面向对象程序设计-java语言期末考试——细胞自动机

1细胞自动机（30分）
题目内容：
这是细胞自动机的非图形版本。细胞自动机是指在一个二维网格内，每一个网格是一个细胞。每个细胞有活和死两种状态。
初始时刻，有些细胞是活的，有些细胞是死的。自动机的每一步，根据每个细胞周围8个格子内的其他细胞的生存情况决定这个细胞下一步是否存活。具体的规则如下：
如果该细胞现在是活的，并且周围8个格子中有2或3个活着的细胞，则继续存活；如果周围8个格子中的活着的细胞数量少于2个或多于3个，则死亡；
如果该细胞现在是死的，并且周围8个格子中正好有3个活着的细胞，则细胞复活。
位于整个网格边缘和顶角的细胞，它的周围细胞可能少于8个。即越过网格的边界不再有细胞。
每个细胞的生死变化，都不会影响当前这一步周围的细胞，只会在下一步表现出来。

提示：课程中的代码与上一句描述不同。

输入格式:
首先输入两个正整数，范围为[3,102]，依次表示网格的宽度和高度。
然后输入多组正整数，依次表示一个活着的细胞的网格位置，每组数字中，第一个表示行号，第二个表示列号，均从0开始编号。
最后，以“-1 -1”表示不再有活着的细胞。-1 -1不是有效的位置。
然后，以一个正整数，范围为[1,10000]，表示要求细胞自动机执行的步数。

输出格式：
输出一个正整数，表示执行完毕后，剩下的活着的细胞的数量。

输入样例：

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

输出样例：

7

代码实现：

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];

		// 初始化为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;
			}

		// 读入活的细胞的位置
		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;
		}
		// 读入执行步数
		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)// 细胞复活
							new_field[i][j] = 1;
					} else {
						if (!(count == 2 || count == 3))// 细胞死亡
							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) {
		// 计算位置为i，j的细胞周围活的细胞的数量
		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() {
		// 计算活着的细胞的数量
		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();
	}
}