力扣289(java)-生命游戏（中等）

题目：

根据 百度百科 ， 生命游戏 ，简称为 生命 ，是英国数学家约翰·何顿·康威在 1970 年发明的细胞自动机。

给定一个包含 m × n 个格子的面板，每一个格子都可以看成是一个细胞。每个细胞都具有一个初始状态： 1 即为 活细胞 （live），或 0 即为 死细胞 （dead）。每个细胞与其八个相邻位置（水平，垂直，对角线）的细胞都遵循以下四条生存定律：

如果活细胞周围八个位置的活细胞数少于两个，则该位置活细胞死亡；
如果活细胞周围八个位置有两个或三个活细胞，则该位置活细胞仍然存活；
如果活细胞周围八个位置有超过三个活细胞，则该位置活细胞死亡；
如果死细胞周围正好有三个活细胞，则该位置死细胞复活；
下一个状态是通过将上述规则同时应用于当前状态下的每个细胞所形成的，其中细胞的出生和死亡是同时发生的。给你 m x n 网格面板 board 的当前状态，返回下一个状态。

提示：

m == board.length
n == board[i].length
1 <= m, n <= 25
board[i][j] 为 0 或 1
 进阶：

你可以使用原地算法解决本题吗？请注意，面板上所有格子需要同时被更新：你不能先更新某些格子，然后使用它们的更新后的值再更新其他格子。
本题中，我们使用二维数组来表示面板。原则上，面板是无限的，但当活细胞侵占了面板边界时会造成问题。你将如何解决这些问题？

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/game-of-life
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解题思路：

一、

 1.创建一个新数组，将原数组复制到新数组中用于变换，新数组用于更新；

2.遍历当前细胞周围的八个元素，统计活细胞的数量；

3.根据规则更新原数组中细胞状态。

代码：

class Solution {
    public void gameOfLife(int[][] board) {
        int m = board.length;
        int n = board[0].length;
        //使用一个数组，表示周围数的坐标与当前坐标的关系
        int[] neighbors = {-1, 0, 1};
        //复制数组
        int[][] board2 = new int[m][n];
        //将原数组复制到新数组
        for(int i=0; i < m; i++){
            for(int j=0; j < n; j++){
                board2[i][j] = board[i][j];
            }
        }
        //循环每个格子
        for(int row = 0; row < m; row++){
            for(int col = 0; col < n; col++){
                int livenums = 0;

                //计算出周围的数的坐标
                for(int i=0; i < 3; i++){
                    for(int j=0; j< 3; j++){
                        if(!(neighbors[i] == 0 && neighbors[j] == 0)){
                            int r = row + neighbors[i];
                            int c = col + neighbors[j];
                            if((r >= 0 && r < m) && (c >= 0 && c < n) && board2[r][c] == 1){
                                livenums += 1;
                            }   
                        }
                    }
                } 
            //规则1和3
            if((board2[row][col]) == 1 && (livenums < 2 || livenums > 3)){
                board[row][col] = 0;
            }
            //规则4
            if((board2[row][col]) == 0 && (livenums == 3)){
                board[row][col] = 1;
            }
            }
        }

    }
}

 二、

使用复合状态

规则1：活细胞周围的 livenums <2 ,将细胞值改为  -1，代表细胞过去是活的现在死了；

规则2：活细胞周围的 livenums为2或者3，细胞值不变仍为1；

规则3：活细胞周围的 livenums > 3,将细胞值改为 -1，代表细胞过去是活的现在死了；

规则4：死细胞周围的 livenums = 3,将细胞值改为2，代表细胞过去是死的现在活了；

1.先遍历数组中的细胞；

2.遍历当前细胞周围的八个元素，如果细胞值的绝对值为1，则在活细胞数量上加1；

3.再次遍历数组，将board中的元素状态值改为0，1的形式，将状态值为-1的值改为0，为状态值为2的值改为1。

代码：

class Solution {
    public void gameOfLife(int[][] board) {
        int m = board.length;
        int n = board[0].length;
        //使用一个数组，表示周围数的坐标与当前坐标的关系
        int[] neighbors = {-1, 0, 1};
        //循环每个格子
        for(int row = 0; row < m; row++){
            for(int col = 0; col < n; col++){
                int livenums = 0;

                //计算出周围的数的坐标
                for(int i = 0; i < 3; i++){
                    for(int j = 0; j< 3; j++){
                        if(!(neighbors[i] == 0 && neighbors[j] == 0)){
                            int r = row + neighbors[i];
                            int c = col + neighbors[j];
                            if ((r >= 0 && r < m) && (c >= 0 && c < n) && (Math.abs(board[r][c]) == 1)){
                                livenums += 1;
                            }   
                        }
                    }
                } 
                //规则1和3
                if((board[row][col]) == 1 && (livenums < 2 || livenums > 3)){
                    board[row][col] = -1;
                }
                //规则4
                if((board[row][col]) == 0 && (livenums == 3)){
                    board[row][col] = 2;
                }
            }
        }
        for(int i=0; i < m; i++){
            for(int j=0; j < n; j++){
                if(board[i][j] > 0){
                    board[i][j] = 1;
                }else{
                    board[i][j] = 0;
                }
            }
        }

    }
}