Двоичное представление чисел в узле 3D Tikz

Question

Мои усилия

\documentclass[margin=1in]{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary[arrows, decorations.pathmorphing, backgrounds, positioning, fit, petri]


\begin{document}
    \begin{tikzpicture}[node distance=0pt,
        box/.style={draw, minimum size=1cm, inner sep=0.5cm},
        value/.style={yshift=-1cm}]
        \node[box] (b7) {1};
        \node[box] (b6) [right=of b7] {1};
        \node[box] (b5) [right=of b6] {1};
        \node[box] (b4) [right=of b5] {1};
        \node[box] (b3) [right=of b4] {1};
        \node[box] (b2) [right=of b3] {1};
        \node[box] (b1) [right=of b2] {1};
        \node[box] (b0) [right=of b1] {1};
        
        \node[value] [below of=b0] {$2^0$};
        \node[value] [below of=b1] {$2^1$};
        \node[value] [below of=b2] {$2^2$};
        \node[value] [below of=b3] {$2^3$};
        \node[value] [below of=b4] {$2^4$};
        \node[value] [below of=b5] {$2^5$};
        \node[value] [below of=b6] {$2^6$};
        \node[value] [below of=b7] {$2^7$};
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Как мне нарисовать это двоичное числовое представление в tikz как 3d box node type. Спасибо

Answer 1

Это кажется разумной картинкой для двоичного числа 1111111, но для двоичного числа, как 101010111мне кажется, картина должна быть такой:

Код ниже определяет макрос \BinaryNumber, который принимает список двоичных цифр, разделенных запятыми. После того, как это определено, вы можете использовать

  \BinaryNumber{1,1,1,1,1,1,1,1,1}
  \BinaryNumber{1,0,1,0,1,1,1}
  \BinaryNumber{1,0,1,1,1,0,1,0,0,1,1}

производить:

Вот код. Ниже я немного объясню, как он работает:

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}

\tikzset{
  pics/byte cube/.style args = {#1,#2}{
      code = {
         \draw[fill=white] (0,0) rectangle (1,1);
         \node at (0.5,0.5){#1};
         \draw[cube #1] (0,0)--(-60:2mm)--++(1,0)--++(0,1)--++(120:2mm)--(1,0)--cycle;
         \draw(1,0)--++(-60:2mm);
         \node at (0.5,-0.5){$2^{#2}$};
      }
    },
    cube 1/.style = {fill=gray!30}, % style for bytes that are "on"
    cube 0/.style = {fill=white},   % style for bytes that are "off"
}

\newcommand\BinaryNumber[1]{%
  \begin{tikzpicture}
     % count the number of bytes and store as \C
     \foreach \i [count=\c] in {#1} { \xdef\C{\c} }
     \foreach \i [count=\c, evaluate=\c as \ex using {int(\C-\c)}] in {#1} {
       \pic at (\c, 1) {byte cube={\i,\ex}};
     }
  \end{tikzpicture}

}
\begin{document}

  \BinaryNumber{1,1,1,1,1,1,1,1,1}          \bigskip

  \BinaryNumber{1,0,1,0,1,1,1}              \bigskip

  \BinaryNumber{1,0,1,1,1,0,1,0,0,1,1}      \bigskip

\end{document}

Основная идея заключается в использованииpic для рисования каждого байта (см. раздел 18.2ТикЗmanual). Пик, называемый byte cubeпринимает два аргумента: {0 or 1, exponent}. Пик рисует «байтовый куб» с цветом заливки под числом, заданным в соответствующем стиле cube 0или cube 1. Изменение этих стилей изменит затенение под числом. (Таким образом, по замыслу, выбор стиля зависит от двоичной цифры.)

Определение \BinaryNumberfirst циклически проходит по байтам, чтобы определить «длину» двоичного числа, а затем циклически проходит по ним снова, чтобы нарисовать каждый «байтовый куб». Каждый последующий байтовый куб рисует те части предыдущих кубов, которые нам «не нужны». Следовательно, хотя затенение с правой стороны рисуется для каждого куба, оно видно только для самого правого куба.

Answer 2

Первым простым решением может быть следующее:

\documentclass[margin=1in]{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary[arrows, decorations.pathmorphing, backgrounds, positioning, fit, petri]

\begin{document}
    \begin{tikzpicture}[node distance=0pt,
        box/.style={draw, minimum size=1cm, inner sep=0.5cm},
        value/.style={yshift=-1cm}]
        \node[box] (b7) {1};
        \node[box] (b6) [right=of b7] {1};
        \node[box] (b5) [right=of b6] {1};
        \node[box] (b4) [right=of b5] {1};
        \node[box] (b3) [right=of b4] {1};
        \node[box] (b2) [right=of b3] {1};
        \node[box] (b1) [right=of b2] {1};
        \node[box] (b0) [right=of b1] {1};
\def\xasn{1mm}% x direction of the box
\def\yasn{-1.5mm}% y direction of the box
\fill[lightgray] (b0.north east) -- ([shift={(\xasn,\yasn)}]b0.north east) -- ([shift={(\xasn,\yasn)}]b0.south east) -- (b0.south east);
\draw (b0.north east) -- ([shift={(\xasn,\yasn)}]b0.north east) -- ([shift={(\xasn,\yasn)}]b0.south east);

\foreach \boxnr in {0,1,...,7} {
\draw[fill=lightgray] (b\boxnr.south west) -- +(\xasn,\yasn) -- ([shift={(\xasn,\yasn)}]b\boxnr.south east) -- (b\boxnr.south east);
}
        
        \node[value] [below of=b0] {$2^0$};
        \node[value] [below of=b1] {$2^1$};
        \node[value] [below of=b2] {$2^2$};
        \node[value] [below of=b3] {$2^3$};
        \node[value] [below of=b4] {$2^4$};
        \node[value] [below of=b5] {$2^5$};
        \node[value] [below of=b6] {$2^6$};
        \node[value] [below of=b7] {$2^7$};
    \end{tikzpicture}
\end{document}