Algorithm Gossip(10) 细胞生命游戏
前言
This Series aritcles are all based on the book 《经典算法大全》; 对于该书的所有案例进行一个探究和拓展,并且用python和C++进行实现; 目的是熟悉常用算法过程中的技巧和逻辑拓展。
提出问题
Algorithm Gossip: 生命游戏
说明
生命游戏(game of life ) 为1970年由英国数学家J. H. Conway所提出,某一细胞的邻居包
括上、下、左、右、左上、左下、右上与右下相邻之细胞,游戏规则如下:
孤单死亡:如果细胞的邻居小于一个,则该细胞在下一次状态将死亡。
拥挤死亡:如果细胞的邻居在四个以上,则该细胞在下一次状态将死亡。
稳定:如果细胞的邻居为二个或三个,则下一次状态为稳定存活。
复活:如果某位置原无细胞存活,而该位置的邻居为三个,则该位置将复活一细胞。
解法 生命游戏的规则可简化为以下,并使用CASE比对即可使用程式实作:
邻居个数为0、1、4、5、6、7、8时,则该细胞下次状态为死亡。
邻居个数为2时,则该细胞下次状态为复活。
邻居个数为3时,则该细胞下次状态为稳定。
代码
c语言实现
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#define MAXROW 10
#define MAXCOL 25
#define DEAD 0
#defineALIVE 1
int map[MAXROW][MAXCOL],newmap[MAXROW][MAXCOL];
void init();
int neighbors(int,int);
void outputMap();
void copyMap();
int main() {
int row, col;
char ans;
init();
while(1) {
outputMap();
for(row = 0; row < MAXROW; row++) {
for(col = 0; col < MAXCOL; col++) {
switch (neighbors(row,col)) {
case 0:
case 1:
case 4:
case 5:
case 6:
case 7:
case 8:
newmap[row][col] = DEAD;
break;
case 2:
newmap[row][col] = map[row][col];
break;
case 3:
newmap[row][col] =ALIVE;
break;
}
}
}
copyMap();
printf("\nContinue next Generation ? ");
getchar();
ans = toupper(getchar());
if(ans != 'Y') break;
}
return 0;
}
void init() {
int row, col;
for(row = 0; row < MAXROW;row++)
for(col = 0; col < MAXCOL;col++)
map[row][col] = DEAD;
puts("Game of life Program");
puts("Enter x, y where x, y is living cell");
printf("0 <= x <= %d,0 <= y <= %d\n",
MAXROW-1,MAXCOL-1);
puts("Terminate with x, y = -1, -1");
while(1) {
scanf("%d %d",&row,&col);
if(0 <= row && row < MAXROW &&
0 <= col && col < MAXCOL)
map[row][col] =ALIVE;
else if(row == -1 || col == -1)
break;
else
printf("(x, y) exceeds map ranage!");
}
}
int neighbors(int row, int col) {
int count = 0, c, r;
for(r = row-1; r <= row+1;r++)
for(c = col-1;c <= col+1;c++) {
if(r < 0 || r >= MAXROW || c < 0 || c >= MAXCOL)
continue;
if(map[r][c] ==ALIVE)
count++;
}
if(map[row][col] ==ALIVE)
count--;
return count;
}
void outputMap(){
int row, col;
printf("\n\n%20cGame of life cell status\n");
for(row = 0; row < MAXROW;row++) {
printf("\n%20c", ' ');
for(col = 0; col < MAXCOL;col++)
if(map[row][col] ==ALIVE) putchar('#');
else putchar('-');
}
}
void copyMap(){
int row, col;
for(row = 0; row < MAXROW;row++)
for(col = 0; col < MAXCOL;col++)
map[row][col] = newmap[row][col];
}
拓展和关联
后记
参考书籍
- 《经典算法大全》
- 维基百科