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细胞自动机(30分)
题目内容：
这是细胞自动机的非图形版本。细胞自动机是指在一个二维网格内，每一个网格是一个细胞。每个细胞有活和死两种状态。
初始时刻，有些细胞是活的，有些细胞是死的。自动机的每一步，根据每个细胞周围8个格子内的其他细胞的生存情况决定这个细胞下一步是否存活。具体的规则如下：
如果该细胞现在是活的，并且周围8个格子中有2或3个活着的细胞，则继续存活；如果周围8个格子中的活着的细胞数量少于2个或多于3个，则死亡；
如果该细胞现在是死的，并且周围8个格子中正好有3个活着的细胞，则细胞复活。
位于整个网格边缘和顶角的细胞，它的周围细胞可能少于8个。即越过网格的边界不再有细胞。
每个细胞的生死变化，都不会影响当前这一步周围的细胞，只会在下一步表现出来。
提示：课程中的代码与上一句描述不同。
输入格式:
首先输入两个正整数，范围为[3,102]，依次表示网格的宽度和高度。
然后输入多组正整数，依次表示一个活着的细胞的网格位置，每组数字中，第一个表示行号，第二个表示列号，均从0开始编号。
最后，以“-1 -1”表示不再有活着的细胞。-1 -1不是有效的位置。
然后，以一个正整数，范围为[1,10000]，表示要求细胞自动机执行的步数。
输出格式：
输出一个正整数，表示执行完毕后，剩下的活着的细胞的数量。
输入样例：
3 3
1 1 1 2 0 1 2 1
-1 -1
1
输出样例：
7
时间限制：500ms内存限制：32000kb
import java.util.Scanner;
public class CellMachine {
static Scanner in = new Scanner(System.in);
static int width = 0;// 宽度
static int height = 0;// 高度
static int[][] field_old;// 旧的网格
static int[][] field_new;// 新的网格
static int times;// 步数
public static void main(String[] args) {
// 首先输入两个正整数，范围为[3,102]，依次表示网格的宽度和高度。
width = in.nextInt();
height = in.nextInt();
// 初始化数组
initial();
// 然后，以一个正整数，范围为[1,10000]，表示要求细胞自动机执行的步数。
times = in.nextInt();
// 细胞自动机执行
run(times);
System.out.println(count(field_old));// 输出一个正整数，表示执行完毕后，剩下的活着的细胞的数量。
}
// 初始化数组
public static void initial() {
field_old = new int[height][width];
field_new = new int[height][width];
for (int i = 0; i < field_old.length; i++) {
for (int j = 0; j < field_old[i].length; j++) {
field_old[i][j] = 0;
field_new[i][j] = 0;
}
}
// 然后输入多组正整数，依次表示一个活着的细胞的网格位置，每组数字中，第一个表示行号，第二个表示列号，均从0开始编号。
while (true) {
int i = in.nextInt();
int j = in.nextInt();
if (i == -1 && j == -1) {
break;// 最后，以“-1 -1”表示不再有活着的细胞。-1 -1不是有效的位置。
}
field_old[i][j] = 1;
field_new[i][j] = 1;
}
}
// 细胞自动机执行
public static void run(int times) {
int number = 0;
for (int i = 0; i < times; i++) {
for (int j = 0; j < field_old.length; j++) {
for (int k = 0; k < field_old[j].length; k++) {
number = getNeighbour(j, k);// 计算周围活着的细胞
if (field_old[j][k] == 1 && (number == 2 || number == 3)) {
field_new[j][k] = 1;
} else {
field_new[j][k] = 0;
}
if (field_old[j][k] == 0 && number == 3) {
field_new[j][k] = 1;
}
}
}
for (int j = 0; j < field_new.length; j++) {
for (int k = 0; k < field_new[j].length; k++) {
field_old[j][k] = field_new[j][k];// 把新的复制到旧的
}
}
}
}
// 计算周围活着的细胞
public static int getNeighbour(int i, int j) {
int number = 0;
if (i == 0 && j == 0) {// 左上角
number = field_old[i][j + 1] + field_old[i + 1][j + 1] + field_old[i + 1][j];
} else if (i == 0 && j == width - 1) {// 右上角
number = field_old[i][j - 1] + field_old[i + 1][j - 1] + field_old[i + 1][j];
} else if (i == height - 1 && j == 0) {// 左下角
number = field_old[i - 1][j] + field_old[i - 1][j + 1] + field_old[i][j + 1];
} else if (i == height - 1 && j == width - 1) {// 右下角
number = field_old[i - 1][j] + field_old[i - 1][j - 1] + field_old[i][j - 1];
} else if (i == 0) {// 首行其他
number = field_old[i][j - 1] + field_old[i + 1][j - 1] + field_old[i + 1][j] + field_old[i + 1][j + 1]
+ field_old[i][j + 1];
} else if (i == height - 1) {// 末行其他
number = field_old[i][j - 1] + field_old[i - 1][j - 1] + field_old[i - 1][j] + field_old[i - 1][j + 1]
+ field_old[i][j + 1];
} else if (j == 0) {// 最左其他
number = field_old[i - 1][j] + field_old[i - 1][j + 1] + field_old[i][j + 1] + field_old[i + 1][j + 1]
+ field_old[i + 1][j];
} else if (j == width - 1) {// 最右其他
number = field_old[i - 1][j] + field_old[i - 1][j - 1] + field_old[i][j - 1] + field_old[i + 1][j - 1]
+ field_old[i + 1][j];
} else {// 其他
number = field_old[i - 1][j - 1] + field_old[i - 1][j] + field_old[i - 1][j + 1] + field_old[i][j + 1]
+ field_old[i + 1][j + 1] + field_old[i + 1][j] + field_old[i + 1][j - 1] + field_old[i][j - 1];
}
return number;
}
// 剩下的活着的细胞的数量
public static int count(int[][] field) {
int number = 0;
for (int i = 0; i < field.length; i++) {
for (int j = 0; j < field[i].length; j++) {
if (field[i][j] == 1) {
number++;
}
}
}
return number;
}
}
