用Python實(shí)現(xiàn)2024年春晚劉謙魔術(shù)

更新時(shí)間：2024年02月11日 09:22:41 作者：夏天是冰紅茶

昨晚春晚上劉謙的兩個(gè)魔術(shù)表演都非常精彩,忍不住用編程去模擬一下這個(gè)過(guò)程,所以本文給大家用Python實(shí)現(xiàn)2024年春晚劉謙魔術(shù),文中通過(guò)代碼示例給大家介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

簡(jiǎn)介

這是新春的第一篇，今天早上睡到了自然醒，打開手機(jī)刷視頻就被劉謙的魔術(shù)所吸引，忍不住用編程去模擬一下這個(gè)過(guò)程。

首先，聲明的一點(diǎn)，大年初一不學(xué)習(xí)，所以這其中涉及的數(shù)學(xué)原理約瑟夫環(huán)大家可以找找其他的教程看看，我這塊只是復(fù)現(xiàn)它魔術(shù)里面的每個(gè)步驟。

魔術(shù)的步驟

總而言之，可以分為以下8個(gè)步驟：

Step 1: 將四張4張牌撕成兩半，直接將兩堆疊放;
Step 2: 假設(shè)姓名為n個(gè)字，重復(fù)n次，將堆在最上的牌放到最下面；
Step 3: 將牌堆最上的3張拿出，不改變順序，并隨機(jī)插入牌堆中間；
Step 4: 將牌堆最上方的牌拿走，放在一旁；
Step 5: 按照南/北/不知道是南或者北方地區(qū)，判斷自己屬于哪一地區(qū)，并分別將牌堆最上的1/2/3，不改變順序，并隨機(jī)插入牌堆中間;
Step 6: 按性別男/女，從牌堆最上方拿走1/2張牌，一邊念口訣：“見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻”，每念一個(gè)字，將牌堆最上方的牌放到牌堆最下;
Step 7: 念口訣“好運(yùn)留下米”時(shí)，將牌堆最上的牌放到牌堆最下；念“煩惱扔出去”時(shí)，將牌堆最上方的牌移除。重復(fù)這兩句口訣，直到手中只有一張牌；
Step 8: 最后留下的牌和Step 4拿走的牌是一樣的。

過(guò)程拆開分來(lái)其實(shí)就是對(duì)列表進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的操作了

用python實(shí)現(xiàn)其中的過(guò)程

0. 模擬撲克牌打亂并抽取的過(guò)程;

import random
import itertools
import copy
# 定義撲克牌
suits = ['紅桃', '方塊', '梅花', '黑桃']
ranks = ['A', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K']
jokers = ['小王', '大王']
deck_of_cards = list(itertools.product(suits, ranks)) + jokers
random.shuffle(deck_of_cards)       # 模擬打亂的操作
print(f"隨機(jī)生成的{len(deck_of_cards)}撲克牌:", deck_of_cards)
selected_cards = random.sample(deck_of_cards, 4)
print("隨機(jī)抽取其中的四張牌:", selected_cards)

隨機(jī)抽取其中的四張牌: [('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K')]

1. 將四張4張牌撕成兩半，直接將兩堆疊放;

def split_and_stack(cards):
    cards_copy = copy.copy(cards)
    merged_cards = cards + cards_copy
    return merged_cards
 
split_cards = split_and_stack(selected_cards)
print("撕成兩半后堆疊:", split_cards)

撕成兩半后堆疊: [('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K')]

2. 假設(shè)姓名為n個(gè)字，重復(fù)n次，將堆在最上的牌放到最下面；

def repeat_name(cards, name):
    name_length = len(name)
    for _ in range(name_length):
        # 取出堆在最上的牌,放到最下面
        top_card = cards.pop(0)  
        cards.append(top_card) 
    return cards
 
split_cards_repeated = repeat_name(split_cards, name)
print(f"{name} 重復(fù)姓名字?jǐn)?shù)次后的牌堆:", split_cards_repeated)

