Python实战：用Python程序实现春晚刘谦魔术-编程知识

刘谦春晚魔术是一个让人叹为观止的魔术表演，其中涉及到了数学、编程和创意的结合。看了春晚魔术的朋友们，是不是好奇春晚刘谦的魔术是怎么变的。

在这篇文章中，我们将通过 Python 程序实现春晚刘谦魔术，让读者对这个魔术有更深入的了解。

一、导入库

import random
from collections import deque

二、跟着刘谦的步骤写程序

1、打乱13张牌

用一个 cards 列表存放 13 张不一样的牌 [“2”, “3”, “4”, “5”, “6”, “7”, “8”, “9”, “10”, “J”, “Q”, “K”, “A”]

使用random.shuffle() 函数，将列表中的元素随机打乱。这个函数会直接修改原始列表，而不是创建一个新的打乱顺序的列表。

import random
cards = ["2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A"]
print(f"最初的的13张牌：{cards}")
random.shuffle(cards)
print(f"打乱顺序的13张牌：{cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

2、随机抽取4张牌

使用random.sample() 是函数，从列表中随机抽取指定数量的元素。这个函数不会修改原始序列，而是返回一个新的包含抽取元素的列表。

from collections import deque# 随机选择4张牌
random_4_cards = random.sample(cards, 4)
print(f"随机抽出的4张牌：{random_4_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

3、将牌对折撕开

创建了一个名为 random_8_cards 的双端队列，其中包含 random_4_cards 的 2 倍元素。

# 对折后撕开得到8张牌
random_8_cards = deque(random_4_cards * 2)
print(f"对折后撕开得到8张牌：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

4、根据名字字数得到新顺序牌

使用 collections.deque 类中的rotate() 方法，将双端队列中的元素向左或向右旋转指定的位置。这个方法接受一个参数，表示要旋转的位置数。正数表示向右旋转，负数表示向左旋转。

# 1. 根据名字有几个字，将前几张牌移到最后
name = int(input("请输入名字字数："))
# 将双端队列中的元素向左旋转几个位置
random_8_cards.rotate(-name)
print(f"根据名字字数调整后的牌：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

5、最上面3张插入剩下牌中间

# 2. 取出前三张牌并随机插入剩余牌中，不能插在第一张和最后一张
first_three = [random_8_cards.popleft() for i in range(3)]
print(f"上面3张牌是：{first_three}")
print(f"下面5张牌是：{random_8_cards}")for card in first_three:insert_position = random.randint(1, len(random_8_cards) - 2)random_8_cards.insert(insert_position, card)print(f"插入牌是：{card}，随机插入位置是：{insert_position+1}，新牌顺序是{random_8_cards}")
print(f"上面3张牌随机插入剩下牌中间，此时新牌顺序：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

6、最上面1张牌藏起来

# 3. 把最上面的牌藏起来
remembered_card = random_8_cards.popleft()
print(f"藏起来的1张牌是：{remembered_card}")
print(f"剩下7张牌是：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

7、根据南北方得到新顺序牌

# 4. 南方人取1张，北方人取2张，无法确定取3张，将这些牌随机插入剩下的牌中
location = int(input("请输入地区，南方人输入1，北方人输入2，无法确定输入3："))
first_location = [random_8_cards.popleft() for i in range(location)]
print(f"上面地区牌是：{first_location}")
print(f"剩下牌是：{random_8_cards}")for card in first_location:insert_position = random.randint(1, len(random_8_cards) - 2)random_8_cards.insert(insert_position, card)print(f"插入牌是：{card}，随机插入位置是：{insert_position + 1}，新牌顺序是{random_8_cards}")
print(f"根据南北方，随机插入剩下牌中间，此时新牌顺序：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

8、根据性别得到新顺序牌

# 5. 男生取1张，女生取2张，将这些牌扔掉
gender = int(input("请输入性别，男性输入1，女性输入2："))
for i in range(gender):random_8_cards.popleft()
print(f"根据性别扔牌，此时新牌顺序：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

