TP AEDS - Jogo Da Vida

Introdução

O Jogo da Vida foi criado pelo matemático britânico John Horton Conway em 1970. Antes de continuar, leia as seguintes fontes:

http://en.wikipedia.org/wiki/Conway's_Game_of_Life
http://pt.wikipedia.org/wiki/Jogo_da_vida (em português)

(TODAS AS FIGURAS/IMAGENS ESTARÃO NA PASTA "FIGURAS")

O objetivo do “jogo” é reproduzir, através de regras simples, as alterações e mudanças em grupos de seres vivos, tendo aplicações em diversas áreas da ciência. As regras definidas são aplicadas a cada nova "geração". Desta forma, a partir de uma imagem em um tabuleiro bidimensional definida pelo jogador, percebem-se mudanças muitas vezes inesperadas e belas a cada nova geração, variando de padrões fixos a caóticos.

A Figura 1 mostra um exemplo de geração do Jogo da Vida. Essa formação, conhecida como Glider Gun, foi porposta por Bill Gosper em 1970. Neste tabuleiro, quadros em preto representam células vivas e quadros em branco, células mortas. A formação da Figura 1 pode ser vista evoluindo dinamicamente em http://en.wikipedia.org/wiki/File:Gospers_glider_gun.gif. Nessa figura, as gerações são calculadas usando regras bem definidas. A variação da figura, de geração para geração, causa o efeito visual bonito e surprendente. A seguir veremos como as células mudam de geração em geração, formando figuras dinâmicas.

Regras de Funcionamento

Para aplicar as regras, é necessária a definição de v izinhos. Uma célula tem 3, 5 ou 8 vizinhos (desconsiderando tabuleiros com apenas uma linha). A Figura 2 mostra três tabuleiros, onde a célula p reta está circundada por seus vizinhos, representados pelas células verdes. Na Figura 2, a célula preta tem, respectivamente, 3 , 5 e 8 vizinhos.

As regras para decidir como será a próxima geração são estas:

1. Qualquer célula viva com menos de dois vizinhos vivos morre de solidão;
2. Qualquer célula viva com mais de três vizinhos vivos morre de superpopulação;
3. Qualquer célula morta com exatamente três vizinhos vivos se torna uma célula viva;
4. Qualquer célula viva com dois ou três vizinhos vivos continua no mesmo estado para a próxima geração. A Figura 3 mostra uma mudança de geração . O tabuleiro da esquerda representa a geração anterior e o tabuleiro da direita representa a nova geração. Células brancas são células mortas enquanto células coloridas são células vivas. As cores indicam cada regra aplicada na mudança de geração:
   ● A célula preta morreu devido à regra 1
   ● As células verdes morreram devido à regra 2
   ● As células rosas se tornaram vivas devido à regra 3
   ● A célula vermelha continuou viva devido à regra 4, pois tinha 2 vizinhos
   ● A célula azul continuou viva devido à regra 4, pois tinha 3 vizinhos
   

O Que Deve Ser Feito

Neste trabalho prático, vamos programar o J ogo da Vida, de acordo com as regras apresentadas anteriormente. Serão usados os conhecimentos adquirido nas aulas teóricas e práticas, tais como:
● variáveis e funções; ● condicionais; ● repetições; ● arquivos; ● vetores e matrizes; ● Alocação dinâmica.

Como boa prática de programação, tente sempre quebrar um problema em problemas menores e resolvêlos com a criação de funções e procedimentos. Por exemplo, crie um método que recebe a localização de uma célula (linha e coluna) e retorna o seu número de vizinhos vivos. DICA: até que uma nova geração esteja totalmente calculada, é necessário manter a geração anterior intacta. Não se pode mudar um estado de uma célula antes que o novo estado de cada um de seus vizinhos esteja calculado. Ou seja, pode ser necessário manter duas matrizes: uma para a geração atual e uma para a nova geração.

1. Para simular o Jogo da Vida , você deverá: (i) ler de um arquivo a geração inicial, (ii) imprimir na tela a geração inicial, (iii) aguardar que o usuário digite “s“ ou “n“. Se o usuário digitar “s“, (iv) imprimir a próxima geração. Se o usuário digitar “n“, (v) salvar a última geração em um arquivo, que possa ser aberto futuramente pelo programa, para continuar a execução. A primeira linha do arquivo de entrada contém o número de linhas n e o número de colunas m , ambos são números inteiros entre 0 e 1 00. Após a primeira linha, o arquivo de entrada contém exatamente n linhas. Cada linha contém m números 0 ou 1, representando respectivamente uma célula viva (1) ou morta (0). Esses zeros e uns estão separados por espaço. A Figura 4 é um exemplo de arquivo de entrada, onde n = 7 e m =6. As células estão representado a geração inicial da Figura 3.

Ao imprimir uma geração na tela, as células mortas devem ser impressas como “” (espaço em branco) e as células vivas como um * (asterisco). Além disso, u m quadro delimitando o tabuleiro também deve ser impresso. A Figura 5 mostra como a geração da Figura 4 seria impressa na tela.