HTML5版本的生命遊戲

阿新 • • 發佈：2019-01-04

關於複雜自適應系統的一切曾經是學生時代的最愛，其中一個很有代表性的原型就是這種叫做“生命遊戲”的元胞自動機。後來由於種種原因，並沒有把這個興趣深入延續下去。最近在看一本關於HTML5的書，讀到關於canvas的一章，突然有點手癢，花了一個下午的時間，用Javascript寫了一個簡單的生命遊戲。

記得在學校的時候，也用ASP和Javascript來寫過一個：ASP用來動態生成table，Javascript用來控制其中的td的背景色，在IE4上執行。相比現在的HTML5，那實在是一種繁瑣和簡陋的嘗試。當時，由於對這些簡單的數學程式背後隱藏的複雜世界的著迷，還用VB6開發過一些可以在網頁上執行的ActiveX控制元件，可以通過調整方程的引數生成一些分形圖畫。其中一部分控制元件用的是當時微軟大力鼓吹的ActiveDocument技術（即OLE的Web翻版），現在已經沒有多少人記得了。如今，HTML5終於橫空出世，並迅速普及，那麼再過10年，是否還會有人記得現在的Flash、Sliverlight和Ajax呢？

在近期的展會上，基於HTML5的PACS/RIS已經橫空出世。在iPad上達到醫用質量的影象顯示，至少軟體層面的障礙已經清除。也許某一天，HTML5 API真的可以成為一個新的，更有生命力的行業標準，以及一個一統Web前端應用領域的開發平臺。而在此過程中蘊藏的種種機會，正等待著大家去挖掘。

下面是生命遊戲的完整原始碼，感興趣的朋友可以複製貼上到本地一個html檔案中，用IE9以上版本開啟。我在自己的機器（Intel i3 M350）上發現用IE9執行時確實比較慢，每一代之間都有明顯的短暫停頓，CPU佔用率在25%以上。但完全相同的程式碼，在Opera10上執行就快得多，幾乎感覺不到停頓，CPU佔用率在25%以下。我在網上看到

國外某大學學生的作品，在IE9上跑速度比我的快很多，估計做了一些演算法上的優化。據說IE10對Javascript引擎做了很大的效能提升，我原本不是個熱衷於升級軟體的人，但現在卻莫名地衝動。

