DouKaku?beta

challenge ラングトンのアリの描画

ラングトンのアリを描画してください。ラングトンのアリは、以下のような動きをする、セル・オートマトンです。(Wikipediaより引用)
- 黒いマスにアリがいた場合、90°右に方向転換し、そのマスの色を反転させ、1マス前進する。
- 白いマスにアリがいた場合、90°左に方向転換し、そのマスの色を反転させ、1マス前進する。
詳しくはWikipedia等で調べるか、参考ページに拙作のデモがありますのでご覧下さい。

see: JavaScriptでラングトンの蟻 

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<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html lang="ja">
<head>
       <meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8">
       <meta http-equiv="content-script-type" content="text/javascript">
       <meta http-equiv="content-style-type" content="text/css">
       <title>ラングトンの蟻</title>
<style type="text/css">
#canvas{
       border: 1px solid #999;
       width: 300px;
       height: 300px;
}
#canvas div{
       width: 3px;
       height: 3px;
       float: left;
}
</style>
<script>
var earth = [];
var WORLD_SIZE = 100;
var lang_ant;

function Ant(){}
Ant.prototype = {
    age : 0,
    ageDisplay : undefined,
    id : undefined,
    speed: 200,
    direction: [0,-1],//向き。x軸 y軸。最初は上に動く
    position: [60,40],//初期位置
    world: [],
    start: function(){
        var self = this;
        this.id = setInterval(function(){self.move()}, 1000/this.speed);
    },
    move: function(){
        this.ageDisplay.innerHTML = ++this.age;
        this.moveNextCell();
        var cell = this.getCellInfo();
        var color = cell.getAndToggleColor();
        this.setNextDirection(color);
    },
    moveNextCell: function(){
        this.position[0] += this.direction[0];
        this.position[1] += this.direction[1];
        if(this.position[0] < 0 || this.position[1] < 0 ||
           this.position[0] >= WORLD_SIZE || this.position[1] >= WORLD_SIZE){
            clearInterval(this.id);
            this.die();
        }
    },
    getCellInfo: function(){
        var idx = this.position[0] + this.position[1] * WORLD_SIZE;
        return this.world[idx];
    },
    setNextDirection: function(bool){//colorがfalse(白)なら右へ、true(黒)なら左へ転回
        if(bool){//黒
            var tmp = this.direction[0];
            this.direction[0] = this.direction[1];
            this.direction[1] = -tmp;
        }
        else{//白
            var tmp = this.direction[0];
            this.direction[0] = -this.direction[1];
            this.direction[1] = tmp;
        }
    },
    die: function(){
        alert('Langton\'s ant is dead.');
        throw true;
    }
};

function Cell(elm){
    this.elm = elm;
}
Cell.prototype = {
    elm: undefined,
    color: false, //colorは2値なのでbooleanで表す
    colorList: ['#FFF','#000'],
    getAndToggleColor: function(){
        this.color = !this.color;
        var i = this.color ? 1 : 0;
        this.elm.style.backgroundColor = this.colorList[i];
        return !this.color;
    }
}
window.onload = function(){
    var canvas = document.getElementById('canvas');
    var div = '<div></div>';
    var inner_canvas = "";
    for(var i=0; i< WORLD_SIZE*WORLD_SIZE; i++){
        inner_canvas += div;
    }
    canvas.innerHTML = inner_canvas;
    
    var cells = canvas.childNodes;
    for(var i=0; i<cells.length; i++){//世界の誕生
        earth[i] = new Cell(cells[i]);
    }
    lang_ant = new Ant();//蟻の誕生
    lang_ant.world = earth;//地球に降り立つ
    lang_ant.ageDisplay = document.getElementById('step');
    
    document.getElementById('run').disabled = false;
}
</script>
</head>
<body>
<p><input type="button" value="run" onclick="lang_ant.start();this.disabled=true;" id="run" disabled="disabled">　<span id="step"></span>
　<input type="button" value="stop &amp; refresh" onclick="location.reload();"></p>
<div id="canvas"></div>
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Posted feedbacks - Other

Excel VBAにて、ごくシンプルに。

Excelを以下のように調整すると、実行結果が見やすくなります。

  • 行の高さと列の幅を調整して、全てのセルを正方形にする。
  • 表示倍率を小さくして、なるべく多くのセルが画面内に収まるようにする 
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Option Explicit

'// [定数] 蟻の方向
Const DIR_UP = 0        '上向き
Const DIR_RIGHT = 1     '右向き
Const DIR_DOWN = 2      '下向き
Const DIR_LEFT = 3      '左向き

