資源簡介

專題5　函數和模塊
學業要求 知　識　點 學業水平等級
1.掌握自定義函數的構造和調用方法 2
2.掌握模塊的導入方法和常用函數的應用 2
知識點一　自定義函數
【知識梳理】
1.在算法的程序實現過程中，也經常根據具體問題的特點將其分解成若干個________或者借助所用程序設計語言的特性來完成問題的解決。
2.Python主要運用________、________等方式實現模塊化程序設計，為算法的程序實現帶來極大的便利。
3.定義函數的語法如下：
def函數名(參數集合)：
<函數體>
[return________]
4.函數名的命名規則和變量名一樣。完成函數的構造后，在程序中就可以根據需要________該函數。
【經典案例】
自定義函數相當于一個小的程序塊，函數的參數相當于輸入的信息，函數的形參和實參必須一一對應，函數的返回值相當于輸出信息。一個函數體內可以有多條return語句，當執行某條返回語句后，結束自定義函數運行，返回主程序。
自定義函數調用的過程分為把實參賦值給形參、運算獲得結果、返回運算結果三個步驟。
【例1】 編寫一個自定義函數實現判斷字符串s是否是回文字符串。
算法思想：采用雙指針分別指向首尾字符，若兩者相同，依次向中間靠攏。
def hw(s)：
i＝0
j＝len(s)－1
while ①________：
if ②________：
　　　　 return False
i＋＝1
j－＝1
return True
s1＝input('請輸入字符串s：')
t＝hw(s1)
if ③________：
print(″字符串″＋s1＋″是回文字符串！″)
else：
print(″字符串″＋s1＋″不是回文字符串！″)
思維點撥
明考向 本題自定義函數的應用
精點撥 ①指針i和j分別指向字符串s的首和尾，在兩端各取一個字符進行比較，若i＝＝j意味著該字符串長度為奇數，中間位置可以不用比較，若字符串長度為偶數，最后一次比較完后，i將超出j的值。②若兩端各取一個字符，取出的字符不相等，返回假。③調用自定義函數，將函數的值賦給t，那么t可能是True或False
聽課筆記：____________________________________________________________
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【變式1】 將k(2<＝k<＝16)進制數s轉換為十進制數n。
算法思想：十進制數345可以表示為3*10^2＋4*10^1＋5*10^0，每個位上數x表示有x個位權，把所有位上數字與位權的進行累加，得到該數的十進制數大小。實現該自定義函數如下，請將空白處填寫完整。
def ktod(s，k)：
sn＝{″A″：10，″B″：11，″C″：12，″D″：13，″E″：14，″F″：15}
ans＝0
for i in ①________：
if ″0″<＝s[i]<＝″9″：
　　　　 t＝int(s[i])
else：
　　　　 ②________
③________
return ans
shu＝input(″輸入需轉換的數：″)
k＝int(input(″輸入轉換數據的進制：″))
n＝ktod(shu，k)
print(str(k)＋″進制數″＋shu＋″轉換成十進制數后為：″＋str(n))
【例2】 多選題評分，評分標準：全部選對得2分，選對但不全的得1分，不選或有選錯的得0分。編制的自定義函數如下，其中x表示要判斷的答案，y表示標準答案。
選對但不全的答案判定方法為：遍歷判斷的答案每一個選項，若該選項在標準答案中存在則進行計數count，否則直接退出遍歷。根據count的值與判斷答案的長度是否相等來決定是選對但不全。
def df(x，y)：
if x＝＝y：
①________
else：
count＝0
for i in x：
　　　　 if i in y：
　　　　　　 count＋＝1
　　　　 else：
　　　　　　 ②________
if ③________：
　　　　 ans＝0
else：
　　　　 ans＝1
return ans
da＝input(″請你輸入你的答案：″)
bzda＝″ACD″
n＝df(da，bzda)
print(″該題得分為：″＋str(n))
思維點撥
明考向 本題考查自定義函數的應用
精點撥 ①要判斷的答案x和標準答案y相同，得2分。②遍歷判斷的答案每一個選項，判斷該選項在標準答案中是否存在。若不存在，說明有錯選的選項。③若全部選項在標準答案中均能找到，則count的值就是len(x)，若有找不到的，就是存在錯選的，得0分，若沒填涂，也得0分
聽課筆記：_____________________________________________________________
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【變式2】 工作人員手中有人民幣100、50、20、10和1元6個幣種，輸入一個金額n，按最大票面優先兌換的原則，輸出相應的人民幣及張數。
