实现元胞自动机的小程序

资 源 简 介

实现元胞自动机的小程序

详 情 说 明

元胞自动机是一种由离散格点构成的数学模型，每个格点代表一个"细胞"，这些细胞根据简单的规则演化，却能产生复杂的全局行为。最著名的例子就是康威的"生命游戏"。

实现元胞自动机程序的核心在于三个要素：网格空间、邻居规则和状态更新。首先需要定义一个二维网格，每个细胞通常只有"存活"或"死亡"两种状态。程序的关键在于计算每个细胞的邻居状态，根据预设规则决定下一代的状态。

常见的邻居类型包括摩尔邻域（8个相邻细胞）和冯·诺依曼邻域（4个直接相邻细胞）。比如在生命游戏中，规则是：存活细胞如果邻居少于2个或多于3个就会死亡，正好有3个邻居的死亡细胞会复活。这种简单规则却能产生滑翔机、脉冲星等有趣图案。

程序实现时一般采用双重循环遍历网格，为避免更新冲突，通常会维护两个网格缓冲区交替使用。边界处理也需要注意，可采用固定边界、周期边界或无限扩展等不同策略。通过调整初始图案和规则，可以观察雪花生长、交通流模拟等不同现象。