全国计算机等级考试二级Python（2021年9月）备考笔记 第四天
文章目录
- Python语言程序设计-嵩天老师(MOOC)听课笔记 第4周
-
- 知识点一
-
- 单分支结构
- 二分支结构
- 多分支结构
- 条件判断
- 条件组合
- 条件判断及组合
- 异常处理
- 实例 身体质量指数BMI
-
- 问题需求
- 思路方法
- 举一反三
- 知识点二
-
- 遍历循环
- 遍历循环的应用
- 无限循环
- 无限循环的应用
- 循环控制保留字
- 循环的扩展
- random库概述
- 基本随机数函数
- 扩展随机数函数
- 随机数函数的使用
- 实例 圆周率的计算
-
- "圆周率的计算"问题分析
- "圆周率的计算"实例讲解
- 举一反三
- 课后练习题
-
- 实例一 身体质量指数BMI
- 实例二 圆周率的计算
- 实例三 整数的加减和
- 实例四 三位水仙花数
- 实例五 用户登录的三次机会
- 第四周测验题目
-
- 单项选择题
-
- 第一题
- 第七题
- 程序设计题
-
- 第一题 四位玫瑰数
- 第二题 100以内素数之和
Python语言程序设计-嵩天老师(MOOC)听课笔记 第4周
知识点一
单分支结构
- 根据判断条件结果而选择不同向前路径的运行方式
if <条件>:
<语句块>
二分支结构
- 二分支示例(猜数字)
guess =eval(input())
if guess==99:
print("猜对了")
else:
print("猜错了")
- 紧凑形式：适用于简单表达式的二分支结构
<表达式1> if <条件> else <表达式2>
guess=eval(input())
print("猜{}了".format("对" if guess==99 else "错"))
多分支结构
- 对不同分数分级的问题
score=eval(input())
if score >= 90:
grade="A"
elif score >= 80:
grade="B"
elif score >= 70:
grade="C"
elif score >= 60:
grade="D"
print("输出成绩属于级别{}".format(grade))
条件判断
- 操作符
条件组合
- 用于条件组合的三个保留字
条件判断及组合
- 示例
guess = eval(input())
if guess > 99 or guess < 99:
print("猜错了")
else:
print("猜对了")
异常处理
num = eval(input("请输入一个整数:"))
print(num**2)
- 若用户输入字符串abc，则运行出现如图错误:
- 异常处理的基本使用
try:
<语句块1>
except:
<语句块2>
#或
try:
<语句块1>
except <异常类型>:
<语句块2>
- 示例-1
try:
num=eval(input("请输入一个整数:"))
print(num**2)
except:
print("输入不是整数")
- 示例-2
try:
num = eval(input("请输入一个整数"))
print(num**2)
except NameError: #标注异常类型后,仅响应该异常异常类型名字等同于变量
print("输入不是整数")
- 异常处理的高级使用
try :
<语句块1>
except :
<语句块2>
else : #不发生异常时执行
<语句块3>
finally : #一定执行
<语句块4>
实例 身体质量指数BMI
- BMI：对身体质量的刻画
- 定义： B M I = 体 重 ( k g ) / 身 高 2 ( m 2 ) BMI=体重(kg)/身高^2(m^2) BMI=体重(kg)/身高2(m2)
- 国际：世界卫生组织 国内：国家卫生健康委员会
问题需求
- 输入：给定体重和身高值
- 输出：BMI指标分类信息(国际和国内)
思路方法
难点在于同时输出国际和国内对应的分类
- 思路一：分别计算并给出国际和国内BMI分类
height,weight=eval(input("请输入身高(米)和体重(公斤)[逗号隔开]:"))
bmi=weight/pow(height,2)
print("BMI 数值为:{:.2f}".format(bmi))
who=" "
if bmi < 18.5:
who = "偏瘦"
elif 18.5 <= bmi < 25
who = "正常"
elif 25 <= bmi < 30
who = "偏胖"
else:
who= "肥胖"
print("BMI 指标为:国标'{0}'".format(who))
- 思路二：混合计算并给出国际和国内BMI分类
height,weight=eval(input("请输入身高(米)和体重(公斤){逗号隔开}:"))
bmi=weight/pow(height,2)
print("BMI数值为:{:.2f}".format(bmi))
who,nat="",""
if bmi<18.5:
who,nat="偏瘦","偏瘦"
elif 18.5<=bmi<24:
who,nat="正常","正常"
elif 24<=bmi<25:
who,nat="正常","偏胖"
elif 25<=bmi<28:
who,nat="偏胖","偏胖"
elif 28<=bmi<30:
who,nat='偏胖','肥胖'
else:
who,nat="肥胖","肥胖"
print("BMI指标为:国标'{0}',国内'{1}'".format(who,nat))
