蜂窝自动化获得无生命的邻居答案

【问题标题】：Cellular automation get non-living neighbours蜂窝自动化获得无生命的邻居
【发布时间】：2015-03-01 17:28:52
【问题描述】：

我正在尝试开发一个元胞自动机模拟，问题是我想获取每个单元格的近邻和远邻（以蓝色和米色表示）并确定哪些单元格已死亡并使用一些规则将它们带到生活。因此，在每次迭代中，我都会遍历数组中的所有单元格，并且我想以某种方式有效地获取这些单元格的所有近邻和远邻。

但是，根据网格上单元格的位置，只有一些邻居可用，到目前为止，我想到的唯一方法是使用 getNeighbours(cell) 方法，该方法将返回一个包含所有内容的列表该单元格的可用邻居，我将不得不迭代以获得非生命的邻居。

getNeighbours(cell):
   If cell.row > 0:
       neighbours.add((coordinate,value),CLOSE_TOP_MIDDLE)
   If cell.row > 1:
       neighbours.add((coordinate,value),FAR_TOP_MIDDLE)
   [...]

但是，对于网格中的每个单元格，这需要大量开销和大量比较！

是否有任何通用方法通常用于蜂窝自动化？也许我可以使用任何数据结构？因为到目前为止，如果网格足够大，每次迭代都会花费很多时间。

【问题讨论】：

标签： cellular-automata

【解决方案1】：

根据您使用的编程语言，可能会有提供所需功能的软件包。例如，在 Java 中，存在一个名为 JCASim: Cellular automata simulation system 的包。

在 CA 中查找邻居可能是一项不平凡的任务（例如，如果您使用六边形单元格等）。甚至必须定义“邻居”一词：Moore neighborhood 或 von Neumann neighborhood（这些 Wikipedia 文章也提供了一些伪代码）。

在您的情况下，您可以自己实现邻居搜索：假设您的 CA 由 n 行和 n 列（从 0、...、n-1 标记）组成，如图所示。

您的 getNeighbour 函数必须检查所有相邻单元格（图像中的灰色背景颜色）。
- 如果您使用周期性边界条件，您可以使用模数运算符 (%) 来获取 9 个相邻单元格。在周期性边界条件下，单元 (x,y) 的相邻单元为：(x+1 % n, y), (x, y+1 % n), (x+1 % n, y+1 % n), (x+n-1 % n, y), (x, y+n-1 %n), ...)
- 对于开放边界，您必须丢弃 x+1 > n-1, y+1 > n-1 或 x-1
这样，您可以检查图片中所有背景颜色为灰色的单元格。
在每个灰色单元格上调用相同的函数。这样您还可以检查具有蓝色背景颜色的单元格。
现在，您已经检查了您定义的邻域中的所有单元格

【讨论】：