LIfe游戏:用条件迭代时修改numpy中的数组值

Question

我是一名物理专业的学生，对Python有着非常基本的了解，我一直在试图寻找一个简单的解决这个问题的方法，但我只是在兜圈子。我正在为一个名为“生命的游戏”(WikiPage)的节目写我自己的表演。这些规则很简单：

游戏由所谓的细胞组成，这些细胞生活在二维网格上。这些细胞是以周期方式进化的。死亡细胞和活细胞的最初模式是第一代。第二代是从一些简单的规则同时应用于所有细胞。这些规则是： 细胞如果没有足够的陪伴就会死亡(邻接的细胞不足2个) 如果周围有4个或4个以上的细胞，细胞就会因人口过多而死亡。 如果(确切地)有3个细胞相邻，一个死细胞就会再生。

这是一个任务的一部分，但我不是在寻找一个汤匙喂养的解决方案。我们需要使用numpy和数组。

我的方法是生成一个具有随机1和0的初始提要的数组board，然后，在一个函数中，我创建另一个数组，它的一行和一列大于board，它将存储新值，然后反馈给它。我在元素i和j上迭代(我知道在数组上迭代不是pythonic，所以我对建议和替代方案很开放)，并对子数组nBlock[i-1:i+1,j-1:j+1]进行和(np.sum)。如果和大于4或小于4，则元素nBlock[np.array([i,j])]变为零(单元格死亡)，否则为1(单元生命，或再生)。

问题是，这不管用。守则如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plot
import time as t
%matplotlib inline

def printBoard(board):
    im = plot.imshow(board, cmap='Greys', interpolation='none')
    plot.show()
    plot.close()

def initializeBoard():
    board = np.random.randint(2, size=(100, 100))
    return board

board = initializeBoard()
printBoard(board)

def checkAlive():
    if 1 not in board:
        print("All cells are dead! Life is over!")
        return 0
    else:
        return board

def calculateNeighbours(board):
    nBlock = np.zeros((102, 102))
    nBlock[1:101, 1:101] = board
    
    for i in range(1, 100):
        for j in range(1, 100):
            checksum = np.sum(nBlock[i-1:i+2, j-1:j+2])
            
            nBlock[:,0] = 0
            nBlock[0,:] = 0
            
            if checksum == 4:
                nBlock[np.array([i,j])] = 1
            elif checksum > 4 or checksum < 4:
                nBlock[np.array([i,j])] = 0
    
    return nBlock

def play(board):
    for i in range(1, 10):
        neighbours = calculateNeighbours(board)

        board = neighbours[1:101, 1:101]

        board = checkAlive()

        printBoard(board)

play(board)

数组board不会被修改。它返回相同的board。

我注意到的另一件奇怪的事情是，如果删除for循环中的条件，数组就会被成功地修改。例如,

for i in range(0, 100):
    for j in range(0, 100):
        board[np.array([i,j])] = 1

给出一个矩阵，它将所有元素都更改为1。因此，关于if...else条件，它不允许我操作数组中的数据。

如有任何及所有的帮助，将不胜感激:)

Answer 1

误差

您的主要错误在checkAlive的接口逻辑中。该例程没有参数；当您找到一个活动单元时，您将返回共生板，play会立即分配给它的参数board。

play中的play是一个局部变量:更改它不会改变您初始化的全局板。相反，由于checkAlive没有局部变量，所以它返回的是程序中任何地方的全局变量board，它从未更改过。

溶液

由于checkAlive不改变董事会，所以不要返回。相反，返回一个简单的布尔值。如果需要的话，play可以检查并终止程序。

还：

你的细胞健康算法在几个方面是错误的。通过逻辑和修复。最值得注意的是，您使用一个值4来让一个单元格存活；这是非常不正确的。两个邻居使细胞处于当前状态；三个邻居使细胞存活；任何其他数目都会杀死它。

当前逻辑将单元格本身包含在计数中。这不能区分一个有3个朋友的活细胞和一个有4个朋友的死细胞。结果，你不正确地创建了一些细胞，并且你正在杀死活的细胞(与2个朋友一起活的细胞)。