def dh(je)：
rmb＝[100，50，20，10，1]；ans＝{}
i＝0
while ①________：
if je>＝rmb[i]：
　　　　 ②________
　　　　 je＝je%rmb[i]
else：
　　　　 ③________
return ans
je＝int(input(″請輸入兌換的人民幣：″))
t＝dh(je)
for i in t：
print(″面值為″＋str(i)＋″數量為：″＋str(t[i]))
知識點二　模塊的導入和應用
【知識梳理】
1.Python內置模塊：數學運算________、生成隨機數________、圖像________。
2.Python其他模塊：用于實現部分操作系統功能(可用于文件、目錄等操作)的________，與時間處理有關的________，可實現科學計算、數據可視化的________________，用于多媒體開發和游戲軟件開發的________，支持圖形處理的________等。
3.在Python中，把一組函數放到一個.py文件里，這個文件就稱為________。
4.使用________語句或________語句導入Python內置的模塊和來自第三方的模塊，將能使用其中的函數，如________和________函數。
【經典案例】
模塊是在函數和類的基礎上，將一系列相關代碼組織到一起的集合體。在Python中，一個模塊就是一個擴展名為.py的源程序文件。導入模塊一般采用import語句，import語句的語法：import模塊名，若只希望導入模塊中指定的一部分，可以使用from...import語句，其語法如下：From模塊名import函數名。要求掌握模塊的導入方法及常見模塊的應用，如Random模塊，Math模塊，Image模塊等等。
【例1】 函數random的方法如下表所示：
名稱 含義
random.choice(seq) 從序列seq的元素中隨機挑選一個元素
random.sample(a，b) 從序列a中隨機截取b個長度的子序列
編寫程序實現如下功能：隨機產生3門不重復的選課科目，輸出其對應的選課人數。
import random
subject＝['政治'，'歷史'，'地理'，'物理'，'化學'，'生物'，'技術']
①________
print(sub)
number＝{'政治'：307，'歷史'：219，'地理'：396，'物理'：170，'化學'：116，'生物'：265，'技術'：225}
num＝[]
for x in sub：
②________
print(num)
上述程序段中劃線處可選的語句為(　　)
A.①sub＝random.sample(subject，3) ②num.append(number[x])
C.①sub＝random.choice(subject，3) ②num.append(number[x])
B.①sub＝random.sample(subject) ②num.append(x)
D.①sub＝random.choice(subject)　②num.append(x)
思維點撥
明考向 本題考查隨機函數及字典的綜合應用
精點撥 sample方法從序列a中隨機截取b個長度的子序列，而choice方法只能隨機挑選一個序列。輸出其對應的選課人數，該人數保存在字典number，根據鍵x取出相應的值
聽課筆記：_____________________________________________________________
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【變式1】 有如下Python程序段：
import random
n＝5
data＝[i＋1 for i in range(n)]
random.shuffle(data)　#將序列的所有元素隨機排序
flag＝True；i＝0
while ix＝data[i]
for j in range(i＋1，n)：
if data[j]　　　　 if data[j]　　　　　　 x＝data[j]
　　　 　else：
　　　　　 　flag＝False
　　　　　　 break
i＋＝1
若執行該程序段后flag值是True，則輸出的data值不可能的是(　　)
A.[2，3，4，1，5] B.[4，5，2，3，1]
C.[1，3，2，5，4] D.[1，2，4，3，5]
【例2】 小明用Python語言中對大小為100*100像素的圖像“上.jpg”(如圖所示)進行簡單處理，部分代碼如下：
img＝Image.open(″上.jpg″)
im＝np.array(img.convert(″L″))　#轉換成數字矩陣
rows，cols＝im.shape
for i in range(rows)：
for j in range(cols)：
if j%10＝＝0：
　　　　 im[i，j]＝0
程序執行后的圖像效果是(　　)
思維點撥
