看见的（如果有的话），意思就是钱的颜色应与背景颜色不同。
为了实现这些，我们需要使用三个预先构建好的RePast对象：
DisplaySurface,Value2DDisplay,和ColorMap.
DisplaySurface对象是基本的窗口。
一个ColorMap对象是特定值到特定颜色间的单映射，比如0是黑色，1是暗红，2是亮红，3是更加亮的红，通过颜色的深浅可以显示出网格里的数量多少（很直观不是么？
但是可惜的是网格太小了，颜色差异不易区分）。
Value2DDisplay是一个对象，它连接了一个地图和你模型中要显示的值相对应，它连接了窗体，功能函数，颜色地图于一身。
为了使用这些对象我们必须：
创建一个DisplaySurface类型的变量来储存它
1.在setup方法里，撤销一个displaysurface，这通过执行dispose方法来实现（但是只要对象被实例化了，对object!
=null进行测试就是合适的），然后设置对象值为null
2.实例化一个新的displaysurface；为了实现这个目的你必须传递两个参数：
a）displaysurface将要服务的模型对象
b）被创建的displaysurface的名字（这将出现在窗体的标题栏里）
3.注册displaysurface，告诉RePast它的存在，并且让RePast知道它的名字
4.创建一个colormap并指定初始值
5.创建一个Value2DDisplay对象来连接我们想要设置的值的集和colormap
6.把Value2DDisplay对象加到DisplaySurface对象中去
听起来很复杂，其实做起来容易，但是仍然有许多小的步骤，所以我们慢慢来。
DisplaySurface对象的变量将在变量域声明；撤销displaysurface，重新实例化它，注册，这几步都在setup方法中完成，看下图（注意到有新的import语句！
）。
注意创建displaysurface对象的参数是’this’，这就是说，运行setup方法的model对象将把它自己作为参数传递给displaysurface。
在CarryDropModel.java中加入新代码：
13.创建一个ColorMap
干嘛要创建一个colormap，前文书已经
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