夏天是冰紅茶重復(fù)姓名字?jǐn)?shù)次后的牌堆: [('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8')]

3. 將牌堆最上的3張拿出，不改變順序，并隨機(jī)插入牌堆中間；

def take_top_and_insert(cards):
    top_three_cards = cards[:3]  # 取出最上面的3張牌
    remaining_cards = cards[3:]  # 剩下的牌
    insert_index = random.randint(1, len(remaining_cards))
    shuffled_cards = remaining_cards[:insert_index] + top_three_cards + remaining_cards[insert_index:]
    return shuffled_cards
 
shuffled_cards = take_top_and_insert(split_cards_repeated)
print("牌堆最上的3張拿出，隨機(jī)插入后的牌堆:", shuffled_cards)

牌堆最上的3張拿出，隨機(jī)插入后的牌堆: [('黑桃', '8'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8')]

4. 將牌堆最上方的牌拿走，放在一旁；

def take_top_card(cards):
    top_card = cards.pop(0)  # 取出最上方的牌
    return top_card
 
top_card = take_top_card(shuffled_cards)
print("拿走的牌:", top_card)
print("剩余的牌:", shuffled_cards)

拿走的牌: ('黑桃', '8')
剩余的牌: [('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8')]

5. 按照南/北/不知道是南或者北方地區(qū)，判斷自己屬于哪一地區(qū)，并分別將牌堆最上的1/2/3，不改變順序，并隨機(jī)插入牌堆中間;

def insert_cards_based_on_region(cards, region):
    if region == "南":
        insert_count = 1
    elif region == "北":
        insert_count = 2
    else:
        insert_count = 3
 
    top = cards[:insert_count]
    remaining_cards = cards[insert_count:]
    insert_index = random.randint(0, len(remaining_cards)-1)
    shuffled_cards = remaining_cards[:insert_index] + top + remaining_cards[insert_index:]
 
    return shuffled_cards
 
 
shuffled_cards_region = insert_cards_based_on_region(shuffled_cards, region)
print(f"{region}方地區(qū)插入后的牌堆:", shuffled_cards_region)

南方地區(qū)插入后的牌堆: [('黑桃', 'A'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'K'), ('黑桃', 'A'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8')]

6. 按性別男/女，從牌堆最上方拿走1/2張牌，一邊念口訣：“見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻”，每念一個(gè)字，將牌堆最上方的牌放到牌堆最下;

def take_and_chant(cards, gender, chant="見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻"):
    take_count = 0
    if gender == "男":
        take_count = 1
    elif gender == "女":
        take_count = 2
    else:
        print("未知性別")
 
    remaining_cards = cards[take_count:]  # 剩下的牌
    print(remaining_cards)
    # 念口訣過(guò)程
    for c in chant:
        remaining_cards.append(remaining_cards.pop(0))  # 將最上方的牌放到牌堆最下
 
    return remaining_cards
 
remaining_cards= take_and_chant(shuffled_cards_region, gender, chant)
print(f"剩余的牌堆:", remaining_cards)

[('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'K'), ('黑桃', 'A'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8')]
剩余的牌堆: [('紅桃', '9'), ('黑桃', 'K'), ('黑桃', 'A'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'K')]

7/8. 念口訣“好運(yùn)留下米”時(shí)，將牌堆最上的牌放到牌堆最下；念“煩惱扔出去”時(shí)，將牌堆最上方的牌移除。重復(fù)這兩句口訣，直到手中只有一張牌；最后留下的牌和Step 4拿走的牌是一樣的。

def chant_and_modify(cards):
    iter = 1
    while len(cards) > 1:
        chant_good_luck = "好運(yùn)留下米"
        chant_throw_away = "煩惱扔出去"
        print(f"\n第{iter}輪口訣開始:")
        cards.append(cards.pop(0))
        print(f"口訣{chant_good_luck}結(jié)束后手上的牌:", cards)
        cards.pop(0)
        print(f"口訣{chant_throw_away}結(jié)束后手上的牌:", cards)
        iter += 1
 
    return cards[0]
 
final_card = chant_and_modify(remaining_cards)
print(f"\n最終留下的牌:{final_card}, Step 4:{top_card}")

