Wyzwanie:

Biorąc pod uwagę macierz (lub tablicę 2d) 0 i 1 s, wypisz liczbę kroków, jakie musi upłynąć, aby gra życia Conwaya osiągnęła stan stabilny, lub -1, jeśli nigdy go nie osiągnie. Stan stabilny to stan, w którym żadne komórki nie są włączane ani wyłączane na każdym kroku. Gra musi działać w podanej matrycy, z połączoną górą i dołem oraz połączonymi bokami. (tzn. biorąc pod uwagę macierz 4x3 powinien on działać na torusie 4x3). Matryca wejściowa nie będzie większa niż 15x15.

Uwaga: Jeśli macierz zaczyna się w stanie stabilnym, wyjście powinno wynosić 0.

Próbki:

Wejście:

[[0,0,0],  
 [0,1,1],  
 [0,1,0]]

Wynik:

2)

Proces: (nie musi być wyświetlany)

[[0,0,0],
 [0,1,1],
 [0,1,0]]

[[1,1,1],
 [1,1,1],
 [1,1,1]]

[[0,0,0],
 [0,0,0],
 [0,0,0]]

Wejście:

[[0,0,1,1],
 [0,1,1,1],
 [0,1,0,0],
 [0,1,1,1]]

Wynik:

2)

Proces:

[[0,0,1,1],
 [0,1,1,1],
 [0,1,0,0],
 [0,1,1,1]]

[[0,0,0,0],
 [0,1,0,1],
 [0,0,0,0],
 [0,1,0,1]]

[[0,0,0,0],
 [0,0,0,0],
 [0,0,0,0],
 [0,0,0,0]]

Wejście:

[[0,1,0,0],
 [0,1,0,0],
 [0,1,0,0],
 [0,0,0,0]]

Wynik:

-1

Proces:

[[0,1,0,0],
 [0,1,0,0],
 [0,1,0,0],
 [0,0,0,0]]

[[0,0,0,0],
 [1,1,1,0],
 [0,0,0,0],
 [0,0,0,0]]

[[0,1,0,0],
 [0,1,0,0],
 [0,1,0,0],
 [0,0,0,0]]

powtarzanie na zawsze

Wejście:

[[0,0,0,0],
 [0,0,0,1],
 [0,1,1,1],
 [0,0,1,0]]

Wynik:

4

Proces:

[[0,0,0,0],
 [0,0,0,1],
 [0,1,1,1],
 [0,0,1,0]]

[[0,0,0,0],
 [1,0,0,1],
 [1,1,0,1],
 [0,1,1,1]]

[[0,1,0,0],
 [0,1,1,1],
 [0,0,0,0],
 [0,1,0,1]]

[[0,1,0,1],
 [1,1,1,0],
 [0,1,0,1],
 [1,0,1,0]]

[[0,0,0,0],
 [0,0,0,0],
 [0,0,0,0],
 [0,0,0,0]]

Wejście:

[[0,0,0,0],
 [0,1,1,0],
 [0,1,1,0],
 [0,0,0,0]]

Wynik:

0

Proces:

Stan początkowy jest stabilny.

Zasady gry w życie

Jeśli komórka, która jest wyłączona (0) znajduje się obok dokładnie trzech komórek na (1), jest włączona. W przeciwnym razie jest to pominięte. Jeśli komórka, która jest włączona, znajduje się obok 2 lub 3 na kwadratach, oznacza to, że jest włączona. W przeciwnym razie zostanie wyłączone.

Mathematica, 130 129 bajtów

#&@@FirstPosition[Partition[CellularAutomaton[{224,{2,{{2,2,2},{2,1,2},{2,2,2}}},{1,1}},#,2^Length[Join@@#]],2,1],{x_,x_},0,1]-1&

Nie polecałbym wypróbowania więcej niż 4x4 wejść, ponieważ zajmie to wieczność (i dużo pamięci).

Wyjaśnienie

To po prostu symuluje grę w życie dla 2 ^N kroków, gdzie N jest liczbą komórek na wejściu. Gwarantuje to, że jeśli system ustabilizuje się, osiągniemy go. Następnie znajdujemy pierwszą parę kolejnych identycznych stanów w symulowanej historii.

