代码收藏家技术教程 2024-02-24

用Python随机模拟一万次，春晚刘谦魔术证明堆栈方法有效

2024春晚刘谦魔术
本项目包含两个版本，使用堆栈方法，语言为python

证明版本
证明步骤如下：
1. 随机四张牌，假设为ABCD
2. 撕开它们并且同方向放置，手里的牌目前为ABCDABCD
3. 名字字数：随机一个数字n（2-7范围内的任意整数），将最前面的n张牌放到最后，例如n等于2，那么牌就是CDABCDAB
4. 将前三张牌取出并插入剩余牌的任意位置，例如第三步结束是CDABCDAB，将CDA随机插入剩下BCDAB里的任意位置，例如DA之间，即BCDCDAAB
5. 将最上面的牌取出，并放到一边。例如第四部结束为BCDCDAAB，那么只保留CDCDAAB，将B删除并放在一边
6. 南方人/北方人：从1-3中随机选取任意整数a，将剩余牌中的前a张插入剩余牌堆的任意位置。例如a=3，那么将前3张牌，也就是CDCDAAB中的CDC随机插入剩下的DAAB中任意位置，例如DA之间，那么就是DCDCAAB
7. 性别：从1-2中随机选取任意整数b，移去牌堆中的前b张牌。例如b=2，也就是从DCDCAAB中移去DC，目前剩余DCAAB
8. 见证奇迹的时刻：将第一张牌移到最后，重复7次，例如第七步剩余DCAAB，那么移动7次分别是CAABD，AABDC，ABDCA，BDCAA，DCAAB，CAABD，AABDC，最后得到AABDC
9. 好运留下来，烦恼丢出去：将第8步剩下的牌交替进行“将第一张牌移到最后”和“将第一张牌删除”这两个操作，直到只剩下一张牌。例如剩下的牌是AABDC，根据指令剩余的依次是ABDCA，BDCA，DCAB，CAB，ABC，BC，CB，最后扔掉C，剩余的牌B和第五步中放到一边的B相同

随机模拟一万次，正确率为100%

import random

def magic_proof():
    # 初始牌组
    cards = ['A', 'B', 'C', 'D'] * 2

    # 1. 根据名字有几个字(随机选择2-7之间的整数)，将前n张牌移到最后
    n = random.randint(2, 7)
    cards = cards[n:] + cards[:n]

    # 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 = cards[:3]
    cards = cards[3:]
    for card in first_three:
        insert_position = random.randint(1, len(cards) - 2)
        cards.insert(insert_position, card)

    # 3. 把最上面的牌放到一边
    remembered_card = cards.pop(0)

    # 4. 从最上面取牌，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
    a = random.randint(1, 3)
    first_a = cards[:a]
    cards = cards[a:]
    for card in first_a:

        insert_position = random.randint(1, len(cards) - 2) 
        cards.insert(insert_position, card)

    # 5. 从最上面取牌，男生取1张，女生取2张，将这些牌扔掉
    b = random.randint(1, 2)
    cards = cards[b:]

    # 6. 见证奇迹的时刻：每次将第一张牌移到最后，重复7次
    for _ in range(7):
        cards.append(cards.pop(0))

    # 7. 好运留下来，烦恼丢出去：交替进行将第一张牌移到最后和删除，直到剩一张牌
    while len(cards) > 1:
        cards.append(cards.pop(0))  # 第一张牌移到最后
        cards.pop(0)  # 删除现在的第一张牌

    # 返回最后剩下的牌和之前放在一边的牌
    return cards[0], remembered_card

# 重新进行多次模拟并计算匹配的频率
correct_match_nb = 0
for _ in range(10000):
    final_card, remembered_card = magic_proof()
    if final_card == remembered_card:
        correct_match_nb += 1

match_rate = correct_match_nb / 10000
print(match_rate)

互动版本
用户可自行输入参数

from collections import deque
import random

def get_input(prompt_message, expected_type=int, min_val=None, max_val=None):
    while True:
        user_input = input(prompt_message)
        try:
            value = expected_type(user_input)
            if (min_val is not None and value < min_val) or (max_val is not None and value > max_val):
                print(f"Error: Please enter a value between {min_val} and {max_val}.")
            else:
                return value
        except ValueError:
            print(f"输入类型或范围错误，请重新输入。")

# 获取名字字数，地域，性别
name = get_input("请输入名字字数，范围2-7：", int, 2, 7)
location = get_input("南方人请输入1，北方人请输入2，不确定请输入3：", int, 1, 3)
sexe = get_input("男生请输入1，女生请输入2：", int, 1, 2)

def simulate_magic(name, location, sexe):
    # 洗牌
    cards = ["2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A"]
    random.shuffle(cards)

    # 随机选择四张，对折撕开
    selected_values = random.sample(cards, 4)
    selceted_cards = deque(selected_values * 2)
    print(f"抽出的牌：{selceted_cards}")
    
    # 1. 根据名字有几个字，将前n张牌移到最后
    selceted_cards.rotate(-name)

    # 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 = [selceted_cards.popleft() for _ in range(3)]

    for card in first_three:    
        insert_position = random.randint(1, len(selceted_cards) - 2)
        selceted_cards.insert(insert_position, card)

    # 3. 把最上面的牌放到一边
    remembered_card = selceted_cards.popleft()

    # 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
    first_a = [selceted_cards.popleft() for _ in range(location)]


    for card in first_a:
        if len(selceted_cards) > 2:
            insert_position = random.randint(1, len(selceted_cards) - 2)
        else:
            insert_position = 0
        selceted_cards.insert(insert_position, card)

    # 5. 男生取1张，女生取2张，将这些牌扔掉
    for _ in range(sexe):
        selceted_cards.popleft()

    # 6. 见证奇迹的时刻
    selceted_cards.rotate(-7)

    # 7. 好运留下来，烦恼丢出去！
    while len(selceted_cards) > 1:
        selceted_cards.append(selceted_cards.popleft())  # 第一张牌移到最后
        selceted_cards.popleft()  # 删除现在的第一张牌

    # 返回手里剩下的牌和放在一边的牌
    return selceted_cards[0], remembered_card

final_card, remebered_card = simulate_magic(name, location, sexe)

print(f"初始牌：{remebered_card}, 剩下的牌：{final_card}")
print(f"初始牌和手里的牌是否相同：{remebered_card == final_card}")
print()
print("祝大家龙年大吉！")