Python学习4：计算几何形状的表面积与体积
输入一个表示几何形状名称的字符串，再在一行内输入这种图形的数据，根据表示名称的字符串选择合适的公式计算几何形状的（表）面积和体积，若为二维图形，只计算面积，若为三维图形，计算其表面积与体积，结果严格保留2位小数。
模板程序给出了长方形和长方体的代码，参考这些代码，完成圆形、球、圆柱体、圆锥和正三棱柱这5种形状的计算程序。
(可将模板中的代码复制到本地，先注释掉需要补充代码的函数或在函数体中加pass语句后再运行，调试完成后再复制粘到代码框中)
示例 1
输入：
长方形
4 8
输出：
长方形的面积为32.00
示例 2
输入：
长方体
4 8 9
输出：
长方体的表面积为280.00, 体积为288.00
示例 3
输入：
圆形
88
输出：
圆形的面积为24328.49
示例 4
输入：
球
88
输出：
球的表面积为97313.97, 体积为2854543.24
示例5
输入：
圆柱体
88 88
输出：
圆柱体的表面积为97313.97, 体积为2140907.43
示例 6
输入：
圆锥
88 88
输出：
圆锥的表面积为58734.18, 体积为713635.81
示例 7
输入：
正三棱柱
88 88
输出：
正三棱柱的表面积为29938.50, 体积为295086.03 import math
def type_judge(geom_type):
"""接收一个字符串为参数，根据参数判断几何体类型
若输入为二维图形，计算其面积
若输入为三维图形，计算其面积与体积
根据类型调用不同的函数进行运算。
"""
if geom_type == '长方形':
length, width = map(float, input().split()) # 空格分隔的输入切分为列表并映射为浮点数
return square(length, width) # 调用函数计算长方形面积
elif geom_type == '长方体':
length, width, height = map(float, input().split()) # 空格分隔的输入切分为列表并映射为浮点数
return cube(length, width, height) # 调用函数计算长方体表面积与体积
elif geom_type == '圆形':
radius = float(input()) # 输入转为浮点数
return circle(radius) # 调用函数计算圆面积
elif geom_type == '球':
radius = float(input()) # 输入转为浮点数
return sphere(radius) # 调用函数计算球表面积与体积
elif geom_type == '圆柱体':
radius, height = map(float, input().split()) # 空格分隔的输入切分为列表并映射为浮点数
return cylinder(radius, height) # 调用函数计算圆柱体表面积与体积
elif geom_type == '圆锥':
radius, height = map(float, input().split()) # 空格分隔的输入切分为列表并映射为浮点数
return cone(radius, height) # 调用函数计算圆锥表面积与体积
elif geom_type == '正三棱柱':
side, height = map(float, input().split())
return tri_prism(side, height)
else:
return f'未找到{geom_type}计算方法'
def square(length, width):
"""计算长方形的面积"""
area_of_square = length * width
return f'长方形的面积为{area_of_square:.2f}'
def cube(length, width, height):
"""计算长方体的表面积和体积"""
area_of_cube = length * width * 2 + width * height * 2 + length * height * 2
volume_of_cube = length * width * height
return f'长方体的表面积为{area_of_cube:.2f}, 体积为{volume_of_cube:.2f}'
def circle(radius):
"""接收圆的半径，返回圆形的面积，圆周率用math.pi"""
area_of_circle = math.pi * math.pow(radius, 2)
return f'圆形的面积为{area_of_circle:.2f}'
def sphere(radius):
"""接收球的半径，返回球的表面积和体积，圆周率用math.pi"""
area_of_sphere = 4*math.pi*math.pow(radius, 2)
volume_of_sphere = math.pi*math.pow(radius, 3)*4/3
return f'球的表面积为{area_of_sphere:.2f}, 体积为{volume_of_sphere:.2f}'
def cylinder(radius, height):
