用Python简陋模拟n阶魔方

 更新时间:2021年04月16日 17:12:50   作者:Eyizoha  
这篇文章主要介绍了用Python简陋模拟n阶魔方,文中有非常详细的代码示例,对正在学习python的小伙伴呢有一定的帮助,需要的朋友可以参考下

一、前言

终于整完了毕业论文,忙里偷闲半小时摸了个魔方模拟程序,支持模拟任意阶魔方,自动打乱,输入指令旋转。显示方面不会弄3D的,用opencv整了个展开图。

展开示意图

二、效果

五阶魔方打乱20步

在这里插入图片描述

震撼人心50阶,打乱100步

在这里插入图片描述

三、代码

import cv2
import numpy as np
from random import randint


class Cube:
    def __init__(self, order=3, size=50):  # 魔方阶数、显示尺寸
        self.img = np.zeros((4 * size * order, 3 * size * order, 3), dtype=np.uint8)
        self.order = order
        self.size = size
        self.len = size * order
        self.top = [['y'] * order for _ in range(order)]
        self.front = [['r'] * order for _ in range(order)]
        self.left = [['b'] * order for _ in range(order)]
        self.right = [['g'] * order for _ in range(order)]
        self.back = [['o'] * order for _ in range(order)]
        self.bottom = [['w'] * order for _ in range(order)]
        self.axis_rotate = (self.base_rotate_x, self.base_rotate_y, self.base_rotate_z)
        self.color = {'y': (0, 255, 255), 'r': (0, 0, 255), 'b': (255, 0, 0),
                      'g': (0, 255, 0), 'o': (0, 128, 255), 'w': (255, 255, 255)}

    def check(self):  # 检测魔方是否还原
        for i in range(self.order):
            for j in range(self.order):
                if self.top[i][j] != self.top[0][0]:
                    return False
                if self.back[i][j] != self.back[0][0]:
                    return False
                if self.front[i][j] != self.front[0][0]:
                    return False
                if self.left[i][j] != self.left[0][0]:
                    return False
                if self.right[i][j] != self.right[0][0]:
                    return False
                if self.bottom[i][j] != self.bottom[0][0]:
                    return False
        return True

    def show(self, wait=0):  # 显示魔方展开图
        for i in range(self.order):
            for j in range(self.order):
                # back
                x, y = self.len + i * self.size, j * self.size
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), self.color[self.back[j][i]], -1)
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), (10, 10, 10), 1)
                # left
                x, y = i * self.size, self.len + j * self.size
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), self.color[self.left[j][i]], -1)
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), (10, 10, 10), 1)
                # top
                x, y = self.len + i * self.size, self.len + j * self.size
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), self.color[self.top[j][i]], -1)
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), (10, 10, 10), 1)
                # right
                x, y = 2 * self.len + i * self.size, self.len + j * self.size
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), self.color[self.right[j][i]], -1)
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), (10, 10, 10), 1)
                # front
                x, y = self.len + i * self.size, 2 * self.len + j * self.size
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), self.color[self.front[j][i]], -1)
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), (10, 10, 10), 1)
                # bottom
                x, y = self.len + i * self.size, 3 * self.len + j * self.size
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), self.color[self.bottom[j][i]], -1)
                cv2.rectangle(self.img, (x, y), (x + self.size, y + self.size), (10, 10, 10), 1)
        cv2.imshow('cube', self.img)
        cv2.waitKey(wait)

    def shuffle(self, times):  # 打乱魔方
        for _ in range(times):
            self.rotate(randint(0, 2), randint(0, self.order - 1), randint(0, 3))

    def rotate(self, axis, index, times):  # 旋转魔方:axis轴,第index层,逆时针times次
        for _ in range(times):
            self.axis_rotate[axis](index)

    def count(self, color='y'):
        count = 0
        for i in range(self.order):
            for j in range(self.order):
                if self.top[i][j] == color:
                    count += 1
        return count

    @staticmethod
    def _column_trans(surface, index, col):
        for i, r in enumerate(surface):
            r[index] = col[i]

    def base_rotate_x(self, index):
        if index == 0:
            self.left = [list(c) for c in zip(*self.left)][::-1]
        elif index == self.order - 1:
            self.right = [list(c)[::-1] for c in zip(*self.right)]
        temp = [r[index] for r in self.top]
        self._column_trans(self.top, index, [r[index] for r in self.front])
        self._column_trans(self.front, index, [r[index] for r in self.bottom])
        self._column_trans(self.bottom, index, [r[index] for r in self.back])
        self._column_trans(self.back, index, temp)

    def base_rotate_y(self, index):
        if index == 0:
            self.back = [list(c)[::-1] for c in zip(*self.back)]
        elif index == self.order - 1:
            self.front = [list(c) for c in zip(*self.front)][::-1]
        temp = self.left[index][::-1]
        self.left[index] = self.top[index]
        self.top[index] = self.right[index]
        self.right[index] = self.bottom[self.order - index - 1][::-1]
        self.bottom[self.order - index - 1] = temp

    def base_rotate_z(self, index):
        if index == 0:
            self.top = [list(c) for c in zip(*self.top)][::-1]
        elif index == self.order - 1:
            self.bottom = [list(c)[::-1] for c in zip(*self.bottom)]
        temp = self.front[index][::-1]
        self.front[index] = [r[self.order - index - 1] for r in self.left]
        self._column_trans(self.left, self.order - index - 1, self.back[self.order - index - 1][::-1])
        self.back[self.order - index - 1] = [r[index] for r in self.right]
        self._column_trans(self.right, index, temp)


cube = Cube(3, 50)
cube.shuffle(100)
while True:
    cube.show(1)
    cube.rotate(*(int(c) for c in input('axis,index,times:').split()))
    if cube.check():
        break
print('Congratulations')
cube.show(0)

到此这篇关于用Python简陋模拟n阶魔方的文章就介绍到这了,更多相关pytho模拟魔方内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

您可能感兴趣的文章:

相关文章

  • 使用Numpy打乱数组或打乱矩阵行

    使用Numpy打乱数组或打乱矩阵行

    这篇文章主要介绍了使用Numpy打乱数组或打乱矩阵行问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2023-05-05
  • Python中类变量和实例变量的区别

    Python中类变量和实例变量的区别

    这篇文章主要介绍了Python中类变量和实例变量的区别,文章针对Python类变量和实例变量的问题,给出了具体说明和演示,需要的小伙伴可以参考一下
    2022-02-02
  • PyTorch张量拼接、切分、索引的实现

    PyTorch张量拼接、切分、索引的实现

    在学习深度学习的过程中,遇到的第一个概念就是张量,张量在pytorch中的计算十分重要,本文主要介绍了PyTorch张量拼接、切分、索引的实现,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下
    2024-03-03
  • Python NumPy科学计算库的高级应用

    Python NumPy科学计算库的高级应用

    这篇文章主要为大家介绍了Python NumPy科学计算库的高级应用深入详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2023-07-07
  • python中xrange和range的区别

    python中xrange和range的区别

    这篇文章主要介绍了python中xrange和range的区别,需要的朋友可以参考下
    2014-05-05
  • python上下文管理器异常问题解决方法

    python上下文管理器异常问题解决方法

    在本篇文章里小编给大家整理的是一篇关于python上下文管理器异常问题解决方法,对此有兴趣的朋友们可以学习参考下。
    2021-02-02
  • python webp图片格式转化的方法

    python webp图片格式转化的方法

    这篇文章主要为大家详细介绍了python webp图片格式转化的方法,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2021-04-04
  • exe反编译为.py文件的方法

    exe反编译为.py文件的方法

    本文主要介绍了exe反编译为.py文件的方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2023-03-03
  • python中Array和DataFrame相互转换的实例讲解

    python中Array和DataFrame相互转换的实例讲解

    在本篇文章里小编给大家整理的是一篇关于python中Array和DataFrame相互转换的实例讲解内容,对此有需要的朋友们可以学参考下。
    2021-02-02
  • python 3.0 模拟用户登录功能并实现三次错误锁定

    python 3.0 模拟用户登录功能并实现三次错误锁定

    Python的3.0版本,常被称为Python 3000,或简称Py3k。这篇文章主要介绍了python 3.0 模拟用户登录功能并实现三次错误锁定,需要的朋友可以参考下
    2017-11-11

最新评论