Throw appropriate error objects, rather than just strings
[cellular-automata.git] / life / 006 / life.ts
index 695de90..e99d3fd 100644 (file)
@@ -1,27 +1,30 @@
-type State = "Dead" | "Alive";
-
-type States = Array<State>;
-
-type Board = Array<States>;
+"use strict";
 
 type GridLocation = {r: number, k: number};
 
-class Grid<T> {
+interface GridInterface<A> {
+    get            : (location: GridLocation) => A;
+    map            : (f : (location: GridLocation) => A) => Grid<A>;
+    moore_neighbors: (origin : GridLocation) => Array<GridLocation>;
+    print          : (toString : (A: A) => string) => void;
+};
+
+class Grid<A> implements GridInterface<A> {
     private rows    : number;
     private columns : number;
-    private cells   : Array<Array<T>>;
+    private cells   : Array<Array<A>>;
 
     constructor(
         {rows, columns, init} :
         { rows    : number
         , columns : number
-        , init    : (location: GridLocation) => T
+        , init    : (location: GridLocation) => A
         }
     )
     {
         this.rows    = rows;
         this.columns = columns;
-        let cells = [];
+        const cells = [];
         for (let r = 0; r < rows; r++) {
             cells[r] = [];
             for (let k = 0; k < columns; k++) {
@@ -31,160 +34,163 @@ class Grid<T> {
         this.cells = cells
     };
 
+    get({r, k}: GridLocation) : A {
+        return this.cells[r][k]
+    };
+
     moore_neighbors(origin : GridLocation) : Array<GridLocation> {
-        let offsets =
+        const offsets =
             [ {r: -1, k: -1}, {r: -1, k: 0}, {r: -1, k: 1}
             , {r:  0, k: -1},                {r:  0, k: 1}
             , {r:  1, k: -1}, {r:  1, k: 0}, {r:  1, k: 1}
             ];
-        let offset_to_location =
+        const offset_to_location =
             (offset) => {return {r: origin.r + offset.r, k: origin.k + offset.k}};
-        let locations = offsets.map(offset_to_location);
-        let is_location_within_bounds =
+        const locations = offsets.map(offset_to_location);
+        const is_location_within_bounds =
             ({r, k}) => r >= 0 && k >= 0 && r < this.rows && k < this.columns;
         return locations.filter(is_location_within_bounds)
     };
 
-    mapi(f : (location: GridLocation) => T) {
-        let cells = [];
+    map(f : (location: GridLocation) => A) {
+        const cells = [];
         for (let r = 0; r < this.rows; r++) {
             cells[r] = [];
             for (let k = 0; k < this.columns; k++) {
-                let location = {r: r, k: k};
-                let neighbors = this.moore_neighbors(location);
+                const location = {r: r, k: k};
                 cells[r][k] = f(location);
             }
         };
-        let init = ({r, k}) => cells[r][k];
-        let grid = new Grid({rows: this.rows, columns: this.columns, init: init});
+        const init = ({r, k}) => cells[r][k];
+        const grid = new Grid({rows: this.rows, columns: this.columns, init: init});
         return grid
     };
-};
-
-let state_of_integer = (i : number) : State => {
-    switch (i)
-    { case 0 : return "Dead"
-    ; case 1 : return "Alive"
-    }
-};
-
-let state_to_string = (state) : string => {
-    switch (state)
-    { case "Dead" : return " "
-    ; case "Alive": return "o"
-    }
-};
 
-let board_new = ({rows, columns} : {rows: number, columns: number}) : Board => {
-    let b = [];
-    for (let r = 0; r < rows; r++) {
-        b[r] = [];
-        for (let k = 0; k < columns; k++) {
-            let zero_or_one = Math.round(Math.random());
-            b[r][k] = state_of_integer(zero_or_one);
+    private print_border(): void {
+        process.stdout.write("+");
+        for (let k = 0; k < this.columns; k++) {
+            process.stdout.write("-");
         };
+        process.stdout.write("+");
+        process.stdout.write("\n");
     };
-    return b
-};
 
-let board_neighbors = (b : Board, origin : GridLocation) : States => {
-    let rows = b.length;
-    let cols = b[0].length;
-    let offsets =
-        [ {r: -1, k: -1}, {r: -1, k: 0}, {r: -1, k: 1}
-        , {r:  0, k: -1},                {r:  0, k: 1}
-        , {r:  1, k: -1}, {r:  1, k: 0}, {r:  1, k: 1}
-        ];
-    let offset_to_location =
-        (offset) => {return {r: origin.r + offset.r, k: origin.k + offset.k}};
-    let locations = offsets.map(offset_to_location);
-    let is_location_within_bounds =
-        ({r, k}) => {
-            return r >= 0 && k >= 0 && r < rows && k < cols
+    print(to_string) : void {
+        this.print_border();
+        for (let r = 0; r < this.rows; r++) {
+            process.stdout.write("|");
+            for (let k = 0; k < this.columns; k++) {
+                const element = this.cells[r][k];
+                const element_string = to_string(element);
+                process.stdout.write(element_string);
+            };
+            process.stdout.write("|");
+            process.stdout.write("\n");
         };
-    let locations_within_bounds = locations.filter(is_location_within_bounds);
-    return locations_within_bounds.map(({r, k}) => b[r][k]);
-};
-
-let state_is_alive = (s : State) : boolean => {
-    if (s === "Alive") {return true} else if (s === "Dead") {return false}
+        this.print_border();
+    };
 };
 
