c언어로 세포가 점차 퍼저나가는 것을 시뮬레이션하는 프로그램 짜는게 과제이다. 전체 공간의 크기는 50x50개.
세포 주변의 4칸 이상이 다른 세포로 차 있으면 그 세포는 과잉밀집으로 사망.
세포 주변의 1칸 이하만 세포가 있으면 그 세포는 고립으로 사망.
세포 주변의 2~3칸에 이웃하는 세포가 있으면 그 세포는 그대로 살아간다.
세포 주변의 3칸에 이웃하는 세포가 있으면 그 지점에 세포가 자라난다.
ex>
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상태에서
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빨간 애들은 인구밀도가 높아서 사망. 아래 녀석은 주변에 무언가 닿지 않는 한 그대로 무한정 살아간다.[각주:1]
뭐 이런 프로그램을 짜란다. 인터넷 뒤져보니 Conway's Game of Life라는 시뮬레이션인듯. 이런 종류를 가리켜 Cellular Automaton이라고 부르는 듯 하다. 흥미가 생겨서 이것 저것 찾아보았는데, 70년대부터 여러가지 이유로 유명했던 시뮬레이션인 모양이다.
단, 이렇게 세포가 배치된 모양은 세개의 외부파일로부터 불러들여오거나 무작위로 생성하도록 하는 것이 조건.
외부파일 세개를 지정하는게 귀찮아서 어떤 파일이든 주소를 입력만 하면 불러올 수 있도록 만들었다. <space>가 포함된 string을 받아오게 하는게 좀 힘들긴 했지만 어쨌든 성공... 무작위생성은 인터넷에서 난수생성 알고리즘을 참고해가며 만들었다.
마지막 상태를 파일로 출력하는 기능도 추가했는데, 돌리면서 장난치다 보니까 자기가 출력한 파일을 제대로 못 읽는 상황이 발생해서 부랴부랴 디버깅을 했다. 문제는 그랬더니 입력을 조금 이상하게 받더라는 것(...) 이번에는 문제없을거다. 한줄이 50글자가 넘어가지 않는 한...
다 제작한 뒤에 한 나흘정도 잡고 장난치고 놀면서 최대한 메모리를 적게 잡아먹고 계산이 빠르도록개선한 결과물이다. 그리고 잘못 알고 있었던 진화조건(?)때문에 부랴부랴 알고리즘을 바꾼 것도 있고.(그래도 비슷한 알고리즘들 중에서는 계산이 빠른 편일듯)
unsigned long random(unsigned long i)//pseudorandom number generator
{
if(i && time(0)%2) return (unsigned long)(i>>1)|(((i^(i>>10)^(i>>30)^(i>>31))&1)<<31);
else return (unsigned long)(i*1103515245+12345)%0x100000000;
}
void grow(char a[])//determines the growth of whole grid
{
int i;
char b[scale*scale]={}, j;//j will be used as a number
for(i=0;i<scale*scale;i++) if(a[i]) for(j=0;j<9;j++)
if(j!=4 && i/scale+j/3!=0 && i%scale+j%3!=0 && i/scale+j/3<=scale && i%scale+j%3<=scale)
b[(i/scale-1+j/3)*scale+i%scale-1+j%3]++;//if the cell is alive, neighboring grid's count goes up
for(i=0;i<scale*scale;i++)
{
if(b[i]==3 || a[i] && b[i]==2) a[i]=1;//lives&generated when 3 cells are neighboring, lives when 2 cells are neighboring
else a[i]=0;
}
}
void printarr(char a[],char live,char dead)//prints grid status
{
int i;
for(i=0;i<scale*scale;i++)
{
if(i%scale==0&&i!=0) printf("\n");//new line is entered when nonzero i is a multiple of scale
if(a[i]) printf("%c", live);
else printf("%c", dead);
}
}
int locate(char loc[])
{
int i;
printf("File location(length at most %d):\n", maxpath);
while(1)//loop until input is proper
{
for(i=0;i<=maxpath;i++) loc[i]=0;//initialize string
gets(loc);
if(loc[0]) break;
}
if(loc[maxpath]!=0) {printf("Path is too long.\n"); return 0;}
return 1;
}
int fileread(char a[], char loc[])//opens a file, then returns alive cells to the grid
{
FILE *fp;
char alive[2];
int i,c;
printf("Input from a text file.\n");
if(!locate(loc)) {system("pause"); return 0;}
if((fp=fopen(loc,"r"))==0) {printf("File not found.\n"); system("pause"); return 0;}
while(1)
{
printf("Reading grid from <%s>\nWhich character represents alive cells?\n",loc);
scanf("%s",alive);//calling by %c somehow causes an error, so I used %s
if(alive[1]!=0) continue;
else break;
}
loc[0]=0;
for(i=0;i<scale*scale;i++)
{
if((c=fgetc(fp))==alive[0]) {a[i]=1; loc[0]=1;}
else if(c=='\n') if(loc[0]&&!(i%scale))i--;//fixes the problem of reading its output file differently
