生命游戏简介及算法分析（整理）

本文主要是介绍生命游戏简介及算法分析（整理），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

生命游戏

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。

规则

生命游戏中，对于任意细胞，规则如下：
每个细胞有两种状态-存活或死亡，每个细胞与以自身为中心的周围八格细胞产生互动。

当前细胞为死亡状态时，当周围有3个存活细胞时，该细胞变成存活状态。 （模拟繁殖）
当前细胞为存活状态时，当周围低于2个（不包含2个）存活细胞时， 该细胞变成死亡状态。（模拟人口稀少）
当前细胞为存活状态时，当周围有2个或3个存活细胞时， 该细胞保持原样。
当前细胞为存活状态时，当周围有3个以上的存活细胞时，该细胞变成死亡状态。（模拟过度拥挤）

可以把最初的细胞结构定义为种子，当所有在种子中的细胞同时被以上规则处理后, 可以得到第一代细胞图。继续让规处理当前的细胞图，可以得到下一代的细胞图，周而复始。在游戏的进行中，杂乱无序的细胞会逐渐演化出各种精致、有形的结构；这些结构往往有很好的对称性，而且每一代都在变化形状。一些形状已经锁定，不会逐代变化。有时，一些已经成形的结构会因为一些无序细胞的“入侵”而被破坏。但是形状和秩序经常能从杂乱中产生出来。
 

算法实现（C语言）

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。

 

//主程序
int row, col;
initLives();
int i = 0;
while(i < TOTAL_GENERATIONS) {printf("\nGeneration %d\n",i+1);outputMap();for(row = 0; row < MAXROW; row++) {     //计算下一代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] = newmap[row][col];break;case 3:newmap[row][col] = ALIVE;break;}}}i++;
}

 

//初始化细胞世界
void initLives() {int row, col;for(row = 0; row < MAXROW; row++)//初始化，细胞都是死的for(col = 0; col < MAXCOL; col++)newmap[row][col] = DEAD;puts("Game of life Program");int j = 0;while(j < ORIGINAL_LIVES) {//随机生成50个活细胞row = arc4random()%MAXROW;col = arc4random()%MAXCOL;if(0 <= row && row < MAXROW &&0 <= col && col < MAXCOL)newmap[row][col] = ALIVE;else if(row == -1 || col == -1)break;elseprintf("(x, y) exceeds map ranage!");j++;}
}

 

//统计邻居数目
int neighbors(int row, int col) {//判断邻居数目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(newmap[r][c] == ALIVE)count++;}if(newmap[row][col] == ALIVE)//判断时包含了被判断的坐标，所以如果为ALIVE要减1count--;return count;
}

 

//输出
void outputMap(){int row, col;printf("Game of life cell status");for(row = 0; row < MAXROW; row++) {printf("\n%20c", ' ');for(col = 0; col < MAXCOL; col++)if(newmap[row][col] == ALIVE) 	putchar('0');else 	 putchar('-');}
}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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