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RepastJavacswarm脚本编译模型，用Javaswarm脚本运行模型。作为一个开源项目，在遵循GNU协议的基础上，所有人都可以分享Swarm的资料，这也意味着所有人都可以自由地奉献自己的智慧。因此，对Swarm感兴趣的研究人员可以结合自己的研究需要和建模经验，提出相关的设想，参与到Swarm的研究中去，本节后面的资源链接中列出了相关网址。Repast（RecurslvePorousAgentSimulationToolkit）是芝加哥大学社会科学计算研究中心研制的多主体建模工具，她提供了一系列用以生成、运行、显示和收集数据的类库，并能对运行中的模型进行“快照”，记录某一时刻模型的当前状态，还可以生成模型运行过程中状态动态演化的视频资料。Repast从Swarm中借鉴了不少的设计结构和方法，所以常常称Repast为类Swarm的架构。一、设计思想及目标由于Swarm对建模者来说还是有些过于复杂，Repast项目希望提供一系列简化Swarm模型开发的Java类库。然而，随着JavaSwarm①版本的推出，这种仅仅希望作为Swarm的Java扩展的想法很快就被摒弃了。设计者们开始尝试使用Java语言设计一个完全独立的模型平台，而不再是从Swarm中做一些现成的提取有外围的包装。RePast项目拟订了三个设计目标：使用方便、容易学习和容易扩展。设计者通过让模拟软件的底层结构具备抽象性、可扩展性以及“良好”的表现来实现这些目标。1．抽象性RePast的设计借鉴了很多别的主体建模软件，汲取了各个软件中最优秀的设计思想。类库设计时充分应用了面向对象和设计模式的思想，因此RePast的整个类库的结构非常明晰优美。类库提供了普通常用的底层抽象库（如安排时序、显示、数据收集等类库），类库还提供了一些用以建立表层元素的常用类。这些类可直接使用，也可以根据需要继承和扩展。与Swarm一样，Repast还设计了一些关键的抽象数据结构，其中一些结构直接模仿了Swarm，如时序表等。2．可扩展性关键数据结构的抽象设计让Repast具备了可扩展的能力。为了充分从Swarm的抽象结构中获得方便，Repast继承了Swarm时间测试的设计方法，这对于提高其扩展性十分有利。此外，Repast还引人了设计模式中的一些经典抽象结构，使得其扩展性得到进一步的提高。如用设计模式中的综合模式实现时序的安排机制（时序表对象和各种行为类），由于这种综合模式允许终端用户在建模编程时，能够对单独行为和复合行为进行统一编码处理，因此模型中的时序安排机制便变得很清晰直观，且易于扩展。3．“良好”的表现能力表现能力是指应用该平台建立应用研究模型时，该平台能否有效地适用于实际应用领域；如能否有效地用平台的开发接口把问题表述成计算机模型，模型能否在可承受的效率开销下运行，等等。“良好”的表现能力是指：在不影响别的优越特性前提下，可接受的表现能力。当表现能力的最优化不是设计的主要目标时，设计者的注意力应集中在如何减少对象的生成开销，以达到一种能够接受的运行速度。RePast可以算得上比较好地完成了这一目标，甚至有所超越，相比其他模拟软件平台，Repast提供了更好的表现能力。此外，随着Java虚拟机性能的提高，Repast模型的速度也会得到改善。虽然建模时仍然必须学习一门程序设计语言：Java或Python，但Repast仍然是一款相当方便易用的软件。用Java作为实现语言避免了内存泄漏的问题，且Java的跨平台特性使得在不同的平台上的安装和使用也很简便。从Repast3．0版开始，模型的设计语言有了更多的选择；Repast3．0提供了Java版、Python版和DotNet版三个版本让最终用户选择安装，除Java和Python外，还可以应用Dot－Net框架下的各种程序设计语言编制模型。＿、Repast的体系结构RePast建模相当于设计一个状态机，状态机的核心状态是模型中所有成员的集体状态属性集合。成员则分为底层结构和表层结构。底层结构是各种各样用于运行模型、显示和收集数据等架构的机制；表层结构是设计者创立的模型。底层结构的状态就是模型的种种显示状态、数据收集对象的状态等等；表层结构的状态指模型的描述状态，比如所有主体变量的当前值，模拟环境空间的当前状态值，或他们运行的空间以及别的可能有的各种表层对象（例如聚合“协同”的对象统计值等）。在这种状态机模式下，所有对状态机的改变都通过同一对象界面接口来实现，这个对象界面接口是SirnModellmnl类。这种设计为建模者减轻了学习负担，也简化了在工具包的功能不足时的扩展编程。通过继承SimModellmpl来建模，在用户模型与SimModellmpl中间一般还会有一个Template结构。各部分间的路径和层次关系参见图4—12与图4—13。图4—12的目录结构图显示了Repast自带文件、Template及用户利用Repast建立的模型在计算机中存放的路径关系。图4—13层次关系图显示了一个典型的继承自SimMod（，IImpl的模型和Template结构间的层次关系。三、类库简介Repast共有近130个类，封装在6个库中，下面是6个类库的简要介绍。1．分析库Analysis分析库中的类是用来聚集、记录数据以及建立数据表。通过使用DataRecorder类，建模者能将收集到的数据分类整理，并将这些数据以表格格式写人文件。2．引擎库Engine引擎类负责建立、操纵和运行模型。SimModel接口（Interface）是Repast中所有模型的超类（继承树状图表示中的根类）。作为SimModel一个子类，SimModellmp类可以作为绝大多数用Repast创立的模型的基类。控制类（BaseController，Controller，Batch－Controller）负责通过图形用户界面处理用户交互，或通过批处理参数文件自动处理交互。时序表及相关行为类主要用来改变模型中的状态。