Przejdźmy przez kod:

2^Length[Join@@#]

Oblicza to 2 ^N , ponieważ Join@@służy do spłaszczenia listy 2D.

CellularAutomaton[{224,{2,{{2,2,2},{2,1,2},{2,2,2}}},{1,1}},#,...]

To symuluje grę w życie dla 2 ^N pokoleń. Matryca 3x3 określa sąsiedztwo totalistycznego automatu 2D i 224jest liczbą reguł w standardowej grze w życie. Napisałem o tym, jak obliczyć tę liczbę tutaj na Mathematica.SE .

Partition[...,2,1]

Otrzymuje to wszystkie kolejne (nakładające się) pary pokoleń.

FirstPosition[...,{x_,x_},0,1]

Znajduje pierwszą parę identycznych generacji, domyślnie 0jeśli nie zostanie znaleziona żadna i ogranicza wyszukiwanie do głębokości 1. Jeśli taka para zostanie znaleziona, wynik jest jednak zwracany na liście. Więc używamy:

#&@@...

Aby wyodrębnić pierwszy element z tej listy ( 0nie ma to wpływu na domyślną wartość bycia atomem).

...-1

Na koniec odejmujemy jeden, ponieważ wyzwanie oczekuje 0wskaźników opartych -1na niepowodzeniach.

Lua, 531 509 488 487 464 424 405 404 bajtów

Kto chce masowego poddania się? \ o /

Edycja: Poprawiłem, ale nie wiem już, jak grać w golfa, więc ... wyjaśnienia nadchodzą komentarze dodane :)

Zaoszczędzono ~ 60 bajtów przy pomocy @ KennyLau

małe golfowe cięcie o jeszcze jeden bajt poprzez zmianę nazwy ana, Yaby zapobiec wbudowanej konwersji szesnastkowej

function f(m)c={}t=table.concat::z::c[#c+1]={}p=c[#c]Y={}for i=1,#m do k=m[i]p[#p+1]=t(k)Y[i]={}for j=1,#k
do v=m[i%#m+1]l=j%#k+1w=m[(i-2)%#m+1]h=(j-2)%#k+1Y[i][j]=v[l]+k[l]+w[l]+v[h]+v[j]+w[h]+w[j]+k[h]end
end s=''for i=1,#m do k=m[i]for j=1,k do
x=Y[i][j]k[j]=k[j]>0 and((x<2or x>3)and 0or 1)or (x==3 and 1or 0)end
s=s..t(k)end for i=1,#c do
if(s==t(c[i]))then return#c>i and-1or i-1
end end goto z end

Nie golfił

function f(m)                -- takes a 2D array of 0 and 1s as input
  c={}                       -- intialise c -> contains a copy of each generation
  t=table.concat             -- shorthand for the concatenating function 
  ::z::                      -- label z, used to do an infinite loop
    c[#c+1]={}               -- initialise the first copy 
    p=c[#c]                  -- initialise a pointer to this copy
    a={}                     -- initialise the 2D array of adjacency
    for i=1,#m               -- iterate over the lines of m
    do
      k=m[i]                 -- shorthand for the current line
      p[#p+1]=t(k])          -- saves the current line of m as a string
      a[i]={}                -- initialise the array of adjacency for the current line
      for j=1,#k             -- iterate over each row of m
      do
                             -- the following statements are used to wraps at borders
        v=m[i%#m+1]          -- wrap bottom to top
        l=j%#k+1             -- wrap right to left
        w=m[(i-2)%#m+1]      -- wrap top to bottom
        h=(j-2)%#k+1         -- wrap left to right

        a[i][j]= v[l]        -- living cells are 1 and deads are 0
                +k[l]        -- just add the values of adjacent cells
                +w[l]        -- to know the number of alive adjacent cells
                +v[h]
                +v[j]
                +w[h]
                +w[j]
                +k[h]
      end
    end