第1輪口訣開始:
口訣好運(yùn)留下米結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', 'K'), ('黑桃', 'A'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9')]
口訣煩惱扔出去結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', 'A'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9')]

第2輪口訣開始:
口訣好運(yùn)留下米結(jié)束后手上的牌: [('紅桃', '9'), ('黑桃', '8'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'A')]
口訣煩惱扔出去結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', '8'), ('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'A')]

第3輪口訣開始:
口訣好運(yùn)留下米結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', 'K'), ('紅桃', '9'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', '8')]
口訣煩惱扔出去結(jié)束后手上的牌: [('紅桃', '9'), ('黑桃', 'A'), ('黑桃', '8')]

第4輪口訣開始:
口訣好運(yùn)留下米結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', 'A'), ('黑桃', '8'), ('紅桃', '9')]
口訣煩惱扔出去結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', '8'), ('紅桃', '9')]

第5輪口訣開始:
口訣好運(yùn)留下米結(jié)束后手上的牌: [('紅桃', '9'), ('黑桃', '8')]
口訣煩惱扔出去結(jié)束后手上的牌: [('黑桃', '8')]

最終留下的牌:('黑桃', '8'), Step 4:('黑桃', '8')

完整的代碼

import random
import itertools
import copy
# 定義撲克牌
suits = ['紅桃', '方塊', '梅花', '黑桃']
ranks = ['A', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K']
jokers = ['小王', '大王']
deck_of_cards = list(itertools.product(suits, ranks)) + jokers
random.shuffle(deck_of_cards)       # 模擬打亂的操作
print(f"隨機(jī)生成的{len(deck_of_cards)}撲克牌:", deck_of_cards)
selected_cards = random.sample(deck_of_cards, 4)
print("隨機(jī)抽取其中的四張牌:", selected_cards)
 
 
# 模擬性別為男的情況
name = "夏天是冰紅茶"
gender = "男"
chant = "見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻"
region = "南"
 
# step 1: 將四張4張牌撕成兩半，直接將兩堆疊放;
def split_and_stack(cards):
    cards_copy = copy.copy(cards)
    merged_cards = cards + cards_copy
    return merged_cards
 
split_cards = split_and_stack(selected_cards)
print("撕成兩半后堆疊:", split_cards)
 
# Step 2: 設(shè)你的姓名為n個(gè)字，重復(fù)n次，將堆在最上的牌放到最下面；
def repeat_name(cards, name):
    name_length = len(name)
    for _ in range(name_length):
        # 取出堆在最上的牌,放到最下面
        top_card = cards.pop(0)
        cards.append(top_card)
    return cards
 
split_cards_repeated = repeat_name(split_cards, name)
print(f"{name} 重復(fù)姓名字?jǐn)?shù)次后的牌堆:", split_cards_repeated)
 
# Step 3: 將牌堆最上的3張拿出，不改變順序，并隨機(jī)插入牌堆中間
def take_top_and_insert(cards):
    top_three_cards = cards[:3]  # 取出最上面的3張牌
    remaining_cards = cards[3:]  # 剩下的牌
    insert_index = random.randint(1, len(remaining_cards))
    shuffled_cards = remaining_cards[:insert_index] + top_three_cards + remaining_cards[insert_index:]
    return shuffled_cards
 
shuffled_cards = take_top_and_insert(split_cards_repeated)
print("牌堆最上的3張拿出，隨機(jī)插入后的牌堆:", shuffled_cards)
 
