生命游戏
2011-5-22 ~ 2022-7-30
(7)
程序简介
生命游戏也叫康威生命游戏、细胞自动机、元胞自动机等。
生命游戏不需要任何玩家,它是一个二维矩形世界,这个世界中的每个方格居住着一个活细胞或为空。
一个细胞在下一个时刻的生死取决于相邻八个方格中的活细胞数量,使整个生命世界不至于太过荒凉或拥挤,达成一种动态的平衡。
当一个方格没有活细胞时:
- 若周围有 3 个活细胞,则该方格产生一个活细胞(模拟繁殖)。
当一个方格存在活细胞时:
- 若周围少于 2 个活细胞,则该方格的细胞死亡(模拟人口稀疏)。
- 若周围有 2 个或 3 个活细胞,保持原样。
- 若周围多于 3 个活细胞,则该方格的细胞死亡(模拟极度拥挤)。
程序执行效果
程序源代码
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// 程序名称:生命游戏
// 编译环境:Visual C++ 6.0,EasyX 2011惊蛰版
// 作 者:yangw80 <yw80@qq.com>
// 最后修改:2011-5-22
//
#include <graphics.h>
#include <conio.h>
#include <time.h>
// 定义全局变量
__int8 world[102][102] = {0}; // 定义二维世界
IMAGE imgLive, imgEmpty; // 定义活细胞和无细胞区域的图案
// 函数声明
void Init(); // 初始化
void SquareWorld(); // 创建一个细胞以方形分布的世界
void RandWorld(); // 创建一个细胞随机分布的世界
void PaintWorld(); // 绘制世界
void Evolution(); // 进化
// 主函数
int main()
{
Init();
int Speed = 500; // 游戏速度(毫秒)
while(true)
{
if (kbhit() || Speed == 900)
{
char c = getch();
if (c == ' ' && Speed != 900)
c = getch();
if (c >= '0' && c <= '9')
Speed = ('9' - c) * 100;
switch(c)
{
case 's':
case 'S':
SquareWorld(); // 产生默认的细胞以方形分布的世界
break;
case 'r':
case 'R':
RandWorld(); // 产生默认的细胞以方形分布的世界
break;
case VK_ESCAPE:
goto END;
}
}
Evolution(); // 进化
PaintWorld(); // 绘制世界
if (Speed != 900) // 速度为 900 时,为按任意键单步执行
Sleep(Speed);
}
END:
closegraph();
return 0;
}
///////////////////////////////////////////////////
// 函数定义
// 初始化
void Init()
{
// 创建绘图窗口
initgraph(640,480);
// 设置随机种子
srand((unsigned)time(NULL));
// 调整世界图案的大小
Resize(&imgLive, 4, 4);
Resize(&imgEmpty, 4, 4);
// 绘制有生命世界的图案
SetWorkingImage(&imgLive);
setcolor(GREEN);
setfillstyle(GREEN);
fillellipse(0, 0, 3, 3);
// 绘制无生命世界的图案
SetWorkingImage(&imgEmpty);
setcolor(DARKGRAY);
rectangle(1, 1, 2, 2);
// 恢复对默认窗口的绘图
SetWorkingImage(NULL);
// 输出简单说明
setfont(24, 0, "黑体");
outtextxy(254, 18, "生 命 游 戏");
RECT r = {440, 60, 620, 460};
setfont(12, 0, "宋体");
drawtext("生命游戏简介:\n 生命游戏包括一个二维矩形世界,这个世界中的每个方格居住 着一个活着的或死了的细胞。一个细胞在下一个时刻生死取决于相邻八个方格中活着的细胞 的数量。如果一个细胞周围的活细胞数量多于 3 个,这个细胞会因为资源匮乏而在下一个时 刻死去;如果一个位置周围有 3 个活细胞,则该位置在下一个时刻将诞生一个新的细胞;如 果一个位置周围有 2 个活细胞,则该位置的细胞生死状态保持不变;如果一个细胞周围的活 细胞少于 2 个,那么这个细胞会因太孤单而死去。这样整个生命世界才不至于太过荒凉或拥 挤,而是一种动态的平衡。\n\n游戏控制:\n 0-9: 调节速度(慢--快)\n ESC: 退出\n空格: 暂停|继续\n S: 创建细胞以方形分布的世界\n R: 创建细胞随机分布的世界",
&r, DT_WORDBREAK);
// 产生默认的细胞以方形分布的世界
SquareWorld();
}
// 创建一个细胞以方形分布的世界
void SquareWorld()
{
memset(world, 0, 102 * 102 * sizeof(__int8));
for(int x = 1; x <= 100; x++)
world[x][1] = world[x][100] = 1;
for(int y = 1; y <= 100; y++)
world[1][y] = world[100][y] = 1;
}
// 创建一个细胞随机分布的世界
void RandWorld()
{
for(int x = 1; x <= 100; x++)
for(int y = 1; y <= 100; y++)
world[x][y] = rand() % 2;
}
// 绘制世界
void PaintWorld()
{
for(int x = 1; x <= 100; x++)
for(int y = 1; y <= 100; y++)
putimage(16 + x * 4, 56 + y * 4, world[x][y] ? &imgLive : &imgEmpty);
}
// 进化
void Evolution()
{
__int8 tmp[102][102] = {0}; // 临时数组
int sum;
for(int x = 1; x <= 100; x++)
{
for(int y = 1; y <= 100; y++)
{
// 计算周围活着的生命数量
sum = world[x+1][y] + world[x+1][y-1] + world[x][y-1] + world[x-1][y-1]
+ world[x-1][y] + world[x-1][y+1] + world[x][y+1] + world[x+1][y+1];
// 计算当前位置的生命状态
switch(sum)
{
case 3: tmp[x][y] = 1; break;
case 2: tmp[x][y] = world[x][y]; break;
default: tmp[x][y] = 0; break;
}
}
}
// 将临时数组恢复为世界
memcpy(world, tmp, 102 * 102 * sizeof(__int8));
}