ライフゲーム / Python / 全セルのムーア近傍の和を求める / scipy.signal.convolve()

畳み込み演算の函数がいろいろあるのでそれを利用する。ここではscipy.signal.convolve()を使ってみる。

import numpy as np
from scipy.signal import convolve

def toTorus(mat, matTorused):
    mat        = np.array(mat       , dtype="uint8")
    matTorused = np.array(matTorused, dtype="uint8")

    matTorused[1:-1, 1:-1] = mat

    matTorused[0,:], matTorused[-1,:] = matTorused[-2,:], matTorused[1,:]
    matTorused[:,0], matTorused[:,-1] = matTorused[:,-2], matTorused[:,1]

    return matTorused

def mooreSum(matTorused):
    matTorused = np.array(matTorused, dtype="uint8")

    return convolve(matTorused, [[1,1,1],
                                 [1,0,1],
                                 [1,1,1]], mode="same")[1:-1, 1:-1] # 最外周を除いて返す。
    

if __name__ == "__main__":
    
    # この排列aを現世代排列とする。
    numOfRows, numOfCols = 5, 10
    a = np.random.randint(0, 2, [numOfRows, numOfCols], dtype="uint8")
    
    # 一回り大きい排列Aを用意しておく。
    A = np.empty(np.asarray(a.shape)+2, dtype="uint8")
    
    torused = toTorus(a, A)
    moore   = mooreSum(torused)

    print(a)
    print(moore)

実行結果: