資源簡介

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專題四 可以復用的代碼
考綱要求
（1）了解面向對象程序設計的基本方法；
（2）了解模塊化程序設計的意義；
（3）掌握調用math模塊使用數學函數的方法；
（4）掌握調用turtle模塊繪制簡單圖形的方法。
一．面向對象程序設計概述
面向對象程序設計（簡稱OOP）是一種程序開發的方法。對象是指客觀存在的事物，比如可以從圓、矩形、三角形等圖形抽象出一個簡單圖形，簡單圖形就是一個對象，它有自己的屬性和行為，圖形中邊數、面積是它的屬性，輸出圖形的面積就是它的行為。同一類事物的集合稱為類，在類中定義每個對象共有的屬性和方法，即類是封裝對象的屬性和行為的載體，對象是類的實例。面向對象程序設計的思想是將對象作為程序的基本單元，將程序和數據封裝其中以提高程序的重用性、靈活性和擴展性。面象對象程序設計具有三大基本特征：封裝、繼承和多態。 在Python中，字符串、函數、列表等都是對象，Python就是面象對象程序設計語言。
實例：根據從鍵盤上輸入的表示星期幾的數字，輸出對應的用英文表示的星期的簡稱，如“Mon、Tue、Wed、Thu、Fri、Sat、Sun”。設計程序代碼如下：list=[] #創建空列表對象for i in range(7):xq=input("請輸入英文星期：") #按星期的順序一個一個輸入，并添加到列表中list.append(xq) #利用列表對象的方法append()將英文星期添加到列表的末尾 n=int(input("請輸入一個數：")) #輸入1～7中的一個數 print("你輸入的是",list[n-1]) #輸出英文表示的星期
二．模塊化程序設計的意義
對于比較大型、復雜的問題，可以采取“自頂向下、逐步細化”的方法，即將一個完整的問題分成若干個小問題，每個小問題實現一個功能，再將每個小問題逐步細化、分解為一系列具體可實現的步驟。以功能塊為單位進行程序設計，實現其求解算法的方法稱為模塊化。模塊化的目的是為了降低程序復雜度，使程序設計、調試和維護等操作簡單化。將問題模塊化后，有許多功能是相似甚至完全相同的，可以使用代碼復用的方法以提高程序的效率。函數就是一種代碼復用的方法。Python函數分為系統函數和用戶自定義函數兩類。系統函數分為內置函數和非內置函數，內置函數可以直接使用，內置函數包含了使用頻繁的或最基本的操作，如基本數學函數（abs，round）、類型轉換函數（int，float，str）、集合操作函數（len，max，min，sum）、輸入輸出操作函數（input，print）等。 非內置函數要先導入模塊再使用。Python 標準庫中有100多個非內置模塊，如math庫函數，其中包含各種數學函數。
二．模塊化程序設計的意義
1．內置函數。
表6-4-1 Python內置函數
二．模塊化程序設計的意義
【實例講解】 1．輸入5個數，統計最大值、最小值、它們的和以及平均值。 程序代碼： list=[] #定義空列表 for i in range(5): a=float(input("請輸入一個數:")) list.append(a) #將輸入的數添加到列表 print(max(list),min(list),sum(list),sum(list)/5) 2．輸入一個字符串，輸出字符串長度；將大寫的字母轉化為小寫再輸出；將小寫字母轉化為大寫再輸出。 s=input("請輸入一個字符串:") a=len(s) print("字符串的長度是:",a) for i in range(a): print(s[i].lower(),end="") #將大寫的字母轉化為小寫再輸出 for i in range(a): print(s[i].upper(),end="") #將小寫的字母轉化為大寫再輸出
二．模塊化程序設計的意義
2．調用math模塊 要使用math模塊中的庫函數，首先必須要導入，導入的方法有兩種：（1）導入整個模塊。語句格式：import math；或 from math import *。（2）導入個別函數。比如導入函數sqrt、sin,語句格式：from math import sqrt,sin。
表6-4-2常見的math函數
函數名 作用 示例 結果
sqrt() 求平方根 math.sqrt(9) 3.0
trunc() 取整，直接舍去小數 math.trunc(2.78) 2
exp() exp(n)求e(e=2.718)的n次方 math.exp(1) 2.718281828459045
gcd() gcd(x,y),求x,y的最大公約數 math.gcd(8,6) 2
pi 求圓周率π，保留15位小數 math.pi 3.141592653589793
log() 求以e為底的對數 math.log(2.718) 約為1.0
sin() 求正弦值 math.sin(1) 0.84
cos() 求余弦值 math.cos(1) 0.5403