-let state_next = (state : State, neighbor_states : Array<State>) : State => {
-    let neighbors_alive = neighbor_states.filter(state_is_alive).length;
-    if (state === "Alive" && neighbors_alive < 2) {
-        return "Dead"
-    } else if (state === "Alive" && neighbors_alive < 4) {
-        return "Alive"
-    } else if (state === "Alive" && neighbors_alive > 3) {
-        return "Dead"
-    } else if (state === "Dead" && neighbors_alive === 3) {
-        return "Alive"
-    } else {
-        return state
-    }
-}
-
-let board_next = (b0 : Board) : Board => {
-    let b1 = [];
-    for (let r = 0; r < b0.length; r++) {
-        b1[r] = [];
-        for (let k = 0; k < b0[r].length; k++) {
-            let neighbors = board_neighbors(b0, {r: r, k: k});
-            let state_0 = b0[r][k];
-            let state_1 = state_next(state_0, neighbors);
-            b1[r][k] = state_1;
-        }
+namespace Terminal {
+    export const clear = () : void => {
+        process.stdout.write("\x1B[2J");
     };
-    return b1
-};
 
-let board_print_border = (b : Board) : void => {
-    process.stdout.write("+");
-    for (let k = 0; k < b[0].length; k++) {
-        process.stdout.write("-");
+    export const reset = () : void => {
+        process.stdout.write("\x1B[1;1H");
     };
-    process.stdout.write("+");
-    process.stdout.write("\n");
 };
 
-let board_print = (b : Board) : void => {
-    board_print_border(b);
-    let rows = b.length;
-    let columns = b[0].length;
-    for (let r = 0; r < rows; r++) {
-        process.stdout.write("|");
-        for (let k = 0; k < columns; k++) {
-            let state = b[r][k];
-            let state_string = state_to_string(state);
-            process.stdout.write(state_string);
+namespace Life {
+    namespace State {
+        export type T = "Dead" | "Alive";
+
+        export const of_integer = (i : number) : T => {
+            switch (i)
+            { case 0 : return "Dead"
+            ; case 1 : return "Alive"
+            ; default: throw new RangeError("No known State for integer: " + i)
+            }
+        };
+
+        export const to_string = (t : T) : string => {
+            switch (t)
+            { case "Dead" : return " "
+            ; case "Alive": return "o"
+            ; default     : throw new TypeError("Illegal member of Life.State.T: " + t)
+            }
+        };
+
+        export const is_alive = (t : T) : boolean => {
+            switch (t)
+            { case "Dead" : return false
+            ; case "Alive": return true
+            ; default     : throw new TypeError("Illegal member of Life.State.T: " + t)
+            }
+        };
+
+        export const next = (t : T, neighbors_alive : number) : T => {
+            const is_cell_alive = is_alive(t);
+            if (is_cell_alive && neighbors_alive < 2) {
+                return "Dead"
+            } else if (is_cell_alive && neighbors_alive < 4) {
+                return "Alive"
+            } else if (is_cell_alive && neighbors_alive > 3) {
+                return "Dead"
+            } else if (!is_cell_alive && neighbors_alive === 3) {
+                return "Alive"
+            } else {
+                return t
+            }
         };
-        process.stdout.write("|");
-        process.stdout.write("\n");
     };
-    board_print_border(b);
-};
 
-let console_clear = () : void => {
-    process.stdout.write("\033[2J");
-}
+    export class Board {
+        private grid: Grid<State.T>;
+
+        constructor(
+            {rows, columns} :
+            { rows       : number
+            , columns    : number
+            }
+        )
+        {
+            const init = (_) => State.of_integer(Math.round(Math.random()));
+            this.grid = new Grid({rows: rows, columns: columns, init: init});
+        };
+
+        next() : void {
+            const grid = this.grid.map(
+                (location) => {
+                    const neighbor_locations = this.grid.moore_neighbors(location);
+                    const neighbor_states = neighbor_locations.map((l) => this.grid.get(l));
+                    const state_0 = this.grid.get(location);
+                    const neighbors_alive = neighbor_states.filter(State.is_alive).length;
+                    const state_1 = State.next(state_0, neighbors_alive);
+                    return state_1
+                }
+            );
+            this.grid = grid
+        };
 
-let console_reset = () : void => {
-    process.stdout.write("\033[1;1H");
-}
+        print() : void {
+            this.grid.print(State.to_string)
+        };
+    };
+};
 
-let board_loop = (b0 : Board) : void => {
-    console_reset();
-    board_print(b0);
-    let b1 = board_next(b0);
-    setTimeout(() => board_loop(b1), 250)
+const board_loop = (b : Life.Board) : void => {
+    Terminal.reset();
+    b.print();
+    b.next();
+    setTimeout(() => board_loop(b), 250)
 };
 
-let main = () : void => {
-    let height = parseInt(process.argv[2])
-    let width  = parseInt(process.argv[3])
-    let b = board_new({rows: height - 3, columns: width - 2});
-    console_clear();
+const main = () : void => {
+    const height = parseInt(process.argv[2])
+    const width  = parseInt(process.argv[3])
+    const b = new Life.Board({rows: height - 3, columns: width - 2});
+    Terminal.clear();
     board_loop(b);
 };
 
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