我们常常会在一些好莱坞电影大片里看到黑客高手，在电脑前轻松“黑”进别人的安全系统的场景。那纯熟自如地输入一大堆复杂的代码，瞬间完成入侵，是不是很羡慕？

电影The Matrix （《黑客帝国》）则是用通过现实与虚拟世界的抗争，摆脱“矩阵”的计算机人工智能系统的控制，尤其是自带超炫酷字符雨背景，总是无时无刻不在散发着黑客无所不能、神出鬼没的魅力。

今天，小编教大家尝试用Python制作一个高仿的matrix字符雨的效果。

在屏幕上输出文字，首先想到的是使用print函数

>>>>

代码原文：

importtime

text="Hello world!"

forcharintext:

print(char)

time.sleep(0.3)

time.sleep(1)

但是，print函数的功能是：换行➩输出字符➩换行，想要在命令行中通过刷新屏幕来输出文字是做不到的

展开全文

无奈耿直的print函数始终保持换行又换行的底线，只能另择他法！

Print函数达不到目的，我们把目光转向更底层的机制--使用标准输出stdout

>>>>

代码原文：

importsys

importtime

text="Hello world!"

forcharintext:

sys.stdout.write(char)

sys.stdout.flush()

time.sleep(0.1)

sys.stdout.write("r"+" "*len(text)+"r")

sys.stdout.flush()

forcharintext:

sys.stdout.write(char)

sys.stdout.flush()

time.sleep(0.1)

sys.stdout.write("n")

sys.stdout.flush()

time.sleep(1)

使用sys.stdout来输出，终于可以在一行内刷新文字了，但是无法回到上一行，遇到换行只能继续向下输出了

使用stdout，仍然一路向下

不得已只好祭出更加底层的杀器-curses库，curses库是linux底层提供的方法库，可以直接操作显示屏的输出和刷新，而不是以字符和换行的形式使用命令行输出，这一定能满足我们的需求

>>>>

代码原文：

importcurses

importtime

importrandom

whileTrue:

stdscr=curses.initscr()

width=80

height=24

text="我在這裏，來抓我呀"

try:

stdscr.clear()

x=random.randrange(1,width)

y=random.randrange(1,height)

ifx+len(text)<width:

stdscr.addstr(y,x,text)

stdscr.refresh()

time.sleep(0.5)

exceptKeyboardInterrupt:

curses.endwin()

exit(0)

好了，现在开始放大招了，编写matrix的字符串效果具体如下↓

先简单设计一下，做一个能填满屏幕的字符串，中间夹杂空格，只要让这个字符串在屏幕不断滚动就能营造出字符雨的效果

>>>>

代码原文：

importcurses,time,random

defrefresh_str(string):

returnstring[-1]+string[0:-1]

defmain(stdscr):

height,width=stdscr.getmaxyx()

string=""

length=0

foriinrange(height*width-1):

iflength==0:

length=random.randrange(int(height/4),int(height/2))

roll=random.random()

ifroll>0.5:

char=" "

else:

char=chr(random.randrange(48,50))

string+=char

length-=1

whileTrue:

string=refresh_str(string)

curses.init_pair(1,curses.COLOR_GREEN,curses.COLOR_BLACK)

count=0

foriinrange(width):

forjinrange(height):

ifcount<len(string):

stdscr.addstr(j,i,string[count],curses.color_pair(1))

count+=1

stdscr.refresh()

time.sleep(0.03)

curses.wrapper(main)

代码有了，现在试试看吧！

奇迹发生了，效果不错哦！但是…好刺眼

前面的程序有两点问题，一是字符是运动的，而原版字不动只是黑色部分动，二是字符不是随机变换的，看着不够逼真那么，再更新我们的算法

根据已经存在的字符长度，随机生成字符和空格，并以合理的几率落下，形成真正的字符雨

>>>>

代码原文：

importcurses

importrandom

importtime

defmatrix(width,height):

matrix={}

foriinrange(1,width):

forjinrange(1,height):

matrix[(i,j)]=" "

whileTrue:

foriinrange(1,width):

ifi%2==0:

forjinrange(height-1,1,-1):

ifmatrix[(i,j)]==" ":

ifmatrix[(i,j-1)]!=" ":

matrix[(i,j)]=chr(random.randrange(33,127))

else:

continue

else:

ifmatrix[(i,j-1)]==" ":

matrix[(i,j)]=" "

else:

continue

roll=random.random()

ifroll>0.5:

ifmatrix[(i,1)]==" ":

is_space=True

else:

is_space=False

length=0

forjinrange(2,height):

ifis_space==Trueandmatrix[(i,j)]==" ":

length+=1

elifis_space==Falseandmatrix[(i,j)]!=" ":

length+=1

if(is_space==Falseand

length<random.randrange(height*45//60,height*5//6)):

matrix[(i,1)]=chr(random.randrange(34,127))

elif(is_space==Falseand

length>random.randrange(height*45//60,height*5//6)):

matrix[(i,1)]=" "

elif(is_space==Trueand

length<random.randrange(height//4,height//2)):

matrix[(i,1)]=" "

elif(is_space==Trueand

length>random.randrange(height//4,height//2)):

matrix[(i,1)]=chr(random.randrange(34,127))

yieldmatrix

defmain(stdscr):

height,width=stdscr.getmaxyx()

m=matrix(width,height)

whileTrue:

curses.init_pair(1,curses.COLOR_GREEN,curses.COLOR_BLACK)

curses.init_pair(2,curses.COLOR_WHITE,curses.COLOR_BLACK)

m_now=next(m)

foriinrange(1,width-1):

forjinrange(1,height-1):

ifm_now[(i,j+1)]==" "andm_now[(i,j)]!=" ":

stdscr.addstr(j,i,m_now[(i,j)],curses.color_pair(2))

else:

stdscr.addstr(j,i,m_now[(i,j)],curses.color_pair(1))

stdscr.refresh()

time.sleep(0.03)

curses.wrapper(main)

终极效果↓↓↓

Emmmmm….效果不错，非常棒

思考

虽然最终完成的效果非常拟真，但我们可以继续改进，观察原版的效果我们可以知道，字符并不是随机出现的，而是偶尔有连续的有意义的字符串，还夹杂有日文字符和编程语言碎片，你能否设计出这样的算法使我们的matrix更加逼真呢？可以留言哦！

感兴趣的小伙伴可以入群讨论哦！