有趣的算法題–生命遊戲
難度-中等
根據 百度百科 ，生命遊戲，簡稱爲生命，是英國數學家約翰·何頓·康威在 1970 年發明的細胞自動機。
想要體驗生命遊戲的小夥伴可以到這裏——>生命遊戲
進入正題：
給定一個包含 m × n 個格子的面板，每一個格子都可以看成是一個細胞。每個細胞都具有一個初始狀態：1 即爲活細胞（live），或 0 即爲死細胞（dead）。每個細胞與其八個相鄰位置（水平，垂直，對角線）的細胞都遵循以下四條生存定律：
如果活細胞周圍八個位置的活細胞數少於兩個，則該位置活細胞死亡；
如果活細胞周圍八個位置有兩個或三個活細胞，則該位置活細胞仍然存活；
如果活細胞周圍八個位置有超過三個活細胞，則該位置活細胞死亡；
如果死細胞周圍正好有三個活細胞，則該位置死細胞復活；
根據當前狀態，寫一個函數來計算面板上所有細胞的下一個（一次更新後的）狀態。下一個狀態是通過將上述規則同時應用於當前狀態下的每個細胞所形成的，其中細胞的出生和死亡是同時發生的。
示例：
輸入：
[
[0,1,0],
[0,0,1],
[1,1,1],
[0,0,0]
]
輸出：
[
[0,0,0],
[1,0,1],
[0,1,1],
[0,1,0]
]
進階：
你可以使用原地算法解決本題嗎？請注意，面板上所有格子需要同時被更新：你不能先更新某些格子，然後使用它們的更新後的值再更新其他格子。
本題中，我們使用二維數組來表示面板。原則上，面板是無限的，但當活細胞侵佔了面板邊界時會造成問題。你將如何解決這些問題？
來源：力扣（LeetCode）
鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/game-of-life
public class _289生命遊戲 {
/**
* 解題思路：
* 我們需要做的有兩步
* 1、將數組中元素的周圍<=8個位置的元素拿出來統計有幾個1（其實就是求和）
* 2、比較1周圍的1是否小於2大於3，否則繼續生存；比較0附近的1是否等於3，否則繼續死亡
* 然後我們處理數組即可。
*
* 第一步怎麼做呢？
* 我們需要拿到數組元素周圍的元素，我們不妨設想它爲一個座標（0，0）的點，我們將它周圍的點取出來，進行相加
*
* 第二步？
* 我們可以採用向右移位的思想，這樣我們只需要處理接下來還生存的元素，而不再生存的元素右移一位之後都爲0
*
* 請認真的看下面的代碼，我爲每一處都做了重點註釋
*
* @param board
*/
public static void gameOfLife(int[][] board) {
int width = board[0].length;
int height = board.length;
for (int i=0;i<height;i++){
for(int j = 0;j<width;j++){
int num = count(board,i,j);
if(board[i][j]==1){
//如果原先是存活的，我們只需要考慮接下來還存活的情況
//將它的值設爲3 即二進制的 11
if(num>=2&&num<=3){
board[i][j]=3;
}
}else{
//如果原先是死亡的，我們也只需要考慮它存活的情況
//將它的值設爲2 即二進制的 10
if(num==3){
board[i][j]=2;
}
}
}
}
//對整個數組進行遍歷，向右移一位
//11>1 10>1 其他全部爲0
for (int i=0;i<height;i++){
for(int j = 0;j<width;j++){
board[i][j]=board[i][j]>>1;
}
}
}
private static int count(int [][]arr,int i,int j){
//我們使用兩個數組來模擬座標軸的8個點，與i j相加則可拿到數組相應的八個點
int [] aX={1,1,1,-1,-1,-1,0,0};
int [] aY={0,1,-1,0,1,-1,1,-1};
int count =0;
for(int m = 0;m<8;m++){
int x = aX[m]+i;
int y = aY[m]+j;
//如果越界，那麼這個點是在數組靠邊界的位置，跳過即可
if(x<0||x>arr.length-1||y<0||y>arr[0].length-1) continue;
//這裏使用與運算 即 0 1 得 0 、 1 1 得 1
count+=(arr[x][y] & 1);
}
return count;
}
//你可以更改返回值以後在這裏進行測試
public static void main(String[] args) {
}
}
以上！