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【Python 程序设计】上机作业 - 人类高质量代码

发表于 更新于 分类于 ， ，

【Python 程序设计】上机作业

有些代码是嫖的，但大部分代码尽自己可能尝试以最简单或是最有趣的方式实现。

Python 课自然是没有听的，肯定有更好更规范的写法，欢迎讨论

目录：

Image

【Python】第一次上机报告

1）安装 Python，使用 Python 解释器。

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$ python

2）简单的加减乘除运算，调用标准模块 math 中的数学函数。

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>>> 0.1+0.2
0.30000000000000004
>>> 0.3-0.1
0.19999999999999998
>>> 0.1*0.2
0.020000000000000004
>>> 1/0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
>>> import math
>>> math.sqrt(-1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module> 
ValueError: math domain error

3）编写和运行 Python 脚本。

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$ python a.py

4）编写程序，生成包含 1000 个 0 到 100 之间的随机整数，并统计每个元素的出现次数。

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import random
x = [random.randint(1,100) for _ in range(1000)]
print({i:x.count(i) for i in set(x)})

5）编写程序，生成包含 20 个随机数的列表，然后将前 10 个元素升序排列，后 10 个元素降序排列，并输出结果。

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import random
x = [random.randint(1,100) for _ in range(20)]
print(sorted(x[:10])+sorted(x[11:],reverse=True))

6）编写程序，运行后用户输入 4 位整数作为年份，判断其是否为闰年。如果年份能被 400 整除，则为闰年；如果年份能被 4 整除但不能被 100 整除也为闰年。

使用了海象运算符赋值，故需 python 版本>=3.8

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print('闰年' if ((year:=int(input("请输入年份：")))%4==0 and year%100!=0) or year%400==0 else '平年')

或者使用calendar

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import calendar
print('闰年' if calendar.isleap(int(input("输入年份："))) else '平年')

【Python】第二次上机报告

5 月 6 号上机后的作业是“字符串 1”中的例题，因为代码已给出,所以要求同学们写注释，验证代码是否有问题，写有关程序的思考 (如初始看到题目，你是准备怎么实现的)。

例 4-1 编写函数实现字符串加密和解密，循环使用指定密钥，采用简单的异或算法

添加注释：

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def crypt(source, key):
    from itertools import cycle
    '''
    (class) cycle(__iterable: Iterable):
    Return elements from the iterable until it is exhausted. 
    Then repeat the sequence indefinitely.
    '''
    result = ''
    temp = cycle(key)
    for ch in source:
        '''
        next(iterator[, default]):
        Return the next item from the iterator. 
        If default is given and the iterator is exhausted, 
        it is returned instead of raising StopIteration.
        '''
        result = result + chr(ord(ch) ^ ord(next(temp)))
    return result

source = 'Xidian University' # 原文
key    = 'CS' # 秘钥

print('Before Encrypted:'+source)
encrypted = crypt(source, key)
print('After Encrypted:'+encrypted)
decrypted = crypt(encrypted, key)
print('After Decrypted:'+decrypted)

使用 zip() 函数：

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def crypt(source, key):
    from itertools import cycle
    '''
    (class) cycle(__iterable: Iterable):
    Return elements from the iterable until it is exhausted. 
    Then repeat the sequence indefinitely.
    '''    
    result = ''
    temp = cycle(key)
    for ch, key in zip(source, temp):
        result = result + chr(ord(ch) ^ ord(key))
    return result



source = 'Xidian University' # 原文
key    = 'CS' # 秘钥

print('Before Encrypted:'+source)
encrypted = crypt(source, key)
print('After Encrypted:'+encrypted)
decrypted = crypt(encrypted, key)
print('After Decrypted:'+decrypted)

函数式编程的写法：

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def crypt(source, key):
    from itertools import cycle
    func = lambda x, y: chr(ord(x)^ord(y)) # 函数式编程
    return ''.join(map(func, source, cycle(key)))

source = 'Beautiful is better than ugly.'
key = 'Python'

print('Before Encrypted:'+source)
encrypted = crypt(source, key)
print('After Encrypted:'+encrypted)
decrypted = crypt(encrypted, key)
print('After Decrypted:'+decrypted)