"""接收圆柱体的底面半径和高，返回圆柱体的表面积和体积，圆周率用math.pi"""
area_of_cylinder = 2*math.pi*radius*(radius+height)
volume_of_cylinder = math.pi*radius*radius*height
return f'圆柱体的表面积为{area_of_cylinder:.2f}, 体积为{volume_of_cylinder:.2f}'
def cone(radius, height):
"""接收圆锥的底面半径和高，返回圆锥的表面积和体积，圆周率用math.pi"""
area_of_cone = math.pi*radius * \
(radius+math.sqrt(math.pow(radius, 2)+math.pow(height, 2)))
volume_of_cone = math.pi*math.pow(radius, 2)*height/3
return f'圆锥的表面积为{area_of_cone:.2f}, 体积为{volume_of_cone:.2f}'
# 参考前面的方法自定义一个函数计算正三棱柱的表面积与体积，
# 函数名为tri_prism()
# 函数接受底边长和高两个参数side, height
def tri_prism(side, height):
"""接收正三棱柱的底边长和高，返回正三棱柱的表面积和体积"""
area_of_tri_prism = math.sqrt(3)*math.pow(side, 2)/2+3*side*height
volume_of_tri_prism = math.sqrt(3)*math.pow(side, 2)*height/4
return f'正三棱柱的表面积为{area_of_tri_prism:.2f}, 体积为{volume_of_tri_prism:.2f}'
if __name__ == '__main__':
type_of_geometry = input() # 接收用户输入的字符串
geometry = type_judge(type_of_geometry) # 调用判断图形类型的函数
print(geometry) # 输出函数运行结果
这段代码是一个简单的几何体计算器。它通过接收用户输入的几何体类型，然后根据不同的类型调用不同的函数进行计算。
首先，定义了一个 type_judge() 函数，用于根据几何体类型选择相应的函数进行计算。其中，对于输入为二维图形的长方形和圆形，调用 square() 和 circle() 函数计算其面积；对于输入为三维图形的长方体、球、圆柱体、圆锥和正三棱柱，则调用 cube()、sphere()、cylinder()、cone() 和 tri_prism() 函数计算其表面积和体积。
接下来，定义了各个几何体的计算函数，包括：
- square()：计算长方形的面积
- cube()：计算长方体的表面积和体积
- circle()：计算圆形的面积
- sphere()：计算球的表面积和体积
- cylinder()：计算圆柱体的表面积和体积
- cone()：计算圆锥的表面积和体积
- tri_prism()：计算正三棱柱的表面积和体积
每个函数都接受一些参数，进行相应的计算后返回一个字符串，包含计算结果并且精确到小数点后两位。
最后，在主程序中，首先接收用户输入的几何体类型，然后调用 type_judge() 函数进行计算，并将计算结果打印出来
map() 是 Python 内置的一个高阶函数，用于将一个可迭代对象中的每个元素都应用到指定的函数上，并返回结果组成的迭代器。它的基本语法格式如下：
map(function, iterable, ...)
其中，function 是一个函数，iterable 是一个可迭代对象，可以传入多个可迭代对象，表示有多个参数需要传入 function。map() 函数会依次将 iterable 中的每个元素传入 function 中进行处理，返回一个由处理结果组成的迭代器。
例如，对于一个列表中的每个元素求平方，可以使用以下代码：
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
result = map(lambda x: x ** 2, lst)
print(list(result)) # 输出 [1, 4, 9, 16, 25]
这里使用了 lambda 表达式来定义一个简单的平方函数，然后将 lst 列表中的每个元素都传入该函数中进行计算，并将结果组成一个迭代器，最后通过 list() 函数将其转换为列表并输出。
map() 函数可以方便地应用于很多场景，比如批量处理数据、映射函数等等。
A = map(float, input().split())
这段代码将用户通过输入获得的字符串按照空格进行切分，然后使用 map() 函数将每个切分后的字符串都转换为浮点数类型，并返回一个由浮点数组成的迭代器。最后，将这个迭代器赋值给变量 A。
具体来说，该代码的执行过程如下：
- input() 函数接收用户输入，并返回一个字符串类型的值。
- split() 方法将该字符串按照空格进行切分，并返回一个由切分后的字符串组成的列表。
- map() 函数将该列表中的每个元素都应用 float() 函数进行转换，并返回一个由转换后的浮点数组成的迭代器。
- 将这个迭代器赋值给变量 A。