Multi-Agent Simulation

原始题目：LeetGPU - Multi-Agent Simulation

题目描述

实现多智能体集群模拟（Boids 算法）。输入包含 $N$ 个智能体，每个智能体由 4 个连续 32 位浮点数表示 $[x, y, v_x, v_y]$（位置和速度）。总数组大小为 $4 \cdot N$。

Boids 模型包含三种行为规则：分离（避开邻近智能体）、对齐（匹配邻近智能体的平均速度方向）、凝聚（向邻近智能体的质心移动）。模拟每个时间步更新所有智能体的位置和速度。

实现要求

• 不允许使用外部库。
• solve 函数签名必须保持不变。

约束条件

• $1 \le N \le 100{,}000$，$1 \le steps \le 100$。

解题思路

每个时间步需要计算所有智能体对之间的相互作用（$O(N^2)$ 朴素复杂度）。GPU 上可利用空间哈希网格（Spatial Hashing）将搜索限制在邻近单元内，降低复杂度。每个智能体由一个线程处理：先查询邻近智能体，再计算三种力并更新速度和位置。属于典型的 N-body 问题变体。欢迎在 GitHub Discussions 分享你的解法。