實例：設計程序求一元二次方程的解輸入一元二次方程（y=ax2+bx+c）的系數，判斷并輸出方程的解。 一元二次方程解的公式是：x=(-b± )/2a。如輸入a=1,b=4,c=3 ，輸出方程的解為-1，-3。程序代碼如下：import matha=float(input("請輸入系數a:"))b=float(input("請輸入系數b:"))c=float(input("請輸入系數c:"))p=b**b-4*a*cif p>0: print("x1=",(-b+math.sqrt(p))/(2*a)) print("x2=",(-b-math.sqrt(p))/(2*a))elif p==0: print("x=",-b/(2*a))else: print("方程無解")
二．模塊化程序設計的意義
二．模塊化程序設計的意義
Python隨機函數Python中生成隨機數的函數，是由random模塊控制，需要導入random模塊才能使用。（1）random()函數。random.random()函數返回一個隨機數，其值在0至1的范圍之內，具體用法如下：　　import random　　print ("隨機數: ", random.random()) #每次輸出的結果都不相同。（2）random.randint()。用于隨機生成指定范圍內的整數，有兩個參數，一個是范圍上限，一個是范圍下限，具體用法如下：　　import randomprint (random.randint(6,8))#輸出6，7，8中的隨機數
根據以下題目要求設計程序
（1）輸入直角三角形兩條直角邊的長度a,b，計算斜邊的長度（保留1位小數）。
（2）輸入一個字符串按逆序輸出，如輸入"abcd"，輸出"dcba"。
（3）校園歌手賽上，6個評委給選手甲打的分數分別是9.2，8.6，7.9，8.6，9.1，8.8，去掉一個最高分和一個最低分，再取平均分作為該選手的最后得分，請統計并輸出該選手的最后得分。
『知識擴展』
『實踐體驗』
二．模塊化程序設計的意義
3．自定義函數 用戶自定義函數是用戶自己編寫的一段程序。Python自定義函數的語法如下：def 函數名（參數列表）: 函數體（包含語句或語句組） return [返回值]/[None] 說明：（1）函數名必須遵循標識符的命名規則；（2）函數可以沒有參數，如果有多個參數，則參數之間用逗號分隔；（3）函數若沒有返回值，可以省略return語句或使用return None。【實例講解】輸入一個自然數n,計算n!并輸出結果，計算n!使用自定義函數實現。程序代碼如下：def fac(x): #求x! s=1 for i in range(2,x+1) : s=s*i return sn=int(input("請輸入一個自然數："))t=fac(n) #調用自定義函數fac()print(n,"!=",t)【實踐體驗】根據以下題目要求設計程序（1）輸入x,計算y=|x|并輸出結果,其中計算絕對值使用自定義函數。（2）計算s=1!+2!+3!+…+10！
turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數庫，它通過函數指令控制圖形的生成。在使用 turtle庫中命令前，先要導入模塊，導入的語句格式如下：格式1：import turtle；格式2：import turtle as 變量；例如：import turtle as t,表示導入turtle模塊，并且用t代替turtle。1．畫布 畫布就是繪圖區域，我們可以設置它的大小和初始位置。 設置畫布大小的語句是：turtle.screensize(width, height,color)，參數分別為畫布的寬、高（單位是像素）和畫布顏色。如：turtle.screensize(400,500,"red")。2．畫筆 在默認情況下，在畫布中心位置有一個坐標軸原點，坐標原點處有一只面朝x軸正方向的“小烏龜”，它代表畫筆。在繪圖時，使用畫筆控制命令結合畫筆運動命令控制畫筆的狀態生成圖形。畫筆的屬性包括寬度、顏色和移動速度等；畫筆的運動狀態有提起、放下、前進、后退、左轉及右轉等。常見的畫筆控制命令如表6-4-3所示，畫筆運動命令如表6-4-4所示。
三．調用turtle模塊繪制簡單圖形
表6-4-3畫筆控制命令
畫筆控制命令 使用說明
turtle.pensize(size)或width(size) 設置畫筆寬度，其中size單位為像素,決定了生成的圖形輪廓線粗細
turtle.pencolor() 設置畫筆顏色，參數如"green"、 "red"、 "blue" 、"yellow"、"orange"等,也可以是RGB 3元組
turtle.speed(n) 設置畫筆的速度，n取值范圍為1到10，數值越大速度越快
turtle.fillcolor(color) 設置圖形的填充顏色，參數如"green", "red"等
turtle.filling() 返回當前是否在填充狀態
