python——体育竞技分析，预测比赛成绩

体育竞技分析

• 需求：毫厘是多少？如何科学分析体育竞技比赛？
• 输入：球员的水平
• 输出：可预测的比赛成绩

体育竞技分析：模拟N场比赛

• 计算思维：抽象 + 自动化
• 模拟：抽象比赛过程 + 自动化执行N场比赛
• 当N越大时，比赛结果分析会越科学

比赛规则

• 双人击球比赛：A & B，回合制，5局3胜
• 开始时一方先发球，直至判分，接下来胜者发球
• 球员只能在发球局得分，15分胜一局

程序总体框架及步骤

• 步骤1：打印程序的介绍性信息 printInfo()
• 步骤2：获得程序运行参数：proA, proB, n getInputs()
• 步骤3：利用球员A和B的能力值，模拟n局比赛 simNGames()
• 步骤4：输出球员A和B获胜比赛的场次及概率 printSummary()

from random import random
def printIntro():   #介绍信息，提高用户体验
    print("这个程序模拟两个选手A和B的某种竞技比赛")
    print("程序运行需要A和B的能力值（以0到1之间的小数表示）")

def getInputs():    #获取 选手能力值(0-1)，比赛次数
    a = eval(input("请输入选手A的能力值(0-1): "))
    b = eval(input("请输入选手B的能力值(0-1): "))
    n = eval(input("模拟比赛的场次: "))
    return a, b, n  # 作为实参 赋给simNGames

def simNGames(n, probA, probB):  # 选手赢得比赛的次数
    winsA, winsB = 0, 0
    for i in range(n):
        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)   # 模块simOneGame 得分情况判断
        if scoreA > scoreB:     # 得分高得加 1
            winsA += 1
        else:
            winsB += 1
    return winsA, winsB

def gameOver(a,b):  # 15分一局
    return a == 15 or b == 15

def simOneGame(probA, probB): # 计算每一局的得分 知道某一方15分
    scoreA, scoreB = 0, 0
    serving = "A"
    while not gameOver(scoreA, scoreB): # 当gameOver()模块 score分数为15时，执行完返回score值
        if serving == "A":
            if random() < probA:    # 随机数< A选手能力值
                scoreA += 1         # A选手得一分
            else:
                serving="B"         # 否则执行下面else语句，知道 某一方得15分
        else:
            if random() < probB:
                scoreB += 1
            else:
                serving="A"
    return scoreA, scoreB

def printSummary(winsA, winsB):     # 模块simNGames的值调用，输出比赛场数和赢率占比
    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))

def main():         #主函数按顺序执行上面各个模块
    printIntro()    # 输出打印信息
    probA, probB, n = getInputs()   # 执行模块getInputs() 并把值a,b,n赋给 probA, probB, n
    winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)   # 把return 的 值赋给 winsA, winsB
    printSummary(winsA, winsB)      # 输出 比赛结果，场数，胜率
main()

自顶向下

解决复杂问题的有效方法

• 将一个总问题表达为若干个小问题组成的形式
• 使用同样方法进一步分解小问题
• 直至，小问题可以用计算机简单明了的解决

自底向上(执行)

逐步组建复杂系统的有效测试方法

• 分单元测试，逐步组装
• 按照自顶向下相反的路径操作
• 直至，系统各部分以组装的思路都经过测试和验证

理解自顶向下和自底向上

• 理解自顶向下的设计思维：分而治之
• 理解自底向上的执行思维：模块化集成
• 自顶向下是“系统”思维的简化

应用问题的扩展

• 扩展比赛参数，增加对更多能力对比情况的判断
• 扩展比赛设计，增加对真实比赛结果的预测
• 扩展分析逻辑，反向推理，用胜率推算能力