python实现简单动画—

生命游戏

生命游戏的宇宙是一个无限的，其中细胞的二维正交网格，每个细胞处于两种可能的状态之一，即*活着*或*死亡*（分别是*人口稠密*和*无人居住*）。每个细胞与它的八个邻居相互作用，这八个邻居是水平，垂直或对角相邻的细胞。在每一步中，都会发生以下转换：

任何有两个以上活着的邻居的活细胞都会死亡，好像是在人口下一样。
任何有两三个活着的邻居的活细胞都会生活在下一代。
任何有三个以上活着的邻居的活细胞都会死亡，就好像人口过剩一样。
任何具有三个活的邻居的死细胞都会变成一个活细胞，就像是通过繁殖一样。

其简单动画效果如：

其主要实现逻辑代码出自Effective Python一书中。不过原代码中的生命游戏是静止的，把每一代分别打印出来，没有动画效果，我增加部分代码，实现在终端的动画效果。
动画实现原理是：

\x1b[nA] 光标上移
\x1b[nB] 光标下移
\x1b[nC] 光标右移
\x1b[nD] 光标左移
(n为字符数)

控制光标位置是通过ANSI转义符实现的。从这篇文章获得相关知识的：https://www.zhihu.com/question/21100416/answer/208143599

　　第一代细胞（预设生存环境在 X * Y 的二维平面方格上）随机生成，将其打印在控制台上，然后此时控制台光标会从初始位置（方格左上角（1，1）上）到方格右下角（X,Y）的位置。下一代细胞打印前通过移动控制台的光标到初始位置（1，1）上，此后的打印这代细胞就会覆盖前一代细胞。造成视觉上的动画效果。

全部代码如下：

 import os

 import sys

 import time

 import random

 from collections import namedtuple

 ALIVE = '*'

 EMPTY = ' '

 Query = namedtuple('Query', ('y', 'x'))

 def count_neighbors(y, x):

     n_ = yield Query(y + 1, x + 0)  # North

     ne = yield Query(y + 1, x + 1)  # Northeast

     e_ = yield Query(y + 0, x + 1)  # East

     se = yield Query(y - 1, x + 1)  # Southeast

     s_ = yield Query(y - 1, x + 0)  # South

     sw = yield Query(y - 1, x - 1)  # Southwest

     w_ = yield Query(y + 0, x - 1)  # West

     nw = yield Query(y + 1, x - 1)  # Northwest

     neighbor_states = [n_, ne, e_, se, s_, sw, w_, nw]

     count = 0

     for state in neighbor_states:

         if state == ALIVE:

             count += 1

     return count

 Transition = namedtuple('Transition', ('y', 'x', 'state'))

 def step_cell(y, x):

     state = yield Query(y, x)

     neighbors = yield from count_neighbors(y, x)

     next_state = game_logic(state, neighbors)

     yield Transition(y, x, next_state)

 def game_logic(state, neighbors):

     if state == ALIVE:

         if neighbors < 2:

             return EMPTY     # Die: Too few

         elif neighbors > 3:

             return EMPTY     # Die: Too many

     else:

         if neighbors == 3:

             return ALIVE     # Regenerate

     return state

 TICK = object()

 def simulate(height, width):

     while True:

         for y in range(height):

             for x in range(width):

                 yield from step_cell(y, x)

         yield TICK

 class Grid(object):

     def __init__(self, height, width):

         self.height = height

         self.width = width

         self.rows = []

         for _ in range(self.height):

             self.rows.append([EMPTY] * self.width)

     def query(self, y, x):

         return self.rows[y % self.height][x % self.width]

     def assign(self, y, x, state):

         self.rows[y % self.height][x % self.width] = state

     def random_alive(self, live_count):

         xy = [(i,j) for i in range(self.width) for j in range(self.height)]

         for i,j in random.sample(xy, live_count):

             self.assign(i, j, ALIVE)

     def live_a_generation(self,grid, sim):

         # self.change_state(EMPTY)

         progeny = Grid(grid.height, grid.width)

         item = next(sim)

         while item is not TICK:

             if isinstance(item, Query):

                 state = grid.query(item.y, item.x)

                 item = sim.send(state)

             else:  # Must be a Transition

                 progeny.assign(item.y, item.x, item.state)

                 item = next(sim)

         return progeny

     def __str__(self):

         output = ''

         for row in self.rows:

             for cell in row:

                 output += cell

             output += '\n'

         return output.strip()      

 def main(x,y,k):

     os.system('cls') # linux 为 clear

     grid = Grid(x, y)

     grid.random_alive(k)

     clear = '\x1b[{}A\x1b[{}D'.format(x,y)

     print(grid, end='')

     sim = simulate(grid.height, grid.width)

     while 1:

         time.sleep(.1)

         grid = grid.live_a_generation(grid, sim)

         print(clear)

         print(grid, end='')

         time.sleep(.1)

         print(clear)

 if __name__ == '__main__':

     main(30,40,205)

巴特西

python实现简单动画——生命游戏

最新文章

热门文章