Pythonで簡単なライフゲームアニメーション

はじめに

jupyter notebook上で、できるだけシンプルにライフゲームを再現してみる。

下準備

%matplotlib notebookはjupyter notebookにアニメーションを描画するためのおまじない。（%matplotlib nbaggでもできそう）

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
%matplotlib notebook

フィールド

最初にサイズheight×widthのランダムな01領域を作る。今回は50×50領域で作成。

height=50
width=50
fig=plt.figure() #figオブジェクト作成
ims=[]
field=np.random.randint(0,2,(height,width))

初期状態の例

状態の更新

100回更新する。

for i in range(100):
    im=plt.imshow(field)
    ims.append([im]) #リストに突っ込んでいく
    field=update(field) #更新

update関数

見ているマスが生存している場合、
隣接するマスの2または3つが生きている→生存

見ているマスが生存していない場合、
隣接しているマスの3つが生きている→生存
と遷移させていく。

def update(field):
    field2=np.zeros((height,width))
    dx=[1,1,1,0,0,-1,-1,-1]
    dy=[1,0,-1,1,-1,1,0,-1]
    for i in range(height):
        for j in range(width):
            count=0
            for k in range(8):
                count+=field[(i+dx[k])%height][(j+dy[k])%width]
            if(field[i][j]==1):
                if(count==2 or count==3):
                    field2[i][j]=1
            else:
                if(count==3):
                    field2[i][j]=1
    return field2

アニメーション描画

0.1秒ごとに切り替わる。

ani=animation.ArtistAnimation(fig,ims,interval=100)
plt.show()

コード全体

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
%matplotlib nbagg

def update(field):
    field2=np.zeros((height,width))
    dx=[1,1,1,0,0,-1,-1,-1]
    dy=[1,0,-1,1,-1,1,0,-1]
    for i in range(height):
        for j in range(width):
            count=0
            for k in range(8):
                count+=field[(i+dx[k])%height][(j+dy[k])%width]
            if(field[i][j]==1):
                if(count==3 or count==2):
                    field2[i][j]=1
            else:
                if(count==3):
                    field2[i][j]=1
    return field2

height=50
width=50
fig=plt.figure()
ims=[]
field=np.random.randint(0,2,(height,width))

for i in range(100):
    im=plt.imshow(field)
    ims.append([im])
    field=update(field)

ani=animation.ArtistAnimation(fig,ims,interval=100)
plt.show()

良さげ。一瞬グライダーがいる。