力扣289题：生命游戏

根据 百度百科 ，生命游戏，简称为生命，是英国数学家约翰·何顿·康威在 1970 年发明的细胞自动机。给定一个包含 m × n 个格子的面板，每一个格子都可以看成是一个细胞。每个细胞都具有一个初始状态：1 即为活细胞（live），或 0 即为死细胞（dead）。每个细胞与其八个相邻位置（水平，垂直，对角线）的细胞都遵循以下四条生存定律：如果活细胞周围八个位置的活细胞数少于两个，则该位置活细胞死亡；如果活细胞周围八个位置有两个或三个活细胞，则该位置活细胞仍然存活；如果活细胞周围八个位置有超过三个活细胞，则该位置活细胞死亡；如果死细胞周围正好有三个活细胞，则该位置死细胞复活；下一个状态是通过将上述规则同时应用于当前状态下的每个细胞所形成的，其中细胞的出生和死亡是同时发生的。给你 m x n 网格面板 board 的当前状态，返回下一个状态。

输入：board = [[0,1,0],[0,0,1],[1,1,1],[0,0,0]]
输出：[[0,0,0],[1,0,1],[0,1,1],[0,1,0]]

进阶：你可以使用原地算法解决本题吗？请注意，面板上所有格子需要同时被更新：你不能先更新某些格子，然后使用它们的更新后的值再更新其他格子。本题中，我们使用二维数组来表示面板。原则上，面板是无限的，但当活细胞侵占了面板边界时会造成问题。你将如何解决这些问题？

难度：中等

算法思路：这道题看起来确实不难，遍历每一个位置上的八个相邻位置的情况来进行更新即可，但是因为所有格子需要被同时更新，就不能够在原有的数组上进行操作了，开辟新的二维数组确实是一个办法，但是在进阶算法中，需要使用原地算法来解决该问题，这就是这道题的难点所在，这道题的话是考察了位运算的操作，第一次看到这个题的话确实是有点不知所措，但是想到一个int类型是占4个字节的，也就是32位，我们可以利用别的位来存储该细胞的下一个状态，用1代表细胞是活的，0代表细胞是死的。这里在评论区(作者Sweetiee)的代码上稍微改了一下，可以更好的理解该题。

源代码：

class Solution {
    private static final int[] DX = {0, 0, 1, -1, 1, 1, -1, -1};
    private static final int[] DY = {1, -1, 0, 0, 1, -1, 1, -1};

    public void gameOfLife(int[][] board) {
        if (board.length == 0) {
            return;
        }
        int n = board.length;
        int m = board[0].length;
        //遍历每一个位置的细胞
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            for (int j = 0; j < m; ++j) {
                int cnt = 0;
                //统计八个位置的活细胞个数
                for (int k = 0; k < 8; k++) {
                    int x = i + DX[k];
                    int y = j + DY[k];
                    //细胞越界了，则直接continue
                    if (x < 0 || x >= board.length || y < 0 || y >= board[0].length) {
                        continue;
                    }
                    // 这里不能直接加board[x][y]，因为 board[x][y] 的倒数第二位是可能有值的。
                    cnt += board[x][y] & 1;
                }
                //当前细胞为活细胞时
                if ((board[i][j] & 1) > 0) {
                    if (cnt == 2 || cnt == 3) {
                        // 周围有2/3个活细胞，下一个状态还是活细胞。
                        board[i][j] = 0b11;
                    }
                } else { //当前细胞为死细胞时
                    //周围有3个活细胞，下一个状态变为活细胞。
                    if (cnt == 3) {
                        board[i][j] = 0b10;
                    }
                    //周围活细胞过多或过少都会死，因为原数据是0b01，所以这里不用额外赋值。
                }
            }
        }
        // 最后一位去掉，倒数第二位变为更新后的状态。
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            for (int j = 0; j < m; ++j) {
                board[i][j] >>= 1;
            }
        }
    }
}

执行用时：
0 ms ,在所有 Java 提交中击败了100%的用户
内存消耗：
36.8 MB, 在所有 Java 提交中击败了55.35%的用户

标签：289,cnt,游戏,int,位置,细胞,力扣,++,board
来源： https://blog.csdn.net/weixin_45930241/article/details/113323630