优化代码，使用 base64，使不可见字符可见

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from base64 import b64encode

def crypt(source, key):
    from itertools import cycle
    func = lambda x, y: chr(ord(x)^ord(y)) # 函数式编程
    return ''.join(map(func, source, cycle(key)))

source = 'Beautiful is better than ugly.'
key = 'Python'

print('Before Encrypted:'+source)
encrypted = crypt(source, key)
print('After Encrypted (base64enc):')
print(b64encode(bytes(encrypted,encoding='utf8'))) # base64 编码
decrypted = crypt(encrypted, key)
print('After Decrypted:'+decrypted)

例 4-2 编写程序，生成大量随机信息，这在需要获取大量数据来测试或演示软件功能的时候非常有用，不仅能真实展示软件功能或算法，还可以避免泄露真实数据或者引起不必要的争议。

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import random
import string
import codecs

# 常用汉字 Unicode 编码表（部分），完整列表详见配套源代码
StringBase = '\u7684\u4e00\u4e86\u662f\u6211\u4e0d\u5728\u4eba'


def getEmail():
    # 常见域名后缀，可以随意扩展该列表
    suffix = ['.com', '.org', '.net', '.cn']
    characters = string.ascii_letters+string.digits+'_'
    username = ''.join((random.choice(characters)
                        for i in range(random.randint(6, 12))))
    domain = ''.join((random.choice(characters)
                      for i in range(random.randint(3, 6))))
    return username+'@'+domain+random.choice(suffix)


def getTelNo():
    return ''.join((str(random.randint(0, 9)) for i in range(11)))


def getNameOrAddress(flag):
    '''flag=1 表示返回随机姓名，flag=0 表示返回随机地址'''
    result = ''
    if flag == 1:
        # 大部分中国人姓名在 2-4 个汉字
        rangestart, rangeend = 2, 4
    elif flag == 0:
        # 假设地址在 10-30 个汉字之间
        rangestart, rangeend = 10, 30
    else:
        print('flag must be 1 or 0')
        return ''
    for i in range(random.randint(rangestart, rangeend)):
        result += random.choice(StringBase)
    return result


def getSex():
    return random.choice(('男', '女'))


def getAge():
    return str(random.randint(18, 100))


def main(filename):
    with codecs.open(filename, 'w', 'utf-8') as fp:
        # 虽然内置的 open() 和相关联的 io 模块是操作已编码文本文件的推荐方式，
        # 但 codecs.open 也提供了额外的工具函数和类，
        # 允许在操作二进制文件时使用更多各类的编解码器：
        fp.write('Name,Sex,Age,TelNO,Address,Email\n')
        # 随机生成 200 个人的信息
        for i in range(200):
            name = getNameOrAddress(1)
            sex = getSex()
            age = getAge()
            tel = getTelNo()
            address = getNameOrAddress(0)
            email = getEmail()
            line = ','.join([name, sex, age, tel, address, email]) + '\n'
            fp.write(line)


def output(filename):
    with codecs.open(filename, 'r', 'utf-8') as fp:
        while True:
            line = fp.readline()
            if not line:
                return
            line = line.split(',')
            for i in line:
                print(i, end=',')
            print()


if __name__ == '__main__':
    filename = 'information.txt'
    main(filename)
    output(filename)

例 4-3 检查并判断密码字符串的安全强度。这实际上是一个分类问题。

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import string

def check(pwd):
    # 密码必须至少包含 6 个字符
    if not isinstance(pwd, str) or len(pwd) < 6:
        return 'not suitable for password'
    # 密码强度等级与包含字符种类的对应关系
    d = {1: 'weak', 2: 'below middle', 3: 'above middle', 4: 'strong'}
    # 分别用来标记 pwd 是否含有数字、小写字母、大写字母和指定的标点符号
    r = [False] * 4

    for ch in pwd:
        # 是否包含数字
        if not r[0] and ch in string.digits:
            r[0] = True
        # 是否包含小写字母
        elif not r[1] and ch in string.ascii_lowercase:
            r[1] = True
        # 是否包含大写字母
        elif not r[2] and ch in string.ascii_uppercase:
            r[2] = True
        # 是否包含指定的标点符号
        elif not r[3] and ch in ',.!;?<>':
            r[3] = True
    # 统计包含的字符种类，返回密码强度
    # get(key[, default]):
    # 如果 key 存在于字典中则返回 key 的值，否则返回 default。
    # 如果 default 未给出则默认为 None，因而此方法绝不会引发 KeyError。
    return d.get(r.count(True), 'error')


print(check('a2C233d'))

