МИПиС

mod-lab04-life

Срок выполнения задания:

до 03.04.22

Lab 04. Исследование клеточных автоматов на примере игры "Жизнь"

Наиболее широко известным клеточным автоматом является ”Игра Жизнь” (Джон Конвей, 1970).

Правила:

• Каждая клетка имеет 2 состояния: жива,мертва.
• Каждая клетка имеет 8 соседей.
• Распределение живых клеток на решетке называется поколением.
• В мёртвой клетке, рядом с которой ровно три живые клетки, зарождается жизнь.
• Если у живой клетки есть две или три живые соседки, то эта клетка продолжает жить; в противном случае, если соседей меньше двух или больше трёх, клетка умирает (”от одиночества” или ”от перенаселённости”).

Реализация будет включать в себя классы:

• Cell - представление ячейки.
• Board - представление всей решетки.
• Program - класс консольного приложения.

В ходе полевых испытаний этой игры, сначала на бумаге, а затем и с помощью компьютерного моделирования было выявлено множество фигур, которые по их поведению можно рассортировать по нескольким классам.

• Устойчивые фигуры: фигуры, которые остаются неизменными
• Периодические фигуры: фигуры, у которых состояние повторяется через некоторое число поколений
• Двигающиеся фигуры: фигуры, у которых состояние повторяется, но с некоторым смещением
• Ружья: фигуры, у которых состояние повторяется, но дополнительно появляется двигающаяся фигура
• Паровозы: двигающиеся фигуры, которые оставляют за собой следы в виде устойчивых или периодических фигур
• Пожиратели: устойчивые фигуры, которые могут пережить столкновения с некоторыми двигающимися фигурами

Задача №1 (Доработка консольного приложения)

• Создать файл с настройками, позволяющими менять параметры КЛА (json-формат).
• Разработать возможность сохранения состояния системы в текстовый файл, загрузку состояния системы из файла и продолжение моделирования.
• Подготовить набор файлов с заранее определенными фигурами-колониями, провести загрузку и изучить процесс моделирования.

Задача №2 (Исследование КЛА)

• Подсчитать количество элементов (клеток+комбинаций) на поле
• Классифицировать элементы, сопоставляя с образцами
• Исследовать среднее время (число поколений) перехода в стабильную фазу
• Подсчитать количество симметричных элементов, исследование симметричности всей системы от числа поколений

Задача №3 (Тестирование)

• Добавить в решение .NET проект с тестами (за основу взять пример из mod-lab02-fa-csharp)
• Разработать не менее 5 тестов (чем больше, тем лучше)

Структура проекта

Что дано:

• Life/Program.cs - файл с реализацией классов

Проект можно расширять для решения поставленных задач