效果
規(guī)則（來自百度百科，康威生命游戲詞條）游戲開始時(shí)，每個(gè)細(xì)胞隨機(jī)地設(shè)定為“生”或“死”之一的某個(gè)狀態(tài)。然后，根據(jù)某種規(guī)則，計(jì)算出下一代每個(gè)細(xì)胞的狀態(tài)，畫出下一代細(xì)胞的生死分布圖。 應(yīng)該規(guī)定什么樣的迭代規(guī)則呢?需要一個(gè)簡(jiǎn)單的，但又反映生命之間既協(xié)同又競(jìng)爭(zhēng)的生存定律。為簡(jiǎn)單起見，最基本的考慮是假設(shè)每一個(gè)細(xì)胞都遵循完全一樣的生存定律；再進(jìn)一步，把細(xì)胞之間的相互影響只限制在最靠近該細(xì)胞的8個(gè)鄰居中。 也就是說，每個(gè)細(xì)胞迭代后的狀態(tài)由該細(xì)胞及周圍8個(gè)細(xì)胞狀態(tài)所決定。作了這些限制后，仍然還有很多方法來規(guī)定“生存定律”的具體細(xì)節(jié)。例如，在康威的生命游戲中，規(guī)定了如下生存定律。 (1)當(dāng)前細(xì)胞為死亡狀態(tài)時(shí)，當(dāng)周圍有3個(gè)存活細(xì)胞時(shí)，則迭代后該細(xì)胞變成存活狀態(tài)(模擬繁殖)；若原先為生，則保持不變。 (2)當(dāng)前細(xì)胞為存活狀態(tài)時(shí)，當(dāng)周圍的鄰居細(xì)胞低于兩個(gè)(不包含兩個(gè))存活時(shí)，該細(xì)胞變成死亡狀態(tài)(模擬生命數(shù)量稀少)。 (3)當(dāng)前細(xì)胞為存活狀態(tài)時(shí)，當(dāng)周圍有兩個(gè)或3個(gè)存活細(xì)胞時(shí)，該細(xì)胞保持原樣。 (4)當(dāng)前細(xì)胞為存活狀態(tài)時(shí)，當(dāng)周圍有3個(gè)以上的存活細(xì)胞時(shí)，該細(xì)胞變成死亡狀態(tài)(模擬生命數(shù)量過多)。 控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵接口設(shè)置控制臺(tái)游標(biāo)的函數(shù)：public static void SetCursorPosition (int left, int top); 其中l(wèi)eft參數(shù)是列，top參數(shù)是行。 設(shè)置控制臺(tái)背景色的屬性：public static ConsoleColor BackgroundColor { get; set; } 黑色用來表示生存的細(xì)胞，白色用來表示死亡的細(xì)胞。 代碼實(shí)現(xiàn)using System;using System.Threading;namespace CellularAutomata
{class Program
{private static int gridRowCol = 32;private static Cell[,] grid = new Cell[gridRowCol, gridRowCol];private static int sleepMs = 33;private static int initAlivePossibility = 4; // 4 means 1/4static void Main(string[] args)
{try{
Init();// Main loopwhile (true)
{
Update();
Thread.Sleep(sleepMs);
}
}catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e);
Console.ReadKey();
}
}private static void Init()
{// Set Console SizeConsole.BufferHeight = 256;
Console.BufferWidth = 256;
Console.WindowWidth = 256;
Console.WindowHeight = 80;
Random random = new Random();for (int i = 0; i < grid.GetLength(0); i++)
{for (int j = 0; j < grid.GetLength(1); j++)
{
grid[i, j] = new Cell();int value = random.Next(0, initAlivePossibility);if (value == 0)
{
grid[i, j].Value = true;
}else{
grid[i, j].Value = false;
}
}
}
}private static void Update()
{for (int i = 0; i < grid.GetLength(0); i++)
{for (int j = 0; j < grid.GetLength(1); j++)
{int aliveCount = NeighborAliveCount(i, j);if (grid[i, j].Value) // Alive {if (aliveCount < 2 || aliveCount > 3)
{
grid[i, j].Value = false;
}
}else // Death {if (aliveCount == 3)
{
grid[i, j].Value = true;
}
}if (grid[i, j].Value)
{
SetAlive(i, j);
}else{
SetDeath(i, j);
}
}
}
}private static int NeighborAliveCount(int i, int j)
{int count = 0;for (int m = i - 1; m <= i + 1; m++)
{for (int n = j - 1; n <= j + 1; n++)
{if (m == i && n == j) continue;if (m < 0 || m >= grid.GetLength(0)) continue;if (n < 0 || n >= grid.GetLength(1)) continue;if (grid[m, n].Value) count++;
}
}return count;
}private static void SetAlive(int i, int j)
{string aliveStr = " ";
Console.SetCursorPosition(j * aliveStr.Length, i);
Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Black;
Console.Write(aliveStr);
}private static void SetDeath(int i, int j)
{string deathStr = " ";
Console.SetCursorPosition(j * deathStr.Length, i);
Console.BackgroundColor = ConsoleColor.White;
Console.Write(deathStr);
}
}public class Cell
{public bool Value { get; set; }
}
}Cell類是細(xì)胞類，其中有一個(gè)bool屬性Value，true表示存活，false表示死亡。將細(xì)胞單獨(dú)寫成類而不是一個(gè)bool值是為了后續(xù)可能的擴(kuò)展。 grid變量是一個(gè)二維數(shù)組，代表格子，大小可以通過gridRowCol設(shè)置，默認(rèn)32，不宜太大。 sleepMs變量是循環(huán)之間的間隔時(shí)間，單位是毫秒，默認(rèn)33ms. initAlivePossibility變量決定格子中的細(xì)胞初始化時(shí)存活的概率，計(jì)算方式為 1/initAlivePossibility，如initAlivePossibility=4，表示初始化時(shí)每個(gè)細(xì)胞的存活概率是1/4. Main()函數(shù)中先初始化了格子中的細(xì)胞和控制臺(tái)大小。設(shè)置控制臺(tái)大小這一步可能會(huì)拋出越界異常，如果出現(xiàn)的話需要修改這個(gè)值。 接著是主循環(huán)，每次循環(huán)的間隔是sleepMs。 Update()就是實(shí)現(xiàn)規(guī)則的函數(shù)。 NeighborAliveCount()函數(shù)獲取指定細(xì)胞的相鄰細(xì)胞存活數(shù)。 SetAlive()函數(shù)和SetDeath()函數(shù)設(shè)置控制臺(tái)上的顯示。 |
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