c - 优化康威的人生游戏

Question

我正在努力加快 Conway 的 Game of Life。现在，代码查看一个单元格，然后将该点周围的 3x3 区域相加，然后减去我们正在查看的点的值。这是执行此操作的函数:

static int neighbors2 (board b, int i, int j)
{
    int n = 0;
    int i_left = max(0,i-1);
    int i_right  = min(HEIGHT, i+2);

    int j_left = max(0,j-1);
    int j_right  = min(WIDTH, j+2);
    int ii, jj;

    for (jj = j_left; jj < j_right; ++jj) {
        for (ii = i_left; ii < i_right; ii++) {
            n += b[ii][jj];
        }
    }

    return n - b[i][j];
}

下面是我一直试图用来一次遍历片段的代码:

//Iterates through the first row of the 3x3 area
static int first_row(board b, int i, int j) {
    int f = 0;
    int i_left = max(0,i-1);

    int j_left = max(0,j-1);
    int j_right  = min(WIDTH, j+2);
    int jj;

    for (jj = j_left; jj < j_right; ++jj) {
        f += b[i_left][jj];
    }

    return f;
}

//Iterates and adds up the second row of the 3x3 area
static int second_row(board b, int i, int j) {
    int g = 0;
    int i_right  = min(HEIGHT, i+2);

    int j_left = max(0,j-1);
    int j_right  = min(WIDTH, j+2);
    int jj;

    if (i_right != i) {
        for (jj = j_left; jj < j_right; ++jj) {
            g += b[i][jj];
        }
    }

    return g;
}

//iterates and adds up the third row of the 3x3 area.
static int third_row(board b, int i, int j) {
    int h = 0;
    int i_right  = min(HEIGHT, i+2);

    int j_left = max(0,j-1);
    int j_right  = min(WIDTH, j+2);
    int jj;

    for (jj = j_left; jj < j_right; ++jj) {
        h += b[i_right][jj];
    }

    return h;
}

//adds up the surrounding spots
//subtracts the spot we're looking at.
static int addUp(board b, int i, int j) {
    int n = first_row(b, i, j) + second_row(b, i, j) + third_row(b, i, j);
    return n - b[i][j];
}

但是，由于某种原因，它不起作用。我不知道为什么。

注意事项:

1. 有时 i == i_right，所以我们不想将一行相加两次。
   
2. 这三个函数应该在不同的部分中执行与 neighbors2 完全相同的操作。
   
3. min 和 max 是为我预制的函数。
   
4. 有时 j == j_right，所以我们不想将某项相加两次。不过，我非常有信心循环会解决这个问题。
   
5. 感谢提示和需要考虑的事项。
   

谢谢大家。我已经为此工作了几个小时，但不知道出了什么问题。看起来它应该可以工作，但我总是在董事会中的随机位置得到不正确的解决方案。

Answer 1

在 neighbors2 中，您设置了 i_left 和 i_right 以便将它们限制在网格的行中。如果当前单元格位于顶行或底行，则只循环遍历两行而不是 3 行。

在 first_row() 和 last_row() 中，您还将其限制为网格的行。但结果是这些函数会将单元格添加到与当前单元格相同的行中，这就是 second_row 所做的。因此，您最终将这些行添加了两次。

当 i = 0 时你不应该调用 first_row()，当 时你不应该调用 third_row()我 == 高度。

static int addUp(board b, int i, int j) {
    int n = (i == 0 ? 0 : first_row(b, i, j)) + 
            second_row(b, i, j) + 
            (i == HEIGHT ? 0 : third_row(b, i, j));
    return n - b[i][j];
}

另一种选择是在函数本身中进行检查:

function first_row((board b, int i, int j) {
    if (i == 0) {
        return 0;
    }
    int f = 0;
    int j_left = max(0,j-1);
    int j_right  = min(WIDTH, j+2);
    int jj;

    for (jj = j_left; jj < j_right; ++jj) {
        f += b[i][jj];
    }

    return f;
}    

third_row() 也类似。但是在调用者中这样做可以节省函数调用的开销。

顺便说一句，你的变量名很困惑。所有 i 变量都是针对行的，行是从上到下，而不是从左到右。