turtle.begin_fill() 開始填充圖形
turtle.end_fill() 結束填充
三．調用turtle模塊繪制簡單圖形
表6-4-4畫筆運動命令
畫筆運動命令 使用說明
turtle.forward(d)或fd（d） 向當前畫筆方向移動d個像素（px）長度
turtle.backward(d)或bk(d) 向當前畫筆相反方向移動d個像素長度
turtle.right(a)或rt（a） 畫筆右轉（順時針轉）a度
turtle.left(a)或lt（a） 畫筆左轉（逆時針轉）a度
turtle.penup()或pu() 提起畫筆，畫筆移動時不會繪制圖形
turtle.pendown()或pd() 畫筆落下，畫筆移動時繪制圖形，缺省時也會繪制圖形
turtle.goto(x，y) 將畫筆移動到坐標為x，y的位置
turtle.circle(r) 畫半徑為r像素的圓，以下實例中有詳細介紹用法
turtle.write（） 作用是在海龜界面輸出文字，語句格式：turtle.write(內容,font=(fontname,fontsize,fonttype))。如定義字體為Arial，大小為24，輸出內容為“熱愛學習！”，可使用命令：turtle.write(“熱愛學習！”,font=(“Arial”,24))
三．調用turtle模塊繪制簡單圖形
三．調用turtle模塊繪制簡單圖形
【實例講解】1．畫正方形。實例：畫一個邊長為80像素，線條顏色為紅色的正方形，代碼如下：import turtle #導入turtle模塊turtle.pencolor("red") #畫筆顏色為紅色 for i in range(4): #循環四次畫4條邊 turtle.forward(80) #向當前畫筆方向移動80像素 turtle.right(90) #畫筆右轉90度，也可以使用turtle.left(90) 2．畫三角形。實例：畫一個邊長為150像素的等邊三角形，填充顏色為“綠色”，代碼如下：import turtlet=turtlet.fillcolor("green") #填充顏色為綠色t.begin_fill() #開始填充for i in range(3): t.fd(150) #向當前畫筆方向移動150像素 t.rt(120) #畫筆右轉120度， 也可使用t.lt(120)t.end_fill() #結束填充t.done() #結束畫圖
三．調用turtle模塊繪制簡單圖形
3．畫圓。根據給定半徑畫圓的語句是：turtle.circle(r,extent=None, steps=None)。參數說明:①r為半徑（單位為像素），半徑為正(負),表示圓心在畫筆的左邊(右邊)；②extent為弧度(可選項)，整個圓的弧度是360，半圓弧度是180，圓的四分之一弧度是90；③steps為多邊形邊數 (可選項）,畫半徑為r的圓的內接正多邊形，如正三角 steps=3。例1：turtle.circle(50) # 畫半徑為50像素的整圓例2：turtle.circle(50,steps=4) # 畫半徑為50像素的整圓的內接四邊形例3：turtle.circle(50,180) # 畫半徑為50像素的半圓【實踐體驗】1．畫一個邊長為100px的正六邊形，填充顏色為藍色。2．畫一個長為100px，寬為80px的矩形，線條顏色為“紅色”，填充顏色為“綠色”。
課后練習
1．下列選項中不屬于代碼復用的優點的是（ ）。A．減少代碼重復 B．使程序模塊化C．使程序便于閱讀 D．便于發揮程序員的創造力2．函數int(9.8)計算的結果是（ ）。A．9 B．9.0 C．10 D．10.03．函數sqrt(9)計算的結果是（ ）。A．3 B．3.0 C．18 D．814．以下不屬于Python標準函數的是（ ）。 A．str() B．input() C．range() D．abc()5．以下函數可用于統計列表中最大值的是（ ）。A．sum() B．max() C．min() D．pow()6．函數round（6.85,1）的值是（　 　）。A．6 B．7.0 C．6.8 D．6.97．函數len("Hello")的值是（　 　）。A．5 B．HELLO C．“hello” D．Class-str8．Python 程序中導入math模塊的命令是（ ）。 A. import B.output C. input D.get9．Python中，用于繪制圖形的模塊是（ ）。A．pygame B．math C．time D．turtle
10．自定函數的關鍵字是（ ）。A．function B．return C．procedure D．Def
專題綜合練習