举一反三
- 关注多分支条件的组合
- 多分支条件之间的覆盖是重要问题
- 程序可运行，但不正确，要注意多分支
- 分支结构是程序的重要框架，读程序先看分支
知识点二
遍历循环
- 遍历某个结构形成的循环运行方式
for <循环变量> in <遍历结构>:
<语句块>
- 从遍历结构中逐一提取元素，放在循环变量中
- 由保留字 f o r for for和 i n in in组成，完整遍历所有元素后结束
- 每次循环所获得元素放入循环变量，并执行一次语句块
遍历循环的应用
- 计数循环(N次)
for i in range(N):
<语句块>
遍历由 r a n g e ( ) range() range()函数产生的数字序列，产生循环
示例1:
>>> for i in range(5):
print(i)
0
1
2
3
4
示例2:
>>> for i in range(5):
print("Hello:",i)
Hello: 0
Hello: 1
Hello: 2
Hello: 3
Hello: 4
- 计数循环(特定次)
for i in range(M,N,K):
<语句块>
示例1:
>>> for i in range(1,6):
print(i)
1
2
3
4
5
示例2:
>>> for i in range(1,6,2):
print("Hello:",i)
Hello: 1
Hello: 3
Hello: 5
- 字符串遍历循环
for c in s:
<语句块>
s是字符串，遍历字符串每个字符，产生循环
示例:
>>> for c in "Python123":
print(c,end=",")
P,y,t,h,o,n,1,2,3,
- 列表遍历循环
for item in ls:
<语句块>
l s ls ls是一个列表，遍历其每个元素，产生循环
示例
>>> for item in [123,"PY",456]:
print(item,end=",")
123,PY,456,
- 文件遍历循环
for line in fi:
<语句块>
f i fi fi是一个文件标识符，遍历其每行，产生循环
示例:
>>>for line in fi:
print(line) #输出文件每一行的内容
无限循环
- 由条件控制的循环运行方式
while <条件>:
<语句块>
反复执行语句块，直到条件不满足时结束
- 无限循环
无限循环的应用
- 无限循环的条件
>>>a=3
>>>while a>0:
a=a-1
print(a)
2
1
0
>>>a=3
>>>while a>0:
a=a+1
print(a)
4
5
...(CTRL+C退出)
循环控制保留字
- b r e a k 和 c o n t i n u e break和continue break和continue
b r e a k break break跳出并结束当前整个循环，执行循环后的语句
c o n t i n u e continue continue结束当前次循环，继续执行后续次数循环
b r e a k break break和 c o n t i n u e continue continue可以与 f o r for for和 w h i l e while while循环搭配使用
>>>for c in "PYTHON":
if c =="T":
continue
print(c,end="")
PYHON
>>>for c in "PYTHON":
if c =="T":
break
print(c,end="")
PY
>>>s="PYTHON"
>>>while s !="":
for c in s:
print(c,end="")
s=s[:-1]
PYTHONPYTHOPYTHPYTPYP
>>> s="PYTHON"
>>> while s !="":
for c in s:
if c=="T":
break
print(c,end="")
s=s[:-1]
PYPYPYPYPYP
break仅跳出当前最内层循环
循环的扩展
- 循环与else
当循环没有被break语句退出时，执行else语句块
else语句块作为"正常"完成循环的奖励
这里else的用法与异常处理中else用法相似
>>>for c in "PYTHON":
if c == "T":
continue
print(c,end="")
else:
print("正常退出")
PYTHON正常退出
>>>for c in "PYTHON":
if c =="T":
break
print(c,end="")
else:
print("正常退出")
PY
random库概述
- random库是使用随机数的Python标准库
- 伪随机数：采用梅森旋转算法生成的(伪)随机序列中元素
- random库主要用于生成随机数
- random库包括两类函数，常用共8个
- 基本随机数函数：seed()，random()
- 扩展随机数函数：randint()，getrandbits()，uniform()，randrange()，choice()，shuffle()
基本随机数函数
- 随机数种子
示例:
>>>import random
>>>random.seed(10)
>>>random.random()
0.5714025946899135
>>>random.random()
0.4288890546751146
......
