用Python实现Conway生命游戏

Conway的生命游戏是一种简单的离散系统，基于细胞自动机的概念，由John Horton Conway在1970年提出。它通过简单的规则模拟了生物体的生命周期。在Python中实现这个游戏，通常会创建一个二维数组表示棋盘，并根据以下四个规则更新每个细胞的状态：

1. 如果一个活细胞周围有3个活邻居，则该细胞在下一轮存活（不死也不生长）。
2. 如果一个活细胞周围少于2个活邻居，或者超过3个活邻居，则该细胞死亡（因为资源不足或竞争激烈）。
3. 死细胞如果恰好有两个活邻居则复活。
4. 其他情况保持不变。

以下是基本的步骤：

import numpy as np

# 初始化一个大小为N*N的二维数组，其中0代表死细胞，1代表活细胞
def initialize_grid(N):
    return np.random.randint(2, size=(N, N))

# 更新函数，根据邻域规则计算新的状态
def update(grid):
    new_grid = np.zeros_like(grid)
    for i in range(1, grid.shape[0] - 1):
        for j in range(1, grid.shape[1] - 1):
            neighbors_count = (grid[i-1, j-1] + grid[i-1, j] + grid[i-1, j+1]
                              + grid[i,   j-1] + grid[i,   j+1]
                              + grid[i+1, j-1] + grid[i+1, j] + grid[i+1, j+1])
            if grid[i, j]:
                # 活细胞生存条件
                if neighbors_count == 2 or neighbors_count == 3:
                    new_grid[i, j] = 1
            else:
                # 死细胞复活条件
                if neighbors_count == 3:
                    new_grid[i, j] = 1
    return new_grid

# 游戏主循环，运行一定步数或直到所有细胞都死亡
def play_life_game(grid, generations=100):
    for _ in range(generations):
        grid = update(grid)
        print(grid, "\n" * 5)  # 打印当前状态并换行，美观显示

# 调用函数开始游戏
play_life_game(initialize_grid(20))