    s=''                     -- s will be the representation of the current generation
    for i=1,#m               -- iterate over each line
    do
      k=m[i]                 -- shorthand for the current line
      for j=1,#k             -- iterate over each row
      do
        x=a[i][j]            -- shorthand for the number of adjacent to the current cell
                             -- the next line change the state of the current cell
        k[j]=k[j]>0          -- if it is alive
                and((x<2     --   and it has less than 2 adjacent
                    or x>3)  --   or more than 3 adjacent
                  and 0      --     kill it
                  or 1)      --     else let it alive
                or           -- if it is dead
                  (x==3      --   and it has 3 adjacent
                  and 1      --     give life to it
                  or 0)      --     else let it dead
      end
      s=s..t(k)              -- save the representation of the current line
    end
    for i=1,#c               -- iterate over all the generation done until now
    do                       
      if(s==t(c[i]))         -- if the representation of the current generation
      then                   -- is equal to one we saved
        return#c>i           -- check if it is the latest generation
              and-1          -- if it isn't, it means we are in a loop -> return -1
              or i-1         -- if it is, we did 2 generations without changing
                             --  -> return the number of generation
      end
    end
  goto z                     -- if we reach that point, loop back to the label z
end

Przypadki testowe

Oto kilka przypadków testowych

function f(m)c={}t=table.concat::z::c[#c+1]={}p=c[#c]a={}for i=1,#m do k=m[i]p[#p+1]=t(k)a[i]={}for j=1,#k
do v=m[i%#m+1]l=j%#k+1w=m[(i-2)%#m+1]h=(j-2)%#k+1
a[i][j]=v[l]+k[l]+w[l]+v[h]+v[j]+w[h]+w[j]+k[h]end
end s=''for i=1,#m do k=m[i]for j=1,k do
x=a[i][j]k[j]=k[j]>0 and((x<2or x>3)and 0or 1)or (x==3 and 1or 0)end
s=s..t(k)end for i=1,#c do
if(s==t(c[i]))then return#c>i and-1or i-1
end end goto z end




print(f({{0,0,0},{0,1,1},{0,1,0}}))
print(f({{0,1,0,0},{0,1,0,0},{0,1,0,0},{0,0,0,0}}))
-- 53 generation, 15x15, takes 50-100 ms on a bad laptop
print(f({{0,0,0,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0},
       {0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0},
       {0,1,1,1,0,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0},
       {0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1},
       {1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0},
       {0,0,0,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0},
       {0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0},
       {0,1,1,1,0,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0},
       {0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1},
       {1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0},
       {0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1},
       {1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0},
       {0,0,0,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0},
       {0,0,0,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0},
       {0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0}}))
-- Glider on a 15x14 board
-- 840 distinct generation
-- loop afterward -> return -1
-- takes ~4-5 seconds on the same bad laptop
print(f({{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
       {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}}))

Galaretka, 26 25 bajtów

ṙ-r1¤SZµ⁺_|=3
ÇÐĿ-LiṪÇ$$?

Wypróbuj online! lub zweryfikuj wszystkie przypadki testowe .

Większe przypadki testowe (z odpowiedzi @ Katenkyo ): stabilne 15 × 15 | Szybowiec 15 × 14

Jak to działa

ṙ-r1¤SZµ⁺_|=3  Helper link. Argument: G (grid)
               This link computes the next state of G.

    ¤          Evaluate the three links to the left as a niladic chain.
 -               Yield -1.
   1             Yield 1.
  r              Range; yield [-1, 0, 1].
ṛ              Rotate the rows of G -1, 0 and 1 units up.
     S         Compute the sum of the three resulting grids.
               Essentially, this adds the rows directly above and below each given
               row to that row.
      Z        Zip; transpose rows and columns.
       µ       Convert the preceding chain into a link and begin a new chain.
        ⁺      Apply the preceding chain once more.
               This zips back and adds the surrounding columns to each column.
         _     Subtract G from the result.
               Each cell now contains the number of lit cells that surround it.
          |    That the bitwise OR of the result and G.
               Notably, 3|0 = 3|1 = 2|1 = 3.
           =3  Compare each resulting number with 3.


