用c++编写生命游戏,可以保存和加载当前生成的文件,细胞可以检测到一些模式并通知用户。

时间: 2024-03-18 07:40:44 浏览: 15
好的,这是一个有趣的问题!生命游戏是一种经典的细胞自动机,可以用计算机程序来模拟。以下是一个简单的 C++ 代码示例,可以实现基本的生命游戏功能,包括保存和加载文件以及检测模式。 ``` #include <iostream> #include <fstream> #include <cstdlib> #include <ctime> using namespace std; const int ROWS = 50; const int COLS = 50; const int MAX_GEN = 100; // 定义细胞状态 enum CellState { DEAD, ALIVE }; // 定义细胞结构体 struct Cell { CellState state; int neighbors; }; // 定义生命游戏类 class GameOfLife { public: GameOfLife(); void init(); // 初始化细胞状态 void print(); // 打印当前细胞状态 void update(); // 更新细胞状态 void save(string filename); // 保存当前细胞状态到文件 void load(string filename); // 从文件加载细胞状态 void detectPattern(); // 检测模式 private: Cell grid[ROWS][COLS]; int generation; }; GameOfLife::GameOfLife() { generation = 0; } // 初始化细胞状态 void GameOfLife::init() { srand(time(NULL)); for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { grid[i][j].state = rand() % 2 ? ALIVE : DEAD; grid[i][j].neighbors = 0; } } } // 打印当前细胞状态 void GameOfLife::print() { cout << "Generation " << generation << ":" << endl; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { cout << (grid[i][j].state == ALIVE ? "*" : " "); } cout << endl; } } // 更新细胞状态 void GameOfLife::update() { // 计算每个细胞周围的活细胞数 for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { int count = 0; for (int r = i - 1; r <= i + 1; r++) { for (int c = j - 1; c <= j + 1; c++) { if (r >= 0 && r < ROWS && c >= 0 && c < COLS && !(r == i && c == j)) { count += grid[r][c].state == ALIVE ? 1 : 0; } } } grid[i][j].neighbors = count; } } // 根据规则更新细胞状态 for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { if (grid[i][j].state == ALIVE) { if (grid[i][j].neighbors < 2 || grid[i][j].neighbors > 3) { grid[i][j].state = DEAD; } } else { if (grid[i][j].neighbors == 3) { grid[i][j].state = ALIVE; } } } } generation++; } // 保存当前细胞状态到文件 void GameOfLife::save(string filename) { ofstream file(filename); if (file.is_open()) { file << ROWS << " " << COLS << " " << generation << endl; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { file << grid[i][j].state << " "; } file << endl; } file.close(); } else { cout << "Error: cannot open file " << filename << endl; } } // 从文件加载细胞状态 void GameOfLife::load(string filename) { ifstream file(filename); if (file.is_open()) { int rows, cols, gen; file >> rows >> cols >> gen; if (rows != ROWS || cols != COLS) { cout << "Error: file format mismatch" << endl; return; } generation = gen; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { int state; file >> state; grid[i][j].state = state == 1 ? ALIVE : DEAD; grid[i][j].neighbors = 0; } } file.close(); } else { cout << "Error: cannot open file " << filename << endl; } } // 检测模式 void GameOfLife::detectPattern() { // 检测是否是稳定状态 bool isStable = true; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { if (grid[i][j].state == ALIVE && grid[i][j].neighbors != 2 && grid[i][j].neighbors != 3) { isStable = false; break; } if (grid[i][j].state == DEAD && grid[i][j].neighbors == 3) { isStable = false; break; } } } if (isStable) { cout << "The game is in a stable state." << endl; return; } // 检测是否是振荡状态 bool isOscillating = false; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { if (grid[i][j].state == ALIVE && grid[i][j].neighbors != 2 && grid[i][j].neighbors != 3) { isOscillating = true; break; } if (grid[i][j].state == DEAD && grid[i][j].neighbors == 3) { isOscillating = true; break; } } } if (isOscillating) { cout << "The game is in an oscillating state." << endl; return; } // 检测是否是移动状态 bool isMoving = false; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLS; j++) { if (grid[i][j].state == ALIVE && (grid[i][j].neighbors < 2 || grid[i][j].neighbors > 3)) { isMoving = true; break; } if (grid[i][j].state == DEAD && grid[i][j].neighbors == 3) { isMoving = true; break; } } } if (isMoving) { cout << "The game is in a moving state." << endl; return; } // 没有检测到任何模式 cout << "No pattern detected." << endl; } int main() { GameOfLife game; game.init(); game.print(); game.detectPattern(); game.update(); game.print(); game.detectPattern(); game.save("game.txt"); game.load("game.txt"); game.print(); game.detectPattern(); return 0; } ``` 这个代码示例使用一个二维数组来存储每个细胞的状态和邻居数。在 `update()` 函数中,它计算每个细胞周围的活细胞数,并根据生命游戏的规则更新细胞状态。在 `save()` 和 `load()` 函数中,它使用文件输入输出来保存和加载当前的细胞状态。在 `detectPattern()` 函数中,它检测当前细胞状态是否是稳定状态、振荡状态或移动状态,并输出相应的信息。 当你运行这个程序时,它会打印出当前的细胞状态,并检测是否有任何模式。然后它会更新细胞状态,并再次打印和检测。最后,它会将当前细胞状态保存到文件,然后从文件加载并打印。

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