87  인생 게임 (Game of Life)

콘웨이의 인생 게임(Conway’s Game of Life)은 알고리즘 법칙을 따르는 단순한 세포들의 삶을 시뮬레이션하는 흥미로운 프로젝트입니다. 위키피디아의 알고리즘 규칙을 읽고 이를 코드로 구현해 보세요.

이 프로젝트는 2차원 그리드(Grid)를 다루고, 주변 상태를 기반으로 다음 상태를 결정하는 세포 자동자(Cellular Automaton)의 개념을 이해하는 데 아주 좋습니다. 그래픽 렌더링 기능을 추가하여 생명이 탄생하고 사라지는 신비로운 과정을 시각적으로 확인해 보세요.

87.1 주요 개발 포인트

• 2차원 그리드 상태 관리: 0(죽음)과 1(생존)로 이루어진 판(Board)을 구성합니다.
• 알고리즘 규칙 구현: 주변의 살아있는 이웃 세포 수에 따라 다음 세대의 상태를 결정합니다.
  • 이웃이 2개 미만이면 죽음 (고립)
  • 이웃이 2~3개면 생존
  • 이웃이 3개면 탄생 (죽었던 곳에서)
  • 이웃이 3개 초과면 죽음 (과밀)
• 시간 흐름 시뮬레이션: 매 초마다 전체 보드를 업데이트하며 세대 변화를 시각화합니다.
• 다양한 패턴 초기화: 글라이더(Glider), 고정 패턴(Still lifes), 진동자(Oscillators) 등 유명한 패턴을 불러오는 기능을 추가합니다.
• 인터랙티브 UI: 사용자가 마우스 클릭으로 세포를 직접 배치하고 시뮬레이션을 시작/정지할 수 있도록 합니다.

87.2 Python 구현 예시 (간단한 인생 게임 로직 시뮬레이션)

import copy
import time

def count_live_neighbors(grid, r, c):
    """
    특정 세포 주변의 살아있는 이웃 수를 세어 반환합니다.
    """
    rows = len(grid)
    cols = len(grid[0])
    count = 0
    
    for i in range(-1, 2):
        for j in range(-1, 2):
            if i == 0 and j == 0:
                continue
            
            nr, nc = r + i, c + j
            # 경계 검사 후 살아있는지 확인
            if 0 <= nr < rows and 0 <= nc < cols:
                count += grid[nr][nc]
    return count

def update_grid(grid):
    """
    전체 보드를 한 세대 업데이트합니다.
    """
    rows = len(grid)
    cols = len(grid[0])
    new_grid = copy.deepcopy(grid)
    
    for r in range(rows):
        for c in range(cols):
            neighbors = count_live_neighbors(grid, r, c)
            
            if grid[r][c] == 1:
                # 생존 규칙
                if neighbors < 2 or neighbors > 3:
                    new_grid[r][c] = 0
            else:
                # 탄생 규칙
                if neighbors == 3:
                    new_grid[r][c] = 1
    return new_grid

def print_grid(grid):
    """
    현재 그리드 상태를 텍스트로 출력합니다.
    """
    for row in grid:
        print("".join(["▣" if cell == 1 else "  " for cell in row]))
    print("-" * (len(grid[0]) * 2))

if __name__ == "__main__":
    # 10x10 보드 초기화 및 글라이더 패턴 배치
    size = 10
    board = [[0 for _ in range(size)] for _ in range(size)]
    board[1][2] = 1; board[2][3] = 1; board[3][1] = 1; board[3][2] = 1; board[3][3] = 1
    
    print("인생 게임 시뮬레이션 시작 (5세대)")
    for generation in range(5):
        print(f"세대: {generation + 1}")
        print_grid(board)
        board = update_grid(board)
        time.sleep(0.5)