The game of life（生命游戏）新算法

我写了一种常见的实现算法，和另一种新算法，即不是每次循环计算每个细胞的周围细胞数来产生下一时刻，而是每次每个产生状态变化的细胞主动通知周围的邻居，因此每个细胞增加一个用来记录邻居数的字段。由邻居数决定每个细胞的出生和死亡，然后影响周围邻居的邻居数。并且为了不影响后续细胞的判断，需要新旧邻居数两个状态，用旧邻居数决定自己生死，而自己的生死变化影响周围邻居的新邻居数。另外如果某个格子的新旧邻居数不变则状态不变，增加一个changed字段来表示。
下面分别是旧、新两种算法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
    
#define ROW 20
#define COL 60
#define FILEPATH "1.txt"
    
    
int countNbor(char data[][COL],int i,int j);
void world(void);
    
    
int main(void)
{
    world();
    return 0;
}
    
void world(void)
{
    int i,j;
    char data[ROW][COL];
    char temp[ROW][COL];
    int time=0;
    
    
    FILE *fp=fopen(FILEPATH,"r");
    
    for(i=0;i<ROW;i++)
    {
        for(j=0;j<COL;j++)
        {
            if(fgetc(fp)=='*')  //表示细胞的字符
                temp[i][j]=data[i][j]='*';
            else temp[i][j]=data[i][j]=' ';
        }
        fgetc(fp);
    }
    fclose(fp);
        
    while(1)
    {
        time++;
    
        system("CLS");
        for(i=0;i<ROW;i++)
        {
            for(j=0;j<COL;j++)
                printf("%c",data[i][j]);
            printf("
");
        }
        printf("次数：%d
",time);
    
        system("PAUSE>NUL");
    
        for(i=0;i<ROW;i++)
            for(j=0;j<COL;j++)
                switch(countNbor(temp,i,j))
                {
                case 3:
                    data[i][j]='*';
                    break;
                case 2:
                    break;
                default:
                    data[i][j]=' ';
                    break;
                }
    
        for(i=0;i<ROW;i++)
            for(j=0;j<COL;j++)
                temp[i][j]=data[i][j];
    }
    
}
    
int countNbor(char data[][COL],int i,int j)
{
    int m,n;
    int count=0;
    
    for(m=i-1;m<=i+1;m++)
        for(n=j-1;n<=j+1;n++)
            if( (m==i&&n==j) ||m<0||n<0||m==ROW||n==COL)
                continue;
            else if(data[m][n]=='*') count++;
    
    return count;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
    
    
#define ROW 20
#define COL 60
#define FILEPATH "1.txt"
    
    
typedef struct{
    int live;       //1、0表生死
    int nbor_old;   //旧邻居数，用于判断细胞生死
    int nbor_new;   //新邻居数，用于下一时刻
    int changed;    //邻居数是否变化
}Cell;
    
typedef struct{
    Cell cell[ROW+2][COL+2];    //+2留边
    int lives_num;      //细胞数目
    int time_count;     //第几轮
}World;
    
void showWorld(World *world);
void sendNbor(Cell cell[][COL+2],int i,int j,int live);
void processCell(World *world,int i,int j);
void iniWorld(World *world);
void runWorld(void);
    
    
int main(void)
{
    runWorld();
    return 0;
}
    
    
void runWorld(void)
{
    World world;
    Cell (*cell)[COL+2]=world.cell;
    int i,j;
    
    //从文件初始化
    iniWorld(&world);
    
    while(1)
    {
    
        world.time_count++;
        showWorld(&world);
    
        //前提 cell[i][j].nbor_old==cell[i][j].nbor_new
        //邻居数不变则状态不变，不用处理
        for(i=1;i<=ROW;i++)
            for(j=1;j<=COL;j++)
                if(cell[i][j].changed)
                    processCell(&world,i,j);    //判断自身，影响周围
            
        for(i=1;i<=ROW;i++)
            for(j=1;j<=COL;j++)
                if(cell[i][j].nbor_old==cell[i][j].nbor_new)
                    cell[i][j].changed=0;
                else
                {
                    cell[i][j].changed=1;
                    cell[i][j].nbor_old=cell[i][j].nbor_new;
                }
    
    }
}
    
    
    
void iniWorld(World *world)
{
    int i,j;
    FILE *fp=fopen(FILEPATH,"r");
    Cell (*cell)[COL+2]=world->cell;
    
    
    world->time_count=0;
    world->lives_num=0;
        
    for(i=1;i<=ROW;i++)
    {
        for(j=1;j<=COL;j++)
        {
            if(fgetc(fp)=='*')  //表示细胞的字符
            {
                cell[i][j].live=1;
                world->lives_num++;
            }
            else
                cell[i][j].live=0;
    
            cell[i][j].nbor_new=cell[i][j].nbor_old=0;
            cell[i][j].changed=1;   //为了第一次循环每个细胞都能处理
        }
        fgetc(fp);  //换行符
    }
    
    fclose(fp);
        
    //填充nbor_old和nbor_new
    for(i=1;i<=ROW;i++)
        for(j=1;j<=COL;j++)
            if(cell[i][j].live)
            {
                cell[i-1][j-1].nbor_old =++cell[i-1][j-1].nbor_new;
                cell[i-1][j].nbor_old   =++cell[i-1][j].nbor_new;
                cell[i-1][j+1].nbor_old =++cell[i-1][j+1].nbor_new;
                cell[i][j-1].nbor_old   =++cell[i][j-1].nbor_new;
                cell[i][j+1].nbor_old   =++cell[i][j+1].nbor_new;
                cell[i+1][j-1].nbor_old =++cell[i+1][j-1].nbor_new;
                cell[i+1][j].nbor_old   =++cell[i+1][j].nbor_new;
                cell[i+1][j+1].nbor_old =++cell[i+1][j+1].nbor_new;
            }
}
    
    
//由old决定生死，并改变周围细胞的new
void processCell(World *world,int i,int j)
{
    Cell (*cell)[COL+2]=world->cell;
    
    switch(cell[i][j].nbor_old)
    {
    case 3:
        if(!cell[i][j].live)
        {
            cell[i][j].live=1;
            sendNbor(cell,i,j,1);
            world->lives_num++;
        }
        break;
    case 2: //不变
        break;
    default:
        if(cell[i][j].live)
        {
            cell[i][j].live=0;
            sendNbor(cell,i,j,-1);
            world->lives_num--;
        }
        break;
    }
}
    
    
    
    
//细胞状态改变后，影响周围细胞的邻居值，live为-1或1
void sendNbor(Cell cell[][COL+2],int i,int j,int live)
{
    cell[i-1][j-1].nbor_new+=live;
    cell[i-1][j].nbor_new+=live;
    cell[i-1][j+1].nbor_new+=live;
    cell[i][j-1].nbor_new+=live;
    cell[i][j+1].nbor_new+=live;
    cell[i+1][j-1].nbor_new+=live;
    cell[i+1][j].nbor_new+=live;
    cell[i+1][j+1].nbor_new+=live;
}
    
    
void showWorld(World *world)
{
    int i,j;
    
    system("CLS");
    
    for(i=1;i<=ROW;i++)
    {
        for(j=1;j<=COL;j++)
        {
            if(world->cell[i][j].live)
                printf("*");
            else printf(" ");
        }
        printf("
");
    }
    printf("细胞数：%d
次数：%d
",world->lives_num,world->time_count);
    
    system("PAUSE>NUL");
}