100个python算法超详细讲解：歌星大奖赛

1．问题描述
在歌星大奖赛中，有10个评委为参赛的选手打分，分数为1～100分。选手最后得
分为：去掉一个最高分和一个最低分后其余8个分数的平均值。请编写一个程序实
现。
2．问题分析
求一组数中的最大值和最小值是Python语言中比较常见的一类问题，这类问题的
算法十分简单，定义两个变量max、min分别存储最大值、最小值，利用两个变量与给
定的数依次比较的方法求出最大值和最小值。但是要注重在程序中判定最大值和最小
值的变量是如何赋值的。
3．算法设计
确定变量初值。变量max和min要分别与每个数进行比较，因此在第一次比较时要
用到两变量的初值，那么max和min的初值赋多少合适呢？一般情况可按照下面的方法
赋值，最大值max的初值尽量小，最小值min的初值尽量大。对于变量max来说，只有
其初值尽可能小的时候，在第一次与给定的数比较时数1才会大于max，才能把数1赋
给max，作为变量max的新值；接着与数2比较，若数2>max，同样把数2的值作为新值
赋给max，若数2 都比较完，则max中存储的就是最大值。若刚开始max的值就很大，那么在比较过程
中，给定的数若都比当前max的值小，经过一轮比较结束时变量max中存储的仍然是
最初所赋的初值，那么这样的比较是没有意义的。比较过程如表4.4（以5个数为例进
行说明）所示。

 比较完之后max的值为83，正好是所给数中的最大值。对于变量min的比较与赋值
过程同上，在最初赋值是为了保证给定的任意一个数都比min小，所以应该把min的初
值赋得尽可能大。
对于10个评委的评分利用循环结构实现，循环变量i记录已经输入的评分的个数，
初值为0，判定条件为i<10。评分的总和采用累加的方式存储到变量sum中，即循环体
执行一次输入一个分数，接着将其累加到变量sum上，等到循环结束时，sum中即为所
有评分的总和。求解最大值和最小值的过程与表4.4所示类似，每输入一个分数，就与
当前的最大（小）值进行比较，若其大（小）于变量max（min）的值就把此分数赋值
给max（min）。由上述过程可以看出，无论是输入分数、求解总和还是寻找最大
（小）值，都可以在一个循环过程中实现，代码如下：

for i in range(1, 11):
print("第%d个评委打分：" %i, end="")
integer = int(input()) # 输入评委的评分
sum += integer # 计算总分
if integer > max: # 通过比较筛选出其中的最高分
max = integer
if integer < min: # 通过比较筛选出其中的最低分
min = integer

4．程序框架
程序流程图如图4.13所示。

 5．完整的程序
根据上面的分析，编写程序如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : liuhefei
# @desc: 歌星大奖赛
if __name__ == "__main__":
max = 0
min = 100
sum = 0 # sum存放10个评委打分的总分数
for i in range(1, 11):
print("第%d个评委打分：" %i, end="")
integer = int(input()) # 输入评委的评分
if integer < 0 or integer > 100: # 对分数值进行验证
print("输入的分数错误")
exit()
sum += integer # 计算总分
if integer > max: #通过比较筛选出其中的最高分
max = integer
if integer < min: #通过比较筛选出其中的最低分
min = integer
print("去掉一个最高分：%d" % max)
print("去掉一个最低分：%d" % min)
print("最后得分：%d" % ((sum - max - min) // 8))

6．运行结果
在PyCharm下运行程序，按照屏幕提示输入10个分数，程序运行结果如图4.14所
示。

7．问题拓展
题目条件不变，但考虑同时对评委评分进行裁判，即在10个评委中找出最公平
（即评分最接近平均分）和最不公平（即与平均分的差距最大）的评委，程序应该怎
样实现？
要找出最公平与最不公平的评委，需要在求出平均值后将该值与所有分数进行比
较，求出与平均值差值的绝对值最大和最小的两个评分，该评分所对应的评委即为所
求。因有一比较过程，因此在输入完评委的评分后需要将其存储，若在上述代码基础
上进行改进，则需要另外定义10个变量来存储评委评分。此算法虽然可以满足题目要
求，但是写起来麻烦，为解决这个问题可以利用数组来实现，这样便可不必定义10个
变量，只需要定义一个包含10个元素的数组，第1到第10个评委的评分分别存储到数
组score[0]～score[10]。
最公平的评委即求出的与平均值差值最小的评分所对应的评委，若有一个评分正
好等于平均分，则此分数对应的评委即为最公平的；若都不相同，则需要将差值进行
比较选出最小值，算法与求一组数中最小值的思路相同。最不公平的评委一定在所求
的最大值和最小值对应的评委中产生。

