Что это такое?
Игра «Жизнь» (англ. Conway's Game of Life) — клеточный автомат, придуманный английским математиком Джоном Конвеем в 1970 году.
Правила
Место действия этой игры — «вселенная» — это размеченная на клетки поверхность или плоскость — безграничная, ограниченная, или замкнутая (в пределе — бесконечная плоскость).
Каждая клетка на этой поверхности может находиться в двух состояниях: быть «живой» (заполненной) или быть «мёртвой» (пустой). Клетка имеет восемь соседей, окружающих её.
Распределение живых клеток в начале игры называется первым поколением. Каждое следующее поколение рассчитывается на основе предыдущего по таким правилам:
- в пустой (мёртвой) клетке, рядом с которой ровно три живые клетки, зарождается жизнь;
- если у живой клетки есть две или три живые соседки, то эта клетка продолжает жить; в противном случае, если соседей меньше двух или больше трёх, клетка умирает («от одиночества» или «от перенаселённости»)
Игра прекращается, если
- на поле не останется ни одной «живой» клетки
- конфигурация на очередном шаге в точности (без сдвигов и поворотов) повторит себя же на одном из более ранних шагов (складывается периодическая конфигурация)
- при очередном шаге ни одна из клеток не меняет своего состояния (складывается стабильная конфигурация; предыдущее правило, вырожденное до одного шага назад)
Эти простые правила приводят к огромному разнообразию форм, которые могут возникнуть в игре.
Игрок не принимает прямого участия в игре, а лишь расставляет или генерирует начальную конфигурацию «живых» клеток, которые затем взаимодействуют согласно правилам уже без его участия (он является наблюдателем).
Компьютерная реализация
В компьютерных реализациях игры поле ограничено и (как правило) верхняя граница поля «соединена» с нижней, а левая граница — с правой, что представляет собой эмуляцию поверхности тора, но на экране поле всегда отображается в виде равномерной сетки. Простейший алгоритм «смены поколения» последовательно просматривает все ячейки решётки и для каждой ячейки подсчитывает соседей, определяя судьбу каждой клетки (не изменится, умрёт, родится). Такой простейший алгоритм использует два двумерных массива — один для текущего поколения, второй — для следующего. Более сложный, но и более быстрый алгоритм составляет списки клеток для просмотра в последующем поколении; клетки, которые не могут измениться, в списки не вносятся. Например, если какая-либо клетка и ни одна из её соседей не поменялись на предыдущем ходу, то эта клетка не поменяется и на текущем ходу.
Содержание архива
- Файл GameLife.cpp с кодом игры
- ReadMe.txt с информацией о языке и поддерживаемых платформах
- ResultVideo.mp4 видео с отладкой программы
Фрагмент кода
setlocale(LC_ALL, "Russian");
cout << "Игра жизнь.\n";
bool isGame = true; //идет ли игры
bool mode = modeClear(); //режим очистки экрана
bool InfGame = modeGame(); //режим игры
bool CellsMoreThanOne = SetCountCellsInGrid();
int steps = -1;
if (!InfGame)
{
cout << "Введите количество поколений: ";
cin >> steps;
}
int speedTime = SetSpeedTime(); //Скорость игры
ClearGrid(); //Очистить поле
SetStartCells(); //Установить начальную фигуру
PrintGrid(mode); //Нарисовать начальную фигуру
SetPrevGeneration(); //Запомнить прошлое поколение
Вконтакте
Телеграм
Mihail