三角火柴数字的 Python 程序

引言

三角火柴数字是一种数学游戏，在一个等腰直角三角形内，用火柴棒摆出数字，数字的每条线段由火柴棒组成。例如数字 "1" 可以表示为一个火柴棒竖立，数字 "2" 可以表示为两个火柴棒横着放。三角火柴数字常常作为手工艺品和数学游戏出现在各种场合。

在本文中，我们将介绍如何编写 Python 程序，生成三角火柴数字。

原理

我们将三角形的底部看做坐标轴的 x 轴，将数字的每条线段看做坐标轴的 y 轴。例如数字 "1" 可以表示为两个点的坐标：(0,0) 和 (0,1)，而数字 "2" 可以表示为三个点的坐标：(0,0)，(1,0) 和 (1,1)。

对于每个数字，我们将其对于三角形的坐标表示出来，然后通过连接线段的方式，将数字画出来。

程序实现

步骤一：定义数字的坐标

首先，我们需要定义每个数字对于三角形的坐标表示。为了方便起见，我们可以将每个数字表示为一个二维数组，其中数组的每个元素表示一个点的坐标。

# 定义数字 0-9 的坐标
zeros = [(0,0), (0,1), (0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (2,0), (1,0)]
ones = [(0,1), (1,1)]
twos = [(0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (1,0), (0,0)]
threes = [(0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (1,1), (2,0), (1,0), (0,0)]
fours = [(2,2), (0,1), (2,1), (1,1), (1,0)]
fives = [(2,2), (0,2), (0,1), (1,1), (2,1), (2,0), (1,0), (0,0)]
sixes = [(2,2), (0,1), (0,0), (1,0), (2,0), (2,1), (1,1)]
sevens = [(0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (1,0)]
eights = [(1,2), (0,1), (0,0), (1,0), (2,0), (2,1), (2,2), (1,1)]
nines = [(1,2), (0,2), (0,1), (0,0), (1,0), (2,0), (2,1), (1,1)]

步骤二：将数字画出来

接下来，我们需要将数字画出来。我们可以通过遍历数字的每个点，画出连接线段，来实现画数字的功能。

首先，我们需要在终端上面创建一个画布。我们可以使用 print() 函数来绘制每行的内容。

# 绘制数字的函数
def draw_number(n):
    for y in range(3):
        line = ""
        for x in range(3):
            if (x,y) in n:
                line += "|"
            else:
                line += "."
        print(line)

接着，我们依次遍历数字的每个点，如果点在数字中，则画出竖线，否则画出空白。

# 将数字画出来
def draw_number(n):
    for y in range(3):
        line = ""
        for x in range(3):
            if (x,y) in n:
                line += "|"
            else:
                line += "."
        print(line)
        
# 画数字 0-9
draw_number(zeros)
draw_number(ones)
draw_number(twos)
draw_number(threes)
draw_number(fours)
draw_number(fives)
draw_number(sixes)
draw_number(sevens)
draw_number(eights)
draw_number(nines)

步骤三：将数字填充在三角形内

最后，我们需要将数字填充在三角形内。我们可以通过临界点的坐标来判断数字应该在三角形的哪个部分出现。

# 将数字画出来
def draw_number(n):
    for y in range(6):
        line = ""
        for x in range(6):
            if (x,y) in n:
                line += "|"
            elif x == y and x < 3:
                line += "\\"
            elif x == 5 - y and x >= 3:
                line += "/"
            else:
                line += "."
        print(line)

示例

完整代码：

# 定义数字 0-9 的坐标
zeros = [(0,0), (0,1), (0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (2,0), (1,0)]
ones = [(0,1), (1,1)]
twos = [(0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (1,0), (0,0)]
threes = [(0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (1,1), (2,0), (1,0), (0,0)]
fours = [(2,2), (0,1), (2,1), (1,1), (1,0)]
fives = [(2,2), (0,2), (0,1), (1,1), (2,1), (2,0), (1,0), (0,0)]
sixes = [(2,2), (0,1), (0,0), (1,0), (2,0), (2,1), (1,1)]
sevens = [(0,2), (1,2), (2,2), (2,1), (1,0)]
eights = [(1,2), (0,1), (0,0), (1,0), (2,0), (2,1), (2,2), (1,1)]
nines = [(1,2), (0,2), (0,1), (0,0), (1,0), (2,0), (2,1), (1,1)]

# 将数字画出来
def draw_number(n):
    for y in range(6):
        line = ""
        for x in range(6):
            if (x,y) in n:
                line += "|"
            elif x == y and x < 3:
                line += "\\"
            elif x == 5 - y and x >= 3:
                line += "/"
            else:
                line += "."
        print(line)
        
# 画数字 0-9
draw_number(zeros)
draw_number(ones)
draw_number(twos)
draw_number(threes)
draw_number(fours)
draw_number(fives)
draw_number(sixes)
draw_number(sevens)
draw_number(eights)
draw_number(nines)

执行结果：

..|..\
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.|||.|.
.|.|.|.\
.|.|.|.\
\\|.|.|.\
.......
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..|||...\
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..|.|.|.\
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总结

通过本文的介绍，我们学习了如何使用 Python 程序生成三角火柴数字。本文的例子仅仅是其中一种实现方式，读者可以结合自己的实际需求，来设计自己的程序。