编程珠玑3-8

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问题

8.[S.C.Johnnson]七段显示设备实现十进制数字：

的廉价显示。七段显示通常如下编号：

编写一个使用5个七段显示数字来显示16位正整数的程序。输出为一个5个字节的数组，当且仅当数字j中的第i段点亮时，字节j中的位i置1

分析

简单翻译一下题目的意思，编写一个程序，实现给定一个数字，包含5位，在终端输出图像

这题需要解决的核心问题时，如何将数转换为图像（二维数组）

现在，我们拥有一个7 x 4的二维数组，如果我们要绘制8，如上图所示，8对应的七段编码为[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

代码

为了程序可维护性，做了一些抽象。

Rule是规则类，定义了一些列规则

• 一个七段显示，对应数组的维度
• 每个七段显示之间的间隔
• 每个数字对应的编号
• 编号对应的坐标

Number是数字类，用于维护一个0~9之间数字与二维数组之间的转换

Display是显示屏类，用于集中维护5个7段显示，并打印数字

代码

from typing import List ''' 定义规则 ''' class Rule: # 七段显示数字的数组维度 number_row = 7 number_col = 4 # 5个七段显示数字之间的间隔 interval = 2 const = { 
    'horizon': '-', 'vertical': '|', } def __init__(self): # 七段显示的编号坐标 self.id_pos = { 
    0: [(6, 1, Rule.const['horizon']), (6, 2, Rule.const['horizon'])] , 1: [(3, 1, Rule.const['horizon']), (3, 2, Rule.const['horizon'])] , 2: [(0, 1, Rule.const['horizon']), (0, 2, Rule.const['horizon'])] , 3: [(1, 0, Rule.const['vertical']), (2, 0, Rule.const['vertical'])] , 4: [(1, 3, Rule.const['vertical']), (2, 3, Rule.const['vertical'])] , 5: [(4, 0, Rule.const['vertical']), (5, 0, Rule.const['vertical'])] , 6: [(4, 3, Rule.const['vertical']), (5, 3, Rule.const['vertical'])] } # 数字通过七段显示展示时, 需要的七段显示编号 self.number_ids = { 
    0: [x for x in range(7) if x not in (1,)] , 1: [4, 6] , 2: [x for x in range(7) if x not in (3, 6)] , 3: [x for x in range(7) if x not in (3, 5)] , 4: [x for x in range(7) if x not in (2, 5)] , 5: [x for x in range(7) if x not in (4, 5)] , 6: [x for x in range(7) if x not in (4,)] , 7: [x for x in range(7) if x not in (1, 3, 5, 0)] , 8: range(7) , 9: [x for x in range(7) if x not in (0, 5)] } class Number: def __init__(self, number: int): self.rule = Rule() self.number = number def set_number(self, number): self.number = number ''' 将0-9中的数字转换为图像(二维数组) ''' def gen_graphic(self) -> List[List]: # 获取数字对应7段显示的编号 ids = self.rule.number_ids[self.number] graphic = [[' ' for _ in range(Rule.number_col)] for _ in range(Rule.number_row)] # 遍历所有编号, 获取编号对应的坐标集合 for id in ids: # (x, y) -> 数组坐标; w -> 数组需要填充的字符内容 for x, y, w in self.rule.id_pos[id]: graphic[x][y] = w return graphic class Display: def __init__(self): # 5个7段显示需要的数组维度 self.graphic = [[' ' for _ in range(5 * Rule.number_col + 4 * Rule.interval)] for _ in range(Rule.number_row)] # 5个7段显示 self.number_list = [Number(i) for i in range(5)] ''' 图像归位 ''' def clear(self): self.graphic = [[' ' for _ in range(5 * Rule.number_col + 4 * Rule.interval)] for _ in range(Rule.number_row)] ''' 显示数字 ''' def display(self, number: int): self.clear() self.reader(number) self.writer() ''' 读取需要显示的数字 ''' def reader(self, number: int): params = [] while number != 0: params.append(number % 10) number //= 10 size = len(params) for _ in range(size, 5): params.append(0) params.reverse() # 赋值不同的数字 for idx, n in enumerate(self.number_list): n.set_number(params[idx]) ''' 赋值graphic, 打印图像 ''' def writer(self): for idx, n in enumerate(self.number_list): # 数组拷贝, 将5个七段显示绘制的二维数组拷贝到display中的数组 new_gra = n.gen_graphic() for i in range(len(new_gra)): # col_len需要考虑每个七段显示之间的间隔 col_len = Rule.number_col + Rule.interval self.graphic[i][idx * col_len: (idx + 1) * col_len] = new_gra[i] # 绘图 for row in self.graphic: for r in row: print(r, end='') print() 

测试

display = Display() print(82367) display.display(82367) print(12345) display.display(12345) print(53245) display.display(53245)