>>>import random
>>>random.seed(10)
>>>random.random()
0.5714025946899135
>>>random.seed(10)
>>>random.random()
0.5714025946899135
扩展随机数函数
随机数函数的使用
- 需要掌握的能力
- 能够利用随机数种子产生"确定"伪随机数
- 能够产生随机整数
- 能够对序列类型进行随机操作
实例 圆周率的计算
"圆周率的计算"问题分析
- 蒙特卡罗方法
"圆周率的计算"实例讲解
- 圆周率的近似计算公式
π = ∑ k = 0 ∞ [ 1 1 6 k ( 4 8 k + 1 − 2 8 k + 4 − 1 8 k + 5 − 1 8 k + 6 ) ] \pi=\sum_{k=0}^{\infin}[\frac{1}{16^k}(\frac{4}{8k+1}-\frac{2}{8k+4}-\frac{1}{8k+5}-\frac{1}{8k+6})] π=∑k=0∞[16k1(8k+14−8k+42−8k+51−8k+61)]
pi=0
N=100
for k in range(N):
pi += 1/pow(16,k)*(4/(8*k+1)-2/(8*k+4)-1/(8*k+5)-1/(8*k+6) #过长的公式可用"\"进行换行
print("圆周率值是:{}".format(pi))
输出结果:
圆周率值是:3.141592653589793
- 蒙特卡罗方法：
from random import random
from time import perf_counter
DARTS=1000*1000
hits=0.0
start=perf_counter()
for i in range(1,DARTS+1):
x,y=random(),random()
dist=pow(x**2+y**2,0.5)
if dist <=1.0:
hits=hits+1
pi=4*(hits/DARTS)
print("圆周率值是:{}".format(pi))
print("运行时间是:{:.5f}s".format(perf_counter()-start))
运行结果:
圆周率值是:3.144
运行时间是:1.54555s
举一反三
- 理解方法思维
数学思维：找到公式，利用公式求解
计算思维：抽象一种过程，用计算机自动化求解
- 程序运行时间分析
使用time库的计时方法获得程序运行时间
改变撒点数量，理解程序运行时间的分布
初步掌握简单的程序性能分析方法
- 计算问题的扩展
- 不求解圆周率，而是某个特定图形的面积
- 在工程计算中寻找蒙特卡罗方法的应用实例
课后练习题
实例一 身体质量指数BMI
题目描述：
- 定义： B M I = 体 重 ( k g ) / 身 高 2 ( m 2 ) BMI=体重(kg)/身高^2(m^2) BMI=体重(kg)/身高2(m2)
- 输入：给定体重和身高值
- 输出： B M I BMI BMI指标分类信息(国际和国内)
题目要求：
(1) 混合计算并给出国际和国内的 BMI 分类；
(2) 使用input()获得测试用例输入时，不要增加提示字符串。
输入示例：1.68，41
输出示例：
BMI数值为:14.53
BMI指标为:国际'偏瘦'，国内'偏瘦'
代码如下:
height, weight = eval(input())
bmi = weight / pow(height, 2)
print("BMI数值为:{:.2f}".format(bmi))
who, nat = "", ""
if bmi < 18.5:
who, nat = "偏瘦", "偏瘦"
elif 18.5 <= bmi < 24:
who, nat = "正常", "正常"
elif 24 <= bmi < 25:
who, nat = "正常", "偏胖"
elif 25 <= bmi < 28:
who, nat = "偏胖", "偏胖"
elif 28 <= bmi < 30:
who, nat = "偏胖", "肥胖"
else:
who, nat = "肥胖", "肥胖"
print("BMI指标为:国际'{0}',国内'{1}'".format(who, nat))