# Step 4: 將牌堆最上方的牌拿走，放在一旁
def take_top_card(cards):
    top_card = cards.pop(0)  # 取出最上方的牌
    return top_card
 
top_card = take_top_card(shuffled_cards)
print("拿走的牌:", top_card)
print("剩余的牌:", shuffled_cards)
 
# Step 5: 按照南/北/不知道是南或者北方地區(qū)，判斷自己屬于哪一地區(qū)，并分別將牌堆最上的1/2/3，不改變順序，并隨機(jī)插入牌堆中間
def insert_cards_based_on_region(cards, region):
    if region == "南":
        insert_count = 1
    elif region == "北":
        insert_count = 2
    else:
        insert_count = 3
 
    top = cards[:insert_count]
    remaining_cards = cards[insert_count:]
    insert_index = random.randint(0, len(remaining_cards)-1)
    shuffled_cards = remaining_cards[:insert_index] + top + remaining_cards[insert_index:]
 
    return shuffled_cards
 
 
shuffled_cards_region = insert_cards_based_on_region(shuffled_cards, region)
print(f"{region}方地區(qū)插入后的牌堆:", shuffled_cards_region)
 
 
# Step 6: 按性別男/女，從牌堆最上方拿走1/2張牌，一邊念口訣：“見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻”，每念一個(gè)字，將牌堆最上方的牌放到牌堆最下。
def take_and_chant(cards, gender, chant="見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻"):
    take_count = 0
    if gender == "男":
        take_count = 1
    elif gender == "女":
        take_count = 2
    else:
        print("未知性別")
 
    remaining_cards = cards[take_count:]  # 剩下的牌
    print(remaining_cards)
    # 念口訣過(guò)程
    for c in chant:
        remaining_cards.append(remaining_cards.pop(0))  # 將最上方的牌放到牌堆最下
 
    return remaining_cards
 
 
remaining_cards= take_and_chant(shuffled_cards_region, gender, chant)
print(f"剩余的牌堆:", remaining_cards)
 
# Step 7: 念口訣“好運(yùn)留下米”時(shí)，將牌堆最上的牌放到牌堆最下；念“煩惱扔出去”時(shí)，將牌堆最上方的牌移除。重復(fù)這兩句口訣，直到手中只有一張牌；
def chant_and_modify(cards):
    iter = 1
    while len(cards) > 1:
        chant_good_luck = "好運(yùn)留下米"
        chant_throw_away = "煩惱扔出去"
        print(f"\n第{iter}輪口訣開始:")
        cards.append(cards.pop(0))
        print(f"口訣{chant_good_luck}結(jié)束后手上的牌:", cards)
        cards.pop(0)
        print(f"口訣{chant_throw_away}結(jié)束后手上的牌:", cards)
        iter += 1
 
    return cards[0]
 
# Step 8: 最后留下的牌和Step 4拿走的牌是一樣的。
final_card = chant_and_modify(remaining_cards)
print(f"\n最終留下的牌:{final_card}, Step 4:{top_card}")

大家可以自己去試一試，在步驟6后男生拿走的牌總是會(huì)在對(duì)應(yīng)的第5位，女生拿走的牌總是會(huì)在對(duì)應(yīng)的第3位。

結(jié)語(yǔ)

其實(shí)說(shuō)實(shí)話，這種數(shù)學(xué)魔術(shù)在我小時(shí)候買的書里就曾經(jīng)看到過(guò)許多。雖然現(xiàn)在了解了其中的數(shù)學(xué)原理，但當(dāng)時(shí)的驚奇與歡樂(lè)感覺(jué)依然難以忘懷。劉謙老師在表演中展現(xiàn)了非凡的技藝，不僅僅是數(shù)學(xué)的巧妙運(yùn)用，更是他善于抓住觀眾的好奇心，創(chuàng)造出讓人難以置信的奇跡。

以上就是用Python實(shí)現(xiàn)2024年春晚劉謙魔術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python春晚劉謙魔術(shù)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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