例 4-4 编写程序，把一个英文句子中的单词倒置，标点符号不倒置，例如 I like beijing. 经过函数后变为：beijing. like I

添加了强制类型：

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# str.split(sep=None, maxsplit=-1):
# 如果 sep 未指定或为 None，则会应用另一种拆分算法：
# 连续的空格会被视为单个分隔符，
# 其结果将不包含开头或末尾的空字符串，
# 如果字符串包含前缀或后缀空格的话。 
# 因此，使用 None 拆分空字符串或仅包含空格的字符串将返回 []。

def rev1(s: str):
    return ' '.join(reversed(s.split()))

def rev2(s: str):
    t = s.split()
    t.reverse()
    return ' '.join(t)

def rev5(s: str):
    '''字符串整体逆序，分隔，再各单词逆序'''
    t = ''.join(reversed(s)).split()
    t = map(lambda x: ''.join(reversed(x)), t)
    return ' '.join(t)


s = 'I like beijing.'
print(rev1(s))
print(rev2(s))
print(rev5(s))

输出：

beijing. like I

beijing. like I

beijing. like I

例 4-5 编写程序，查找一个字符串中最长的数字子串

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def longest(s):
    result = []
    t = []
    for ch in s:                      # 遍历字符串中所有字符
        if '0' <= ch <= '9':              # 遇到数字，记录到临时变量
            t.append(ch)
        elif t:
            result.append(''.join(t))  # 遇到非数字，把临时的连续数字记下来
            t = []
    if t:                             # 考虑原字符串以数字结束的情况
        result.append(''.join(t))

    if result:
        return max(result, key=len)
    return 'No'

ss = ('111abc2d3', 'abc111111d', 'a2bc11111111')
for s in ss:
    print(s, longest(s), sep=':')

输出：

111abc2d3:111

abc111111d:111111

a2bc11111111:11111111

选择法：

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# 选择法 def longest(s: str):    length = len(s)    start = 0    span = (0, 0)    for pos in range(length):        if s[pos].isdigit() and (pos == 0 or not s[pos-1].isdigit()):            start = pos        elif ((not s[pos].isdigit()) and s[pos-1].isdigit()              and pos-start > span[1]-span[0]):            span = (start, pos-1)    # 字符串以数字结束的情况    if s[pos].isdigit() and pos-start >= span[1]-span[0]:        span = (start, pos)    return s[span[0]:span[1]+1]ss = ('111abc2d3', 'abc111111d', 'a2bc11111111')for s in ss:    print(s, longest(s), sep=':')

【Python】第三次上机报告

第三次实验作业

1）编写函数，接收一个字符串，分别统计大写字母、小写字母、数字、其他字符的个数，并以元组的形式返回结果。

2）编写函数，可以接收任意多个整数并输出其中的最大值和所有整数之和。

3）编写函数，模拟内置函数 sorted()。

4）用字典建立一个通讯录，向字典中添加和删除通讯人（名字、电话、邮箱、工作单位等），查询某个人的信息，然后输出通讯录中所有人的信息。

5）用生成器的方式计算任意起止范围内质数的和。质数，又称素数，是大于 1 的自然数，除了 1 和它本身外，不能被其他自然数整除。

1）编写函数，接收一个字符串，分别统计大写字母、小写字母、数字、其他字符的个数，并以元组的形式返回结果。

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def numberOfType(a: str):
    intcount    = []
    upstrcount  = []
    lowstrcount = []
    othercount  = []
    for i in a:
        if i.isdigit():
            intcount.append(i)
        elif i.isupper():
            upstrcount.append(i)
        elif i.islower():
            lowstrcount.append(i)
        else:
            othercount.append(i)
    return intcount, upstrcount, lowstrcount, othercount

if __name__ == '__main__':
    a, b, c, d = numberOfType(input('请输入一个字符串：'))
    print('大写字母的个数：{}'.format(len(a)))
    print('小写字母的个数：{}'.format(len(b)))
    print('数字的个数：{}'.format(len(c)))
    print('其他数字的个数：{}'.format(len(d)))
    print(tuple(a), tuple(b), tuple(c), tuple(d))