9、见证奇迹的时刻

"见证奇迹的时刻"是 7 个字，翻译成代码就是将双端队列中的元素向左旋转 7 个位置。

# 6. 见证奇迹的时刻
# 将双端队列中的元素向左旋转7个位置
random_8_cards.rotate(-7)
print(f"见证奇迹的时刻（向左旋转7次牌），此时新牌顺序：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

10、好运留下来，烦恼丢出去

# 7. 好运留下来，烦恼丢出去！
while len(random_8_cards) > 1:random_8_cards.append(random_8_cards.popleft())  # 第一张牌移到最后random_8_cards.popleft()  # 删除现在的第一张牌print(f"好运留下来，烦恼丢出去！（第一张牌移到最后，删除现在的第一张牌）此时剩余牌顺序：{random_8_cards}")
print(f"剩余最后1张牌是：{random_8_cards}")

Pycharm 控制台输出如下：

三、完整代码

完整的代码程序如下：

import random
from collections import dequecards = ["2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A"]
print(f"最初的的13张牌：{cards}")
random.shuffle(cards)
print(f"打乱顺序的13张牌：{cards}")# 随机选择4张牌
random_4_cards = random.sample(cards, 4)
print(f"随机抽出的4张牌：{random_4_cards}")
# 对折后撕开得到8张牌
random_8_cards = deque(random_4_cards * 2)
print(f"对折后撕开得到8张牌：{random_8_cards}")# 1. 根据名字有几个字，将前几张牌移到最后
name = int(input("请输入名字字数："))
# 将双端队列中的元素向左旋转几个位置
random_8_cards.rotate(-name)
print(f"根据名字字数调整后的牌：{random_8_cards}")# 2. 取出前三张牌并随机插入剩余牌中，不能插在第一张和最后一张
first_three = [random_8_cards.popleft() for _ in range(3)]
print(f"上面3张牌是：{first_three}")
print(f"下面5张牌是：{random_8_cards}")for card in first_three:insert_position = random.randint(1, len(random_8_cards) - 2)random_8_cards.insert(insert_position, card)print(f"插入牌是：{card}，随机插入位置是：{insert_position + 1}，新牌顺序是{random_8_cards}")
print(f"上面3张牌随机插入剩下牌中间，此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 3. 把最上面的牌藏起来
remembered_card = random_8_cards.popleft()
print(f"藏起来的1张牌是：{remembered_card}")
print(f"剩下7张牌是：{random_8_cards}")# 4. 南方人取1张，北方人取2张，无法确定取3张，将这些牌随机插入剩下的牌中
location = int(input("请输入地区，南方人输入1，北方人输入2，无法确定输入3："))
first_location = [random_8_cards.popleft() for i in range(location)]
print(f"上面地区牌是：{first_location}")
print(f"剩下牌是：{random_8_cards}")for card in first_location:insert_position = random.randint(1, len(random_8_cards) - 2)random_8_cards.insert(insert_position, card)print(f"插入牌是：{card}，随机插入位置是：{insert_position + 1}，新牌顺序是{random_8_cards}")
print(f"根据南北方，随机插入剩下牌中间，此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 5. 男生取1张，女生取2张，将这些牌扔掉
gender = int(input("请输入性别，男性输入1，女性输入2："))
for i in range(gender):random_8_cards.popleft()
print(f"根据性别扔牌，此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 6. 见证奇迹的时刻
# 将双端队列中的元素向左旋转7个位置
random_8_cards.rotate(-7)
print(f"见证奇迹的时刻（向左旋转7次牌），此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 7. 好运留下来，烦恼丢出去！
while len(random_8_cards) > 1:random_8_cards.append(random_8_cards.popleft())  # 第一张牌移到最后random_8_cards.popleft()  # 删除现在的第一张牌print(f"好运留下来，烦恼丢出去！（第一张牌移到最后，删除现在的第一张牌）此时剩余牌顺序：{random_8_cards}")
print(f"剩余最后1张牌是：{random_8_cards}")# 8. 查看藏起来的1张牌
print(f"藏起来的1张牌是：{remembered_card}")

