# [rlifesrc](https://github.com/AlephAlpha/rlifesrc) [![GitHub Workflow Status](https://img.shields.io/github/actions/workflow/status/AlephAlpha/rlifesrc/test.yml?branch=master)](https://github.com/AlephAlpha/rlifesrc/actions) [![Crates.io](https://img.shields.io/crates/v/rlifesrc)](https://crates.io/crates/rlifesrc) [![English](https://img.shields.io/badge/readme-English-brightgreen)](README_en.md) 试玩 Rust。尝试写一个生命游戏搜索工具。具体来说就是照抄 David Bell 写的 [lifesrc](https://github.com/DavidKinder/Xlife/tree/master/Xlife35/source/lifesearch) 和 Jason Summers 写的 [WinLifeSearch](https://github.com/jsummers/winlifesearch/)。其具体的算法可见 [Dean Hickerson 的说明](https://github.com/DavidKinder/Xlife/blob/master/Xlife35/source/lifesearch/ORIGIN)。 写得非常糟糕，和 WinLifeSearch 相比缺少很多功能，而且速度要慢很多，但支持更多规则。 支持 [Life-like](https://conwaylife.com/wiki/Totalistic_Life-like_cellular_automaton) 和 [non-totalistic](https://conwaylife.com/wiki/Non-isotropic_Life-like_cellular_automaton) 的规则，但后者比前者要略慢一些。也支持[六边形](https://conwaylife.com/wiki/Hexagonal_neighbourhood)以及[von Neumann 邻域](https://conwaylife.com/wiki/Von_Neumann_neighbourhood)的规则，但目前是通过转化成 non-totalistic 规则来实现的，速度较慢。还支持 [Generations](https://conwaylife.com/wiki/Generations) 规则。 这里是 rlifesrc 的命令行界面和文本界面。网页版的说明见[`web/`](../web/README.md) 目录。 - [rlifesrc](#rlifesrc) - [安装](#安装) - [用法](#用法) - [命令行](#命令行) - [文本界面](#文本界面) - [编译](#编译) ## 安装 rlifesrc 是用 [Rust](https://www.rust-lang.org/) 写的。没有 Rust 的话，先安装 Rust。 然后可以直接用 Rust 的包管理器 Cargo 来下载和安装。 ```bash cargo install rlifesrc ``` 若需从源代码编译，请见[编译](#编译)部分。 ## 用法 这个算法适合搜索小周期的宽扁或者瘦高的图样，但理论上也能搜别的图样。 提供[命令行](#命令行)和[文本（TUI）](#文本界面)两种界面。 其用法如下： ```plaintext USAGE: rlifesrc [FLAGS] [OPTIONS] [ARGS] FLAGS: -a, --all 输出所有的满足条件的图样，而非只输出第一个 仅适用于命令行界面 --backjump （试验性的）启用 backjumping 目前的实现特别慢，仅在搜索大静物（比如说 64x64）时有用。 -n, --no-tui 不进入文本界面，直接开始搜索 此即命令行界面 -R, --reduce 搜到结果时自动缩小活细胞个数的上界 新的上界会被设置为当前的活细胞个数减一（只考虑活细胞最少的一代）。 --reset-time 开始新的搜索时重置计时 仅适用于文本界面 -S, --skip-subsym 跳过在比指定的对称性更多的变换下不变对称图样。 也就是说，跳过对称群真包含指定的对称性的对称群的图样。 -p, --subperiod 不跳过基本周期小于指定周期的图样 -h, --help 显示此帮助信息的英文版 -V, --version 显示版本信息 OPTIONS: -c, --choose 如何为未知的细胞选取状态 [默认: dead] [可能的值: dead, alive, random, d, a, r] -C, --config 从文件中读取配置 支持的格式：JSON，YAML，TOML。 如果已经提供了配置文件，将会忽略除了 --all (-a)、--reset-time、--no-tui (-n) 之外的其它的命令行选项。 -d, --diag 对角宽度 如果对角宽度为 n > 0，对于坐标为 (x, y) 的细胞，若 abs(x - y) >= n， 则设细胞为死。 如果这个值设为 0，则忽略此项。 [默认: 0] -m, --max 活细胞个数的上界（只考虑活细胞最少的一代） 如果这个值设为 0，则不限制活细胞的个数。 [默认: 0] -o, --order 搜索顺序 先搜行还是先搜列，或者对角方向搜索。 [默认: automatic] [可能的值: row, column, automatic, diagonal, r, c, a, d] -r, --rule 元胞自动机的规则 支持 Life-like 和 Isotropic non-totalistic 的规则， 以及相应的 Generations 规则 [默认: B3/S23] -s, --symmetry 图样的对称性 其中一些对称性可能需要加上引号。 这些对称性的用法和 Oscar Cunningham 的 Logic Life Search 一样。 详见 https://conwaylife.com/wiki/Static_symmetry#Reflectional [默认: C1] [可能的值: C1, C2, C4, D2|, D2-, D2\, D2/, D4+, D4X, D8] -t, --transform 图样的变换 图样在一个周期中的变化相当于先进行此变换，再进行平移。 其中一些变换可能需要加上引号。 "Id" 表示恒等变换。 "R" (Rotate) 表示逆时针旋转。 "F" (Flip) 表示沿某轴线翻转。 [默认: Id] [可能的值: Id, R90, R180, R270, F|, F-, F\, F/] ARGS: 图样的宽度 图样的高度

图样的周期 [默认: 1] 水平方向的平移 [默认: 0] 竖直方向的平移 [默认: 0] ``` 比如说，要想找到 [25P3H1V0.1](https://conwaylife.com/wiki/25P3H1V0.1)，可以用： ```bash rlifesrc 16 5 3 0 1 ``` 也可以从文件中读取配置： ```bash rlifesrc -C config.json ``` 其中 `config.json` 的内容为： ```json { "width": 16, "height": 5, "period": 3, "dx": 0, "dy": 1, } ``` 配置文件只是 [`rlifesrc-lib`](../lib/) 中的 `Config` 结构体序列化的结果。当前，`Config` 的 `known_cells` 字段和 `SearchOrder` 的 `FromVec` 成员只能通过配置文件来设置。详见 [`Config`](https://docs.rs/rlifesrc-lib/*/rlifesrc_lib/struct.Config.html) 的文档。 10 种不同的对称性，对应二面体群 _D_8 的 10 个子群。对称性的写法来自 Oscar Cunningham 的 [Logic Life Search](https://github.com/OscarCunningham/logic-life-search)，详见 [Life Wiki 上的相应说明](https://conwaylife.com/wiki/Static_symmetry#Reflectional)。 8 种不同的变换，对应二面体群 _D_8 的 8 个元素。 * `Id` 表示恒等变换。 * `R` 表示旋转（Rotate）， 后面的数字表示逆时针旋转的角度。 * `F` 表示翻转（Flip）， 后面的符号表示翻转的轴线。 比如说，如果想要搜索竖直方向的 [glide symmetric](https://conwaylife.com/wiki/Types_of_spaceships#Glide_symmetric_spaceship) 的飞船，变换可以设成 `F|`。 注意有些变换和对称性要求世界是正方形，有些则要求没有对角宽度。 搜索顺序中的 “Automatic” 指的是先搜窄的一边。也就是说，行比列少先搜列，列比行少先搜行。当世界为正方形，且对角宽度不大于世界宽度的一半时，会选择对角顺序。 对角搜索顺序要求世界是正方形。 ### 命令行 命令行界面是最简单的界面，功能只有输入命令，输出结果，不会显示搜索过程。 输出的结果用 Golly 的 [Extended RLE](http://golly.sourceforge.net/Help/formats.html#rle) 格式显示；但不会合并相邻的相同符号，而是采用类似于 [Plaintext](https://conwaylife.com/wiki/Plaintext) 格式的排版。 具体来说： * `.` 表示死细胞； * 对于两种状态的规则，`o` 表示活细胞；对于超过两种状态的 Generations 规则，`A` 表示活细胞，`B` 及以后的字母表示正在死亡的细胞； * 每行以 `$` 结尾； * 整个图样以 `!` 结尾。 目前无法正常显示大于 25 种状态的 Generations 规则。 比如说，输入 ```bash rlifesrc 20 16 7 3 0 -r '3457/357/5' -s 'D2-' --no-tui ``` 会显示以下结果： ```plaintext x = 20, y = 16, rule = 3457/357/5 ....................$ ..........B...AAA...$ ........ACAC.AAAB.D.$ .......AABDB.AACDC..$ .....ABACCCDA.BAAC..$ ....DABACCCBAAABA...$ ...AA..AAABDDBAAD...$ ..AAA...AA.CDAB.....$ ..AAA...AA.CDAB.....$ ...AA..AAABDDBAAD...$ ....DABACCCBAAABA...$ .....ABACCCDA.BAAC..$ .......AABDB.AACDC..$ ........ACAC.AAAB.D.$ ..........B...AAA...$ ....................! ``` 加上命令行选项 `--all` 会一个一个地输出所有的结果。 ### 文本界面 文本界面也十分简陋，但可以显示搜索过程和搜索所用的时间。 文本界面是用 [crossterm](https://github.com/crossterm-rs/crossterm) 写的，理论上支持所有常见操作系统的终端，但我只在 Manjaro Linux 上的 Xfce Terminal 测试过。 刚进入文本界面的时候，大概是这个样子（以 `rlifesrc 20 16 7 3 0 -r '3457/357/5' -s 'D2-'` 为例）： ![](screenshots/Screenshot_0.png) 搜索过程的显示格式与命令行界面的输出格式一样，其中 `?` 表示未知的细胞。 `Cells` 表示当前代中已知的活细胞数，不包括 Generations 规则中正在死亡的细胞。`Confl` 表示搜索中经历的总冲突数，可以理解为搜索的步数。 然后可以用键盘控制搜索： - space / enter: 开始或暂停搜索 - q: 退出 - page up: 显示图样的上一代 - page down: 显示图样的下一代 搜索到的结果如下图： ![](screenshots/Screenshot_1.png) 此时再按space或enter的话会在当前结果的基础上搜下一个结果。 搜索过程中不会显示搜索时间，若想知道时间可以暂停。搜索下一个结果时不会重置计时，除非加上命令行选项 `--reset-time`。 如果搜索的图样比终端的窗口大小还要大，搜索过程中将无法完整显示。但退出程序后会打印出完整的结果。 ## 编译 rlifesrc 是用 Rust 写的。没有 Rust 的话，先安装 [Rust](https://www.rust-lang.org/)。 然后就可以下载和编译了： ```bash git clone https://github.com/AlephAlpha/rlifesrc.git cd rlifesrc/ RUSTFLAGS="-C target-cpu=native" cargo build --release ``` 编译需要一定时间，请耐心等待。 编译好的文件是 `./target/release/rlifesrc`。 无论是编译，还是用 `cargo run` 来运行，一定要记得加上 `--release`，不然会特别慢。 如果不需要文本界面，只需要命令行界面，可以在编译时加上 `--no-default-features`。