Goでライフゲームを実装してみた

こちらは Go4 Advent Calendar 2019 12日目の記事です。

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この記事ではGoでライフゲームを実装したコードの紹介とその解説をおこないます。

Motivation

最近Twitter上でセル・オートマトンというのを発見しまして、言葉では表現しづらいのですが、物凄く心に響くものがありました。ロマンを感じた。

自分もやってみたいなと思い調べてみると、代表的な実装例としてライフゲーム(Game of Life)があるというのを知りました。

すでにGoを含め色々な言語で実装したものがネット上には溢れていたのでN番煎じではありますが、やりたいのでやってみました。

Output

Repository: mqtsuo02/go-game-of-life

Design

CLIの動作は下記のような流れとしました。

RUN→セルをランダムに初期化→輪廻転生→任意のキー押下で終了

Code

main.go (click to open)

main.go

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "math/rand"
    "os"
    "time"
)

const (
    width    = 60
    height   = 20
    lifespan = 100
    duration = 100
    clear    = "\033[2J"
    head     = "\033[1;1H"
)

type cells [width + 2][height + 2]int

var cs, ncs cells

func main() {
    initialize()
    for i := 0; i < lifespan; i++ {
        render()
        update()
        time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    }
    end()
}

func initialize() {
    fmt.Print(clear)
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    for y := 1; y < height+1; y++ {
        for x := 1; x < width+1; x++ {
            cs[x][y] = rand.Intn(2)
        }
    }
}

func render() {
    var screen string
    for y := 0; y < height+2; y++ {
        for x := 0; x < width+2; x++ {
            c := " "
            if cs[x][y] == 1 {
                c = "▉"
            }
            screen += c
        }
        screen += "\n"
    }
    fmt.Print(head)
    fmt.Print(screen)
}

func update() {
    for y := 1; y < height+1; y++ {
        for x := 1; x < width+1; x++ {
            ncs[x][y] = 0
            cnt := cs[x-1][y-1] + cs[x][y-1] + cs[x+1][y-1] + cs[x-1][y] + cs[x+1][y] + cs[x-1][y+1] + cs[x][y+1] + cs[x+1][y+1]
            if cnt == 2 && cs[x][y] == 1 || cnt == 3 {
                ncs[x][y] = 1
            }
        }
    }
    cs = ncs
}

func end() {
    fmt.Print("Press any key to end. ")
    bufio.NewScanner(os.Stdin).Scan()
    fmt.Print(clear)
    fmt.Print(head)
}

設計にあたっては下記のサイトを参考にさせていただきました。

Explanation

処理の流れとしては以下です。

• 初期化
• forループ
  • 描画
  • 状態判定
  • スリープ
• 入力待ち
• 終了

初期化

初期化ではターミナルのクリアと二次元配列にランダムで 0 | 1 を代入する処理を行っています。

描画

描画では二次元配列の内容をもとに文字列を生成し、ターミナルのカーソルを頭に合わせたうえでfmt.Printしている感じです。

状態判定

状態判定では対象セルの周囲のセルをカウントして、それに合わせて次の状態を決定しています。ここで集計しやすいように二次元配列の型をintにしています。(はじめはboolでやっていた)

まだやってないことリスト

• 世界を上下左右でぶったぎっているので、繋げてあげたい
• 文字列で表現しているのでセルが縦長。図形的に解決したい
• ライフゲームでおなじみのグライダー銃を打つ機能を追加したい

Thank you

以上です。ここまで読んでいただき、ありがとうございました。

これをきっかけにセル・オートマトンの世界を楽しんでいきたいと思います。

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2019年のアドベントカレンダーは３つ参加してます。よかったら他の記事も見てください。

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