Život
Vaším úkolem je implementovat simulátor Conwayovy hry života. Váš program dostane jako argument
příkazové řádky cestu k souboru, ve kterém jsou popsané rozměry mřížky a počáteční stav všech buněk.
Program poté simuluje vývoj všech buněk v mřížce podle předem zadaných pravidel a výslednou mřížku v
pravidelných intervalech vykresluje do terminálu.
Pravidla
Hra život je hra nula hráčů, která se odehrává v obdélníkové mřížce o šířce w a výšce h. Políčka mřížky se
nazývají buňky a můžou v každém okamžiku být živé, nebo mrtvé.
Jaké buňky jsou na začátku hry živé a jaké mrtvé, zadává uživatel na vstupu. Poté se v každém kole
vypočítá nový stav buněk podle následujících pravidel:
• Každá živá buňka, která má dva nebo tři živé sousedy, zůstane živá. Pokud má živá buňka jiný
počet živých sousedů, zemře (buď samotou, nebo přelidněním).
• Každá mrtvá buňka, která má právě tři živé sousedy, obživne (reprodukcí). Pokud má mrtvá buňka
jiný počet živých sousedů, zůstává mrtvá.
Při výpočtu se uvažují i sousedi diagonálním směrem. Tedy každá buňka má celkem 8 sousedů.
Dejte si pozor na to, že nový stav všech buněk se počítá zároveň. Tedy pokud počítáte pro nový stav
počet živých sousedů buňky, je potřeba brát do úvahy jejich stav v předchozím kroku, nezávisle na tom,
zda v novém stavu někteří ze sousedů ožili a někteří zemřeli.
Formát vstupu
Rozměry mřížky a počáteční stav všech buněk jsou popsané ve vstupním souboru, jehož tvar je následující.
První dva řádky souboru obsahují kladná čísla, která reprezentují šířku w a výšku h mřížky (v tomto
pořadí). Následuje graficky reprezentovaná mřížka, kde živé buňky jsou reprezentované znakem '#' a
mrtvé znakem ' ' (mezera). Soubor může obsahovat i méně řádků mřížky než h a řádky můžou být kratší
než w znaků. V takovém případě se neuvedené buňky považují za mrtvé.
Například následující soubor reprezentuje mřížku širokou 40 políček, vysokou 50 políček, ve které
na začátku žije právě 5 zakreslených buněk. Tento soubor najdete i ve studijních materiálech jako
examples/glider.txt.
40
50
#
#
###
Příklady
Kluzák
Při zavolání ./life examples/glider.txt program nejprve smaže terminál a vykreslí do něj počáteční
stav.
1 #
2 #
3 ###
Program může nebo nemusí vykreslit zbývajících 47 prázdných řádků; to necháváme na vás. V dalším
kroce1
smaže terminál a vykreslí následující stav (s prvním prázdným řádkem)
1
2 # #
3 ##
4 #
1Časový interval mezi dvěma následujícími kroky necháváme na vás. Rozumná perioda může být například 200 ms.
1
V dalším kroce smaže terminál a vykreslí následující stav (s prvním prázdným řádkem)
1
2 #
3 # #
4 ##
V dalších krocích kluzák postupně putuje doprava dolů.
Další počáteční stavy
Další zajímavé počáteční stavy najdete na anglické Wikipedii. Pro jednodušší testování některé z nich
najdete ve studijních materiálech jako:
• Nehybné examples/block.txt a examples/loaf.txt.
• Oscilátory examples/blinker.txt a examples/pulsar.txt.
• Vesmírné lodě examples/glider.txt a examples/lwss.txt.
Rady na závěr
Přesný formát výstupu je na vás. Pokud se rozhodnete udělat výstup hezčí, rozhodně vám v tom nebudeme
bránit. Pokud se cítíte odvážně, můžete místo do terminálu vykreslovat buňky graficky pomocí OpenGL.
K tomu by se vám mohla hodit například knihovna Gloss, a zejména pak její funkce simulate.2
Odevzdáváte program, který jde přeložit na spustitelný soubor. Tedy musí obsahovat funkci main :: IO ().
Samozřejmě nejen můžete, ale také byste měli, definovat vlastní pomocné funkce.
Na reprezentaci aktuálních živých buněk by se vám mohla hodit datová struktura Set z modulu Data.Set.
Pro vykreslování do terminálu se vám můžou hodit funkce z modulu System.Console.ANSI3
. Zejména se
podívejte na funkce setCursorPosition, hideCursor a clearScreen. Také se vám může hodit funkce
threadDelay z modulu Control.Concurrent.
Nebojte se často kontrolovat dokumentaci používaných modulů na Hackage či využívat vyhledávač Hoogle.
V případě problémů a dotazů se nebojte obrátit se na nás například na diskuzním fóru.
2Je potřeba nainstalovat balíček gloss pomocí cabalu a knihovnu freeglut pomocí správce balíčků vašeho operačního
systému.
3Je potřeba nainstalovat balíček ansi-terminal pomocí cabalu.
2