2）编写函数，可以接收任意多个整数并输出其中的最大值和所有整数之和。

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def max_sum(num_list: list):
    return sum(num_list), max(num_list)


if __name__ == '__main__':
    sum_num, max_num = max_sum(list(map(int, input('请输入一些整数以逗号隔开：').split(","))))
    print('最大的整数是：', max_num)
    print('所有整数之和是：', sum_num)

3）编写函数，模拟内置函数 sorted()。

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# timSort
''''
timSort 是 python、Java 等语言的内置排序函数。timSort 将插入排序和归并排序结合，首先将
原始无须列表分割成一个个 run,run 是将原始无需序列按照对应关系分割而成，一般这里的 run
制的是原始序列里面存在的有序序列。任何无序序列可以被分割成有序序列的集合。
说明：这里仅仅实现了 timsort 的雏形，没有考虑 minrun。
'''

import random
import time


def binary_search(the_array, item, start, end):  # 二分法插入排序
    if start == end:
        if the_array[start] > item:
            return start
        else:
            return start + 1
    if start > end:
        return start

    mid = round((start + end) / 2)

    if the_array[mid] < item:
        return binary_search(the_array, item, mid + 1, end)

    elif the_array[mid] > item:
        return binary_search(the_array, item, start, mid - 1)

    else:
        return mid


def insertion_sort(the_array):
    l = len(the_array)
    for index in range(1, l):
        value = the_array[index]
        pos = binary_search(the_array, value, 0, index - 1)
        the_array = the_array[:pos] + [value] + \
            the_array[pos:index] + the_array[index+1:]
    return the_array


def merge(left, right):  # 归并排序
    if not left:
        return right
    if not right:
        return left
    if left[0] < right[0]:
        return [left[0]] + merge(left[1:], right)
    return [right[0]] + merge(left, right[1:])


def timSort(the_array):
    runs, sorted_runs = [], []
    length = len(the_array)
    new_run = []

    for i in range(1, length):  # 将序列分割成多个有序的 run
        if i == length - 1:
            new_run.append(the_array[i])
            runs.append(new_run)
            break
        if the_array[i] < the_array[i-1]:
            if not new_run:
                runs.append([the_array[i-1]])
                new_run.append(the_array[i])
            else:
                runs.append(new_run)
                new_run = []
        else:
            new_run.append(the_array[i])

    for item in runs:
        sorted_runs.append(insertion_sort(item))

    sorted_array = []
    for run in sorted_runs:
        sorted_array = merge(sorted_array, run)

    # print(sorted_array)


arr = [random.random() for _ in range(1000)]
# arr = [45,2.1,3,67,21,90,20,13,45,23,12,34,56,78,90,0,1,2,3,1,2,9,7,8,4,6]
t0 = time.perf_counter()
timSort(arr)
t1 = time.perf_counter()
print('共%.5f 秒' % (t1-t0))

t0 = time.perf_counter()
sorted(arr)
t1 = time.perf_counter()
print('共%.5f 秒' % (t1-t0))

输出：

共0.43574秒
共0.00009秒

参考：TimSort（简易版）和堆排序的 Python 实现_Leahy000 的博客-CSDN 博客

4）用字典建立一个通讯录，向字典中添加和删除通讯人（名字、电话、邮箱、工作单位等），查询某个人的信息，然后输出通讯录中所有人的信息。

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def add():
    # 添加通讯人
    name, tel, email, add = input('请输入您要添加的通讯人信息，以空格分开：').split()
    contacts.append({'姓名': name, '电话': tel, '电子邮箱': email, '地址': add})

def lookfor(name):
    # 索引到通讯人所在的字典
    for d in contacts:
        if d['姓名'] == name:
            return d

def delect():
    # 删除通讯人
    name = input('请输入要删除人的姓名：')
    d = lookfor(name)
    if(d == None):
        print('查无此人')
    else:
        contacts.remove(d)

def inquire():
    # 查询某个人的信息
    name = input('请输入需要查询的人的姓名：')
    d = lookfor(name)
    if(d == None):
        print('查无此人')
    else: 
        print(lookfor(name))


def outputall():
    # 输出所有人的信息
    for d in contacts:
        print(d)

contacts = []
if __name__ == '__main__':
    while(1):
        try:
            print('请输入您所需要的功能\n1：添加通讯人 2:删除通讯人 3：查询通讯人 4：输出所有人信息 5：退出')
            cmd = input()
            if cmd == '1':
                add()
            elif cmd == '2':
                delect()
            elif cmd == '3':
                inquire()
            elif cmd == '4':
                outputall()
            elif cmd == '5':
                break
            else:
                print('输入错误')
        except:
            print('发生错误')
            continue