明考向 本題考查圖像模塊的應用。語句rows，cols＝im.shape的功能是讀取圖像的寬度和高度。外循環是寬度，即按行遍歷圖像，每讀取完一行中所有列，再讀取下一行。當是列為10的倍數時，將像素值修改為0，即改為黑色
精點撥 A 當行的值是10的倍數時，將像素置為黑色
B 實現上下(垂直)翻轉的效果
C 實現左右(水平)翻轉的效果
D 當列的值是10的倍數時，將像素置為黑色
聽課筆記：_____________________________________________________________
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【變式2】 將圖形轉化為文本。應用Python中的Image模塊后，將字母圖片文件″OK.jpg″處理成由0，1表達的文本文件“OK.txt”。字母圖片如圖a所示，運行后文本文件結果如圖b所示。
實現該功能的Python程序如下，請完成劃線處的程序代碼。
from PIL import Image
def judge(R，G，B)：
gray＝0.299*R＋0.587*G＋0.114*B
#轉成灰度值
color＝gray/132
return color
img＝Image.open(″OK.jpg″)
pix＝img.load()
file＝open(①________，″w″)　#讀寫方式打開文本文件
width＝img.size[0]
②________
for i in range(height)：
line＝″″
for j in range(width)：
R，G，B＝pix[j，i]　#根據像素坐標獲得該點的RGB值
③________
if color＝＝0：
　　　　 line＋＝″1″
　　　　else：
　　　　 line＋＝″0″
file.write(line)　#寫入OK.txt文件
file.write(″\\n″)
file.close()
1.有Python的程序代碼如下：
def change_c(s)：
if ″a″<＝s<＝″z″：
s＝chr(ord(s)－32)
return s
ss＝input(″請輸入一串英文字母：″)
n＝len(ss)
ans＝″″
for i in range(n)：
c＝change_c(ss[i])
ans＝c＋ans　#①
print(ans)
現執行該程序，輸入″abcDEF″，下列說法正確的是(　　)
A.函數change_c()被調用了3次
B.函數change_c的功能是將小寫字母變成大寫字母
C.輸出的內容為″ABCDEF″
D.將①所在語句改為″ans＋＝c″程序功能不變
2.有如下Python程序段：
def fibres(n)：
a，b＝1，1
for i in range(n－1)：
a，b＝b，a＋b
return a
print(fibres(9))執行該程序段，輸出顯示的結果為(　　)
A.21 B.34
C.55 D.89
3.以下Python程序：
def f(list)：
m＝list[0]
for i in range(1，len(list))：
if ①________：
　　　　 m＝list[i]
return m
s＝[4，5，2，6，5，8]
print(f(s))
執行后，結果為2，橫線處的代碼為(　　)
A.m>list[i] B.mC.m＝＝list[i] D.m！＝list[i]
4.某加密算法程序段如下所示：
def jiami(x)：
if ″A″<＝x<＝″Z″：
y＝chr(ord(x)＋32)
elif ″0″<＝x<＝″9″：
y＝str((int(x)＋1)%10)
else：
y＝x
return y
mingwen＝input(″請輸入明文″)
miwen＝″″
for x in mingwen：
miwen＝miwen＋jiami(x)
print(″密文為：″，miwen)
輸入“Abc@789”并運行程序，輸出結果是(　　)
A.abc8910 B.abc@890
C.ABC678 D.aBC@789
5.有如下Python程序段：
def delstr(s，m)：
return s[0：m]＋s[m＋1：]
s＝″Welcome″
i＝0
while i<＝len(s)：
s＝delstr(s，i)
i＋＝2
print(s)
執行該程序段后，輸出的結果為(　　)
A.ecm B.elome
C.elco D.elom
6.體重指數(BMI)計算公式為體重/身高^2(單位：千克/米^2)。高一年級學生各個等級的單項評分表如下表所示：
等級 低體重 正常 超重 肥胖
男生 ≤16.4 16.5～23.2 23.3～26.3 ≥26.4
女生 ≤16.4 16.5～22.7 22.8～25.2 ≥25.3
小王編寫了計算BMI指數(四舍五入保留兩位小數)和測試評價等級的自定義函數。實現上述功能的Python程序如下，請在劃線處填入合適的代碼。
def bmi(x，y)：　#根據體重x，身高y，計算BMI指數，四舍五入保留兩位小數
return ①________
def dj(bmi，xb)：　#根據bmi指數值，分別計算男生和女生的等級。