实例二 圆周率的计算
题目描述：求解圆周率可以采用蒙特卡罗方法，在一个正方形中撒点，根据在1/4圆内点的数量占总撒点数的比例计算圆周率值。
题目要求：请以123作为随机数种子，获得用户输入的撒点数量，编写程序输出圆周率的值，保留小数点后6位。
输入示例：1024
输出示例：3.218750
from random import random, seed
DARTS = eval(input())
seed(123)
hits = 0.0
for i in range(DARTS):
x, y = random(), random()
dist = pow(x ** 2 + y ** 2, 0.5)
if dist <= 1.0:
hits = hits + 1
pi = 4 * (hits/DARTS)
print("{:.6f}".format(pi))
实例三 整数的加减和
题目描述：编写程序计算如下数列的值：
1-2+3-4…966
其中，所有数字为整数，从1开始递增，奇数为正，偶数为负
输出示例：111
代码如下:
s = 0
count = 1
while count <=966:
if count%2 == 0:
s -= count
else:
s += count
count += 1
print(s)
实例四 三位水仙花数
题目描述：“水仙花数"是指一个三位整数，其各位数字的3次方和等于该数本身。
例如：ABC是一个"3位水仙花数”，则：A的3次方＋B的3次方＋C的3次方 = ABC。
请按照从小到大的顺序输出所有的3位水仙花数，请用"逗号"分隔输出结果。
输出示例：111，222
代码如下:
s = ""
for i in range(100, 1000):
t = str(i)
if pow(eval(t[0]),3) + pow(eval(t[1]),3) + pow(eval(t[2]),3) == i :
s += "{},".format(i)
print(s[:-1])
实例五 用户登录的三次机会
题目描述：给用户三次输入用户名和密码的机会，要求如下：
1）如输入第一行输入用户名为‘Kate’，第二行输入密码为‘666666’，输出‘登录成功！’，退出程序；
2）当一共有3次输入用户名或密码不正确输出“3次用户名或者密码均有误！退出程序。”。
输入示例：
Kate
666666
输出示例：
登录成功！
代码如下:
count = 0
while count < 3:
name = input()
password = input()
if name == 'Kate'and password == '666666':
print("登录成功！")
break
else:
count += 1
if count == 3:
print("3次用户名或者密码均有误！退出程序。")
第四周测验题目
单项选择题
第一题
第七题
程序设计题
第一题 四位玫瑰数
题目描述：四位玫瑰数是4位数的自幂数。自幂数是指一个 n 位数，它的每个位上的数字的 n 次幂之和等于它本身。
例如：当n为3时，有1^3 + 5^3 + 3^3 = 153，153即是n为3时的一个自幂数，3位数的自幂数被称为水仙花数。
请输出所有4位数的四位玫瑰数，按照从小到大顺序，每个数字一行。
输入输出示例：
代码如下:
s = ""
for i in range(1000, 10000):
t = str(i)
if pow(eval(t[0]),4) + pow(eval(t[1]),4) + pow(eval(t[2]),4) + pow(eval(t[3]),4) == i :
print(i)
第二题 100以内素数之和
题目描述：求100以内所有素数之和并输出。
素数指从大于1，且仅能被1和自己整除的整数。
提示：可以逐一判断100以内每个数是否为素数，然后求和。
输入输出示例：
代码如下:
def is_prime(n):
for i in range(2,n):
if n%i == 0:
return False
return True
sum = 0
for i in range(2,100):
if is_prime(i):
sum += i
print(sum)