Les vers de Paterson sont une sorte d'automate cellulaire qui existe sur une grille triangulaire infinie et, à chaque pas, ils tournent dans une certaine direction et se déplacent d'une unité. Leurs propriétés déterminantes sont qu’ils ne peuvent jamais passer deux fois au même endroit et qu’ils rencontrent le même environnement, ils prennent la même décision. Un ver "voit" toujours de son propre point de vue avec sa queue située à 3 et sa tête située au centre de cet hexagone:
Par exemple, considérez le ver avec les règles:
- Si 0, 1, 2, 4 et 5 sont tous vides, déplacez-vous dans la direction 2
- Si 0, 1, 4 et 5 sont vides et 2 remplis, déplacez-vous dans la direction 0
- Si 0, 1 et 5 sont vides et que 2 et 4 sont remplis, déplacez-vous dans la direction 0
Il en résulte le chemin suivant (à partir de Wikipedia):
Si le ver se retrouve dans une situation où tous les environnements sont remplis, il se termine.
Contribution
Une liste de chiffres. Le nième nombre indique quelle décision le ver doit prendre sur la nième nouvelle situation qu'il rencontre où il doit prendre une décision. Notez que si tout sauf un de ses environs est rempli, il doit se déplacer dans la seule direction qui est vide. Cela ne compte pas comme une "décision" et ne consomme pas un nombre. Pour générer l'exemple de ver illustré ci-dessus, l'entrée serait [2, 0, 0]. L'entrée est garantie de produire un ver qui se termine et ne retrace pas son chemin, et l'entrée ne sera jamais trop courte.
Production
Afficher une liste de coordonnées indiquant où se trouve la tête du ver, en commençant par (1, 0). Nous considérerons le déplacement vers le haut et vers la droite comme une diminution de la valeur y uniquement, mais le déplacement vers le haut et vers la gauche pour une diminution de la valeur x et une diminution de la valeur y. Par exemple, la sortie du chemin pour l'exemple d'entrée est
(1, 0), (1, 1), (0, 0), (-1, -1), (0, -1), (0, 0), (0, 1), (-1, 0), (0, 0)
Cas de test
Vous pouvez également utiliser l'extrait de code javascript pour exécuter des tests.
[2,0,0]: (1,0),(1,1),(0,0),(-1,-1),(0,-1),(0,0),(0,1),(-1,0),(0,0)
[1,0,4,0,1,5]: (1,0),(2,1),(2,2),(1,2),(0,1),(0,0),(0,-1),(1,-1),(2,0),(2,1),(3,1),(4,2),(4,3),(3,3),(2,2),(1,1),(1,0),(2,0),(3,1),(3,0),(4,0),(5,1),(5,2),(4,2),(3,2),(2,1),(1,1),(0,0),(-1,0),(-2,-1),(-2,-2),(-1,-2),(0,-1),(1,0),(1,-1),(2,-1),(3,0),(4,1),(4,2),(5,3),(5,4),(4,4),(3,3),(3,4),(2,4),(1,3),(1,2),(1,1),(0,1),(-1,0),(-1,1),(-2,1),(-3,0),(-3,-1),(-2,-1),(-1,-1),(0,0)
[1,0,5,1]: (1,0),(2,1),(2,2),(1,2),(0,1),(0,0),(0,-1),(1,-1),(2,0),(2,1),(3,2),(3,3),(2,3),(1,2),(0,2),(-1,1),(-1,0),(0,0),(1,1),(1,2),(1,3),(0,3),(-1,2),(-1,1),(-2,0),(-2,-1),(-1,-1),(0,0)
[2,0,1,0]: (1,0),(1,1),(0,0),(-1,-1),(0,-1),(0,0),(-1,0),(-1,-1),(-1,-2),(0,-1),(1,0),(2,1),(1,1),(0,1),(0,0)
Le programme suivant assemblé à la hâte (peut-être buggé) affichera les vers:
var canvas = document.querySelector("canvas");
var ctx = canvas.getContext("2d");
var input, memory;
var log = str => {
console.log(str);
document.querySelector("textarea").value += str + "\n";
};
var orientations = [
[1, 0],
[1, 1],
[0, 1],
[-1, 0],
[-1, -1],
[0, -1]
];
var arena = {
grid: [[[1, 0, 0]]],
maxX: 1,
maxY: 0,
expandGrid: function() {
var grid = this.grid;
var newWidth = grid[0].length + 2,
newHeight = grid.length + 2;
var createRow = () => {
var result = [];
for (let i = 0; i < newWidth; ++i) result.push([0, 0, 0]);
return result;
};
for (let row of grid) {
row.push([0, 0, 0]);
row.unshift([0, 0, 0]);
};
grid.push(createRow());
grid.unshift(createRow());
},
gridWidth: function() {
return this.grid[0].length
},
gridHeight: function() {
return this.grid.length
},
get: function(x, y) {
var colOffset = Math.floor(this.gridWidth() / 2),
rowOffset = Math.floor(this.gridHeight() / 2);