if bmi<＝16.4：
return 1
elif xb＝＝″男″ and bmi<＝23.2 or xb＝＝″女″ and bmi<＝22.7：
return 2
elif xb＝＝″男″ and bmi<＝26.3 or xb＝＝″女″ and bmi<＝25.2：
return 3
else：
②________
sg＝float(input(″請輸入你的身高：″))
tg＝float(input(″請輸入你的體重：″))
bz＝{3：″超重″，4：″肥胖″，1：″偏瘦″，2：″標準″}
③________
print(″小王是男生，他的BMI指數為″，zs)
print(″他的體型等級為：″，④________)
7.編寫一個自定義函數實現用戶的登錄，用戶最多有3次可以嘗試輸入用戶名和密碼的機會。
def login(a，b，u)：　#在字典u中判斷用戶名a是否存在，密碼b是否正確
if ①________：
if ②________：
　　　　 print(″密碼不正確″)
　　　　 return False
else：
　　　　 print(″登錄成功″)
　　　　 ③________
else：
print(″帳號不正確″)
return False
u＝{″cgm″：″sd@1″，″cgl″：″&dd5″，″cjm″：″##22sd″，″1bh″：″12sa″，″1js″：″sd22！″}　#系統中存在的用戶名
trytime＝3
while trytime>0：　#有3次機會可以輸入用戶名和密碼
user＝input(″請輸入你的用戶名：″)
psd＝input(″請輸入你的密碼：″)
if ④________：
break
else：
print(″你還剩下″，trytime－1，″次機會可以輸入密碼！″)
⑤________
8.函數random的方法如下表所示：
名稱 含義
random.choice(seq) 從序列seq的元素中隨機挑選一個元素
random.sample(a，b) 從序列a中隨機截取b個長度的子序列
編寫程序實現如下功能：隨機產生3門不重復的選課科目，輸出其對應的選課人數。
import random
subject＝['政治'，'歷史'，'地理'，'物理'，'化學'，'生物'，'技術']
①________
print(sub)
number＝{'政治'：307，'歷史'：219，'地理'：396，'物理'：170，'化學'：116，'生物'：265，'技術'：225}
num＝[]
for x in sub：
②________
print(num)
上述程序段中劃線處可選的語句為(　　)
A.①sub＝random.sample(subject，3) ②num.append(number[x])
B.①sub＝random.sample(subject) ②num.append(x)
C.①sub＝random.choice(subject，3) ②num.append(number[x])
D.①sub＝random.choice(subject) ②num.append(x)
9.有如下Python程序段：
from random import randint
s＝″Infomation″
for i in range(2)：
k＝randint(0，2)*2＋1　#randint(0，2)隨機產生[0，2]之間的整數
s＝s[：k]＋s[k＋1：]
執行該程序段后，變量s的值不可能是(　　)
A.″Iomation″ B.″Inmation″
C.″Infation″ D.″Ifoation″
10.英語單詞″illustriousness″意思是優秀，有如下Python程序段：
import random
s＝″illustriousness″
for i in range(4)：
k＝random.randint(0，4)*random.randint(0，3)
print(s[k]，end＝″″)
執行該程序后，輸出的結果不可能是(　　)
A.uiso B.iiii
C.tree D.siur
11.某Python程序段如下：
import random
fibo＝[1]*11
for i in range(2，11)：
fibo[i]＝fibo[i－1]＋fibo[i－2]
n＝random.randint(1，10)
print(fibo[n])
運行該程序段，輸出結果不可能是(　　)
A.1 B.21
C.35 D.89
專題5　函數和模塊
知識點一
知識梳理
1.子問題　2.函數　模塊　3.函數值　4.調用
經典案例
例1　①i變式1　①range(len(s))　②t＝sn[s[i]] ③ans＋＝t*k**(len(s)－i－1)
解析　本題考查自定義函數的應用。①從表達式s[i]來看，需遍歷字符串s的各個位置。②不是數字就是A－F的字母，需在字典sn中取出相應的值。采用按權展開相加的方法，將各個位的數字與位權的乘積進行累加。
例2　①ans＝2　②break ③count變式2　①je>0　②ans[rmb[i]]＝je//rmb[i]　③i＋＝1
解析　本題考查自定義函數的應用。①je表示要兌換的人民幣，每兌換相應的幣種，要減去相應的金額，當金額為0時結束兌換。②從輸出語句來看，字典中存儲的人民幣的幣種和兌換的數量，因此當條件je >＝rmb[i]滿足時，兌換相應的幣種并寫入字典中。③若不能兌換，則換一下幣種進行兌換。
知識點二
知識梳理
1.Math模塊　Random模塊　Image模塊 2.OS模塊　Time模塊　Numpy和Matplotlib　Pygame模塊　tkinter 3.一個模塊 4.import　from－import　Sqrt　Random
經典案例
例1　A
變式1　B　[本題考查隨機數的應用。列表data初始值是1～5間的隨機整數。遍歷data數據，若data[i]比后面的數data[j]大，更新x的值；若data[j]大于等于x，則將flag的值置為False，結束程序。B選項當i＝0，j＝2時，此時x被更新為2，接下去當j＝3時，滿足條件data[j]x，因此flag被賦值為False，且直接退出循環。]
例2　D
變式2　①″OK.txt″　②height＝img.size[1]　③color＝judge(R，G，B)
解析　本題考查Image模塊的應用。①中讀取文件名″OK.txt″。②中語句width＝img.size[0]獲取圖像寬度，循環中for i in range(height)要求圖像的高度。③中未對color賦值，調用自定義函數，返回0或1。
當堂過關檢測
1.B　[本題考查自定義函數的應用。從代碼中可得自定義函數change_c的作用為返回形參s對應的大寫字母。而后在執行程序中遍歷字符串ss，多次調用自定義函數，并且將每次遍歷到的字符經過轉換后連接到原有的字符之前(倒序)，最后輸出。A選項該程序輸入的內容為″abcDEF″長度為6，因此自定義函數被調用了6次；B選項正確；C選項最終輸出的內容為FEDCBA；D選項將①改為“ans＋＝c”后結果是順序輸出，與原意不同。]
2.B　[語句a，b＝b，a＋b的作用是a＝b，b＝a＋b。該自定義函數的功能是計算斐波那契數列。從第3項開始的值依次為2，3，5，8，13，21，34。]
3.A　[從函數運行結果來看，查找最小值。遍歷列表list，若其值比m小，則更新m的值。]
4.B　[函數的功能是對字符串每個字符進行加密，如果是大寫，轉換成對應的小寫字母，如果是數字，循環后移一位。其他不變，依次連接在后面。]
5.D　[自定義函數的功能：在字符串s中刪除索引位置為m的字符。i值依次為0，2，4，6，字符串s的值依次為elcome、elome、elom。]
6.①round(x/y**2，2)　②return 4　③zs＝bmi(tg，sg) ④bz[dj(zs，″男″)]
解析　本題考查自定義函數編寫和調用。①處根據體重x，身高y，計算BMI指數，四舍五入保留兩位小數。②處指肥胖的情況。③處調用bmi函數，把tg和sg分別傳給x和y。④dj函數返回1～4之間的數值，在字典bz中可以查找每個數值代表的文本信息。
7.①a in u　②b！＝u[a]　③return True　④login(user，psd)　⑤trytime－＝1
解析　本題考查自定義函數編寫和調用。①在字典u中判斷用戶名a是否存在，密碼b是否正確，首先判斷a是否在字典b中，若存在用戶u，則該用戶的用戶名是鍵，密碼是值u[a]，因此②處答案為b！＝u[a]。當兩者均正確時，需返回True。④處調用login函數，把用戶名user和密碼psd分別傳至自定義函數中。⑤處將改變trytime的值，嘗試的次數將減少一次。
8.A　[本題考查隨機函數及字典的綜合應用。sample方法從序列a中隨機截取b個長度的子序列，而choice方法只能隨機挑選一個序列。輸出其對應的選課人數，該人數保存在字典number，根據鍵x取出相應的值。]
9.B　[語句s＝s[：k]＋s[k＋1：]的功能是去除該字符串索引k位置上字符。循環2次，每次產生一個0至5之間的奇數k，接著去除k位字符。A選項″Infomation″→″Ifomation″→″Iomation″，k值均為1。B選項″Infomation″→″Infmation″→″Inmation″，k值依次為3和2，2不可能產生。C選項″Infomation″→″Infmation″→″Infation″，k值均為3。]
10.C　[k的值為0至4之間的數乘以0至3之間的數，[0，4]*0值均為0，[0，4]*1值依次為0、1、2、3、4，[0，4]*2值依次為0、2、4、6、8，[0，4]*3值依次為0、3、6、9、12，因此不可能產生5，7，10，11，即字符中不可能包含t。]
11.C　[本題考查列表及斐波拉契數列的相關知識。斐波拉契數列：1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144…n為該數列第2至第11項中隨機一項，不可能為35，選C。]

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