numpy练手：如何用python做一个生命游戏（元胞自动机）

首先，什么是生命游戏？

生命游戏是一种再空间上，时间上都离散的运动理论模型，简单点来说，就是模拟生命体的最小单元-细胞 的前后时间的状态，而且游戏规则是自订的，所以我就随便写了个游戏规则（一个周边的细胞小于2中间有细胞则死亡，为4时中间没有细胞则多生成细胞，大于四如果有细胞则死亡），如果想换成使用者想要的规则，请自己适当修改代码

实现：

要使用库：numpy（需要自行下载），tkinter

导入：

import numpy as np
from tkinter import *

 接下来需要考虑是选择细胞离散的生成还是自己放制，因为我主打娱乐向，就选择了自己放制了

好，模拟生命游戏总得有个场地吧，那我就选择用numpy生成一个50x50全是0的矩阵，0代表没有细胞

ground=np.zeros(shape=(50,50))

好，场地设置完成，接下来就要写一个放置细胞的函数细胞

def cell_place(x,y):
    global ground
    ground[x,y]=1

接下来，细胞总得演化吧，那么我们就写一个演化的逻辑判断，再封装到一个函数中

def calculus():
    global ground
    for high in range(50):
        for widh in range(50):
            if high - 1 >= 0 and widh - 1 >= 0:
                area=ground[high-1:high+2,widh-1:widh+2]
                number = np.sum(area)
                if number < 2 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
                elif number > 3 and ground[high,widh] == 0:
                    ground[high,widh]=1
                elif number > 4 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
            elif widh >= 0:
                area=ground[high:high+2,widh-1:widh+2]
                number = np.sum(area)
                if number < 2 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
                elif number > 3 and ground[high,widh] == 0:
                    ground[high,widh]=1
                elif number > 4 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
            elif high >= 0:
                area=ground[high-1:high+2,widh:widh+2]
                number = np.sum(area)
                if number < 2 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
                elif number > 3 and ground[high,widh] == 0:
                    ground[high,widh]=1
                elif number >4 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
            else:
                are=ground[high:high+2,widh:widh+2]
                number = np.sum(area)
                if number < 2 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0
                elif number > 3 and ground[high,widh] == 0:
                    ground[high,widh]=1
                elif number >4 and ground[high,widh] == 1:
                    ground[high,widh]=0

最后，有细胞的位置为一，那么如何找到它们的位置并且做成可视化呢？

我们就写个找出所有细胞坐标的位置（返回的为元组）

def find_place():
    point_list=[]
    for high in range(50):
        for widh in range(50):
            if ground[high,widh] == 1:
                point_list.append([high,widh])
    return point_list

接下来就要用tkinter做游戏ui了，我们写入主函数来完成！

if __name__ == '__main__':
    import tkinter
    from cell import *
    from tkinter import *
    root=Tk()
    root.geometry('500x530+500+50')
    start=False
    def draw_rect(point_list):
        window=tkinter.Canvas(root,width=500,height=500)#导入tkinter绘图组件
        for point in point_list:
            window.create_rectangle(point[0]*10,point[1]*10,point[0]*10+10,
            point[1]*10+10,fill='black',outline='black'
            )#绘制方形代表细胞
        window.pack()
        window.update()#更新画布
        window.destroy()#删除老画布
    def set_point(event):#通过鼠标事件细胞绘制在window上
        x=int(event.x/10)
        y=int(event.y/10)
        cell_place(x,y)
    def startcal(event):#开始演化的命令
        global start
        start = True
    def stopcal(event):#停止演化的命令
        global start
        start = False
    root.bind('',startcal)#开始事件
    root.bind('',set_point)#停止事件
    root.bind('',stopcal)
    print('左键布置细胞，右键开始演化，0可以暂停演化')
    while True:
        draw_rect(find_place())一直绘制细胞
        if start == True:
            calculus()#演化函数

结果：

好了，本程序就算大功告成了！

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