代码如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : liuhefei
# @desc: 歌星大奖赛
import random
# 求出最大分数值
def maxScore(score):
max = score[0] # 给max赋初值
m = 0 # m记录最大值的下标
for j in range(1, 10):
if max < score[j]:
max = score[j]
m = j # 记录最大值的下标
print("最大的分数为：%d" % max)
return max,m
# 求出最小分数值
def minScore(score):
min = score[0] # 给min赋初值
n = 0 # n记录最小值的下标
for j in range(1, 10):
if min > score[j]:
min = score[j]
n = j # 记录最小值的下标
print("最小的分数为：%d" % min)
return min,n
if __name__=="__main__":
sum = 0 # 记录10个评委打分的总分数
score = [0]*10
for i in range(10):
score[i] = random.randint(0, 101) # 生成10个随机分数
sum = sum + score[i]
print("10个评委的打分为：", score)
max,m = maxScore(score)
min,n = minScore(score)
avg = (sum - max - min) // 8 # 计算平均分
print("去掉最高分和最低分，最后得分：%d" %avg)
temp = 0 # temp用来记录最公平与最不公平评委给出的评分存储的下标
s = abs(score[0] - avg) # s记录评分与平均值差值的绝对值
for i in range(10):
if abs(score[i] - avg) == 0:
temp = i
print("最公平的评委是：%d, 打分：%d" % ((temp + 1),(score[temp+1])))
temp = 0
for i in range(10):
if abs(score[i] - avg) != 0:
if s > abs(score[i] - avg):
s = abs(score[i] - avg)
temp = i
print("最公平的评委是：%d" %(temp + 1))
if (avg - min) == (max - avg):
print("最不公平的评委是：%d %d" %((m+1), (n+1)))
else:
if (avg - min) > (max - avg):
print("最不公平的评委就是：%d" %(n+1))
else:
print("最不公平的评委就是：%d" %(m+1))

 在PyCharm下运行程序，运行结果如图4.15所示。

 8．知识点补充
random()是随机数库函数，它返回随机生成的一个实数，其值在[0,1)范围内。
random()函数是不能直接访问的，访问它需要导入random模块，然后通过random
静态对象调用该方法。
使用如下语句导入random模块：

import random

在程序中导入random模块后，就可以通过random静态对象来调用random模块提供
的随机函数了。
下面介绍random模块提供的常用随机函数。
·random.random()：该函数生成一个0到1之间的随机小数。
·random.randint()：该函数具有两个参数，一个是范围上限，一个是范围下限，用
于随机生成指定范围内的整数，其中下限必须小于上限。
·random.uniform()：该函数具有两个参数，一个是范围上限，一个是范围下限，
用于随机生成指定范围内的浮点数（小数），其中下限必须小于上限。
·random.randrange()：该函数具有三个参数，前面两个参数表示范围的上限和下
限，第三个参数是一个递增值，用于生成指定范围内，以指定基数递增的随机数。
·random.choice()：该函数用于从给定的序列中随机获取一个元素返回。序列可以
是字符串、列表、元组等。
·random.shuffle()：该函数用于将一个给定的列表元素打乱，随机排序。
·random.sample()：该函数具有两个参数，第一个参数表示指定序列，第二个参数
是需获取的指定长度，用于从指定序列中随机获取指定长度的片段，原有的序列不会
改变。序列可以是字符串、列表、元组等。
代码实例如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : liuhefei
# @desc: random函数
import random
if __name__ == "__main__":
# 生成一个0到1之间的随机小数，赋值给a
a = random.random()
print("a = ", a)
# 生成一个[0,101)之间的随机整数，赋值给b
b = random.randint(0, 101)
print("b = ", b)
# 生成一个[0,10)之间的随机小数，赋值给c
c = random.uniform(0, 10)
print("c = ", c)
# 随机生成[0, 101)之间的偶数，递增数为2
d = random.randrange(0, 101, 2)
print("d = ", d)
# 随机生成一个字符
e = random.choice('abcdefg&#%^*f')
print("e = ", e)
# 随机返回一个字符串
f = random.choice(['apple', 'pear', 'peach', 'orange', 'lemon'])
print("f = ", f)
# 从给定的多个字符中，随机生成3个字符
g = random.sample('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz',3)
print("g = ", g)
# 将一个列表中的元素打乱，随机排序
num = [9, 6, 4, 0, 2, 5, 3, 7, 1, 8]
num1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
random.shuffle(num)
print("num = ", num)
random.shuffle(num1)
print("num1 = ", num1)

在PyCharm中运行程序，运行结果如图4.16所示。