Pycharm 控制台输出如下：

四、封装函数

我们将上面的代码进行封装，定义一个 magic() 函数，把名字字数定义为随机 1-10 的数字，南北方人为随机 1-3 的数字，性别为随机 1-2 的数字。

在 main 主函数内调用 10 万次 magic()函数，看一下运行结果正确率。

import random
from collections import dequedef magic():cards = ["2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A"]# print(f"最初的的13张牌：{cards}")random.shuffle(cards)# print(f"打乱顺序的13张牌：{cards}")# 随机选择4张牌random_4_cards = random.sample(cards, 4)# print(f"随机抽出的4张牌：{random_4_cards}")# 对折后撕开得到8张牌random_8_cards = deque(random_4_cards * 2)# print(f"对折后撕开得到8张牌：{random_8_cards}")# 1. 根据名字有几个字，将前几张牌移到最后name = int(random.randint(1, 10))# 将双端队列中的元素向左旋转几个位置random_8_cards.rotate(-name)# print(f"根据名字字数调整后的牌：{random_8_cards}")# 2. 取出前三张牌并随机插入剩余牌中，不能插在第一张和最后一张first_three = [random_8_cards.popleft() for _ in range(3)]# print(f"上面3张牌是：{first_three}")# print(f"下面5张牌是：{random_8_cards}")for card in first_three:insert_position = random.randint(1, len(random_8_cards) - 2)random_8_cards.insert(insert_position, card)#     print(f"插入牌是：{card}，随机插入位置是：{insert_position + 1}，新牌顺序是{random_8_cards}")# print(f"上面3张牌随机插入剩下牌中间，此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 3. 把最上面的牌藏起来remembered_card = random_8_cards.popleft()# print(f"藏起来的1张牌是：{remembered_card}")# print(f"剩下7张牌是：{random_8_cards}")# 4. 南方人取1张，北方人取2张，无法确定取3张，将这些牌随机插入剩下的牌中location = int(random.randint(1, 4))first_location = [random_8_cards.popleft() for i in range(location)]# print(f"上面地区牌是：{first_location}")# print(f"剩下牌是：{random_8_cards}")for card in first_location:insert_position = random.randint(1, len(random_8_cards) - 2)random_8_cards.insert(insert_position, card)#     print(f"插入牌是：{card}，随机插入位置是：{insert_position + 1}，新牌顺序是{random_8_cards}")# print(f"根据南北方，随机插入剩下牌中间，此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 5. 男生取1张，女生取2张，将这些牌扔掉gender = int(random.randint(1, 2))for i in range(gender):random_8_cards.popleft()# print(f"根据性别扔牌，此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 6. 见证奇迹的时刻# 将双端队列中的元素向左旋转7个位置random_8_cards.rotate(-7)# print(f"见证奇迹的时刻（向左旋转7次牌），此时新牌顺序：{random_8_cards}")# 7. 好运留下来，烦恼丢出去！while len(random_8_cards) > 1:random_8_cards.append(random_8_cards.popleft())  # 第一张牌移到最后random_8_cards.popleft()  # 删除现在的第一张牌#     print(f"好运留下来，烦恼丢出去！（第一张牌移到最后，删除现在的第一张牌）此时剩余牌顺序：{random_8_cards}")# print(f"剩余最后1张牌是：{random_8_cards[0]}")# 8. 查看藏起来的1张牌# print(f"藏起来的1张牌是：{remembered_card[0]}")return [random_8_cards[0], remembered_card]if __name__ == '__main__':# 进行多次模拟,计算正确率times = 100000correct_match_times = 0for i in range(times):result = magic()if result[0] == result[1]:correct_match_times += 1match_rate = f"{(correct_match_times / times * 100)} % "print(f"运行{times}次,正确率是{match_rate}")