面向對象程序設計-java語言期末考試——細胞自動機

1細胞自動機（30分）
題目內容：
這是細胞自動機的非圖形版本。細胞自動機是指在一個二維網格內，每一個網格是一個細胞。每個細胞有活和死兩種狀態。
初始時刻，有些細胞是活的，有些細胞是死的。自動機的每一步，根據每個細胞周圍8個格子內的其他細胞的生存情況決定這個細胞下一步是否存活。具體的規則如下：
如果該細胞現在是活的，並且周圍8個格子中有2或3個活着的細胞，則繼續存活；如果周圍8個格子中的活着的細胞數量少於2個或多於3個，則死亡；
如果該細胞現在是死的，並且周圍8個格子中正好有3個活着的細胞，則細胞復活。
位於整個網格邊緣和頂角的細胞，它的周圍細胞可能少於8個。即越過網格的邊界不再有細胞。
每個細胞的生死變化，都不會影響當前這一步周圍的細胞，只會在下一步表現出來。

提示：課程中的代碼與上一句描述不同。

輸入格式:
首先輸入兩個正整數，範圍爲[3,102]，依次表示網格的寬度和高度。
然後輸入多組正整數，依次表示一個活着的細胞的網格位置，每組數字中，第一個表示行號，第二個表示列號，均從0開始編號。
最後，以“-1 -1”表示不再有活着的細胞。-1 -1不是有效的位置。
然後，以一個正整數，範圍爲[1,10000]，表示要求細胞自動機執行的步數。

輸出格式：
輸出一個正整數，表示執行完畢後，剩下的活着的細胞的數量。

輸入樣例：

3 3
1 1 1 2 0 1 2 1
-1 -1
1

輸出樣例：

7

代碼實現：

package high_project;

import java.util.Scanner;

public class endExam {
	private int times;
	private int width;
	private int height;
	int old_field[][];
	int new_field[][];

	Scanner in = new Scanner(System.in);

	void Init() {
		width = in.nextInt();
		height = in.nextInt();
		old_field = new int[height + 2][width + 2];
		new_field = new int[height + 2][width + 2];

		// 初始化爲0
		for (int i = 0; i < height + 2; i++)
			for (int j = 0; j < width + 2; j++) {
				old_field[i][j] = 0;
				old_field[i][j] = 0;
			}

		// 讀入活的細胞的位置
		while (true) {
			int i = in.nextInt();
			int j = in.nextInt();
			if (i == -1 && j == -1)
				break;
			old_field[i + 1][j + 1] = 1;
			new_field[i + 1][j + 1] = 1;
		}
		// 讀入執行步數
		times = in.nextInt();
	}

	void run() {
		for (int k = 0; k < times; k++) {
			for (int i = 1; i < height + 1; i++) {
				for (int j = 1; j < width + 1; j++) {
					int count = getNeighbor(i, j);
					if (old_field[i][j] == 0) {
						if (count == 3)// 細胞復活
							new_field[i][j] = 1;
					} else {
						if (!(count == 2 || count == 3))// 細胞死亡
							new_field[i][j] = 0;
					}
				}
			}
			// copy
			for (int i = 1; i < height + 1; i++) {
				for (int j = 0; j < width + 1; j++) {
					old_field[i][j] = new_field[i][j];
				}
			}

		}
	}

	int getNeighbor(int i, int j) {
		// 計算位置爲i，j的細胞周圍活的細胞的數量
		int temp = 0;
		temp += old_field[i - 1][j] + old_field[i + 1][j] + old_field[i][j - 1] + old_field[i][j + 1];
		temp += old_field[i - 1][j - 1] + old_field[i - 1][j + 1] + old_field[i + 1][j - 1] + old_field[i + 1][j + 1];
		return temp;
	}

	int Count() {
		// 計算活着的細胞的數量
		int count = 0;
		for (int i = 1; i < height + 1; i++) {
			for (int j = 1; j < width + 1; j++) {
				if (old_field[i][j] == 1)
					count++;
			}
		}
		return count;
	}

	void Test() {
		Init();
		run();
		System.out.println(Count());
	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		new endExam().Test();
	}
}