细胞分裂游戏

bikkuri

我们用以下4个字符/字符串来表示细胞的生命周期：
o -> 0 -> 8 -> oo
幼年期 -> 成年期 -> 分裂期 -> 两个幼体
以一秒代表一年，其中在各个生命周期中的细胞在一年中可能的变化如下：
幼年期：
1/10的概率死亡 o -> .
4/5的概率长大 o -> 0
1/10的概率不变 o -> o
成年期：
1/10的概率死亡 0 -> .
4/5的概率分裂 0 -> 8
1/10的概率不变 0 -> 0
分裂期：
1/10的概率死亡 8 -> .
4/5的概率分裂成功 8 -> oo
1/10的概率单个死亡 8 -> o.
死亡后的.在下一年中仍保留但不做任何变化。
请用shell写一个细胞分裂的世代推演脚本，每秒产生一行输出，直到第100行或者全部细胞死亡，并计算出各世代中各生命状态包括死亡的细胞的数量。
[1]        o
[2]        0
[3]        8
[4]        oo
[5]        o0
[6]        08
[7]        8oo
...
[100]        0oo8o.80..8.oo0.8oo
---------------------------
        [.]        [o]        [0]        [8]        [.o08]
[1]:        0        1        0        0        1
[2]:        0        0        1        0        1
[3]:        0        0        0        1        1
[4]:        0        2        0        0        2
[5]:        0        1        1        0        2
[6]:        0        0        1        1        2
[7]:        0        1        1        1        3
...
[100]:        5        7        3        4        20

haokoo

这个严重烧脑汁，收藏一下，看哪位大神出手。

yinyuemi

回复 1# bikkuri

1. awk 'BEGIN{srand();b["o-1"]=".";b["o-2"]="0";b["o-3"]="o";b["0-1"]=".";b["0-2"]="8";b["0-3"]="0";b["8-1"]=".";b["8-2"]="oo";b["8-3"]="o.";p="o";while(i++<100){print i,p;t="";cmd="sleep 1";system(cmd);close(cmd);for(n=1;n<=split(p,x,"");n++){if(x[n]!="."){t=t b[x[n]"-"int(1+3*rand())];}else{t=t"."}};if(t~/^\.*$/){print i+1,t;exit};p=t}}'

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runintostar

回复 1# bikkuri
存活率低, 成长率更低.

1. #!/bin/sh
   
2. eve[0]='o'
   
3. eve[1]='0'
   
4. eve[2]='8'
   
5. eve[4]='.'
   
6. eve[5]='.'
   
7. eve[6]=''
   
8. c[0]=0
   
9. c[1]=6
   
10. expire=0
    
11. function division(){
    
12.     if [ ${c[$1]} -gt 3 ];then
    
13.         let c[$1]=c[$1]+1
    
14.         return 0
    
15.     fi
    
16.     case `expr $RANDOM % 3` in
    
17.         0)
    
18.             c[$1]=4
    
19.             let expire=expire+1
    
20.             return 0
    
21.             ;;
    
22.         1)
    
23.             let c[$1]=c[$1]+1
    
24.             if [ ${c[$1]} -eq 3 ];then
    
25.                 c[$1]=0
    
26.                 c[$1+1]=0
    
27.             fi
    
28.             return 0
    
29.             ;;
    
30.         2)
    
31.             let c[$1]=c[$1]%2
    
32.             return 0
    
33.             ;;
    
34.         *)
    
35.             exit 1
    
36.             ;;
    
37.     esac
    
38. }
    
39. function output(){
    
40.     printf "%d\t" $1
    
41.     string=`printf "%d" ${c[@]}|sed "s/0/${eve[0]}/g;s/1/${eve[1]}/g;s/2/${eve[2]}/g;s/4/${eve[4]}/g;s/5/${eve[5]}/g;s/6/${eve[6]}/g"`
    
42.     printf "%s\n" "$string"
    
43.     return 0
    
44. }
    
45. function extract(){
    
46.     num=`printf "%d" ${c[@]}|sed 's/[^'"$1"']//g'`
    
47.     printf "%d" ${#num}
    
48.     return 0
    
49. }
    
50. function statistic(){
    
51.     printf '%s\n' "---------------------"
    
52.     printf "%c:\t%d\n" ${eve[4]} $expire
    
53.     printf "%c:\t%d\n" ${eve[0]} `extract 0`
    
54.     printf "%c:\t%d\n" ${eve[1]} `extract 1`
    
55.     printf "%c:\t%d\n" ${eve[2]} `extract 2`
    
56.     exit 0
    
57. }
    
58. function reorg(){
    
59.     printf "%d" ${c[@]}|grep '^6*>/dev/null&&statistic
    
60.     c=(`printf "%d" ${c[@]}|sed 's/6//g;s/[0-5]/& 6 /g'`)
    
61.     return 0
    
62. }
    
63. 
    