一、單項選擇題1．Python語句a="21-4-5"，則a的數據類型是（ ）。A．int B．float C．date D．str2．Python中，以（ ）開頭的內容屬于注釋。A．\n B．# C．& D．$3．以下列表函數中會生成5個元素的一項是（ ）。A．range(5) B．range(0,5,2) C．range(1,6,2) D．range(0,6,2)4．表達式1+4*5.0運算結果的數據類型是（ ）。A．float B．int C．chr D．str5．以下不屬于Python常量的是（ ）。A．3.14 B．bcd C．"1234" D．'happy'6．Python中，將12.88轉化為整數可使用的函數是（ ）。A．float() B．str() C．round() D．int()7．把變量m的值賦給n的正確語句是（ ）。A．m=n B．n=m C．n←m D．n==m 8．下列Python程序段運行的結果是（ ）。a=36;b=5；c=a//bprint(c)A．7 B．7.2 C．7.0 D．1
專題綜合練習
9．下列表達式的值為True的是（ ）。A．2!=3 or 0 B．3>2>2 C．4>3 and 0 D．2==2 and 4<=310．以下屬于列表的是（ ）。A．(1,2) B．{1,2} C．[1,2] D．1,211．在Python中，書寫正確的表達式是（　 　）。A．b**2-4ac B．1/3a5 C．pi*r^2 D．2*pi*r12．b=str(25)，b的數據類型是（　 　）。A．浮點型 B．字符串 C．整型 D．復數13．在Python中，表達式"22"+"8"的值是（　 　）。A．30 B．"30" C．"228" D．"22+8"14．運行以下程序后，輸出的結果是（ ）。m,n=1,2print(m==n)A．True B．False C．0 D．115．已知s=1+2+3…+n，找出一個最大整數n,使得s<2000。編寫程序解決該問題，最合適的程序結構是（ ）。A．順序結構 B．選擇結構 C．循環結構 D．網狀結構
專題綜合練習
16．有Python程序如下：s=input()print(s*3)運行后通過鍵盤輸入6，則輸出的結果是（　 　）。A．18 B．666 C．sss D．s*317．在Python中，運行以下程序段后，輸出的結果是（　 　）。for p in [1,2,3]:print(p**2,end="")A．1 2 3 B．2 4 6 C．1 4 9 D．出錯18．以下Python程序運行后，輸出“@”的個數是（ ）。for n in range(0,10,3): print("@")A．10 B．6 C．5 D．419. 以下程序的功能是：從鍵盤上輸入一個兩位數，判斷是否為6的倍數，在①處應該填入的內容是（ ）。n=int(input())if ①: print("是6的倍數")A．n//6=0 B． n%6==0 C．n/6==0 D．n%6!=0
專題綜合練習
20．下列Python程序運行的結果是（ ）。s=1for k in range(1,5):s=s*kprint(k,s)A． 24 6 B．120 5 C． 4 24 D．120 4
二、完善程序題
1．一本書的厚度為a頁，李老師已經看了10天書，每天看b頁。請編寫一個程序，輸入a,b的值，計算并輸出李老師還要看幾天才能把全書看完。請在①②處填寫正確的內容。
a=①(input("全書頁數:"))
b=int(input("每天看的頁數:"))
s=②
print("還需要看",s,"天才能看完")
2．小王辦理了某種流量套餐，其中不超出1000MB（包含1000MB）的部分費用20元，超出的部分0.25元/MB，輸入他本月消耗的流量數P（單位MB）,計算并輸出他本月的費用。請在①②處填寫正確的內容。
p=float(input("請輸入流量:"))
if ①:
m=20
else:
②
print("本月費用是:",m,"元")
專題綜合練習
3．1月～3月為春季，4月～6月為夏季，7月～9月為秋季，10月～12月為冬季。輸入一個月份，判斷并輸出是什么季節。請在①②處填寫正確的內容。yf=int(input("輸入月份："))if ①: jj="春季"elif yf in [4,5,6]: jj="夏季"elif yf in [7,8,9]: jj="秋季"②: jj="冬季"print("您輸入的月份屬于：",jj)
4．以下是計算 的程序代碼，請在①②處填寫正確的內容。
p=①
for i in range(2,11):
②
print("p=",p)
專題綜合練習
5．以下是計算s=1+4+7…+61的程序代碼，請在①②處填寫正確的內容。s=0k=1while ①:s=s+k②6．以下程序的功能是輸入x，y的值，對調x，y的值再輸出，請在①②處填寫正確的內容。x=int(input("請輸入一個數："))y=int(input("請輸入另一個數："))z=x①y=z②("x=",x,"y=",y)7．以下程序的功能是畫一個半徑為60px的正圓，線條顏色為“藍色”，請在①②處填寫正確的內容。①turtle.pencolor("blue")turtle.speed(2)turtle.width(5)turtle.②
