The game of life（生命游戏）新算法

我写了一种常见的实现算法，和另一种新算法，即不是每次循环计算每个细胞的周围细胞数来产生下一时刻，而是每次每个产生状态变化的细胞主动通知周围的邻居，因此每个细胞增加一个用来记录邻居数的字段。由邻居数决定每个细胞的出生和死亡，然后影响周围邻居的邻居数。并且为了不影响后续细胞的判断，需要新旧邻居数两个状态，用旧邻居数决定自己生死，而自己的生死变化影响周围邻居的新邻居数。另外如果某个格子的新旧邻居数不变则状态不变，增加一个changed字段来表示。
下面分别是旧、新两种算法。

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3
 4 #define ROW 20
 5 #define COL 60
 6 #define FILEPATH "1.txt"
 7
 8
 9 int countNbor(char data[][COL],int i,int j);
10 void world(void);
11
12
13 int main(void)
14 {
15     world();
16     return 0;
17 }
18
19 void world(void)
20 {
21     int i,j;
22     char data[ROW][COL];
23     char temp[ROW][COL];
24     int time=0;
25
26
27     FILE *fp=fopen(FILEPATH,"r");
28
29     for(i=0;i<ROW;i++)
30     {
31         for(j=0;j<COL;j++)
32         {
33             if(fgetc(fp)=='*')  //表示细胞的字符
34                 temp[i][j]=data[i][j]='*';
35             else temp[i][j]=data[i][j]=' ';
36         }
37         fgetc(fp);
38     }
39     fclose(fp);
40
41     while(1)
42     {
43         time++;
44
45         system("CLS");
46         for(i=0;i<ROW;i++)
47         {
48             for(j=0;j<COL;j++)
49                 printf("%c",data[i][j]);
50             printf("\n");
51         }
52         printf("次数：%d\n",time);
53
54         system("PAUSE>NUL");
55
56         for(i=0;i<ROW;i++)
57             for(j=0;j<COL;j++)
58                 switch(countNbor(temp,i,j))
59                 {
60                 case 3:
61                     data[i][j]='*';
62                     break;
63                 case 2:
64                     break;
65                 default:
66                     data[i][j]=' ';
67                     break;
68                 }
69
70         for(i=0;i<ROW;i++)
71             for(j=0;j<COL;j++)
72                 temp[i][j]=data[i][j];
73     }
74
75 }
76
77 int countNbor(char data[][COL],int i,int j)
78 {
79     int m,n;
80     int count=0;
81
82     for(m=i-1;m<=i+1;m++)
83         for(n=j-1;n<=j+1;n++)
84             if( (m==i&&n==j) ||m<0||n<0||m==ROW||n==COL)
85                 continue;
86             else if(data[m][n]=='*') count++;
87
88     return count;
89 }

