咱们好，欢迎来到 Crossin的编程教室 ！
前几天，后台老有小伙伴留言“爱心代码”。这不是Crossin很早之前发过的内容嘛，怎样最近忽然又被人翻出来了？后来才知道
，原来是一部有关程序员的芳华偶像剧《点燃我,温暖你》在热播，而剧中有一段关于期中考试要用程序画一个爱心的桥段。
于是出于猎奇，Crossin就去看了这一集（第5集，不用谢）。这一看不要紧，差点把刚吃的鸡腿给喷出来–槽点实在太多了！
不由得做了个欢乐吐槽向的代码解读视频，在某平台上被顶到了20个w的阅读，也算蹭了一波人家电视剧的热度吧……
下面是图文版，给咱们分析下剧中出现的“爱心”代码，而且来复刻一下终究男主完结的酷炫跳动爱心。
剧中代码赏析
1. 首先是路人同学的代码：
尽管剧中说是“C语言期中考试”，但这位同学的代码名叫 draw2.py，一个典型的 Python 文件，再结合截图中的 pen.forward、pen.setpos 等办法来看，应该是用 turtle 海龟作图库来画爱心。那作用通常是这样的：
import turtle as t
t.color('red')
t.setheading(50)
t.begin_fill()
t.circle(-100, 170)
t.circle(-300, 40)
t.right(38)
t.circle(-300, 40)
t.circle(-100, 170)
t.end_fill()
t.done()
而不是剧中那个命令行下用1组成的不规则的图形。
2. 然后是课代表向路人同学展示的优异代码：
及所谓的作用：
这确实是C语言代码了，但文件仍然是以 .py 为后缀，而且 include 前面没有加上 #，这显然是没法运转的。
里边的内容是可以画出爱心的，用是这个爱心曲线公式：
然后遍历一个15*17的方阵，核算每个坐标是在曲线内仍是曲线外，在内部就输出#或*，外部便是-
用python改写一下是这样的：
for y in range(9, -6, -1):
for x in range(-8, 9):
print('*##*'[(x+10)%4] if (x*x+y*y-25)**3 < 25*x*x*y*y*y else '-', end=' ')
print()
作用：
略微改一下输出，还能做出前面那个满是1的作用：
for y in range(9, -6, -1):
for x in range(-8, 9):
print('1' if (x*x+y*y-25)**3 < 25*x*x*y*y*y else ' ', end=' ')
print()
但跟剧中所谓的作用相去甚远。
3. 终究是主角狂拽酷炫D炸天的跳动爱心：
代码有两个片段：
但这两个片段也不C语言，而是C++，且两段并不是同一个程序，用的办法也彻底不相同。
榜首段代码跟前面一种思路差不多，只不过没有直接用一条曲线，而是上半部用两个圆形，下半部用两条直线，围出一个爱心。
改写成 Python 代码：
size = 10
for x in range(size):
for y in range(4*size+1):
dist1 = ((x-size)**2 + (y-size)**2) ** 0.5
dist2 = ((x-size)**2 + (y-3*size)**2) ** 0.5
if dist1 < size + 0.5 or dist2 < size + 0.5:
print('V', end=' ')
else:
print(' ', end=' ')
print()
for x in range(1, 2*size):
for y in range(x):
print(' ', end=' ')
for y in range(4*size+1-2*x):
print('V', end=' ')
print()
运转作用：
第二段代码用的是根据极坐标的爱心曲线，是遍历角度来核算点的位置。公式是：
核算出不同角度对应的点坐标，然后把它们连起来，便是一个爱心。
from math import pi, sin, cos
import matplotlib.pyplot as plt
no_pieces = 100
dt = 2*pi/no_pieces
t = 0
vx = []
vy = []
while t <= 2*pi:
vx.append(16*sin(t)**3)
vy.append(13*cos(t)-5*cos(2*t)-2*cos(3*t)-cos(4*t))
t += dt
plt.plot(vx, vy)
plt.show()
作用：
代码中循环时用到的2是为了保证曲线长度满足绕一个圈，但其实长一点也无所谓，即便 =100 也不影响显现作用，仅仅相当于同一条曲线画了很多遍。所以剧中代码里写下35位小数的，还被女主用纸笔一字不落地抄写下来，实在是让程序员无法了解的迷惑行为。
但不论写再多位的，上述两段代码都和终究那个跳动的作用差了五百只羊了个羊。
