Mathesis Wiki

Was wir heute gemacht:

- neue Anfangskonfigurationen genereriert: jetzt können Bilder und Datein eingelesen in Modus 3 und 4

Game of life:

import random
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
from math import floor, ceil
import time

# Größe der Matrix
# Die Matrix wird zufällig mit Nullen und Einsen gefüllt


def Tripleeinheitsmatrix(zeilen,spalten):
    tem = np.zeros ((zeilen,spalten))
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if i==j:
                tem[(i,j)] = 1
            else:
                tem[(i,j)] = 0
                
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if i==(j+1):
                tem[(i,j)] = 1
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if j==(i+1):
                tem[(i,j)] = 1
                
    tem[0,tem.shape[1]-1] = 1
    tem[tem.shape[1]-1,0] = 1
           
    return tem
                

def BerechneAnzahlNachbarn(zustand):
    z = np.dot(tem, zustand)       
    k = np.dot(z, tem)
    anzahlNachbarn = k - zustand
        
    return anzahlNachbarn


def BerechneNeuenZustand(zustand, anzahlNachbarn):
    #Ursprungszelle Tod + genau 3 lebende Nachbarn = lebend
    #Ursprungszelle Lebend + genau 1 lebenden Nachbarn = tot
    #Ursprungszelle Lebend + 2 o. 3 Nachbarn = lebend
    #Ursprungszelle lebend + 4 oder mehr Nachbarn = tot
    
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if zustand[(i,j)] == 1 and (anzahlNachbarn[(i,j)] in range(2) or anzahlNachbarn[(i,j)] in range(4,9)):
                zustand[(i,j)]=0
            elif zustand[(i,j)] == 0 and anzahlNachbarn[(i,j)]==3:
                zustand[(i,j)]=1
                    
    return zustand

def Schritt():
    global zustand

    start_time = time.time()
    anzahlNachbarn = BerechneAnzahlNachbarn(zustand)
    print('Berechne Nachbarn:', time.time() - start_time)
    
    start_time = time.time()
    ergebnis = BerechneNeuenZustand(zustand, anzahlNachbarn)
    print('Berechne neuen Zustand:', time.time() - start_time)

    return ergebnis
                
def Wiederhole(t):
    for i in range(t):
        Schritt()

def MachQuadrat(pixel):
    breite = pixel.shape[0]
    hoehe = pixel.shape[1]
    size = max(breite, hoehe)

    links = floor((size - breite) / 2)
    rechts = ceil((size - breite) / 2)
    oben = floor((size - hoehe) / 2)
    unten = ceil((size - hoehe) / 2)

    pad_width = ((links, rechts), (oben, unten))
    pixel = np.pad(pixel, pad_width, mode='constant', constant_values=0)
    return pixel

#t= int(input('Gib die Zeitschritte ein: '))
def Initialisiere():
    global zustand, tem, zeilen, spalten

    modus =  int(input('Gib den Modus 1, 2, 3 oder 4 ein:  '))

    if modus==1 or modus==2:
        spalten = zeilen = int(input('Gib die Anzahl der Zeilen/Spalten ein: '))

    #zustand = np.zeros
    if modus==1:
        zustand = np.round(np.random.random((zeilen,spalten))).astype(int)
    
    elif modus==2:
        zustand=np.zeros((zeilen,spalten))
        for i in range(0,zeilen):
            for j in range (0,spalten):
                if j%2==0:
                    zustand[(i,j)]=0
                else:
                    zustand[(i,j)]=1
    
        if zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]==0:
            zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]=1
            zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]=1
            
        else:
            zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]=0
            zustand[(int((zeilen/2)+1),int(spalten/2))]=0
    
    elif modus==3:
        DateiName = input('was willste oeffnen? ')
        Datei = open(DateiName)
    
        DateiAlsListe = []
        for line in Datei:
            DateiAlsListe.append([int(c) for c in list(line.rstrip())])
        DateiAlsMatrix = np.array(DateiAlsListe)
        
        zustand = MachQuadrat(DateiAlsMatrix)
        zeilen = spalten = zustand.shape[0]
        
    elif modus==4:
        dateiname = input('Gib den Bildpfad ein: ')
        bild = Image.open(dateiname)
        bild = bild.convert('1')
        bild.thumbnail((500,500))

        pixel = np.array(bild)

        zustand = MachQuadrat(pixel)
        zeilen = spalten = zustand.shape[0]

    tem = Tripleeinheitsmatrix(zeilen, spalten)
#Wiederholungen(t)

Ausführungsdatei:

import GameOfLife as gol
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib import animation
import random
import time

def animate(e):
    im.set_array(gol.zustand)
    gol.Schritt()
    return im,

gol.Initialisiere()

#fig = plt.figure(figsize=(1920,1080), dpi=1, frameon=False)
fig = plt.figure()



#fig position ändern




plt.axis('off')

#figure(num=None, figsize=(8, 6), dpi=80, facecolor='w', edgecolor='k')
#plt.figure(figsize=(1,1)) 
im = plt.imshow(gol.zustand, animated=True, cmap=plt.get_cmap('gray'))

anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, interval=200)
#blit ist boese
#
# fuer mint gruen cmap=YlGn
plt.show()