canvasでライフゲーム

めっきり更新ができていないふきのとうです。

ふと「Canvasを使ってみたい」と思い立ち何かいいネタはないかと考えたのですが、これといって思いつかないためライフゲームを作ってみることにします。
今回は単純にルールに従って動作させてみます。次回以降、START / STOPボタンなどの追加、速度調整機能などを追加していきたいと思います。

デモ

今回の完成形はこんな感じ。
デモページ

コーディング

HTML

シンプルにcanvasタグだけあればOKです。

<canvas id="canvas" width="400" height="400" style="border: solid 1px #999;"></canvas>

Javascript

jQuery(function($) {
    var WIDTH = 80;
    var HEIGHT = WIDTH;
    var SIZE = 5;

    var field;
    var canvas;

    var Field = function(width, height){
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.field;
        this.init();
    };
    Field.prototype = {
        init: function(){
            this.field = [];
            for (var y = 0; y < this.height; y++) {
                this.field&#91;y&#93; = &#91;&#93;;
                for (var x = 0; x < this.width; x++) {
                    this.set(x, y, null);
                }
            }
        },
        randomize: function(){
            for (var y = 0; y < this.height; y++) {
                for (var x = 0; x < this.width; x++) {
                    var val = random(1, 10) == 1 ? 1 : 0;
                    this.set(x, y, val);
                }
            }
        },
        next: function(){
            this.active = 0;
            var tempField = $.extend(true, {}, this.field);
            for (var y = 0; y < this.height; y++) {
                for (var x = 0; x < this.width; x++) {
                    var n = this.neighbor(x, y, tempField);
                    var val = this.fate(tempField&#91;y&#93;&#91;x&#93;, n);
                    this.set(x, y, val);
                }
            }
        },
        neighbor: function(x, y, field) {
            var n = 0;
            for (var s = -1; s < 2; s++) {
                if (y + s < 0 || y + s > this.height - 1) {
                    continue;
                }
                for (var t = -1; t < 2; t++) {
                    if (s == 0 && t == 0) {
                        continue;
                    }
                    if (x + t < 0 || x + t > this.width - 1) {
                        continue;
                    }
                    if (field[y + s][x + t] == 1) {
                        n++;
                    }
                }
            }
            return n;
        },
        fate: function(mine, neighbor){
            // 生存
            if (mine == 1 && (neighbor == 2 || neighbor == 3)) {
                return 1;
            }
            // 誕生
            if (mine == 0 && neighbor == 3) {
                return 1;
            }
            // 過疎, 過密
            return 0;
        },
        val: function(x, y){
            return this.field[y][x];
        },
        set: function(x, y, v){
            this.field[y][x] = v;
        }
    };

    var Canvas = function(ctx, field, size) {
        this.ctx = ctx;
        this.field = field;
        this.size = size;
    };
    Canvas.prototype = {
        clear: function(){
            this.ctx.clearRect(0, 0, this.field.width * this.size, this.field.height * this.size);
        },
        draw: function() {
            this.clear();
            this.ctx.fillStyle = 'rgb(0, 0, 0)';
            for (var y = 0; y < this.field.height; y++) {
                for (var x = 0; x < this.field.width; x++) {
                    if (this.field.val(x, y) == 0) {
                        continue;
                    }
                    this.ctx.fillRect(x * this.size, y * this.size, this.size, this.size);
                }
            }
        }
    };

    var init = function() {
        var $canvas = $("#canvas");
        var ctx = $canvas.get(0).getContext('2d');

        field = new Field(WIDTH, HEIGHT);
        field.randomize();

        canvas = new Canvas(ctx, field, SIZE);
    };

    var draw = function() {
        canvas.draw();
    };

    var lifegame = function() {
        field.next();
        draw();
    }

    var random = function(min, max) {
        return min + Math.floor(Math.random() * (max + 1));
    };

    init();
    draw();
    setInterval(lifegame, 100);
});
&#91;/code&#93;

<h2>簡単な説明</h2>
Javascriptの簡単な説明をつけておきます。
<h3>Javascriptの実行</h3>
これはDOMへのアクセス準備ができた段階で実行するための方法で、<code>$</code>がコンフリクトを起こさないようにもするためですね。

jQuery(function($) {
    いろいろな処理
});

変数について

5つの変数を宣言します。

var WIDTH = 80; // 横のセル数
var HEIGHT = WIDTH; // 縦のセル数
var SIZE = 5; // セルサイズ

var field; // 各セルの状態管理用
var canvas; // canvas制御用

メソッドについて

メソッドは3つ。

  • init:初期化処理(各オブジェクトの初期化など)
  • draw:描画処理の呼び出し
  • random:指定された範囲内で乱数を返す

Fieldオブジェクト

メンバ変数

オブジェクトのメンバ変数は3つ。

this.width = width; // 横のセル数
this.height = height; // 縦のセル数
this.field; // 各ドットの状態保持配列

prototype(内部メソッド)

prototype(内部メソッド)として7つ。

  • init:Filedの初期化処理
  • randomize:fieldをランダムに設定する
  • next:次の状態に遷移させる
  • neighbor:8近傍のうちactiveなセルの数を返す
  • fate:生死判定
  • val:fieldから状態を返す
  • set:fieldに状態を設定する

Canvas

メンバ変数

オブジェクトのメンバ変数は3つ。

this.ctx = ctx; // canvasのコンテキスト
this.field = field; // Fieldオブジェクト
this.size = size; // セルサイズ

prototype(内部メソッド)

prototype(内部メソッド)として2つ。

  • clear:canvasエリアのクリア
  • draw:fieldをもとにcanvasエリアに描画

ライフゲームの実行

setInterval(lifegame, 100);

setIntervalを利用してlifegameメソッドを100ms間隔で繰り返し実行します。

lifegameを1回だけ実行することでステップ実行が実現できます。
100を変更することで、実行スピードの調整ができます。
次回はこのあたりの作りこみをしてみます。

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