old.c

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3
  4
  5 #define ROW 20
  6 #define COL 60
  7 #define FILEPATH "1.txt"
  8
  9
 10 typedef struct{
 11     int live;       //1、0表生死
 12     int nbor_old;   //旧邻居数，用于判断细胞生死
 13     int nbor_new;   //新邻居数，用于下一时刻
 14     int changed;    //邻居数是否变化
 15 }Cell;
 16
 17 typedef struct{
 18     Cell cell[ROW+2][COL+2];    //+2留边
 19     int lives_num;      //细胞数目
 20     int time_count;     //第几轮
 21 }World;
 22
 23 void showWorld(World *world);
 24 void sendNbor(Cell cell[][COL+2],int i,int j,int live);
 25 void processCell(World *world,int i,int j);
 26 void iniWorld(World *world);
 27 void runWorld(void);
 28
 29
 30 int main(void)
 31 {
 32     runWorld();
 33     return 0;
 34 }
 35
 36
 37 void runWorld(void)
 38 {
 39     World world;
 40     Cell (*cell)[COL+2]=world.cell;
 41     int i,j;
 42
 43     //从文件初始化
 44     iniWorld(&world);
 45
 46     while(1)
 47     {
 48
 49         world.time_count++;
 50         showWorld(&world);
 51
 52         //前提 cell[i][j].nbor_old==cell[i][j].nbor_new
 53         //邻居数不变则状态不变，不用处理
 54         for(i=1;i<=ROW;i++)
 55             for(j=1;j<=COL;j++)
 56                 if(cell[i][j].changed)
 57                     processCell(&world,i,j);    //判断自身，影响周围
 58
 59         for(i=1;i<=ROW;i++)
 60             for(j=1;j<=COL;j++)
 61                 if(cell[i][j].nbor_old==cell[i][j].nbor_new)
 62                     cell[i][j].changed=0;
 63                 else
 64                 {
 65                     cell[i][j].changed=1;
 66                     cell[i][j].nbor_old=cell[i][j].nbor_new;
 67                 }
 68
 69     }
 70 }
 71
 72
 73
 74 void iniWorld(World *world)
 75 {
 76     int i,j;
 77     FILE *fp=fopen(FILEPATH,"r");
 78     Cell (*cell)[COL+2]=world->cell;
 79
 80
 81     world->time_count=0;
 82     world->lives_num=0;
 83
 84     for(i=1;i<=ROW;i++)
 85     {
 86         for(j=1;j<=COL;j++)
 87         {
 88             if(fgetc(fp)=='*')  //表示细胞的字符
 89             {
 90                 cell[i][j].live=1;
 91                 world->lives_num++;
 92             }
 93             else
 94                 cell[i][j].live=0;
 95
 96             cell[i][j].nbor_new=cell[i][j].nbor_old=0;
 97             cell[i][j].changed=1;   //为了第一次循环每个细胞都能处理
 98         }
 99         fgetc(fp);  //换行符
100     }
101
102     fclose(fp);
103
104     //填充nbor_old和nbor_new
105     for(i=1;i<=ROW;i++)
106         for(j=1;j<=COL;j++)
107             if(cell[i][j].live)
108             {
109                 cell[i-1][j-1].nbor_old =++cell[i-1][j-1].nbor_new;
110                 cell[i-1][j].nbor_old   =++cell[i-1][j].nbor_new;
111                 cell[i-1][j+1].nbor_old =++cell[i-1][j+1].nbor_new;
112                 cell[i][j-1].nbor_old   =++cell[i][j-1].nbor_new;
113                 cell[i][j+1].nbor_old   =++cell[i][j+1].nbor_new;
114                 cell[i+1][j-1].nbor_old =++cell[i+1][j-1].nbor_new;
115                 cell[i+1][j].nbor_old   =++cell[i+1][j].nbor_new;
116                 cell[i+1][j+1].nbor_old =++cell[i+1][j+1].nbor_new;
117             }
118 }
119
120
121 //由old决定生死，并改变周围细胞的new
122 void processCell(World *world,int i,int j)
123 {
124     Cell (*cell)[COL+2]=world->cell;
125
126     switch(cell[i][j].nbor_old)
127     {
128     case 3:
129         if(!cell[i][j].live)
130         {
131             cell[i][j].live=1;
132             sendNbor(cell,i,j,1);
133             world->lives_num++;
134         }
135         break;
136     case 2: //不变
137         break;
138     default:
139         if(cell[i][j].live)
140         {
141             cell[i][j].live=0;
142             sendNbor(cell,i,j,-1);
143             world->lives_num--;
144         }
145         break;
146     }
147 }
148
149
150
151
152 //细胞状态改变后，影响周围细胞的邻居值，live为-1或1
153 void sendNbor(Cell cell[][COL+2],int i,int j,int live)
154 {
155     cell[i-1][j-1].nbor_new+=live;
156     cell[i-1][j].nbor_new+=live;
157     cell[i-1][j+1].nbor_new+=live;
158     cell[i][j-1].nbor_new+=live;
159     cell[i][j+1].nbor_new+=live;
160     cell[i+1][j-1].nbor_new+=live;
161     cell[i+1][j].nbor_new+=live;
162     cell[i+1][j+1].nbor_new+=live;
163 }
164
165
166 void showWorld(World *world)
167 {
168     int i,j;
169
170     system("CLS");
171
172     for(i=1;i<=ROW;i++)
173     {
174         for(j=1;j<=COL;j++)
175         {
176             if(world->cell[i][j].live)
177                 printf("*");
178             else printf(" ");
179         }
180         printf("\n");
181     }
182     printf("细胞数：%d\n次数：%d\n",world->lives_num,world->time_count);
183
184     system("PAUSE>NUL");
185 }

new.c

转载于:https://www.cnblogs.com/zackcoder/p/3250836.html

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