Gra w Życie

Gra w Życie

Conway’s Game of Life to symulacja automatu komórkowego, w której stan każdej komórki w siatce ewoluuje w czasie na podstawie prostych reguł dotyczących jej sąsiadów.

Zasady Gry

Gra toczy się na dwuwymiarowej siatce komórek, z których każda może być w jednym z dwóch stanów:

  • Żywa (oznaczona kolorem zielonym w implementacji)
  • Martwa (oznaczona kolorem czarnym w implementacji)

Stan komórki w następnej generacji zależy od stanu jej ośmiu sąsiadów w obecnej generacji, zgodnie z następującymi regułami:

  • Martwa komórka z dokładnie trzema żywymi sąsiadami staje się żywa (narodziny).
  • Żywa komórka z mniej niż dwoma żywymi sąsiadami umiera z powodu niedoludnienia.
  • Żywa komórka z dwoma lub trzema żywymi sąsiadami pozostaje żywa.
  • Żywa komórka z więcej niż trzema żywymi sąsiadami umiera z powodu przeludnienia.

Zadanie

Twoim zadaniem jest uzupełnienie kodu symulacji Game of Life. Poniżej znajduje się szkielet kodu, który musisz wypełnić.

  • Uzupełnij funkcję draw_grid, rysując na ekranie siatkę komórek z odpowiednimi kolorami (zielony dla komórek żywych, czarny dla martwych).
  • Uzupełnij brakującą część pętli while w game_event_loop tak aby gra wyświetlała kolejne generacje oraz reagowała na zdarzenia użytkownika.
  • Dodatkowe wyzwanie: Zaimplementuj różne początkowe wzory (np. Glider, Gosper glider gun).
  • Dodatkowe wyzwanie: Dodaj kontrolę prędkości symulacji. Zaimplementuj możliwość przewijania generacji.

Przykładowe sterowanie

  • Spacja: Wznawia/wstrzymuje symulację.
  • R: Resetuje siatkę do losowego układu.
  • C: Czyści siatkę (wszystkie komórki martwe).
  • Lewy Przycisk Myszy: Kliknięcie komórki przełącza jej stan (żywa/martwa), ale tylko gdy symulacja jest wstrzymana.

Przydatne zasoby:

Przygotowanie środowiska

Dla tego zadania będziesz potrzebować zainstalować Pygame i NumPy. Możesz to zrobić za pomocą poleceń:

conda create -n pygame-env python=3.12
conda activate ppygame-env
conda config --append channels conda-forge
conda install numpy pygame

Szkielet kodu

Show the code 
#!/usr/bin/env python3
"""Conway's Game of Life.

Implementacja Gry w Życie Conwaya w Pythonie z użyciem Pygame i NumPy.
"""

import numpy as np
import pygame

# Stałe
WIDTH = 800
HEIGHT = 600
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)
GREEN = (0, 200, 0)
CELL_SIZE = 10
GRID_WIDTH = WIDTH // CELL_SIZE
GRID_HEIGHT = HEIGHT // CELL_SIZE
DEFAULT_FPS = 10


def create_random_grid() -> np.ndarray:
    """Tworzy losową siatkę złożoną z 0 i 1."""
    rng = np.random.default_rng()
    return rng.integers(0, 2, size=(GRID_HEIGHT, GRID_WIDTH), dtype=np.int8)


def create_empty_grid() -> np.ndarray:
    """Tworzy pustą siatkę złożoną z 0."""
    return np.zeros(
        (GRID_HEIGHT, GRID_WIDTH),
        dtype=np.int8,
    )


def get_next_generation(grid: np.ndarray) -> np.ndarray:
    """Oblicza następne pokolenie Gry w Życie."""
    new_grid: np.ndarray = np.copy(grid)
    for r in range(GRID_HEIGHT):
        for c in range(GRID_WIDTH):
            # Użyj max i min do obliczenia granic sąsiedztwa
            r_start = max(0, r - 1)
            r_end = min(GRID_HEIGHT, r + 2)
            c_start = max(0, c - 1)
            c_end = min(GRID_WIDTH, c + 2)
            # Policz żywych sąsiadów
            live_neighbors = np.sum(grid[r_start:r_end, c_start:c_end]) - grid[r, c]
            # Zastosuj reguły Gry w Życie
            if grid[r, c]:  # Komórka żywa
                if live_neighbors not in (2, 3):
                    new_grid[r, c] = 0  # Umiera
            elif live_neighbors == 3:  # Komórka martwa
                new_grid[r, c] = 1  # Ożywa
    return new_grid


def draw_grid(screen: pygame.Surface, grid: np.ndarray) -> None:
    """Rysuje siatkę na ekranie Pygame."""
    pass


def game_event_loop() -> None:
    """Obsługuje główną pętlę gry, w tym zdarzenia, aktualizacje i rysowanie."""
    paused = True
    running = True
    clock: pygame.time.Clock = pygame.time.Clock()
    current_grid: np.ndarray = create_random_grid()
    fps = DEFAULT_FPS
    screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))

    while running:
        pass


def main() -> None:
    """Główna funkcja uruchamiająca Grę w Życie."""
    pygame.init()
    pygame.display.set_caption("Conway's Game of Life")
    game_event_loop()
    pygame.quit()


if __name__ == "__main__":
    main()
Back to top