c# 实现康威生命游戏（细胞自动机）的示例
规则（来自百度百科，康威生命游戏词条）
游戏开始时，每个细胞随机地设定为“生”或“死”之一的某个状态。然后，根据某种规则，计算出下一代每个细胞的状态，画出下一代细胞的生死分布图。
应该规定什么样的迭代规则呢?需要一个简单的，但又反映生命之间既协同又竞争的生存定律。为简单起见，最基本的考虑是假设每一个细胞都遵循完全一样的生存定律；再进一步，把细胞之间的相互影响只限制在最靠近该细胞的8个邻居中。
也就是说，每个细胞迭代后的状态由该细胞及周围8个细胞状态所决定。作了这些限制后，仍然还有很多方法来规定“生存定律”的具体细节。例如，在康威的生命游戏中，规定了如下生存定律。
(1)当前细胞为死亡状态时，当周围有3个存活细胞时，则迭代后该细胞变成存活状态(模拟繁殖)；若原先为生，则保持不变。
(2)当前细胞为存活状态时，当周围的邻居细胞低于两个(不包含两个)存活时，该细胞变成死亡状态(模拟生命数量稀少)。
(3)当前细胞为存活状态时，当周围有两个或3个存活细胞时，该细胞保持原样。
(4)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)。
控制台实现的关键接口
设置控制台游标的函数：publicstaticvoidSetCursorPosition(intleft,inttop);其中left参数是列，top参数是行。
设置控制台背景色的属性：publicstaticConsoleColorBackgroundColor{get;set;}黑色用来表示生存的细胞，白色用来表示死亡的细胞。
代码实现
usingSystem;
usingSystem.Threading;
namespaceCellularAutomata
{
classProgram
{
privatestaticintgridRowCol=32;
privatestaticCell[,]grid=newCell[gridRowCol,gridRowCol];
privatestaticintsleepMs=33;
privatestaticintinitAlivePossibility=4;//4means1/4
staticvoidMain(string[]args)
{
try
{
Init();
//Mainloop
while(true)
{
Update();
Thread.Sleep(sleepMs);
}
}
catch(Exceptione)
{
Console.WriteLine(e);
Console.ReadKey();
}
}
privatestaticvoidInit()
{
//SetConsoleSize
Console.BufferHeight=256;
Console.BufferWidth=256;
Console.WindowWidth=256;
Console.WindowHeight=80;
Randomrandom=newRandom();
for(inti=0;i3)
{
grid[i,j].Value=false;
}
}
else//Death
{
if(aliveCount==3)
{
grid[i,j].Value=true;
}
}
if(grid[i,j].Value)
{
SetAlive(i,j);
}
else
{
SetDeath(i,j);
}
}
}
}
privatestaticintNeighborAliveCount(inti,intj)
{
intcount=0;
for(intm=i-1;m<=i+1;m++)
{
for(intn=j-1;n<=j+1;n++)
{
if(m==i&&n==j)continue;
if(m<0||m>=grid.GetLength(0))continue;
if(n<0||n>=grid.GetLength(1))continue;
if(grid[m,n].Value)count++;
}
}
returncount;
}
privatestaticvoidSetAlive(inti,intj)
{
stringaliveStr="";
Console.SetCursorPosition(j*aliveStr.Length,i);
Console.BackgroundColor=ConsoleColor.Black;
Console.Write(aliveStr);
}
privatestaticvoidSetDeath(inti,intj)
{
stringdeathStr="";
Console.SetCursorPosition(j*deathStr.Length,i);
Console.BackgroundColor=ConsoleColor.White;
Console.Write(deathStr);
}
}
publicclassCell
{
publicboolValue{get;set;}
}
}
完整代码：https://github.com/jingjiangtao/CellularAutomata
Cell类是细胞类，其中有一个bool属性Value，true表示存活，false表示死亡。将细胞单独写成类而不是一个bool值是为了后续可能的扩展。
grid变量是一个二维数组，代表格子，大小可以通过gridRowCol设置，默认32，不宜太大。
sleepMs变量是循环之间的间隔时间，单位是毫秒，默认33ms.
initAlivePossibility变量决定格子中的细胞初始化时存活的概率，计算方式为1/initAlivePossibility，如initAlivePossibility=4，表示初始化时每个细胞的存活概率是1/4.
Main()函数中先初始化了格子中的细胞和控制台大小。设置控制台大小这一步可能会抛出越界异常，如果出现的话需要修改这个值。接着是主循环，每次循环的间隔是sleepMs。
Update()就是实现规则的函数。
NeighborAliveCount()函数获取指定细胞的相邻细胞存活数。
SetAlive()函数和SetDeath()函数设置控制台上的显示。
如有错误，欢迎指正，谢谢！
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