做一个元胞自动机的c程序

元胞自动机是一种基于离散时间、空间和状态的数学模型，它由一系列离散的单元格（元胞）组成，每个元胞都有一定的状态，且这些状态随时间按照一定规则进行演化。下面是一个简单的C语言实现元胞自动机的程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define WIDTH 20  // 元胞自动机的宽度
#define HEIGHT 20  // 元胞自动机的高度

// 元胞自动机的状态
int state[WIDTH][HEIGHT];

// 随机初始化元胞自动机的状态
void init_state() {
    for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
        for (int j = 0; j < HEIGHT; j++) {
            state[i][j] = rand() % 2;  // 随机生成0或1的状态
        }
    }
}

// 更新元胞自动机的状态
void update_state() {
    int new_state[WIDTH][HEIGHT];  // 存储新的状态
    for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
        for (int j = 0; j < HEIGHT; j++) {
            int count = 0;  // 统计周围的活细胞数量
            for (int x = -1; x <= 1; x++) {
                for (int y = -1; y <= 1; y++) {
                    if (x == 0 && y == 0) {
                        continue;  // 忽略自身
                    }
                    int nx = i + x;
                    int ny = j + y;
                    if (nx < 0) {
                        nx += WIDTH;
                    }
                    if (nx >= WIDTH) {
                        nx -= WIDTH;
                    }
                    if (ny < 0) {
                        ny += HEIGHT;
                    }
                    if (ny >= HEIGHT) {
                        ny -= HEIGHT;
                    }
                    if (state[nx][ny] == 1) {
                        count++;
                    }
                }
            }
            if (state[i][j] == 1) {
                if (count == 2 || count == 3) {
                    new_state[i][j] = 1;  // 细胞存活
                } else {
                    new_state[i][j] = 0;  // 细胞死亡
                }
            } else {
                if (count == 3) {
                    new_state[i][j] = 1;  // 细胞复活
                } else {
                    new_state[i][j] = 0;  // 细胞维持死亡
                }
            }
        }
    }
    // 更新状态
    for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
        for (int j = 0; j < HEIGHT; j++) {
            state[i][j] = new_state[i][j];
        }
    }
}

// 打印元胞自动机的状态
void print_state() {
    for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
        for (int j = 0; j < HEIGHT; j++) {
            if (state[i][j] == 1) {
                printf("*");
            } else {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

int main() {
    init_state();  // 初始化状态
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        system("clear");  // 清屏
        print_state();  // 打印状态
        update_state();  // 更新状态
    }
    return 0;
}

这个程序利用随机数初始化了一个20x20的元胞自动机，并按照规则进行演化，输出了100帧的状态。其中，`init_state()`函数随机生成了每个细胞的初始状态，`update_state()`函数根据规则更新了每个细胞的状态，`print_state()`函数将当前的状态打印出来。