搜索图样 - AlephAlpha/LifeFind GitHub Wiki

包里用来搜索图样的函数是 SearchPattern 和 LifeFind。其用法完全一样，区别在于 SearchPattern 输出的是一个数组，而 LifeFind 输出的是图片，并且给出图样的 RLE，以便复制粘贴到 Golly 中。

LifeFind[x, y, p, dx, dy] 搜索的是大小不超过 (x, y)，周期为 p，每个周期平移 (dx, dy) 的图样。比如说，要搜索生命游戏中大小不超过 5×16，周期为 3，速度为 c/3 的竖直方向的飞船（25P3H1V0.1），只需要：

LifeFind[5, 16, 3, 1, 0]

可以省略 dx 和 dy，此时默认 dx 和 dy 都是 0，也就是说搜索的是静物或者振荡子。如果连 p 也省略，则默认周期是 1，也就是说搜索的是静物。

搜索结果是随机的，搜索需要的时间也很不稳定。通常来说，搜索范围越大，周期越长，可能的结果越稀少，搜索的时间就越长。如果搜索时间过长，可以用 Alt+. （在命令行界面是 Ctrl+C）来中断。对于稍大的或者周期稍长的图样，要做好等几个小时的准备。

SearchPattern 和 LifeFind 两个函数均可设置以下的选项：

"Rule"

表示搜索的规则。目前仅支持 totalistic 或者各向同性的 non-totalistic 的 Life-like 的规则，包括六边形的规则。

也可以用它来搜 Generations 规则。不过显示的结果可能会不完整，搜索范围之外可能还有“正在死亡”的细胞。也不支持搜索非周期性的图样。

规则的写法见 Golly 的帮助文件 或 LifeWiki。注意 Golly 尚未支持 non-totalistic 的六边形的规则。

包里的一些其它函数也可以设置这一选项。

当设置 "Rule" -> "" 时，搜索的是未指定的规则。这是一个实验性的功能，速度很慢，具体见搜索图样与规则。

"Symmetry"

表示搜索的对称性。支持的对称性包括 "C1"，"C2"，"C4"，"D2-"，"D2\\"，"D2|"，"D2/"，"D4+"，"D4X"，"D8"。对称性的前面两个字符代表图样的对称群，"Cn" 和 "Dn" 分别代表循环群和二面体群； "D2" 和 "D4" 后面的符号代表图样的对称轴。

这些对称性的写法是我从 Logic Life Search 抄来的，具体的说明见这里。

不支持六边形的对称性。

"Agar"

此选项默认为 False。当设为 True 时，搜索的是琼脂，而非有限的图样。也可设置为 {True, False} 或 {False, True}，使得搜索的图样在竖直或水平方向上有限，在另一个方向上则无限循环。

我还没试过在搜六边形的规则时设置这一选项，不知道会出现什么奇怪的结果。

"Changing"

此选项默认为 False，但搜索振荡子时经常会搜出静物。当设为 True 时，会只搜索变化的图样，也就是说会排除掉静物；也可设置为 {i, j}，这里 i 和 j 是两个正整数，此时搜索的是第 i 代和第 j 代不一样的图样。比如说要搜索周期为 4 的振荡子，可以设 "Changing" -> {1, 3}。

在搜索周期为 1 的图样时，设置 "Changing" -> True 会搜索非空的图样。

注意设置此选项会使搜索速度变慢。

"Periodic"

此选项默认为 True，也就是说，搜索的是周期性的图样（静物、振荡子、飞船、琼脂）。如果要搜索非周期性的图样，可以把此选项设为 False。一般和 "KnownCells" 或 "OtherConditions" 配合使用。

不支持 Generations 规则。

"RandomArray"

为了保证搜出随机的结果，程序给要搜索的数组异或上了一个随机数组。如果不需要随机的结果，可以把此选项设成是 1，此时异或上的数组取成全部是 1；也可以把此选项设成是 0，此时异或上的数组取成全部是 0，不过搜索结果一般也全是 0，除非 "Changing" 设成是 True，或者设了 "KnownCells"。如果设成 0 和 1 之间的实数，这个数字会代表随机数组的密度，但这对搜索结果一般没有太大影响。

"KnownCells"

此选项用于指定已知的细胞，其值是一个三维数组，三个维度分别对应 p，x，y。数组中 1 代表已知的活细胞，0 代表已知的死细胞，其它的值代表未确定的细胞。这个数组可以比搜索的图样小，它会自动向右下方补齐。比如说，"KnownCells" -> {{{1, _}, {_, 0}}} 表示要搜索的图样第一代最左上方的细胞是 1，第二行第二列的细胞是 0。

"OtherConditions"

此选项用于指定需要满足的其它条件。条件中用 C[i, j, t] 来表示 (i, j) 处的细胞的第 t 代。程序会把这个条件用 Mathematica 的 BooleanConvert 函数把它化成合取范式，以方便下一步的计算，因此最好把它写成容易化成合取范式的形式。

具体的用法请见范例。