Python实验案例

Python 运算符、内置函数

实验目的：
　　1、熟练运用 Python 运算符。
　　2、熟练运用 Python 内置函数。
实验内容：
　　1、编写程序，输入任意大的自然数，输出各位数字之和。
　　2、编写程序，输入两个集合 setA 和 setB，分别输出它们的交集、并集和差集 setA-setB。
　　3、编写程序，输入一个自然数，输出它的二进制、八进制、十六进制表示形式。

num = input("请输入一个自然数：")
print(sum(map(int, num)))
# sum() 表示求和
# map(int,num) 表示将num的各位转换成整数

setA = eval(input("请输入一个集合："))
setB = eval(input("请输入一个集合："))
print("交集：", setA | setB)
print("并集：", setA & setB)
print("setA-setB：", setA - setB)

num = int(input("请输入一个自然数："))
print("二进制：",bin(num))
print("十进制：",oct(num))
print("十六进制：",hex(num))

使用蒙特 · 卡罗方法计算圆周率近似值

实验目的：
　　1、理解蒙特·卡罗方法原理。
　　2、理解 for 循环本质与工作原理。
　　3、了解 random 模块中常用函数。
实验内容：
　　蒙特·卡罗方法是一种通过概率来得到问题近似解的方法，在很多领域都有重要的应用，其中就包括圆周率近似值的计算问题。假设有一块边长为 2 的正方形木板，上面画一个单位圆，然后随意往木板上扔飞镖，落点坐标(x, y)必然在木板上（更多的时候是落在单位圆内），如果扔的次数足够多，那么落在单位圆内的次数除以总次数再乘以 4，这个数字会无限逼近圆周率的值。这就是蒙特·卡罗发明的用于计算圆周率近似值的方法，如图所示。

　　编写程序，模拟蒙特·卡罗计算圆周率近似值的方法，输入掷飞镖次数，然后输出圆周率近似值。

# author : "王佳伟"
# date : 2019-06-26
# File    : 3.py
# IDE：PyCharm

from random import random

times = int(input("请输入您投掷飞镖的次数："))
hit = 0
for i in range(times):
    x = random()
    y = random()
    if x*x+y*y<=1:
        hit=hit+1
print(4.0*hit/times)

#如果 x*x+y*y<=1 则说明生成的随机数（投掷的飞镖）落在了圆中。
#即投掷飞镖的点距离圆心的距离小于1

小明爬楼梯

实验目的：
　　1、理解并熟练使用序列解包。
　　2、理解递归函数工作原理。
　　3、能够编写递归函数代码解决实际问题。
　　4、理解 Python 字典的用法。
实验内容：
　　假设一段楼梯共 15 个台阶，小明一步最多能上 3 个台阶。编写程序计算小明上这段楼梯一共有多少种方法。要求给出递推法和递归法两种代码。

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# author : "王佳伟"
# date : 2019-06-26
# File    : 7.py
# IDE：PyCharm

'''
递推法：
从第15个台阶上往回看，有3种方法可以上来（从第14个台阶上一步迈1个台阶上来，
从第13个台阶上一步迈2个台阶上来，从第12个台阶上一步迈3个台阶上来），
同理，第14个、13个、12个台阶都可以这样推算，从而得到公式f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3)，
其中n=15、14、13、...、5、4。
然后就是确定这个递归公式的结束条件了，
第一个台阶只有1种上法，第二个台阶有2种上法（一步迈2个台阶上去、一步迈1个台阶分两步上去），
第三个台阶有4种上法。
'''
def climbStairs1(n):
    # 递推法
    a = 1  # 上一个台阶只有一种方法
    b = 2  # 上两个台阶有两种方法
    c = 4  # 上三个台阶有四种方法
    for i in range(n - 3):
        c, b, a = a + b + c, c, b
    return c

def climbStairs2(n):
    # 递归法
    first3 = {1:1,2:2,3:4}
    if n in first3.keys():
        return first3[n]
    else:
        return climbStairs2(n-1)+climbStairs2(n-2)+climbStairs2(n-3)

print(climbStairs1(15))
print(climbStairs2(15))

