【简单好玩】细胞自动机小游戏

细胞自动机

备注:文末有自己用Javascript简单实现的网页版细胞自动机(还挺好玩)

什么是细胞自动机

图片描述

细胞自动机(英语:Cellular automaton),又称格状自动机元胞自动机,它是由无限个有规律、坚硬的方格组成,每格均处于一种有限状态。每格于t时的态由t-1时的一集有限格(这集叫那格的邻域)的态决定。每一格的“邻居”都是已被固定的。每次演进时,每格均遵从同一规矩一齐演进。

当然这个细胞自动机有一个游戏实现 ------康威生命游戏(英语:Conway's Game of Life)

康威生命游戏规则

生命游戏中,对于任意细胞,规则如下:
每个细胞有两种状态-存活或死亡,每个细胞与以自身为中心的周围八格细胞产生互动。(如图,黑色为存活,白色为死亡)

  1. 当前细胞为存活状态时,当周围低于2个(不包含2个)存活细胞时, 该细胞变成死亡状态。(模拟生命数量稀少)

  2. 当前细胞为存活状态时,当周围有2个或3个存活细胞时, 该细胞保持原样。

  3. 当前细胞为存活状态时,当周围有3个以上的存活细胞时,该细胞变成死亡状态。(模拟生命数量过多)

  4. 当前细胞为死亡状态时,当周围有3个存活细胞时,该细胞变成存活状态。 (模拟繁殖)

可以把最初的细胞结构定义为种子,当所有在种子中的细胞同时被以上规则处理后, 可以得到第一代细胞图。按规则继续处理当前的细胞图,可以得到下一代的细胞图,周而复始。

康威生命游戏的自由

有了核心的算法(游戏规则),康威生命就是一个具有生命的自由游戏。你可以在游戏中创造出自己的细胞世界。周而复始。

图片描述

自己实现的一个生命游戏

生命游戏其实并不是很复杂,自己实现一个还是挺好玩的。所以自己就用Vue实现了一个小小的生命游戏

核心思想
  • 下一步要做什么,生命游戏最重要就是下一步,不管游戏规则是如何,下一步状态是这个游戏发展的动力。

    function nextStep(map) {
    let newMap;
        //@TODO对newMap进行核心算法的编写
    return newMap;
    }

此函数就是游戏的生命,将游戏规则编写进这个函数,Vue只负责渲染这个newMap就好了。

所以我们有以下函数

function nextStep(map) {
            let new_map = Array(52).fill(Array(52).fill(0)).map((i) => i.map((j) => 0));
            let countAlive = 0;
            for (let i = 1; i < 51; i++) {
                for (let j = 1; j < 51; j++) {
                    countAlive = map[i + 1][j] + map[i - 1][j] + map[i][j + 1] + map[i][j - 1] + map[i + 1][j + 1] + map[i + 1][j - 1] + map[i - 1][j + 1] + map[i - 1][j - 1];
                    if (map[i][j] === 0 && countAlive < 3) {
                        new_map[i][j] = 0;
                    }
                    if (map[i][j] === 1 && 2 <= countAlive && countAlive <= 3) {
                        new_map[i][j] = 1;

                    }
                    if (map[i][j] === 1 && (countAlive > 3 || countAlive < 2)) {
                        new_map[i][j] = 0;
                    }
                    if (map[i][j] == 0 && countAlive === 3) {
                        new_map[i][j] = 1;
                    }
                    countAlive = 0;
                }
            }
            return new_map;
        }

  • 地图扩展,我们的Map默认定了一个50*50的二位数组,可是考虑到边界对细胞算法影响,我们扩展地图,将地图作为52*52的二位数组。这样然这个50*50的二位数组最外面包多一层,看控制边界对细胞算法影响。细胞只在内层50*50数组内繁衍。

let new_map = Array(52).fill(Array(52).fill(0)).map((i) => i.map((j) => 0));

  • 文件导出导入 当然加了扩展功能,保存自己喜欢的细胞自动机成文件。

  • 速度的调整 扩展功能,调整下一步的速度。

实现的效果

hgz70su.gif

Gayhub源代码,喜欢就给个Star

戳=>>>>>>>>>>细胞自动机


这是一个分割线!

最新版本的细胞自动机用了koa2进行了重构噢!

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