元胞自动机代码python

元胞自动机（Cellular Automaton）是一种离散的计算模型，它由一组相同的元胞（Cell）组成，每个元胞都有自己的状态，并且根据一定的规则与周围的元胞进行交互和演化。在Python中，可以使用numpy库来实现元胞自动机的代码。

下面是一个简单的元胞自动机代码示例：

import numpy as np

# 定义元胞自动机的规则函数
def rule(cell, neighbors):
    # 根据当前元胞的状态和周围元胞的状态，确定下一时刻元胞的状态
    if cell == 1 and np.sum(neighbors) < 2:
        return 0
    elif cell == 1 and np.sum(neighbors) > 3:
        return 0
    elif cell == 0 and np.sum(neighbors) == 3:
        return 1
    else:
        return cell

# 定义元胞自动机的演化函数
def evolve(cells):
    # 创建一个与原始细胞矩阵大小相同的新矩阵
    new_cells = np.zeros_like(cells)
    
    # 遍历每个元胞，根据规则函数确定下一时刻元胞的状态
    for i in range(1, cells.shape-1):
        for j in range(1, cells.shape-1):
            neighbors = cells[i-1:i+2, j-1:j+2]
            new_cells[i, j] = rule(cells[i, j], neighbors)
    
    return new_cells

# 初始化元胞矩阵
cells = np.zeros((10, 10))
cells[4:7, 4:7] = 1

# 演化元胞矩阵并输出结果
for i in range(10):
    print(cells)
    cells = evolve(cells)

在这个示例中，我们定义了一个简单的规则函数`rule`，根据当前元胞的状态和周围元胞的状态确定下一时刻元胞的状态。然后，我们定义了一个演化函数`evolve`，用于根据规则函数演化整个元胞矩阵。最后，我们初始化一个10x10的元胞矩阵，并进行多次演化，输出每一时刻的元胞状态。