लगभग 1970 में एक ब्रिटिश गणितज्ञ ने अपना "गेम ऑफ लाइफ" बनाया - जो मूल रूप से जैविक जीवों के एक उपनिवेश के अराजक लेकिन पैटर्न वाले विकास को दर्शाने वाले नियमों का एक समूह है। "जीवन का खेल" एक द्वि-आयामी ग्रिड है जिसमें "जीवित" और "मृत" कोशिकाएं होती हैं।
जीवन के खेल के नियम
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अधिक जनसंख्या :एक कोशिका मर जाती है (बंद) यदि वह तीन से अधिक जीवित कोशिकाओं से घिरी हो।
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स्थिर :एक कोशिका जीवित रहती है (चालू) यदि वह दो या तीन जीवित कोशिकाओं से घिरी हो।
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कम जनसंख्या :एक कोशिका मर जाती है (बंद) यदि वह दो से कम जीवित कोशिकाओं से घिरी हो।
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प्रजनन :एक कोशिका जीवित (चालू) हो जाती है यदि एक मृत कोशिका ठीक तीन कोशिकाओं से घिरी हो।
सेल अगले टाइमस्टैम्प में मरने वाला है
सेल अगले टाइमस्टैम्प में रहने वाला है
सेल जीवित है
सेल मर चुका है
क्रमिक चरणों में नियमों के उपरोक्त सेट को लागू करने से हम सुंदर और अप्रत्याशित पैटर्न प्राप्त करेंगे।
कार्यान्वयन के चरण:
i. Initialise an empty universe ii. Fill the universe with the seed iii. Calculate if the current cell survives to the next timestamps, based on its neighbours iv. Repeat this survival function(like step-iii) over all the cells in the universe neighbours. v. Repeat steps iii-iv for the desired number of generations.
इंस्टॉलेशन:
जीवन का खेल बनाने के लिए हम उपयोग करने जा रहे हैं, matplotlib और numpy arrays पुस्तकालय। numpy और matplolib स्थापित करने के लिए, पाइप का उपयोग करें-
$pip install numpy, matplolib
जीवन के कॉनवे गेम को लागू करने का कार्यक्रम:
अब हमारे उपरोक्त नियमों के अनुसार कार्यक्रम लिखने का समय आ गया है। जीवन के खेल को लागू करने का कार्यक्रम नीचे दिया गया है,
#Import required library
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import argparse
import time
#-------------------------------------------------------------------------
class Board(object):
def __init__(self, size, seed = 'Random'):
if seed == 'Random':
self.state = np.random.randint(2, size = size)
self.engine = Engine(self)
self.iteration = 0
def animate(self):
i = self.iteration
im = None
plt.title("Conway's Game of Life")
while True:
if i == 0:
plt.ion()
im = plt.imshow(self.state, vmin = 0, vmax = 2, cmap = plt.cm.gray)
else:
im.set_data(self.state)
i += 1
self.engine.applyRules()
print('Life Cycle: {} Birth: {} Survive: {}'.format(i, self.engine.nBirth, self.engine.nSurvive))
plt.pause(0.01)
yield self
#-------------------------------------------------------------------------
class Engine(object):
def __init__(self, board):
self.state = board.state
def countNeighbors(self):
state = self.state
n = (state[0:-2,0:-2] + state[0:-2,1:-1] + state[0:-2,2:] +
state[1:-1,0:-2] + state[1:-1,2:] + state[2:,0:-2] +
state[2:,1:-1] + state[2:,2:])
return n
def applyRules(self):
n = self.countNeighbors()
state = self.state
birth = (n == 3) & (state[1:-1,1:-1] == 0)
survive = ((n == 2) | (n == 3)) & (state[1:-1,1:-1] == 1)
state[...] = 0
state[1:-1,1:-1][birth | survive] = 1
nBirth = np.sum(birth)
self.nBirth = nBirth
nSurvive = np.sum(survive)
self.nSurvive = nSurvive
return state
#-------------------------------------------------------------------------
def main():
ap = argparse.ArgumentParser(add_help = False) # Intilialize Argument Parser
ap.add_argument('-h', '--height', help = 'Board Height', default = 256)
ap.add_argument('-w', '--width', help = 'Board Width', default = 256)
args = vars(ap.parse_args()) # Gather Arguments
bHeight = int(args['height'])
bWidth = int(args['width'])
board = Board((bHeight,bWidth))
for _ in board.animate():
pass
#-------------------------------------------------------------------------
if __name__ == '__main__':
main() आउटपुट
Console: Life Cycle: 1 Birth: 7166 Survive: 10621 Life Cycle: 2 Birth: 7930 Survive: 8409 Life Cycle: 3 Birth: 7574 Survive: 8756 Life Cycle: 4 Birth: 7114 Survive: 8406 Life Cycle: 5 Birth: 7005 Survive: 8126 Life Cycle: 6 Birth: 6644 Survive: 7926 Life Cycle: 7 Birth: 6266 Survive: 7711 Life Cycle: 8 Birth: 6132 Survive: 7427 Life Cycle: 9 Birth: 5957 Survive: 7322 Life Cycle: 10 Birth: 5769 Survive: 7290 Life Cycle: 11 Birth: 5585 Survive: 6937 Life Cycle: 12 Birth: 5381 Survive: 6791 Life Cycle: 13 Birth: 5208 Survive: 6686 Life Cycle: 14 Birth: 5063 Survive: 6563 …. …
उपरोक्त परिणाम तब तक आते रहेंगे जब तक हम प्रोग्राम को रोकने के लिए अपने टर्मिनल में Ctrl-C दबाते हैं।
ग्राफिकल डिस्प्ले:
कोशिकाएं बदलती रहेंगी और बहुत सुंदर पैटर्न का अनुकरण करेंगी।
आप सेटिंग्स को बदलकर उपरोक्त सबप्लॉट को बदल सकते हैं और स्लाइडर मान को बदल सकते हैं:
