用c++写生命游戏,定义类cell,每个cell负责计算下一代的步数。并且细胞显示其状态

好的，下面是一个简单的 C++ 生命游戏实现，包含一个 `Cell` 类和一个 `LifeGame` 类，其中 `Cell` 负责计算下一代的状态，`LifeGame` 负责初始化游戏，并输出游戏状态。

Cell 类定义如下：

class Cell {
public:
    Cell(int x, int y, bool alive = false);
    void setAlive(bool alive);
    bool isAlive() const;
    int getX() const;
    int getY() const;
    int countNeighbors(const vector<Cell>& cells) const;
    void nextGeneration(vector<Cell>& cells);

private:
    int x_;
    int y_;
    bool alive_;
};

其中，`x_` 和 `y_` 表示细胞在生命游戏的坐标，`alive_` 表示细胞是否存活。`setAlive` 和 `isAlive` 分别用于设置和查询细胞的状态。`countNeighbors` 用于计算周围细胞的数量，`nextGeneration` 用于计算下一代细胞的状态。

LifeGame 类定义如下：

class LifeGame {
public:
    LifeGame(int width, int height, int density);
    void run();

private:
    int width_;
    int height_;
    vector<Cell> cells_;
    void updateCells();
    void drawCells() const;
};

其中，`width_` 和 `height_` 表示生命游戏的大小，`density` 表示初始细胞的密度。`cells_` 存储生命游戏的所有细胞。`run` 用于运行生命游戏，`updateCells` 用于更新所有细胞的状态，`drawCells` 用于输出游戏状态。

下面是完整的实现代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

class Cell {
public:
    Cell(int x, int y, bool alive = false);
    void setAlive(bool alive);
    bool isAlive() const;
    int getX() const;
    int getY() const;
    int countNeighbors(const vector<Cell>& cells) const;
    void nextGeneration(vector<Cell>& cells);

private:
    int x_;
    int y_;
    bool alive_;
};

class LifeGame {
public:
    LifeGame(int width, int height, int density);
    void run();

private:
    int width_;
    int height_;
    vector<Cell> cells_;
    void updateCells();
    void drawCells() const;
};

Cell::Cell(int x, int y, bool alive) : x_(x), y_(y), alive_(alive) {}

void Cell::setAlive(bool alive) {
    alive_ = alive;
}

bool Cell::isAlive() const {
    return alive_;
}

int Cell::getX() const {
    return x_;
}

int Cell::getY() const {
    return y_;
}

int Cell::countNeighbors(const vector<Cell>& cells) const {
    int count = 0;
    for (const auto& cell : cells) {
        if (cell.isAlive() && (cell.getX() != x_ || cell.getY() != y_)) {
            if (abs(cell.getX() - x_) <= 1 && abs(cell.getY() - y_) <= 1) {
                count++;
            }
        }
    }
    return count;
}

void Cell::nextGeneration(vector<Cell>& cells) {
    int neighbors = countNeighbors(cells);
    if (alive_) {
        if (neighbors < 2 || neighbors > 3) {
            alive_ = false;
        }
    } else {
        if (neighbors == 3) {
            alive_ = true;
        }
    }
}

LifeGame::LifeGame(int width, int height, int density) : width_(width), height_(height) {
    srand(time(nullptr));
    for (int i = 0; i < width; i++) {
        for (int j = 0; j < height; j++) {
            if (rand() % 100 < density) {
                cells_.emplace_back(i, j, true);
            } else {
                cells_.emplace_back(i, j, false);
            }
        }
    }
}

void LifeGame::run() {
    while (true) {
        drawCells();
        updateCells();
        cout << "Press ENTER to continue, or q to quit." << endl;
        char c = getchar();
        if (c == 'q') {
            break;
        }
    }
}

void LifeGame::updateCells() {
    vector<Cell> nextCells;
    for (auto& cell : cells_) {
        cell.nextGeneration(cells_);
        nextCells.push_back(cell);
    }
    cells_ = nextCells;
}

void LifeGame::drawCells() const {
    system("clear");
    for (int i = 0; i < width_; i++) {
        for (int j = 0; j < height_; j++) {
            bool found = false;
            for (const auto& cell : cells_) {
                if (cell.getX() == i && cell.getY() == j && cell.isAlive()) {
                    found = true;
                    break;
                }
            }
            if (found) {
                cout << "O";
            } else {
                cout << ".";
            }
        }
        cout << endl;
    }
}

int main() {
    LifeGame game(50, 20, 30);
    game.run();
    return 0;
}

在这个实现中，`LifeGame` 构造函数接受三个参数：`width` 和 `height` 分别表示生命游戏的宽度和高度，`density` 表示初始细胞的密度。在构造函数中，我们使用 `rand()` 函数生成随机数，根据密度随机生成细胞。`run` 函数用于循环运行生命游戏，每次循环调用 `drawCells` 输出当前游戏状态，然后调用 `updateCells` 计算下一代细胞的状态。`drawCells` 函数用于输出游戏状态，使用 `.` 表示空白，使用 `O` 表示存活的细胞。`updateCells` 函数用于计算下一代细胞的状态，我们首先创建一个新的 `vector` 用于存储下一代细胞，然后遍历所有细胞，计算它们的下一代状态，并将结果存储在新的 `vector` 中，最后将新的 `vector` 赋值给 `cells_`。

这就是一个简单的 C++ 生命游戏实现，希望能对你有所帮助！