else i=scale*((i/scale)+1)-1;//when line is changed, grid line is changed
else if(c==EOF) break;//when file has ended, escape the loop
else loc[0]=1;//fixes the problem of reading its output file differently
}
printf("Grid is loaded.\n");
fclose(fp);
return 1;
}
int filewrite(char a[],char loc[],char live, char dead, int time)//saves the grid onto the output file
{
FILE *fp;
int i;
printf("Export grid to an output file.\n");
if(!locate(loc)) return 0;
printf("Saving the last grid in <%s>...\n",loc);
if((fp=fopen(loc,"w"))==0){printf("Save error: cannot open file.\n"); return 0;}
for(i=0;i<scale*scale;i++)
{
if(i%scale==0&&i)if(fputc('\n',fp)==EOF)goto writeerror;
if(a[i]) {if(fputc(live,fp)==EOF)goto writeerror;}
else if(fputc(dead,fp)==EOF)goto writeerror;
}
if(fprintf(fp,"\n\n Time:%d",time)<0) goto writeerror;
fclose(fp); printf("Saved.\n"); return 1;
writeerror:
printf("Save error: cannot write.\n"); fclose(fp); return 0;
}
void generate(char a[],int n)//generates random grid based on approximate cell number
{
int i;
unsigned long j=7;
if(n<=0) n=random(time(0))%(scale*scale);
else n=n%(scale*scale);
printf("Approximate cell number is %d.\n",n);
for(i=0;i<n;i++) {j=random(j); a[j%(scale*scale)]=1;}
}
int main()//main function
{
int i,time;
char a[scale*scale]={},loc[maxpath+1]={}, cell[2];
printf("John Conway's Game of Life - on a grid of %d x %d\nFor how long would you like to run the game?\n", scale, scale);
scanf("%d", &time);
gets(loc);//absorbs input error(such as writing a string)
while(1)//determining representation of cells
{
printf("An alive cell would look like: \n");
scanf("%s", cell);//calling by %c somehow causes an error, so I used %s
if(cell[1]!=0) continue;
printf("Alive cell is shown as %c. Enter 1 to confirm.\n",cell[0]);
scanf("%d", &i);
if(i) break;
}
while(1)//input determination
{
printf("Do you wish to start from any input file?(1 to read from an input file)\n");
scanf("%d", &i);
if(i!=1) break;
else if(fileread(a,loc)) break;
}
if(i!=1)//random input
{
printf("Choose approximate cell number(1~%d, 0 for random selection).\n", scale*scale-1);
scanf("%d",&i);
generate(a,i);
}
system("pause");
i=0; while(1)
{
system("cls");
printarr(a,cell[0],' ');
printf("\n\n Time:%d\n",i);
system("pause");
if(i>=time) break;
grow(a);
i++;
}
printf("\n\nEnd of simulation.\n");
while(1)
{
printf("Do you wish to save the last grid?(1 to save)\n");
scanf("%d",&i);
if(i!=1) break;
else if(filewrite(a,loc,cell[0],' ',time)) break;
}
printf("Programmed by Dexter.\n http://dexterstory.tistory.com\n");
system("pause");
return 0;
}
#define에서 scale은 전체 grid의 크기와 관련된 숫자고, maxpath는 저장시 입력할 수 있는 경로의 길이와 관련된 숫자다. 전체 code 길이는 162줄, main 함수를 포함해서 선언한 함수의 수는 8개.
gets()함수와 goto문, system call은 되도록이면 쓰지 말라는데 난 그런거 따위...
(그런데 system call 없이 화면을 지우는 방법은 도저히 못 찾겠다... 잠깐 멈추는 것도 경우에 따라서는 제대로 작동 안 하는 것 같고...)
전 적절한 카피레프트를 지지합니다.
완벽하게 최적화되었다고는 못 하니까 알아서 고쳐 쓰세요 -.-;;
전에 썼던 글에서 조건을 잘못 달았다 OTL. 어쩐지 예시와는 전혀 다른 방향으로 진화하더라... [본문으로]
