python语言程序设计（MOOC 嵩天）第八章 学习笔记（0304）

第八章 程序设计方法学

8.1 体育竞技分析

（1）分析
用计算机去模拟N场比赛的进行
抽象比赛过程+自动执行N场比赛
（2）自顶向下设计
将总问题表达为若干个小问题组成的形式
使用同样的方法处理小问题
直到每个小问题都能被计算机清晰的解决
（3）自底向上执行
逐步组建复杂系统并能够完成有效测试：
分单元测试，逐步组装
按照自顶向下相反的路径操作
直至系统的各部分以及组装的思路都经过测试和验证
#自顶向下的设计和自底向上的执行时有效的通路组合

（4）程序整体设计与步骤
①打印程序的介绍性信息
-printIntro()
②获得程序运行参数：ProA、ProB、n
-getInputs()
③利用球员A和B的能力值，模拟n局比赛
-simNGames() ---->>>>-simOneGame()----->>>>-gameOver()
④输出球员A和B获胜比赛的场次及概率
-printSummary()
（5）按部分进行设计

#介绍性内容，提高用户体验：
def printIntro():
	print("这个程序模拟球员A和B的竞技运动")
	print("程序运行需要A和B的能力值（用0-1的小数表示）")

#获得程序运行参数
def getInputs():
	a = eval(input("请输入球员A的能力值（0-1）："))
	b = eval(input("请输入球员B的能力值（0-1）："))
	n = eval(input("请输入模拟比赛的场次："))
	return a,b,n

#展示结果
def printSummary(winsA,winsB):
	n = winsA + winsB
	print("竞技分析开始，共模拟{}场比赛".format(n))
	print("选手A获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsA,winsA/n))
	print("选手B获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsB,winsB/n))

#模拟N次比赛
def simNGames(n,ProA,ProB):
	winsA,winsB = 0,0
	for i in range(n):
		scoreA,scoreB = simOneGame(ProA,ProB)
		if scoreA > scoreB:
			winsA +=1
		else:
			winsB +=1
	return winsA,winsB

#模拟一局比赛
def simOneGame(ProA,ProB):
	scoreA,scoreB = 0,0
	serving = "A"
	while not gameOver(scoreA,scoreB):
		if serving == "A":
			if random() < ProA:
				scoreA += 1
			else:
				serving = "B"
		else:
			if random() < ProB:
				scoreB += 1
			else:
				serving = "A"
	return scoreA,scoreB

#判断一局比赛是否结束
def gameOver(a,b):
	return a==15 or b==15
#当a或b等于15时返回true
#在调用时a、b分别对应选手A、B的当前的分

#主函数
from random import random
def main():
	printIntro()
	ProA,ProB,n = getInputs()
	winsA,winsB = simNGames(n,ProA,ProB)
	printSummary(winsA,winsB)

8.2 python程序设计思维

（1）三种人类思维特征
逻辑思维：推理和演绎，以数学为代表
实证思维：实验和验证，以物理为代表
计算思维：设计和构造，计算机为代表
（2）计算思维
抽象问题的计算过程，利用计算机自动化求解
#计算思维是基于计算机的抽象思维
（3）量化分析
利用大量的历史数据，通过机器学习的方法，预测未来的涨跌，并使用计算机自动完成交易
（4）计算生态
开源运动---->>>>大教堂模式、集市模式
开源思想深入演化和发展，形成了计算生态—技术的自我演化路径

计算生态的特征：
以开源项目为代表的大量第三方库----python提供超15W个第三方库
库的建设经过野蛮生长和自然选择----同一个功能可以由2个以上的库完成
库之间相互关联使用，依存发展----python库之间广泛联系，逐级封装
社区庞大，新技术更迭迅速----AlphaGo深度学习算法采用python语言开源
#API（应用程序编写接口）是经过顶层设计的产物，不是野蛮生长、发展出来的产物
（5）用户体验：从实现功能到关注体验
用户体验：从用户的角度对产品建立主观感受和认识
进度展示、异常处理、打印输出、日志文件、帮助信息
（6）程序设计模式
IPO、自顶向下设计、模块化设计、配置化设计
（7）应用开发的步骤：从应用需求到软件产品
产品定义、系统架构、设计实现、用户体验

8.3 python第三方库

pypi.org
PSF
pip方法、集成方法、文件方法
（1）pip（主要方式）
pip install <第三方库名>
pip install -U <第三方库名>
pip uninstall <第三方库名>
pip download <第三方库名>
pip show <第三方库名> #展示库的介绍信息
pip search <相关关键词> #在介绍信息中搜索关键词，展示相关库
pip list #列出已安装第三方库
（2）集成安装
Anaconda-------数据分析、数据展示
（3）文件安装
UCI

8.4 OS库的使用

（1）基本介绍
OS库提供通用的、基本的操作系统交互功能
#常用路径操作、进程管理、环境参数
#路径操作：os.path字库，处理文件路径及信息
#进程管理：启动系统中其他程序
#环境参数：获得系统软硬件信息等环境参数
（2）os库之路径操作
os.path子库，以path为入口，用于操作和处理文件路径
import os.path or import os.path as op
Ⅰ os.path.abspath(path)：返回path在当前系统中的绝对路径
Ⅱ os.path.normpath(path)：归一化path的表示形式，统一用\分隔
Ⅲ os.path.relpath(path)：返回当前程序与文件之间的相对路径
Ⅳ os.path.dirname(path)：返回path中的目录名称
Ⅴ os.path.basename(path)：返回path中最后的文件名称
Ⅵ os.path.join(path，*paths)：组合path与paths，返回一个路径字符串
Ⅶ os.path.exists(path)：判断path对应的文件和目录是否存在，返回True or False
Ⅷ os.path.isfile(path)：判断path所对应是否为已存在文件，返回True or False
Ⅸ os.path.isdir(path)：判断path所对应是否为已存在目录，返回True or False

Ⅹ
os.path.getatime(path)：返回path对应文件或目录上一次的访问时间
os.path.getmtime(path)：返回path对应文件或目录上一次的修改时间
os.path.getctime(path)：返回path对应文件或目录的创建时间
time.ctime：将系统内部的时间数字转变为用户可读的形式
ⅩI os.path.getsize(path)：返回path对应文件的大小，以字节为单位
（3）os库之进程管理
os.system(command)
linux执行命令
windows返回执行命令后的返回信息
（4）os库之环境参数：获取、改变系统的环境信息
os.chdir(path)：修改当前程序操作的路径
os.getcwd()：返回程序的当前路径
os.getlogin()：获得当前系统登陆的用户名
os.cpu_count()：获得当前系统cpu的数量
os.urandom(n)：随机生成n个字节长度的随机字符串，通常用于解加密运算

8.5 第三方库自动安装脚本

#BatchInstall.py
import os
libs = {<库名1>,<库名2> and balabala}
try:
	for lib in libs:
		os.system("pip install"+lib)
	print("successful")
except:
	print("Failed Somehow")