从 2009 年到 2019 年，刘谦 10 年间 5 次亮相央视春晚舞台，一句“见证奇迹的时刻”成为刘谦的招牌台词。但从 2019 年在春晚表演《魔壶》之后，刘谦好像销声匿迹了，连续 5 年都与春晚无缘。2024 年 2 月 9 日晚，刘谦终于带着最新魔术节目《守岁共此时》再次亮相春晚，神乎其技的表现让观众直呼不可思议。

今天，我将尝试从编程的角度来揭秘刘谦的魔术，通过代码实现来解析其背后的原理。

一、魔术大概流程

观众们按照一定的顺序撕开扑克牌，通过名字字数、男女性别、南方北方等关键词进行排序筛选，最终丢弃了大部分的碎牌。而剩下的两张碎牌，竟然神奇地凑成了一张完整的牌。

大致流程：

随机选取四张牌。
对半撕开并叠在一起。
按照名字的长度把最上面的牌放到底部。
最上面三张牌随机插入到五张牌中间。
把最上面一张牌藏屁股下。
男生扔掉最上面一张牌，女生扔两张。
喊出七字真言，每喊一个字将一张牌置底。
然后置底一张丢一张，直到还剩一张。

二、代码实现各个步骤

2.1 partition（对半撕牌）


    static int[] partition(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length * 2];
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, 0, arr.length);
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, 4, arr.length);
        return newArr;
    }

目的：将输入的数组arr复制到一个新的数组中，并将arr的元素再复制一次到新的数组中的特定位置。
实现：创建一个新数组newArr，其长度是arr的两倍。然后，使用System.arraycopy方法将arr的元素复制到newArr的前半部分和从索引4开始的位置。

2.2 bottom（将 n 张牌置底）


    static int[] bottom(int[] arr, int n) {
        int[] newArr = new int[arr.length];
        System.arraycopy(arr, n, newArr, 0, arr.length - n);
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, arr.length - n, n);
        return newArr;
    }

目的：将arr数组中的前n个元素移动到数组的末尾，并将其余的元素移到数组的开头。
实现：使用System.arraycopy方法实现元素的移动。

2.3 insert（三张牌随机插入到五张牌中间）


    static int[] insert(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length];
        int n = new Random().nextInt(4) + 1;
        System.arraycopy(arr, 3, newArr, 0, n);
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, n, 3);
        System.arraycopy(arr, 3 + n, newArr, 3 + n, arr.length - n - 3);
        return newArr;
    }

目的：将arr数组中的前三个元素随机插入到数组的中间位置。
实现：首先，生成一个1到4之间的随机数n。然后，使用System.arraycopy方法将前三个元素插入到新数组的随机位置，并将其余的元素放在正确的位置。

2.4 pop（丢第一张）


    static int[] pop(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length - 1];
        System.arraycopy(arr, 1, newArr, 0, arr.length - 1);
        return newArr;
    }

目的：移除arr数组的第一个元素，并返回剩余的元素。
实现：创建一个新的数组newArr，其长度比arr少1。然后，使用System.arraycopy方法将arr从索引1开始的所有元素复制到newArr。

2.5 throwOneOrTwo（男生丢一张牌，女生丢两张）


    static int[] throwOneOrTwo(int[] arr, String gender) {
        if (gender.equals("女")) {
            int[] newArr = new int[arr.length - 2];
            System.arraycopy(arr, 2, newArr, 0, arr.length - 2);
            return newArr;
        } else {
            return pop(arr);
        }
    }

目的：根据提供的性别（男或女）移除数组中的元素。如果是女性，则移除前两个元素；如果是男性，则移除第一个元素。
实现：根据性别，调用pop方法或创建一个新的数组并复制从索引2开始的所有元素。

2.6 mysticalWords（七字真言）


     static int[] mysticalWords(int[] arr) {
        if (arr.length == 5) {
            return bottom(arr, 2);
        } else {
            return bottom(arr, 1);
        }
    }

