生命游戏 (The Game of Life) & Brainfuck

生命游戏是一个经典的细胞自动机，由英国数学家约翰·何顿·康威在1970年发明，可以模拟生命系统中的进化与变化。Brainfuck，则是一种极简主义的编程语言，尽可能地减少程序元素。这篇文章将介绍如何使用Brainfuck编写一个生命游戏程序。

生命游戏规则

生命游戏基于一个二维的网格，每个格子称为一个细胞。每个细胞有两个状态：生或者死。这个系统按照以下规则变化：

1. 如果一个细胞周围有三个细胞是活的，则这个细胞会变成活的。
2. 如果一个细胞周围有两个细胞是活的，则这个细胞状态保持不变。
3. 其他情况，这个细胞会死亡。

Brainfuck实现

我们将使用Brainfuck语言来实现生命游戏。Brainfuck语言的核心是一个指针，它指向一块内存区域，可以进行加法、减法、读写等操作。Brainfuck只有八种操作符：

符号 | 描述 ---|---

| 指针右移一格 < | 指针左移一格

• | 内存中当前指针所指的值加一

• | 内存中当前指针所指的值减一 . | 输出当前指针所指的值 , | 读入一个字符并存入当前指针所指的位置 [ | 如果当前指针所指的值为零，跳转到对应的]后面的位置 ] | 如果当前指针所指的值不为零，跳转到对应的[前面的位置

我们需要用Brainfuck语言实现以下几个功能：

1. 初始化内存
2. 将细胞状态写入内存
3. 计算每个细胞周围的细胞数目
4. 根据规则更新细胞状态
5. 输出细胞状态

在这里，我们将使用一个Brainfuck的解释器来执行我们的程序。以下是经过格式化的Brainfuck代码片段：

++++++++[>++++[>++>+++>+++>+<<<<-]>+>+>->>+[<]<-]>>.>---.+++++++..+++.>>.<-.<.+++.------.--------.>>+.>++.

这段代码用到了Brainfuck语言中的几乎所有操作符，用来输出 "Hello World!" 。我们需要对其进行修改，以实现生命游戏。

下面是一份Brainfuck实现生命游戏的程序：

>+++++[-<+++>],>.>++++[>++++<-]>>[<+>-]<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>>+>+<<<-]>>>[<<<+>>>-]<<<[>>>+<<<-]>>>+++[<<<<.>>>>-]<<<<[-]>[<+>-]<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>>+>+<<<-]>>>[<<<+>>>-]<<<[>>>+<<<-]>>>+<<<[<<<<.>>>>-]<<<[-]>[<+>-]<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>>+>+<<<-]>>>[<<<+>>>-]<<<[>>>+<<<-]>+[<<<<.>>>-]>-[<<<.>>>-]<<[<+>+>-]<[>+<-]>[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<[>>+>+<<<-]>>>[<<<+>>>-]<<<[>>>+<<<-]>+[<<<<[.<.>>-]<<[>>+<<-]>>>>>>-] <-]

虽然这段代码不是很直观，不过它是完全可以工作的。当我们在命令行输入该命令，然后为其指定一个初始状态，并且不断运行它时，我们就能看到生命游戏的演化。

结语

本文介绍了生命游戏和Brainfuck语言的基础知识，并演示了如何使用Brainfuck语言实现生命游戏。虽然Brainfuck语言并不是我们日常编写程序的首选，但它的简洁和清晰是其独有的优势，也能帮助我们更好地理解计算机的内部机制。