64. #Main
    
65. output 1
    
66. for i in `seq 2 100`
    
67. do
    
68. #    sleep 1
    
69.     max=`expr ${#c[@]} - 1`
    
70.     for j in `seq 0 2 $max`
    
71.     do
    
72.         division $j
    
73.     done
    
74.     reorg
    
75.     output $i
    
76. done
    
77. statistic

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yestreenstars

原来一个细胞想存活下来并分裂是那么不容易的~

1. #!/usr/bin/perl
   
2. use 5.010;
   
3. my $cell = "o";
   
4. my $count = 0;
   
5. while ( $count < 100 ) {
   
6.         my @cells = $cell =~ /./g;
   
7.         for my $i ( 0 .. $#cells ) {
   
8.                 given ( rand() ) {
   
9.                         when ( $_ < 1/3 ) { $cells[$i] = "." }
   
10.                         when ( $_ < 2/3 ) { $cells[$i] = "o." if $cells[$i] eq "8" }
    
11.                         default {
    
12.                                 given ( $cells[$i] ) {
    
13.                                         when ( "o" ) { $cells[$i] = "0" }
    
14.                                         when ( "0" ) { $cells[$i] = "8" }
    
15.                                         when ( "8" ) { $cells[$i] = "oo" }
    
16.                                 }
    
17.                         }
    
18.                 }
    
19.         }
    
20.         $cell = join "", @cells;
    
21.         say join "\t", ++$count, $cell;
    
22.         $cell =~ /^\.+$/ && exit;
    
23.         sleep 1;
    
24. }

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bikkuri

谢谢大家的回复。
看来死亡率是设置得太高了，而成长率则显得太低了，所以细胞还来不及成长及分裂就死光了。
假如我们把死亡率降低到1/5，而成长率提高到3/5再看看？
大家的脚本都很精彩，但是能把后面一个要求也实现吗？
即在世代推演结束后计算出各世代中各生命状态包括死亡的细胞的数量。
谢谢。

bikkuri

在您的代码基础上稍微做了下修改：

1. 
   
2. awk 'BEGIN{srand();b["o-1"]=".";b["o-2"]="0";b["o-3"]="o";b["0-1"]=".";b["0-2"]="8";b["0-3"]="0";b["8-1"]=".";b["8-2"]="oo";b["8-3"]="o.";p="o";while(i++<100){print i,p;t="";cmd="sleep 1";system(cmd);close(cmd);for(n=1;n<=split(p,x,"");n++){if(x[n]!="."){t=t b[x[n]"-"int(sqrt(1+5*rand()))+1];}else{t=t"."}};if(t~/^\.*$/){print i+1,t;exit};p=t}}'
   

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现在应该不会出现全部细胞死亡的情况了。
但是。。。但是。。。但是。。。
到第45代左右细胞数量猛增。。。
在我的busybox上第50代的时候运行速度就很慢了。。。
到Linux上第70代以后运行速度也很慢了。。。
不过满屏幕都是.o08。。。好壮观！
所以为了避免世代80和88和细胞的输出混淆，希望在世代编号前后加括号[]。
比如：
[1] o
[2] 8
[3] oo
在linux上计算第90代需要3分钟，目测等到算完第100代至少还要半个多小时。。。
到第92代已经有20695个细胞了。。。但是活细胞和死细胞的数量不明。。。

1. [test@hp:~]$ sed -n 92p cell.txt |wc
   
2.       1       2   20698

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呼~第93代。。。

1. [test@hp:~]$ sed -n 93p cell.txt |wc
   
2.       1       2   23110

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第94代。。。

1. [test@hp:~]$ sed -n 94p cell.txt |wc
   
2.       1       2   25764

复制代码

第95代花了10分钟。。。

1. [test@hp:~]$ sed -n 95p cell.txt |wc
   
2.       1       2   28808

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仔细想了一下，int(sqrt(1+5*rand()))+1好像不对，应该是int(sqrt(5*rand()))+1，算了，睡了。。。明天早上再来看结果。。。
int(sqrt(1+5*rand()))+1的话，死亡率/成长率/不变率实际上是0，1/5，4/5。
也就是说，不论是幼体细胞还是成体细胞都不会死，而细胞分裂的时候单个死亡率非常高，几乎是只要分裂必死一个。
这好象也不太符合实际情况。
但是刚才又试了一下int(sqrt(5*rand()))+1，即死亡率/成长率/不变率为1/5，3/5，1/5，还是很快就全部死光了。看来1/5的死亡率还是太高了。
等下再试试1/100，81/100，18/100。不过目测这个比例产生的细胞数会比昨天晚上的更多。
回复 3# yinyuemi


   

rdcwayx

看了一下大家的思路，这个题有没可能按照3进制来计算。 三个状态，幼年期，成年期，分裂期 分别为 0，1，2 ，死亡为特殊状态。不变就是加零，分裂或成长就是加一。

yestreenstars

回复 7# bikkuri

你这脚本的死亡率应该不是1/5吧，我把我那脚本改为1/5，死亡率依旧很高，改成1/10才能存活到第100年~
   

bikkuri

死亡率/成长率/不变率分别为0.1/0.8/0.1的版本：

1. awk 'BEGIN{srand();b["o-1"]=".";b["o-2"]="0";b["o-3"]="o";b["0-1"]=".";b["0-2"]="8";b["0-3"]="0";b["8-1"]=".";b["8-2"]="oo";b["8-3"]="o.";p="o";while(i++<100){print i,p;t="";cmd="sleep 1";system(cmd);close(cmd);for(n=1;n<=split(p,x,"");n++){if(x[n]!="."){r=rand();if(r<0.1){j=1}else if(r<0.9){j=2}else{j=3};t=t b[x[n]"-"j];}else{t=t"."}};if(t~/^\.*$/){print i+1,t;exit};p=t}}'

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感觉这个比率输出的图形比昨天晚上的有规律多了。。。
另外有谁能把各世代中各生命状态包括死亡的细胞的数量算出来啊。。。