跳动爱心完成
作为一个总是在写一些没什么乱用的代码的编程博主，Crossin当然也不会放过这个时机，下面就来应战一下用 Python 完成终究的那个作用。
1. 想要绘制动态的作用，必定要借助一些库的帮助，不然代码量肯定会让你感动得想哭。这儿咱们将使用之前 羊了个羊游戏 里用过的 pgzero 库。然后结合终究那个极坐标爱心曲线代码，先绘制出曲线上离散的点。
import pgzrun
from math import pi, sin, cos
no_p = 100
dt = 2*3/no_p
t = 0
x = []
y = []
while t <= 2*3:
x.append(16*sin(t)**3)
y.append(13*cos(t)-5*cos(2*t)-2*cos(3*t)-cos(4*t))
t += dt
def draw():
screen.clear()
for i in range(len(x)):
screen.draw.filled_rect(Rect((x[i]*10+400, -y[i]*10+300), (4, 4)), 'pink')
pgzrun.go()
2. 把点的数量添加，同时沿着原点到每个点的径向加一个随机数，而且这个随机数是按照正态散布来的（半个正态散布），大概率散布在曲线上，向曲线内部递减。这样，就得到这样一个随机散布的爱心作用。
...
no_p = 20000
...
while t <= 2*pi:
l = 10 - abs(random.gauss(10, 2) - 10)
x.append(l*16*sin(t)**3)
y.append(l*(13*cos(t)-5*cos(2*t)-2*cos(3*t)-cos(4*t)))
t += dt
...
3. 下面便是让点动起来，这步是关键，也有一点点复杂。为了便利关于每个点进行操控，这儿将每个点自定义成了一个Particle类的实例。
从原理上来说，便是给每个点加一个缩放系数，这个系数是根据时刻变化的正弦函数，看起来就会像呼吸的节律相同。
class Particle():
def __init__(self, pos, size, f):
self.pos = pos
self.pos0 = pos
self.size = size
self.f = f
def draw(self):
screen.draw.filled_rect(Rect((10*self.f*self.pos[0] + 400, -10*self.f*self.pos[1] + 300), self.size), 'hot pink')
def update(self, t):
df = 1 + (2 - 1.5) * sin(t * 3) / 8
self.pos = self.pos0[0] * df, self.pos0[1] * df
...
t = 0
def draw():
screen.clear()
for p in particles:
p.draw()
def update(dt):
global t
t += dt
for p in particles:
p.update(t)
4. 剧中爱心跳动时，靠中间的点动摇的幅度更大，有一种扩张的作用。所以再根据每个点间隔原点的远近，再加上一个系数，离得越近，系数越大。
class Particle():
...
def update(self, t):
df = 1 + (2 - 1.5 * self.f) * sin(t * 3) / 8
self.pos = self.pos0[0] * df, self.pos0[1] * df
5. 终究再用相同的办法画一个更大一点的爱心，这个爱心不需要跳动，只需每一帧随机绘制就可以了。
def draw():
...
t = 0
while t < 2*pi:
f = random.gauss(1.1, 0.1)
x = 16*sin(t)**3
y = 13*cos(t)-5*cos(2*t)-2*cos(3*t)-cos(4*t)
size = (random.uniform(0.5,2.5), random.uniform(0.5,2.5))
screen.draw.filled_rect(Rect((10*f*x + 400, -10*f*y + 300), size), 'hot pink')
t += dt * 3
合在一起，搞定！
总结一下，便是在原本的基础爱心曲线上加上一个正态散布的随机量、一个随时刻变化的正弦函数和一个跟间隔成反比的系数，外面再套一层更大的随机爱心，就得到相似剧中的跳动爱心作用。
但话说回来，真有人会在考场上这么干吗？
除非真的是超级大学霸，不然便是食堂膳食太好–
吃太饱撑的……
代码已开源：python666.cn/c/9
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