书名：代码本色：用编程模拟自然系统
作者：Daniel Shiffman
译者：周晗彬
ISBN：978-7-115-36947-5
第7章目录

7.8　面向对象的细胞实现

  在后面的工作中，我们将为CA系统添加一些扩展特性，其中很多都涉及细胞的多个属性，比如：让细胞记住最近的10个状态；在CA系统中加入运动和物理学特性，让细胞能在屏幕中移动，在每一帧里动态地改变它的邻居。请问，这些特性该如何实现？

1、Cell类

• 一个细胞对象有哪些属性？
  在本例中，每个细胞都有一个位置和大小，当然还有状态。

class Cell {
    float x,y; 位置和尺寸
    float w;
    int state; 细胞的状态是什么？

• 在非面向对象版本中，我们用两个不同的二维数组存放当前和下一代的状态。用对象表示细胞后，每个细胞可以同时保存这两个状态。因此，我们希望细胞能记住之前的状态（在计算新状态之前）。
  int previous; 之前一代的细胞状态是什么？
• 这让我们能将更多状态变化信息可视化。比如，我们可以对状态发生变化细胞赋予不同的颜色

2、示例

代码7-3 面向对象的生命游戏

GOL gol;

void setup() {
  size(640, 360);
  gol = new GOL();
}

void draw() {
  background(255);

  gol.generate();
  gol.display();
}

// reset board when mouse is pressed
void mousePressed() {
  gol.init();
}

• Cell.pde

class Cell {

  float x, y;
  float w;

  int state;
  int previous;

  Cell(float x_, float y_, float w_) {
    x = x_;
    y = y_;
    w = w_;
    
    state = int(random(2));
    previous = state;
  }
  
  void savePrevious() {
    previous = state; 
  }

  void newState(int s) {
    state = s;
  }

  void display() {
    if (previous == 0 && state == 1) fill(0,0,255);
    else if (state == 1) fill(0);
    else if (previous == 1 && state == 0) fill(255,0,0);
    else fill(255); 
    stroke(0);
    rect(x, y, w, w);
  }
}

• GOL.pde

class GOL {

  int w = 8;
  int columns, rows;

  // Game of life board
  Cell[][] board;


  GOL() {
    // Initialize rows, columns and set-up arrays
    columns = width/w;
    rows = height/w;
    board = new Cell[columns][rows];
    init();
  }

  void init() {
    for (int i = 0; i < columns; i++) {
      for (int j = 0; j < rows; j++) {
        board[i][j] = new Cell(i*w, j*w, w);
      }
    }
  }

  // The process of creating the new generation
  void generate() {
     for ( int i = 0; i < columns;i++) {
      for ( int j = 0; j < rows;j++) {
        board[i][j].savePrevious();
      }
    }
    

    // Loop through every spot in our 2D array and check spots neighbors
    for (int x = 0; x < columns; x++) {
      for (int y = 0; y < rows; y++) {

        // Add up all the states in a 3x3 surrounding grid
        int neighbors = 0;
        for (int i = -1; i <= 1; i++) {
          for (int j = -1; j <= 1; j++) {
            neighbors += board[(x+i+columns)%columns][(y+j+rows)%rows].previous;
          }
        }

        // A little trick to subtract the current cell's state since
        // we added it in the above loop
        neighbors -= board[x][y].previous;

        // Rules of Life
        if      ((board[x][y].state == 1) && (neighbors <  2)) board[x][y].newState(0);           // Loneliness
        else if ((board[x][y].state == 1) && (neighbors >  3)) board[x][y].newState(0);           // Overpopulation
        else if ((board[x][y].state == 0) && (neighbors == 3)) board[x][y].newState(1);           // Reproduction
        // else do nothing!
      }
    }
  }

  // This is the easy part, just draw the cells, fill 255 for '1', fill 0 for '0'
  void display() {
    for ( int i = 0; i < columns;i++) {
      for ( int j = 0; j < rows;j++) {
        board[i][j].display();
      }
    }
  }
}

3、运行结果