'// [定数] 色
Const COLOR_WHITE = &HFFFFFF    '白
Const COLOR_BLACK = &H0         '黒

'// ラングトンの蟻
Sub Langtons_ant()
    Dim r_Ant As Long       '// 蟻の位置(行番号)
    Dim c_Ant As Long       '// 蟻の位置(行番号)
    Dim dir_Ant As Integer  '// 蟻の方向
    
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    ' 初期処理
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    
    '// 蟻の位置を決める。
    r_Ant = 50
    c_Ant = 50
    '// 蟻の方向を決める。
    dir_Ant = DIR_UP    '上向き
    
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    ' 主処理
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    
    '// 蟻がシート内にいる間、以下を繰り返す。
    Do While 0 < c_Ant And c_Ant <= Columns.Count _
            And 0 < r_Ant And r_Ant <= Rows.Count
    
        '// 蟻がいるマスの色による場合分け。
        If Cells(r_Ant, c_Ant).Interior.Color = COLOR_BLACK Then
            '// マスの色が黒:
            
            '// 蟻を90°右に方向転換する。
            dir_Ant = (dir_Ant + 1) Mod 4
            
            '// マスの色を白に変える。
            Cells(r_Ant, c_Ant).Interior.Color = COLOR_WHITE
        Else
            '// マスの色が白:
            
            '// 蟻を90°左に方向転換する。
            dir_Ant = (dir_Ant + 3) Mod 4
            
            '// マスの色を黒に変える。
            Cells(r_Ant, c_Ant).Interior.Color = COLOR_BLACK
        End If
        
        '// 蟻を一歩進める。
        Select Case dir_Ant
            Case DIR_UP
                '// 蟻が上向き:
                r_Ant = r_Ant - 1
            Case DIR_RIGHT
                '// 蟻が右向き:
                c_Ant = c_Ant + 1
            Case DIR_DOWN
                '// 蟻が下向き:
                r_Ant = r_Ant + 1
            Case DIR_LEFT
                '// 蟻が左向き:
                c_Ant = c_Ant - 1
        End Select
    Loop
End Sub

Excel VBAにて、複数の蟻が動くようにしました。(#9388の変更)

Excelを以下のように調整すると、実行結果が見やすくなります。

  • 行の高さと列の幅を調整して、全てのセルを正方形にする。
  • 表示倍率を小さくして、なるべく多くのセルが画面内に収まるようにする。 
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Option Explicit

'// [定数] 蟻の方向
Const DIR_UP = 0        '上向き
Const DIR_RIGHT = 1     '右向き
Const DIR_DOWN = 2      '下向き
Const DIR_LEFT = 3      '左向き

'// [定数] 色
Const COLOR_WHITE = &HFFFFFF    '白
Const COLOR_BLACK = &H0         '黒

'// [構造体] 蟻
Type typ_Ant
    r As Long       '// 蟻の位置(行番号)
    c As Long       '// 蟻の位置(列番号)
    dir As Long     '// 蟻の方向
    died As Boolean '// 死亡フラグ
End Type

'// ラングトンの蟻(複数版)
Sub Langtons_ant_s()

    Dim ants() As typ_Ant   '蟻
    Dim i As Integer        'インデックス
    Dim AllDied As Boolean  '全ての蟻が死亡したか？
    
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    ' 初期処理
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    
    '// 蟻の数を決める。
    ReDim ants(5)
    
    '// 蟻1匹目
    ants(0).r = 70
    ants(0).c = 100
    ants(0).dir = DIR_UP
    
    '// 蟻2匹目
    ants(1).r = 100
    ants(1).c = 100
    ants(1).dir = DIR_UP
    
    '// 蟻3匹目
    ants(2).r = 30
    ants(2).c = 120
    ants(2).dir = DIR_RIGHT
    
    '// 蟻4匹目
    ants(3).r = 40
    ants(3).c = 90
    ants(3).dir = DIR_DOWN
    
    '// 蟻5匹目
    ants(4).r = 40
    ants(4).c = 10
    ants(4).dir = DIR_LEFT
    
    '// 蟻6匹目
    ants(5).r = 70
    ants(5).c = 100
    ants(5).dir = DIR_UP
    
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    ' 主処理
    '////////////////////////////////////////////////////////////////////
    
    '// いずれかの蟻が生きている間、以下を繰り返す。
    Do While True
        AllDied = True
        For i = 0 To UBound(ants)
            If Not ants(i).died Then
                AllDied = False
                Exit For
            End If
        Next
        If AllDied Then
            '// 全ての蟻が死亡している。
            
            '// 処理を中断する。
            Exit Do
        End If
        
        '// 生きているすべての蟻について、以下を繰り返す。
        For i = 0 To UBound(ants)
            If Not ants(i).died Then
                