蒙蒂霍尔悖论游戏

实验目的：
　　1、了解蒙蒂霍尔悖论内容。
　　2、了解游戏规则。
　　3、熟练运用字典方法和集合运算。
　　4、了解断言语句 assert 的用法。
　　5、熟练运用循环结构。
实验内容：
　　假设你正参加一个有奖游戏节目，并且有 3 道门可选：其中一个后面是汽车，另外两个后面是山羊。你选择一个门，比如说 1 号门，主持人当然知道每个门后面是什么并且打开了另一个门，比如说 3 号门，后面是一只山羊。这时，主持人会问你"你想改选 2 号门吗？"，然后根据你的选择确定最终要打开的门，并确定你获得山羊（输）或者汽车（赢）。
　　编写程序，模拟上面的游戏。

# author : "王佳伟"
# date : 2019-06-26
# File    : 9.py
# IDE：PyCharm

from random import randrange

def init():
    '''
    初始化三个门以及后面门的物品
    :return: 返回三个门后对应的物品
    '''
    result = {i: 'goat' for i in range(3)}  # {0:goat,1:goat,2:goat}
    r = randrange(3) # 随机生成0~2之间的一个整数
    result[r] = 'car' # 将随机索引位置的goat改为car
    return result # 初始化门完成，返回门的集合

def StartGame():
    '''
    开始游戏
    :return: 返回游戏结果
    '''
    doors = init() # 初始化门
    # 获取玩家选择的门号
    while True:
        try:
            firstDoorNum = int(input("Choose a door to open:"))
            # assert —— Python的断言就是检测一个条件，如果条件为真，它什么都不做；反之它触发一个带可选错误信息的AssertionError
            assert 0<= firstDoorNum <=2
            break
        except:
            print("Door number must be between {} and {} :".format(0,2))
    # 主持人查看另外两个门后边的物品情况
    # 从所有的门（三个门—— 0,1,2）的索引中删除玩家选中的们的所引
    for door in doors.keys() - {firstDoorNum}:
        # 打开其中一个门后为羊的门
        if doors[door] == 'goat':
            print("goat behind the door",door)
            # 获取第三个门号，让玩家纠结
            # S.pop() 随机返回集合S中的一个元素，如果S为空，产生异常
            thirDoor = (doors.keys()-{door,firstDoorNum}).pop()
            change = input("Switch to {} y/n：".format(thirDoor))
            # 如果change='y'则finalDoorNum = thirDoor，否则finalDoorNum = firstDoorNum
            finalDoorNum = thirDoor if change=='y' else firstDoorNum
            if doors[finalDoorNum] == 'goat':
                return "I Win !"
            else:
                return "You Win !"

while True:
    print("="*30)
    print(StartGame())
    r = input("Do you want to try once more (y/n) :")
    if r == n:
        break

猜数游戏

实验目的：
　　1、熟练运用选择结构与循环结构解决实际问题。
　　2、注意选择结构嵌套时代码的缩进与对齐。
　　3、理解带 else 子句的循环结构执行流程。
　　4、理解条件表达式 value1 if condition else value2 的用法。
　　5、理解使用异常处理结构约束用户输入的用法。
　　6、理解带 else 子句的异常处理结构的执行流程。
实验内容：
　　编写程序模拟猜数游戏。程序运行时，系统生成一个随机数，然后提示用户进行猜测并根据用户输入进行必要的提示（猜对了、太大了、太小了），如果猜对则提前结束程序，如果次数用完仍没有猜对，提示游戏结束并给出正确答案。

# author : "王佳伟"
# date : 2019-06-26
# File    : 10.py
# IDE：PyCharm

from random import randint

def guessNumber(maxValue=10,maxTimes=3):
    '''
    猜数字
    :param maxValue:随机生成最大的数字
    :param maxTimes:猜数字的次数
    :return:null
    '''
    # 随机生成一个整数 —— 1到 maxValue
    value = randint(1,maxValue)
    for i in range(maxTimes):
        # 如果i=1则输出Start to GUESS：提示，否则输出GUESS again：提示。
        prompt = 'Start to GUESS：' if i==0 else 'GUESS again：'
        # 使用异常处理结构，防止输入的不是数字。
        try:
            x = int(input(prompt)) # 获取到玩家输入的值
        except:
            print("Must input an interger between 1 and",maxValue)
        else:
            if x == value:
                # 猜对了
                print("Congratulations！")
                break
            elif x>value:
                print("Too big")
            else:
                print("Too litter")
    else:
        # else 与 for连用，表示for循环结束后运行else
        # 次数用完还没有猜对，游戏结束，给出提示。
        print("Game over , FAIL.")
        print("The number is ", value)

guessNumber()

Python 运算符、内置函数

使用蒙特 · 卡罗方法计算圆周率近似值

小明爬楼梯

蒙蒂霍尔悖论游戏

猜数游戏

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