5）用生成器的方式计算任意起止范围内质数的和。质数，又称素数，是大于 1 的自然数，除了 1 和它本身外，不能被其他自然数整除。

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def myprime(x):
    if x <= 1:
        return False
    if 0 in [x%d for d in range(2,int(x**0.5)+1)]:
        return False
    return True


def myprimes(start, end):
    for i in range(start, end+1):
        if myprime(i):
            yield i


a = int(input('起：'))
b = int(input('止：'))
print([x for x in myprimes(a, b)])

【Python】第四次上机报告

基本内容包括：

1）编写代码，实现一个栈（Stack）的类。栈是只能在一端插入和删除数据的序列。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。

2）编写代码，定义一个形状基类，有 2 个属性：面积和周长，以及两个无返回值的方法：area() 和 perimeter()，分别计算形状的面积和周长，从基类派生出三个子类：三角形、矩形、圆，重载基类的两个方法。

实现一个栈（Stack）的类

编写代码，实现一个栈（Stack）的类。栈是只能在一端插入和删除数据的序列。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。

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class Stack(object):
    def __init__(self):
        # 创建一个空的栈
        self.item = []

    def push(self,item):
        # 添加新元素到栈顶
        self.item.append(item)

    def pop(self):
        # 弹出栈顶元素
        return self.item.pop()

    def peek(self):
        # 返回栈顶元素
        return self.item[self.size()-1]

    def is_empty(self):
        # 检验是否为空
        return self.item == []

    def size(self):
        # 返回栈的个数
        return len(self.item)

形状的类

编写代码，定义一个形状基类，有 2 个属性：面积和周长，以及两个无返回值的方法：area()和 perimeter()，分别计算形状的面积和周长，从基类派生出三个子类：三角形、矩形、圆，重载基类的两个方法

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# 编写代码，定义一个形状基类，
# 有 2 个属性：
#   面积和周长，
# 以及两个无返回值的方法：
#   area() 和 perimeter()，分别计算形状的面积和周长
#
# 从基类派生出三个子类：三角形、矩形、圆，
#   重载基类的两个方法

class 形状基类:
    def __init__(self, 名字, 面积, 周长):
        self.名字 = 名字
        self.面积 = 面积
        self.周长 = 周长

    def area(self):
        pass

    def perimeter(self):
        pass

    def 解释(self):
        self.area()
        self.perimeter()
        print('名称：', self.名字, '面积：', self.面积, '周长：', self.周长)


class 矩形(形状基类):
    def __init__(self, n, a, b):
        self.名字 = n
        self.a = a
        self.b = b

    def area(self):
        self.面积 = round(self.a * self.b, 2)

    def perimeter(self,):
        self.周长 = round(2*(self.a+self.b), 2)


class 三角形(形状基类):
    def __init__(self, n, a, b, c):
        self.名字 = n
        self.a = a
        self.b = b
        self.c = c

    def area(self):
        p = (self.a+self.b+self.c)/2
        self.面积 = round((p*(p-self.a)*(p-self.b)*(p-self.c))**0.5, 2)

    def perimeter(self):
        self.周长 = self.a+self.b+self.c


class 圆(形状基类):
    def __init__(self, n, a):
        self.名字 = n
        self.a = a

    def perimeter(self):
        self.周长 = round(2*3.14*self.a, 2)

    def area(self):
        self.面积 = round(3.14*self.a**2, 2)


if __name__ == '__main__':
    圆('圆形',1).解释()
    三角形('三角形',2,3,3).解释()
    矩形('矩形',6,42).解释()

参考：中文代码快速补全 VS Code 插件尝鲜 - 知乎 (zhihu.com)