                '// 蟻がいるマスの色による場合分け。
                If Cells(ants(i).r, ants(i).c).Interior.Color = COLOR_BLACK Then
                    '// マスの色が黒:
                    
                    '// 蟻を90°右に方向転換する。
                    ants(i).dir = (ants(i).dir + 1) Mod 4
                    
                    '// マスの色を白に変える。
                    Cells(ants(i).r, ants(i).c).Interior.Color = COLOR_WHITE
                Else
                    '// マスの色が白:
                    
                    '// 蟻を90°左に方向転換する。
                    ants(i).dir = (ants(i).dir + 3) Mod 4
                    
                    '// マスの色を黒に変える。
                    Cells(ants(i).r, ants(i).c).Interior.Color = COLOR_BLACK
                End If
                
                '// 蟻を一歩進める。
                Select Case ants(i).dir
                    Case DIR_UP
                        '// 蟻が上向き:
                        ants(i).r = ants(i).r - 1
                    Case DIR_RIGHT
                        '// 蟻が右向き:
                        ants(i).c = ants(i).c + 1
                    Case DIR_DOWN
                        '// 蟻が下向き:
                        ants(i).r = ants(i).r + 1
                    Case DIR_LEFT
                        '// 蟻が左向き:
                        ants(i).c = ants(i).c - 1
                End Select
                
                '// 蟻がシート内にいることを確認する。
                If Not (0 < ants(i).c And ants(i).c <= Columns.Count _
                        And 0 < ants(i).r And ants(i).r <= Rows.Count) Then
                    '// シート内にいない:
        
                    '// 蟻の死亡フラグをオンにする。
                    ants(i).died = True
                End If
            
            End If
        Next
    Loop
End Sub


Tkで描画。
canvasを配置し、そこにドットを描く。
使うモジュールはTk, Tkclient。

メモ
・TKの使い方
・初期値つきの二次元配列の定義
・ドットの代わりにlineを使用している。メモリを沢山消費しているかも

see: A Descent into Limbo 

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implement d276;
# doukaku?276 Langton

include "sys.m";
    sys:Sys;
include "draw.m";
    draw: Draw;
include "tk.m";
    tk: Tk;
include "tkclient.m";
    tkclient: Tkclient;

d276: module {
    init: fn(ctxt: ref Draw->Context, argv: list of string);
};

init(ctxt: ref Draw->Context, argv: list of string)
{
    sys = load Sys Sys->PATH;
    sys->pctl(sys->NEWPGRP, nil);
    draw = load Draw Draw->PATH;
    tk = load Tk Tk->PATH;
    tkclient = load Tkclient Tkclient->PATH;

    # canvas size
    height := 128;
    width := 128;

    pixel := array [width] of { * => array [height] of { * => 0}}; # 2dimensional array
    curx := width/2;
    cury := height/2;
    dir := 0; # N: 0 E: 1 S: 2 W: 3

    tkclient->init();

    if(ctxt == nil)
        ctxt = tkclient->makedrawcontext();

    (win, wmctl) := tkclient->toplevel(ctxt, nil, "d276", 0);

    # create canvas
    tk->cmd(win, sys->sprint("canvas .b -width %d -height %d -background white",width , height));
    tk->cmd(win, "pack .b");
    tk->cmd(win, "update");
    
    tkclient->onscreen(win, nil);
    tkclient->startinput(win, "kbd"::"ptr"::nil);

    for(;;){
        # toggle pixel and turn
        color :=pixel[curx][cury];
        cstr : string;
        if(color){
            cstr = "white";
            color = 0;
            dir += 1;
            if(dir > 3) dir = 0;
        }else{
            cstr = "black";
            color = 1;
            dir -= 1;
            if(dir < 0) dir = 3;
        }
        pixel[curx][cury] = color;

        # Plot (using line)
        tk->cmd(win, sys->sprint(".b create line %d %d %d %d -fill %s", curx,cury, curx,cury,cstr));
        tk->cmd(win, "update");

        # update direction
        case dir{
            0 =>
                cury--;
            1 =>
                curx++;
            2 =>
                cury++;
            3 =>
                curx--;
        }

        # if it reaches edge, it stop
        if((curx < 0) || (curx >= width) || (cury < 0) || (cury >= height)){
            break;
        }

    }

    # Window event loop?
    for(;;) alt{
        s := <-win.ctxt.kbd =>
            tk->keyboard(win, s);
        s := <-win.ctxt.ptr =>
            tk->pointer(win, *s);
        s := <-win.ctxt.ctl or
        s = <-win.wreq or
        s = <-wmctl =>
            if(s == "exit")
                return;
    }
}

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