return this.grid[y + rowOffset][x + colOffset];
},
isAtEnd: function(x, y) {
var colOffset = Math.floor(this.gridWidth() / 2),
rowOffset = Math.floor(this.gridHeight() / 2);
return x === -colOffset || x + colOffset + 1 === this.gridWidth() ||
y === -rowOffset || y + rowOffset + 1 === this.gridHeight();
},
getEdge: function(x, y, o) {
if (o % 2 === 0) return this.get(x, y)[o / 2];
else {
let a, b;
[a, b] = orientations[(o + 3) % 6];
return this.get(x - a, y - b)[((o + 3) % 6) / 2];
}
},
setEdge: function(x, y, o) {
if (Math.abs(x) > this.maxX) this.maxX = Math.abs(x);
if (Math.abs(y) > this.maxY) this.maxY = Math.abs(y);
if (o % 2 === 0) {
if (this.get(x, y)[o / 2]) throw new Error("Path already taken");
this.get(x, y)[o / 2] = 1;
} else {
let a, b;
[a, b] = orientations[(o + 3) % 6];
if (this.get(x - a, y - b)[((o + 3) % 6) / 2]) throw new Error("Path already taken");
this.get(x - a, y - b)[((o + 3) % 6) / 2] = 1;
}
}
};
var drawGrid = function(area) {
var width = canvas.width,
height = canvas.height;
ctx.clearRect(0, 0, width, height);
var gridWidth = arena.gridWidth(),
gridHeight = arena.gridHeight();
var triangleLen = Math.floor(Math.min(
width / (arena.maxX * 2 + arena.maxY),
height / (arena.maxY * Math.sqrt(3)),
width / 4
));
var convert = (x, y) => [(x - y / 2) * triangleLen, triangleLen * y * Math.sqrt(3) / 2];
var drawCirc = function(x, y) {
var a, b;
ctx.beginPath();
[a, b] = convert(x, y);
ctx.arc(a, b, 5, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fill();
};
ctx.fillStyle = "black";
for (let y = 0; triangleLen * y * Math.sqrt(3) / 2 < height; ++y) {
for (let x = Math.floor(y / 2); triangleLen * (x - y / 2) < width; ++x) {
drawCirc(x, y);
}
};
var drawLine = function(a, b, c, d) {
var x, y;
ctx.beginPath();
[x, y] = convert(a, b);
ctx.moveTo(x, y);
[x, y] = convert(a + c, b + d);
ctx.lineTo(x, y);
ctx.stroke();
};
var centerY = Math.round(height / (triangleLen * Math.sqrt(3)));
var centerX = Math.round(width / (2 * triangleLen) + centerY / 2);
ctx.fillStyle = "red";
drawCirc(centerX, centerY);
for (let row = -(gridHeight - 1) / 2; row < (gridHeight + 1) / 2; ++row) {
for (let col = -(gridWidth - 1) / 2; col < (gridWidth + 1) / 2; ++col) {
let lines = arena.get(col, row);
for (let j = 0; j < lines.length; ++j) {
if (lines[j]) {
let or = orientations[2 * j];
drawLine(col + centerX, row + centerY, or[0], or[1]);
}
}
}
}
};
var step = function(x, y, absoluteOrientation) {
log('(' + x + ',' + y + ')');
var surroundings = 0;
for (let i = 0; i < 6; ++i) {
if (arena.getEdge(x, y, (absoluteOrientation + i) % 6)) {
surroundings |= (1 << i);
}
}
if (surroundings == 63) {
console.log("Done!");
return;
}
var action;
if (memory[surroundings] !== undefined)
action = memory[surroundings];
else {
action = input.shift();
memory[surroundings] = action;
}
absoluteOrientation = (absoluteOrientation + action) % 6;
arena.setEdge(x, y, absoluteOrientation);
var or = orientations[absoluteOrientation];
x += or[0];
y += or[1];
if (arena.isAtEnd(x, y)) arena.expandGrid();
drawGrid(arena);
setTimeout(function() {
step(x, y, absoluteOrientation);
}, parseFloat(document.querySelector("input[type=number]").value));
};
var go = function() {
input = document.querySelector("input[type=text]").value.split(",").map(x => parseInt(x, 10));
arena.grid = [[[1, 0, 0]]];
arena.maxX = 1;
arena.maxY = 0;
memory = {};
for (let i = 0; i < 6; ++i) {
memory[(~(1 << i)) & 63] = i;
}
arena.expandGrid();
arena.expandGrid();
step(1, 0, 0);
};
document.querySelector("button").onclick = go;
canvas {
border: 1px solid black;
}
Input: <input type="text" placeholder="Comma separated input"><br />
Delay (ms): <input type="number" placeholder="delay" value="500"/><button>Go</button><br />
<canvas width="500" height="400"></canvas><br />
<textarea></textarea>
[1,0,4,2,0,1,5].)