3．博弈库Games博弈库中包含了一些建立对策论模型（比如囚徒困境等）所用的基本类。4．因形用户界面库GUIGUI类负责实现模型的图形可视化，包括对图形界面显示的快照功能以及制作模型运行的活动录像（影像资料，quicktime格式）。各种。Dsplay类与Space空间库中的类协同工作，把空间位置关系的抽象和空间关系的显示分离开来，可以针对不同的空间特征设计不同的可视化显示方案。通过一个显示界面（Displaysurface），。Painter类处理这些空间库在屏幕上的显示，而显示界面本身就能够完成对所显示对象的探测。对可视化的模拟对象点击鼠标左键，就会弹出一单独舷窗口，其中显示点中主体的当前状态。5．空间库Space空间类是表述各种空间的基础容量类（在通常的计算机术语中，容量类是指以包含其他类作为自己的元素的类，比如数组、集合、链表等）。空间类包括二维表空间（有边界）、圆环面空间（上下无边界）等。这些空间类允许在x，y坐标轴的基础上对对象进行括人和检索。空间库中还包含了一些节点类和链接类，以方便建立基于网络的模型。空间类和在GUI库中的显示类协同操作，以实现空间和对象的可视化。在RePast中，空间（sPaces）的存在有两种目的：（1）作为空间型主体的基类，比如附带的示例模型SugarscapeandLif；，中的SugarSPace或InfiniteLifeSPace；（2）作为主体的容器，定义iE体间的空间位置关系。RePast提供以下空间类：Diffuse2D二维散射的离散近似。空间本身是一个上下左右都闭合的圆环形的（toriodal）网格，格子都有两层。Obect2DGrid离散的二维网格，单元格中有对象。Object2DTorus离散的二维圆环面，单元格中有对象。Multl2DGrid二维网格，单元格中可以包括一个以上的对象。每个单元格中的对象的顺序不确定。OrdMMulti2DGrid二维网格，单元格中可以包括一个以上的对象。每个单元格中的对象的顺序都是先进先出。Multi2DTOrus二维圆环面，单元格中可以包括一个以上．的对象。每个单元格中的对象的顺序不确定。OrderedMulti2DTorus二维圆环面，单元格中可以包括一个以上的对象。每个单元格中对象的顺序都是先进先出。Diffuse2DHexagoual二维散射的离散近似。空间本身是一个to－riodal（甜甜圈形的）六边形网格，格子都有两层。Object2DHexaeonalGrid离散的二维六边形网格，单元格中有对象。ONeconHexgonalTorus离散的二维六边形圆环面，单元格中有对象。Multi2DHexalGrid二维六边形网格。单元格中可以包括一个以上的对象，每个单元格中对象的顺序不确定。OrderedMulti2DRexagonalGrid二维六边形网格。单元格中可以包括一个以上的对象，每个单元格中对象的顺序都是先进先出。MultiZDHexasonaITorus二维六边形圆环面。单元格中可以包括一个以上的对象，每个单元格中对象的顺序不确定。OrderedMultiZDHexagonalTorus二维六边形圆环面。单元格中可以包括一个以上的对象，每个单元格中对象的顺序都是先进先出。RasterSPace表现地理数据的二维网格。每个单元格可以包含一个对象，在这个空间中移动可以用距离、坐标系或者离散的单元格位置。更多空间类信息可参见Repast的API文档。另外值得注意的是，网络空间与空间是完全不同的，将在4．3．6节网络模型中介绍网络空间。此外，前面提到的六边形指的是单元格的形状，所以在六边形的网格或者回环面中，每个单元格都是六边形的，因此有六个邻居。这些空间类都有通过坐标系对item进行插人和删除的方法，还有能返回相邻单元格的item列表的方法，以及找出相邻单元格中最大或最小item的方法等。至于什么是最大、最小，可以由用户自己定义。用空间类存放主体的坐标方便了增删主体和排序主体的操作，也方便针对一个主体的邻居空间进行查询。通常在一个特定空间中，所有的主体都由该空间的实例变量负责主体位置的部署。如在build-Modlel方法中，可能有下述代码：Object2DGridspace=newObject2DGrid（spaceWidth，spaceHeight）；for（inti=0；inumagents；i++）{inx，y；do{x=Random.uniform.nextIntFromTo（0，space.getSizeX（）-1）；y=Random.uniform.nextIntFromTo（0，space.getSizeY（）-1）；}while（space.getObjectAt（x，y）！=null）；MyAgentagent=newMyAgent（x，y，space）；space.putObjectAt（x，y，agent）；agentList.add（agentt）；}上边第一行代码创建了一个ObjectZDGrid空间，Do循环返回随机的x，y坐标，如果这个坐标位置被占用则继续返回新的坐标位置。然后创建了主体，把主体的弓佣（reference）按这些坐标加人到空间。如果空间是可重空间（Multispaces），则不需要核查空间中的单元格是否被占用，可重空间中一个单元格可放置多个主体。无论选择哪种空间类型，主体在空间中都有一个引用，并能获得自己的X，y坐标，能把自己从先前占用的单元格中移出，加人到一个新的单元格中去。如：SpaceputObjectAt（x，y，null）；x=newX；y=newY；SpaceputObjectAt（x，y，this）；上述代码通过把单元格的占有者设为空（null）来移除一个主体。这段代码是针对这个主体发生的，所以用this来引用这个＊主体，把它放到新的单元格中去。newX和newy在代码的外部就被设定好了，所以这里不再核查新的单元格是否已被占用。6．Util类库Util类库中只有一个类：SimUtil