<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"/> <title>Conway's Game of Life</title> <style type="text/css" mce_bogus="1"> table {margin:auto;} </style> </head> <body> <table> <tr align="center"><td colspan="2"><h3>Conway's Game of Life</h3><hr height="1px"/></td></tr> <tr> <td align="left">Generation: <span id="spanGen">0</span></td> <td align="right"> <button id="btnStart" onclick="startGame();return true;">Start</button> <button id="btnPause" onclick="pauseGame();return true;" disabled="disabled">Pause</button> <button id="btnReset" onclick="resetGame();return true;" disabled="disabled">Reset</button> <button id="btnRandom" onclick="randomGame();return true;">Random</button> <button id="btnHelp" onclick="help();return true;">What's this?</button> </td> </tr> <tr align="center"> <td colspan="2"><canvas id="space" width="500" height="500" style="border: 1px solid; background-color: #eeeeee;" /></td> </tr> <tr align="center"> <td colspan="2">© May, 2011, lifegame@263.net</td> </tr> </table> </body> <script type="text/javascript"> var canvas = document.getElementById('space'); var context = canvas.getContext('2d'); var timerInterval = 10; // ms var cellWidth = 10; // please ensure: cellWidth > 2 var cellXLen = 50; // please ensure: cellWidth * cellXLen = 500 var cellYLen = 50; // please ensure: cellWidth * cellYLen = 500 var cells = []; var running = 0; var generation = 0; function drawCell(x,y,state){ var cx = x * cellWidth; var cy = y * cellWidth; if(state && state==1){ context.fillStyle = "Gold"; context.fillRect(cx, cy, cellWidth, cellWidth); context.strokeStyle = "DarkGoldenRod"; context.strokeRect(cx+1, cy+1, cellWidth-2, cellWidth-2); } else{ context.clearRect(cx, cy, cellWidth, cellWidth); } } function drawPatterns(){ function setCell(x,y){ cells[[x,y]] = 1; drawCell(x, y, 1); } function drawGliderPattern(){ setCell(1,0); setCell(2,1); setCell(2,2); setCell(1,2); setCell(0,2); } drawGliderPattern(); } function applyRule(x,y){ var neighbours = []; var neighbourCount = 0; var currentState = cells[[x,y]]; var nextState = 0; neighbours[0] = cells[[(x-1+cellXLen)%cellXLen, (y-1+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[1] = cells[[(x-1+cellXLen)%cellXLen, (y+1+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[2] = cells[[(x+cellXLen)%cellXLen, (y+1+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[3] = cells[[(x+cellXLen)%cellXLen, (y-1+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[4] = cells[[(x+1+cellXLen)%cellXLen, (y+1+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[5] = cells[[(x+1+cellXLen)%cellXLen, (y-1+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[6] = cells[[(x+1+cellXLen)%cellXLen, (y+cellYLen)%cellYLen]]; neighbours[7] = cells[[(x-1+cellXLen)%cellXLen, (y+cellYLen)%cellYLen]]; for(i=0;i<8;i++){ state = neighbours[i]; if(state && state==1) neighbourCount++; } if(currentState && currentState==1){ if(neighbourCount<2 || neighbourCount>3) return 0; else return 1; } else{ if(neighbourCount==3) return 1; else return 0; } } function loadGame(){ canvas.onmousedown = function(e){ if(running==1) return; if(e.offsetX) { x = e.offsetX; y = e.offsetY; } else if(e.layerX) { x = e.layerX; y = e.layerY; } x = Math.floor(x / cellWidth); y = Math.floor(y / cellWidth); state = cells[[x,y]]; if(state && state==1) { cells[[x,y]] = 0; drawCell(x, y, 0); } else { cells[[x,y]] = 1; drawCell(x, y, 1); } } drawPatterns(); } function startGame(){ function runGame(){ var nextgen = []; for(x=0;x<cellXLen;x++){ for(y=0;y<cellYLen;y++){ nextgen[[x,y]] = applyRule(x,y); } } for(x=0;x<cellXLen;x++){ for(y=0;y<cellYLen;y++){ cells[[x,y]] = nextgen[[x,y]]; } } for(x=0;x<cellXLen;x++){ for(y=0;y<cellYLen;y++){ drawCell(x, y, cells[[x,y]]); } } generation++; spanGen.innerHTML = generation; if(running==1) setTimeout(runGame, timerInterval); } btnStart.disabled = true; btnPause.disabled = false; btnReset.disabled = true; btnRandom.disabled = true; running = 1; runGame(); } function pauseGame(){ running = 0; btnStart.disabled = false; btnPause.disabled = true; btnReset.disabled = false; btnRandom.disabled = false; } function resetGame(){ for(x=0;x<cellXLen;x++){ for(y=0;y<cellYLen;y++){ cells[[x,y]] = 0; drawCell(x,y,0); } } drawPatterns(); generation = 0; spanGen.innerHTML = generation; } function randomGame(){ for(x=0;x<cellXLen;x++){ for(y=0;y<cellYLen;y++){ s = (Math.random()>=0.8) ? 1 : 0; cells[[x,y]] = s; drawCell(x,y,s); } } generation = 0; spanGen.innerHTML = generation; } function help(){ window.open("http://en.wikipedia.org/wiki/Conway's_Game_of_Life"); } window.addEventListener("load", loadGame, true); </script> <html>

下面是程式在Opera10上執行的截圖，細心的讀者會發現，在暫停狀態下還可以用滑鼠來種植新細胞，您可以動手創造一些有著有趣演化規律的細胞群。

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