目的：根据数组的长度，将数组中的元素移动到特定的位置。如果数组长度为5，则移动最后两个元素到数组的底部；否则，移动最后一个元素到数组的底部。
实现：根据数组的长度，调用bottom方法并传递相应的参数。

2.7 LeaveOneGoOne （置底一张丢一张）


    static int[] LeaveOneGoOne(int[] arr) {
        while (arr.length > 1) {
            int[] bottom = bottom(arr, 1);
            arr = pop(bottom);
        }
        return arr;
    }

目的：不断从数组中移除元素，直到数组中只剩下一个元素。
实现：使用while循环和前面定义的bottom和pop方法，每次循环都将数组的最后一个元素移动到数组的底部，并从数组中移除它。

三、整体代码及结果

代码：


public class Magic {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4};
        System.out.println("选取四张牌："+ Arrays.toString(arr));
        int[] partition = partition(arr);
        System.out.println("对半撕开并叠在一起："+ Arrays.toString(partition));
        int[] bottom = bottom(partition, 3);
        System.out.println("按照名字的长度把最上面的牌放到底部："+ Arrays.toString(bottom));
        int[] insert = insert(bottom);
        System.out.println("最上面三张牌随机插入到五张牌中间："+ Arrays.toString(insert));
        System.out.println("现在最上面的一张牌是："+ insert[0]);
        int[] pop = pop(insert);
        System.out.println("把最上面一张牌藏屁股下,还剩："+ Arrays.toString(pop));
        int[] throwOneOrTwo = throwOneOrTwo(pop, "女");
        System.out.println("男生扔掉最上面一张牌，女生扔两张："+ Arrays.toString(throwOneOrTwo));
        int[] mysticalWords = mysticalWords(throwOneOrTwo);
        System.out.println("喊出七字真言，每喊一个字将一张牌置底"+ Arrays.toString(mysticalWords));
        int[] leaveOneGoOne = LeaveOneGoOne(mysticalWords);
        System.out.println("然后开始留下一张置底丢一张，直到还剩一张："+ leaveOneGoOne[0]);
    }
 
    static int[] partition(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length * 2];
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, 0, arr.length);
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, 4, arr.length);
        return newArr;
    }
 
    //下放 n 个
    static int[] bottom(int[] arr, int n) {
        int[] newArr = new int[arr.length];
        System.arraycopy(arr, n, newArr, 0, arr.length - n);
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, arr.length - n, n);
        return newArr;
    }
 
    //最上面三个随机插入到五个中间
    static int[] insert(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length];
        int n = new Random().nextInt(4) + 1;
        System.arraycopy(arr, 3, newArr, 0, n);
        System.arraycopy(arr, 0, newArr, n, 3);
        System.arraycopy(arr, 3 + n, newArr, 3 + n, arr.length - n - 3);
        return newArr;
    }
 
    //第一个去掉，藏屁股底下
    static int[] pop(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length - 1];
        System.arraycopy(arr, 1, newArr, 0, arr.length - 1);
        return newArr;
    }
 
    //男生扔1，女生扔2
    static int[] throwOneOrTwo(int[] arr, String gender) {
        if (gender.equals("女")) {
            int[] newArr = new int[arr.length - 2];
            System.arraycopy(arr, 2, newArr, 0, arr.length - 2);
            return newArr;
        } else {
            return pop(arr);
        }
    }
 
    //七字真言
    static int[] mysticalWords(int[] arr) {
        if (arr.length == 5) {
            return bottom(arr, 2);
        } else {
            return bottom(arr, 1);
        }
    }
 
    //留下一个走一个
    static int[] LeaveOneGoOne(int[] arr) {
        while (arr.length > 1) {
            int[] bottom = bottom(arr, 1);
            arr = pop(bottom);
        }
        return arr;
    }
}

结果：

四、总结

刘谦老师的魔术本质其实就是约瑟夫环的问题。

我认为这是语言类节目第一名。

充满了真情实感的欢声笑语。大家的参与性很高，过大年，追求的不过是热热闹闹，开开心心，这个节目做到了。

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