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suugaku_nyumon

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 質問

昨日、2次元セルオートマトンの質問をした者ですが、昨日のセルオートマトンのコードを自分なりに編集して、「上下左右」を考えるものから「左右」のみを考える2方向のセルオートマトンのアニメーションを作成しようと試みました。

下がそのコードですが、「♯実行メイン」、「♯セルの初期設定」、「#セルの色設定」、「#実行メイン」のコードを変更して、初期条件が(1,15)の位置が赤色のセルとなり、赤いセルがあった場合、右のセルが赤いセルとなり、左が赤いセルから黒いセルに変わり、赤いセルが右に移動していくプログラムを作成しようとしました。

要するに最初に(1,15)のセルが赤くなると、次は(2,15)のセルが赤くなり、(1,15)のセルが黒に変わって(3,15)のセルが赤くなり・・・という感じです。

しかし、いざ下のコードを実行しようとすると、初期条件の(1,15)のセルが赤くなり、その後、一番右のセルが赤くなり動作が終わってしまいます。多分原因は「for i in range(1,30):」で同時処理されてしまっているからだと思うのですが、どう変更すれば順番に表示してくれるか分かりません。

 コード

from tkinter import *
import time
import tkinter as tk
#配列の宣言
def array2(N1,N2): 
    return [[0 for j in range(N2)]for k in range(N1)]
def array3(N1,N2,N3): 
    return [array2(N2,N3)for k in range(N1)]
#セルの初期設定
def initdt():
    A=array3(2,31,31); A[0][1][15]=1
    return A
#セルオートマトンの実行
def execCell(A,i1):
    for i in range(1,30):
        if A[i1][i][15]==1:
           A[i1][i+1][15]=1
           A[i1][i-1][15]=0
#セルの位置決めとIDの設定
def drawCell(canvas,A,k):
    x2=0
    CID=array2(31,31)
    for i in range(1,30):
        x1=x2 
        x2=x1+10
        y2=0
        for j in range(1,30):
            y1=y2
            y2=y1+10
            CID[i][j]=canvas.create_rectangle(x1,y1,x2,y2,fill='black')
    return CID
#セルの色設定
def modifyCell(canvas,A,k,CID):
    CL=['black','#ff0000']
    for i in range(1,30):
        for j in range(1,30):
            canvas.itemconfig(CID[i][j],fill=CL[A[k][i][j]])
            canvas.itemconfig(CID[i][j],outline=CL[A[k][i][j]])
#Tk初期設定
def initTk():
    tk=Tk(); tk.title("2D Cell Automaton"); tk.resizable(0,0)
    return tk
#画面キャプチャ用
def leftMouseDown(event):
    global canvas, A,k,CID
    modifyCell(canvas,A,k,CID)
    execCell(A,k)
#実行メイン
A=initdt()
root=initTk()
canvas=Canvas(root,width=290,height=290,highlightthickness=0)
canvas.pack()
CID=drawCell(canvas,A,0)
k=0

def animate():
    global k
    modifyCell(canvas, A, k, CID)
    execCell(A,k)
    root.after(200, animate)

root.after(200, animate)
root.mainloop()
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回答 2

checkベストアンサー

0

セルオートマトンとは「一つ前の世代のセルの状態から、次の世代のセルの状態が決まる」というものです。

前回の質問でそれを実現するために適切に書かれていた論理が修正によって一部壊れているようです。

...

# (A)
# 現在の世代がi1, 次の世代はi2です。
# この関数ではi1の状態からi2のセル状態を作らねばなりません。
# 例えばこんな感じに...
def execCell(A,i1):
    i2 = 1 - i1
    for i in range(1, 30):
        if A[i1][i-1][15] == 1:  # 左隣のセルが赤だったら
            A[i2][i][15] = 1     # 次の世代ではこのセルを赤にする
        else:
            A[i2][i][15] = 1     # そうでないならこのセルは黒にする

...

def animate():
    global k
    modifyCell(canvas, A, k, CID)
    execCell(A,k)
    k = 1 - k  # (B) <==これが抜けてます
    root.after(200, animate)

...

このプログラムは「現在の世代」をA[k]で表し「次の世代」をA[1 - k]で表しており、1世代ごとにkを0, 1, 0, 1, ...のように切り替えながら任意の世代数の計算をするようになっています。よって(B)に示したようにkの値を更新しないと(例えオートマトンの計算をしても)常に同じ世代を表示し続ける結果になります。

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  • 2018/12/04 21:09

    ご回答ありがとうございました。何とか解決しました。

    プログラムの意味を誤解していました。そのため修正するつもりが論理を壊しておりました。

    キャンセル

0

描画とロジックを混在するとわかりにくいので、分離した方が良いです。
一応サンプルを提示します。

import tkinter as tk

class Cell:
    width = 30
    height = 30

    def __init__(self, id, canvas, stat=False):
        """
        stat: False=dead, True=live
        """
        self.id = id
        self.stat = stat
        self.top  = self.height
        self.left = id*self.width+self.width
        self.bottom = self.top+self.height
        self.right = self.left+self.width
        self.cid = canvas.create_rectangle(self.left, self.top, self.right, self.bottom, fill='black', outline='lightblue')
    def draw(self, canvas):
        if self.stat == False:
            canvas.itemconfigure(self.cid, fill='black')
        else:
            canvas.itemconfigure(self.cid, fill='red')

    def is_live(self):
        return self.stat
    def set_live(self):
        self.stat = True
    def set_dead(self):
        self.stat = False

class Frame(tk.Frame):

    canvas=None
    cells=[]
    def __init__(self, master=None, title=None, width=100, height=100):
        tk.Frame.__init__(self, master, height=height, width=width)
        if title is not None:
            self.master.title(title)
            print("title: ", title)
        self.canvas = tk.Canvas(self,width=width,height=height,highlightthickness=0)
        for i in range(10):
            cell=Cell(i,self.canvas,stat=False)
            self.cells.append(cell)
        for cell in self.cells:
            cell.draw(self.canvas)
        self.canvas.pack()

    def automaton(self, init=5):
        """
        あるルールを元にセルの生き死にを決定する
        今回は、自分の右隣がLiveの場合自分がLiveになる、Liveの場合はDeadになる
        """
        def check_stat():
            """
            cellの状態をルールに沿って確認し、各cellがどの状態になるかを返却する
            """
            stats = [False] * len(self.cells)
            my = self.cells[0]
            for i, cell in enumerate(self.cells):
                if i==0:
                    continue
                stats[i-1] = cell.is_live()
            stats[i]=my.is_live()            # 最後は最初のセルの状態に依存する(ループさせる)
            #print(stats)

            return stats

        def next_generation(stats):
            for i, cell in enumerate(self.cells):
                cell.set_live() if stats[i] else cell.set_dead()
                cell.draw(self.canvas)

        def exec():
            stats = check_stat()
            next_generation(stats)
            self.after(1000, exec)

        self.cells[init].set_live()
        self.after(1000, exec)

if __name__ == "__main__":

    frm = Frame(title='2D Cell Automaton', width=400, height=200)
    frm.pack()
    frm.automaton()

    # ループ
    frm.mainloop()

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  • 2018/12/04 21:12

    ご指摘ありがとうございます。参考にします。

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