Conway-féle Élősejtek szaporodása

Ez a Python-program, a Conway-féle Élősejtek szaporodását valósítja meg nagy teljesítményű, vektorizált módon. A szimuláció a komplex rendszerek, mesterséges élet és emergens jelenségek kutatását viselkedését vizsgálja és modellezi. Csak egy dolgot kell tennie: meghatározni a kiindulási pozíciót. A többi már magától következik be: a káoszból rend lesz, a rendből káosz, meg viszont.

------------

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.animation import FuncAnimation

print("=" * 65)

print("CONWAY-FÉLE")

print("Komplex rendszerek és emergens viselkedés modellje")

print("=" * 65)

# Paraméterek

MERET = 200

KEZDETI_SURUSEG = 0.25

GENERACIOK = 1000

print(f"Rácsméret: {MERET} × {MERET}")

print(f"Kezdeti élő sejtek aránya: {KEZDETI_SURUSEG*100:.1f}%")

print(f"Maximális generációk száma: {GENERACIOK}")

print("\nInicializálás...")

# Véletlen kezdeti állapot

racs = np.random.choice(

    [0, 1],

    size=(MERET, MERET),

    p=[1 - KEZDETI_SURUSEG, KEZDETI_SURUSEG]

)

print("Szimuláció elindult.")

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 8))

kep = ax.imshow(racs, interpolation='nearest', animated=True)

ax.set_title("Conway-féle ")

ax.axis("off")

def kovetkezo_allapot(r):

    """Vektorizált szomszédszámítás periodikus határokkal."""

    szomszedok = (

        np.roll(np.roll(r, 1, 0), 1, 1) +

        np.roll(np.roll(r, 1, 0), 0, 1) +

        np.roll(np.roll(r, 1, 0), -1, 1) +

        np.roll(np.roll(r, 0, 0), 1, 1) +

        np.roll(np.roll(r, 0, 0), -1, 1) +

        np.roll(np.roll(r, -1, 0), 1, 1) +

        np.roll(np.roll(r, -1, 0), 0, 1) +

        np.roll(np.roll(r, -1, 0), -1, 1)

    )

    uj = ((szomszedok == 3) |

           ((r == 1) & (szomszedok == 2))).astype(int)

    return uj

def animacio(frame):

    global racs

    racs = kovetkezo_allapot(racs)

    if frame % 50 == 0:

        elo = np.sum(racs)

        print(

            f"Generáció: {frame:4d} | "

            f"Élő sejtek: {elo:6d}"

        )

    kep.set_array(racs)

    return [kep]

ani = FuncAnimation(

    fig,

    animacio,

    frames=GENERACIOK,

    interval=30,

    blit=True

)

plt.show()

print("\nSzimuláció befejeződött.")

print(f"Utolsó generáció élő sejtjeinek száma: {np.sum(racs)}")

-----------

=================================================================

CONWAY-FÉLE ÉLŐSEJTEK SZIMULÁCIÓ

Komplex rendszerek és emergens viselkedés modellje

=================================================================

Rácsméret: 200 × 200

Kezdeti élő sejtek aránya: 25.0%

Maximális generációk száma: 1000

Inicializálás...

Szimuláció elindult.

Generáció:    0 | Élő sejtek:  11290

Generáció:    0 | Élő sejtek:   9662

Szimuláció befejeződött.

Utolsó generáció élő sejtjeinek száma: 9662