專題綜合練習
8．以下程序的功能是畫一個邊長為120px的正方形，線條顏色為“紅色”，請在①②處填寫正確的內容。import turtlet=turtle t.pencolor("red") for i in range(4): t.① #畫筆移動120像素 t.② #畫筆左轉90度 t.done()三、程序設計題1．一輛動車即將穿越隧道，已知隧道全長為a米，動車車長為300米，動車速度為b米/秒。輸入a,b的值，計算并輸出動車完全通過隧道需要花費的時間。2．輸入一個三位數，按逆序輸出，如輸入123，輸出321。3．輸入一個自然數并判斷是否既是2的倍數又是3的倍數。若是，則輸出yes；否則輸出no。4．輸入兩個數a,b,若a＞b則s=（a-b)2，否則s=（a+b)2,計算并輸出s。5．某停車場收費標準為：停車時間為1小時以內免費，1小時≤停車時間＜2小時收費10元，停車時間≥2小時，每小時加收2元，輸入停車時間計算并輸出停車費用。
專題綜合練習
6． ，計算并輸出s。
7．s=5+10+…+100，計算并輸出s。
8．輸入一個字符串統計字母（包括大小寫）的個數。
9．假定存款年利率固定為4.25%，投資10萬元，多少年后資金翻倍？
10．輸出三位數中所有的水仙花數。所謂水仙花數是指一個三位數，其各位數字立方的和等于該數，如：153 =13+53+33。
課后練習答案
題號 答案 題號 答案 題號 答案 題號 答案 題號 答案
1 D 2 A 3 B 4 D 5 B
6 D 7 A 8 A 9 D 10 D
課后練習答案：
專題綜合練習：
一、單項選擇題
題號 答案 題號 答案 題號 答案 題號 答案 題號 答案
1 D 2 B 3 A 4 A 5 B
6 D 7 B 8 A 9 A 10 C
11 D 12 B 13 C 14 B 15 C
16 B 17 C 18 D 19 B 20 C
課后練習答案
二、完善程序題1．①int ②（a-10*b）/b 或a/b-10 2．①p<=1000 ②m=20+(p-1000)*0.25 3．①yf in [1,2,3] ② else 4．①1 ②p=p*(1/i) 5．①k<=61 ②k=k+36．① x=y ②print7．① import turtle ②circle(60)8．① t.forward(120)或t.fd(120) ②t.left(90)或t.lt(90)
三、程序設計題
1.
a=float(input("請輸入隧道長（單位為米）："))
b=float(input("請輸入動車速度（單位為米/秒）："))
t=(a+300)/b
print("動車完全通過隧道所需要的時間：",t,"秒")
課后練習答案
2.
n=int(input("請輸入一個三位數："))
a=n//100
b=n%100//10 #或 b=n//10%10
c=n%10
s=c*100+b*10+a
print("新生成的三位數是：",s)
3.
n=int(input("請輸入一個整數："))
if n%2==0 and n%3==0: #或 n%6==0
print("yes")
else:
print("no")
課后練習答案
4.
a=float(input("請輸入一個數："))
b=float(input("請輸入另一個數："))
if a>b:
s=(a-b)**2
else:
s=(a+b)**2
print("s=",s)
5.
t=float(input("請輸入停車時間（單位為小時）："))
if t<1:
f=0
elif t<2:
f=10
else:
f=10+(t-2)*2
print("停車費用是：",f,"元")
課后練習答案
6.
s=1
for i in range(2,11):
s=s+1/i
print("1+1/2+1/3+…+1/10=",s)
7.
s=0
for i in range(5,101,5):
s=s+i
print("5+10+…100=",s)
8.
s=input("請輸入一個字符串：")
a=len(s)
count=0
for i in range(a):
if s[i]>='a' and s[i]<='z' or s[i]>='A' and s[i]<='Z':
count=count+1
print("字符串中包含的字符個數是：",count)
課后練習答案
9.
year=0
money=10
while money<20:
money=(1+0.0425)*money
year=year+1
print(year,"年后資金翻倍")
10.
for i in range(100,1000):
a=i//100
b=i%100//10
c=i%10
if a**3+b**3+c**3==i:
print(i)

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