ÇÐĿ-LiṪÇ$$?    Main link. Argument: G (grid)

ÇÐL            Repeatedly apply the helper link until the results are no longer
               unique. Collect all unique results in a list.
         $     Evaluate the two links to the left as a monadic chain:
        $        Evaluate the two links to the left as a monadic chain:
      Ṫ            Pop the last element of the list of grids.
       Ç           Apply the helper link to get the next iteration.
     i           Get the index of the grid to the right (the first non-unique one)
                 in the popped list of grids. This yields 0 iff the popped list
                 doesn't contain that grid, i.e., the grid reached a stable state.
          ?    If the index is non-zero:
   -             Return -1.
    L            Else, return the length of the popped list of grids.

Perl, 154 151 144 140 137 133 129 bajtów

Obejmuje +3 za -ap0

Uruchom z wejściem jako wierszem grup cyfr oddzielonych spacją

life.pl <<< "0000 0001 0111 0010"

Jest to potrzebne tylko w przypadku, gdy dane wejściowe są natychmiast stabilne. We wszystkich innych przypadkach możesz też wygodniej podać go jako osobne linie cyfr:

life.pl
0000
0001
0111
0010
^D

Podanie danych w ten sposób dałoby 1 zamiast 0 dla natychmiastowej stabilnej konfiguracji.

life.pl:

#!/usr/bin/perl -ap0
map{@f=map$F[$_%@F]x3,$i-1..++$i;s%.%"0+($&+33)=~grep\$_,map{(//g)[@--1..@+]}\@f"%eeg}@Q=@F;$_=/@Q/?keys%n:$n{$_="@Q"}--||redo

Prawie bije Mathematica na tym ...

Tylko w starszych wersjach perla (gdzie można użyć stałej jako zmiennej) to 126 bajtowe rozwiązanie działa:

#!/usr/bin/perl -p0a
map{@f=map$F[$_++%@F]x2,-1..1;s%.%"0+($&+33)=~grep\$_,map{(//g)[@--1..@+]}\@f"%eeg}@Q=@F;$_=/@Q/?keys%n:$n{$_="@Q"}--||redo

W przypadku, gdy istnieją co najmniej 2 wiersze, to 123 bajtowe rozwiązanie działa na wszystkich wersjach perla:

#!/usr/bin/perl -p0a
@F=@F[-$#F..!s%.%"0+($&+33)=~grep\$_,map{(//g,//g)[@--1..@+]}\@F[-1..1]"%eeg]for@Q=@F;$_=/@Q/?keys%n:$n{$_="@Q"}--||redo

rubin, 207 bajtów

->a{r=[];(r<<a;a=(0...a.size).map{|i|(0...a[i].size).map{|j|n=0;(-1..1).map{|u|(-1..1).map{|v|n+=a[(i+u)%a.size][(j+v)%a[i].size]}};[n==3,n>2&&n<5][a[i][j]]?1:0}})while(!r.index(a));(a==r[-1])?r.index(a):-1}

Przechowuję historię każdej planszy, więc jeśli dostanę planszę, którą widziałem, zanim się zorientowałem, zdarzyła się jedna z dwóch rzeczy. po pierwsze może być tak, że znaleźliśmy stabilną pozycję, w którym to przypadku będzie najbardziej niechętny w naszej historii. drugą możliwością jest to, że mamy pętlę.

Julia, 92 88 bajtów

f(x,r...)=x∈r?(r[k=end]==x)k-1:f(sum(i->circshift(x,[i÷3,i%3]-1),0:8)-x|x.==3,r...,x)

Weryfikacja

julia> f(x,r...)=x∈r?(r[k=end]==x)k-1:f(sum(i->circshift(x,[i÷3,i%3]-1),0:8)-x|x.==3,r...,x)
f (generic function with 1 method)

julia> f([0 0 0;0 1 1;0 1 0])
2

julia> f([0 0 1 1;0 1 1 1;0 1 0 0;0 1 1 1])
2

julia> f([0 1 0 0;0 1 0 0;0 1 0 0;0 0 0 0])
-1

julia> f([0 0 0 0;0 0 0 1;0 1 1 1;0 0 1 0])
4

julia> f([0 0 0 0;0 1 1 0;0 1 1 0;0 0 0 0])
0

julia> f([0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0;0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0;0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0;0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1;1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0;0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0;0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0;0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0;0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1;1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0;0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1;1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0;0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0;0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0;0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0])
53

julia> f([0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0])
-1