# -*- coding: Latin-1 -*-
# Simulation de percolation isolant/conducteur
# Dominique Lefebvre pour TangenteX.com
# 2 janvier 2016
#
from numpy import zeros
from numpy.random import rand
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.colors import ListedColormap

"""
Simulateur de percolation isolant/conducteur

"""

# Définition des paramètres de la simulation
ISOLANT = 0.0       # en blanc
CONDUCTEUR = 1.0    # en rouge
PERCO = 0.5         # en vert
N = 50

# fonction de création de la matrice de simulation.
def Grid(n,p):
    grid = zeros((n,n))
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if rand() < p:
                grid[i][j] = CONDUCTEUR
    return grid
    
# Algorithme de percolation isolant/conducteur
def Percolate(grid):
    pgrid = grid.copy()
    n,n = pgrid.shape
    chemin = []
    # recherche des particules conductrices en haut de la matrice    
    for j in range(n):
        if pgrid[0][j] == CONDUCTEUR:
            chemin.append((0,j))
            pgrid[0][j] = PERCO
    # recherche d'un chemin percolant      
    while len(chemin) > 0:
        (i,j) = chemin.pop()
        pgrid[i][j] = PERCO
        if i > 0 and pgrid[i-1][j] == CONDUCTEUR:
            chemin.append((i-1,j))
            pgrid[i-1][j] = PERCO
        if i < n-1 and pgrid[i+1][j] == CONDUCTEUR:
            chemin.append((i+1,j))
            pgrid[i+1][j] = PERCO
        if j > 0 and pgrid[i][j-1] == CONDUCTEUR:
            chemin.append((i,j-1))
            pgrid[i][j-1] = PERCO
        if j < n-1 and pgrid[i][j+1] == CONDUCTEUR:
            chemin.append((i,j+1))
            pgrid[i][j+1] = PERCO
    return pgrid

# Fonction de détermination de la percolation
def IfPercolate(grid):
    n,n = grid.shape
    for j in range(n):
        if grid[n-1][j] == PERCO:
            return True
    return False
          
# choisir une répartition conducteur/isolant
p = input('Choisissez une repartition conducteur/isolant : ')
# création de la grille de percolation
mat = Grid(N,p)
# essai de percolation
pmat = Percolate(mat)
# détermine si la percolation a eu lieu
if IfPercolate(pmat):
    print 'Percolation'
else:
    print 'Pas de percolation'

# tracé des grilles
fig = plt.figure(figsize=(10,6))
axe1 = fig.add_subplot(2,2,1)
axe1.imshow(mat, origin='upper', interpolation='nearest',cmap=ListedColormap(['white','green','red']))
axe2 = fig.add_subplot(2,2,2)
axe2.imshow(pmat, origin='upper', interpolation='nearest',cmap=ListedColormap(['white','green','red']))
plt.show()