Esercizio C - Evoluzione della specie

Un meccanismo biologico di evoluzione viene simulato supponendo che gli organismi che si considerano
occupino ciascuno una cella di una matrice di dimensioni pari a MAX righe e MAX colonne. Il meccanismo di
evoluzione è basato sulle seguenti regole che determinano il passaggio da una generazione alla successiva:
· un organismo sopravvive se nelle celle vicine ha 2 o 3 organismi viventi
· un organismo cessa di esistere se nelle celle vicine ha:
- 0 o 1 organismi viventi (solitudine) oppure
- da 4 a 8 organismi viventi (sovrappopolamento)
· un nuovo organismo nasce in una cella se nelle celle vicine coi sono 3 organismi viventi
Realizzare un pgm C in grado, a partire da una configurazione iniziale, di mostrare l'evoluzione della specie.

SPECIFICHE
1) Configurazione iniziale:
· Leggere da tastiera le coordinate dei soli elementi vivi.

Tabella di caratteri dove:
· Un asterisco indica la presenza di un organismo vivente
· Uno spazio indica assenza di vita

ESEMPIO
L'evoluzione di una specie risulta alquanto interessante dal punto di vista grafico. Sia l'input il seguente
(indicante la posizione dei soli elementi vivi)
2 1
2 2
2 3
-1 -1
L'evoluzione della popolazione di organismi risulta la seguente (in cui si è evidenziato il contorno della
matrice):
Configurazione Prima E così via …..
Iniziale generazione:
####### #######
# # # #
# # # * #
# *** # # * #
# # # * #
# # # #
####### #######

IPOTESI DI SOLUZIONE:
La soluzione prevede che in ciascun istante vengano memorizzate due generazioni della specie: la generazione
attuale e quella futura. Con il passaggio da una generazione a quella successiva la generazione futura diviene
quella attuale e una nuova generazione viene valutata. Questo meccanismo può essere realizzato mediante l'uso
di due matrici che contengono due generazioni successive e che si "scambino di ruolo" ad ogni iterazione. Una
soluzione particolarmente elegante può essere realizzata attraverso l'utilizzo di una matrice a tre dimensioni:
#define STATO 2
#define MAX 5
int vita [STATO][MAX][MAX]; //var globale

Una variabile (stato nel programma ) indica che la generazione attuale si trova nella matrice anteriore e quella
futura nella matrice posteriore ( se stato è uguale a 0) e la situazione inversa (se stato vale 1).
La matrice contiene 1 se l'organismo corrispondente è vivo, 0 altrimenti.
Un ulteriore problema è la determinazione del numero di organismi vicini ad un organismo dato. Tale valore
può essere individuato, a partire dall'organismo nell'elemento (i,j), indicando gli offset, cioè gli scostamenti, sui
due indici.
i-1,j-1 i-1,j i-1,j+1
i,j-1 i,j i,j+1
i+1,j-1 i+1,j i+1,j+1
Tali offset (-1,0,+1) possono essere memorizzati in una coppia di vettori.
#define DIREZIONI 8
int scostX [DIREZIONI] = { 0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1}; //var globale
int scostY [DIREZIONI] = { 1, 1 , 0, -1, -1, -1, 0, 1}; //var globale
int stato; //var booleana 0: stato attuale 1: stato futuro (locale alla funzione main())
Nel nostro caso quindi la var stato viene inizializzata a 0 (configurazione iniziale).
Individuazione dei sottopgm:
void insert(); //inserimento della configurazione iniziale
void visualizza(int stato); //visualizza una generazione (compresa la configurazione iniziale)
void aggiorna (int stato); // calcolo di una nuova generazione (sulla base degli elementi vicini
// e se la casella è viva o morta)
int vicini(int x,int y,int stato); // calcola il numero di vicini vivi all'elemento x,y
int viva(int x,int,y,int stato); //determina se una casella è viva: 1 viva, 0 morta
void azzera(int stato); // azzera la matrice relativa alla generazione futura
// preparandola a contenere nuovi dati
6
Il pgm quando termina?
Mai, ciclo infinito (di evoluzioni)
while(1)
{
…..
}