生命游戏

原创于 2018-09-13 18:43:21 发布 · 1.2k 阅读

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本文深入解析了由英国数学家J.H.Conway于1970年提出的生命游戏的规则与实现方法。游戏通过简单的生存与死亡规则，在二维网格中模拟生物群体的演化过程。文章详细介绍了生命游戏的四条核心规则，并提供了使用C语言实现的游戏模拟代码。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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（包括一个），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（包括四个），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。


/*
//代码是不断生成细胞存活的状态图，首先细胞默认都是死的，活细胞需要你自己一个一个生成，
//再来就是核心代码在neighbors里面，其实这个代码函数并不难理解，主要是注意整体的框架思路
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#define MAXROW 10
#define MAXCOL 25
#define DEAD 0
#define ALIVE 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' && ans != 'y') break;
    }
    return 0;
}

int neighbors(int row, int col) {
    int count = 0, c, r;
    for(r = row-1; r <= row+1; r++)//范围就是细胞为中心的九宫格。
        for(c = col-1; c <= col+1; c++) {
            if(r < 0 || r >= MAXROW || c < 0 || c >= MAXCOL)
                continue;//不在九宫格范围的排除
            if(map[r][c] == ALIVE)//为细胞计数
                count++;
        }
    //九宫格里面如果中心细胞还活着，先减去，只保留周围的细胞存活个数
    if(map[row][col] == ALIVE)
        count--;
    return count;
}

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!");
    }
}

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];
}