«Жизнь» Конвея на «R»

«Жизнь» (18.72КиБ)
Одно поколение в игре «Жизнь», запущенной в терминале

Игра «Жизнь» знакома, наверное, каждому программисту. Интересна она тем, что этот незатейливый алгоритм оказал существенное влияние на целый ряд научных дисциплин.

Не помню, чтобы я её когда-то либо программировал в чистом виде, но совершенно точно должен был ею вдохновляться, когда в детстве, ещё на Турбо Паскале реализовывал какую-то собственную её версию с генетическим обменом между соседями.

Сегодня ночью постарался написать классическую версию игры «Жизнь» на языке «Эр». Мне показалось это интересной задачей, так как «Эр» очень удобным образом позволяет работать со множествами так, как будто это скалярные значения.

Это можно увидеть почти сразу, в строке, где создаётся матрица случайных значений:
life <<- matrix(as.integer(runif(rows * cols) < ratio), rows, cols)
Сравнение с переменной ratio и вызов as.integer тут применяется к каждому значению из множества, генерируемого функцией runif (Random Uniform Distribution, генерирует случайные значения с нормальным распределением). Так матрица игры заполняется случайными нулями и единицами.

Ниже по коду довольно много манипуляций с этой матрицей и выполнение правил алгоритма за счёт конструкций языка занимает всего несколько строк.

Суть такова: матрица двигается во все восемь направлений (с шагом 45°), все получившиеся матрицы складываются, это позволяет оценить количество соседей любой клетки в каждом из направлений. Далее в две строки выполняются основные условия:
# Any dead cell with exactly three live neighbours becomes a live cell
life.new[life == 0 & life.neighbors == 3] <- 1
# Any live cell with fewer than two or more than three live neighbours dies
life.new[life == 1 & (life.neighbors < 2 | life.neighbors > 3)] <- 0
Тут участвуют три матрицы: life — поле игры на предыдущем шаге, life.new — поле игры на текущем шаге и life.neighbors — матрица соседей (точка в «Эре» не имеет специального значения). Как видите матрица сравнивается с числом, как будто она скаляр, результат этой операции тоже матрица, но из булевых значений, в каждой клетке — результат операции. Такую матрицу можно использовать как индекс, в результате чего вернутся только те ячейки, по адресам которых в булевой матрице было TRUE.

Дальше просто, поскольку ячейки возвращаются по ссылке, им скопом присваивается требуемое значение.
2 августа 2017 10:00

Ваше имя или адрес блога (можно OpenID):

Текст вашего комментария, не HTML: