資源簡介

第四章 程序設計基礎
購買紀念品的最佳方案設計報告
一、引言
運用計算機解決實際問題是人類求解問題的一條途徑，學習計算機 程序設計語言，將人類聰穎且富有想象力的求解問題的算法告知計算機， 利用計算機強大的計算能力，實現人機交互，從而更好地為學習和生活 服務。
二、設計目的
在本項目中，為了購得既經濟適用又美觀大方的商品，人們就要根據 需求設計好購買方案，通過了解Python程序設計語言的基礎知識，掌握程序 三種控制結構，從而學會使用程序設計語言解決問題的過程與方法。
三、程序設計語言的基礎知識
1．明確問題
通過編寫計算機程序求解購買紀念品的最佳方案問題中，我們首先要 掌握程序設計語言的基礎知識，如常量、變量、數據類型、運算符與表達 式、常用的函數、程序設計的三種基本控制結構等內容，才能設計出最佳 方案。
2．了解利用程序設計語言解決問題需要的基礎知識
本書所使用的程序設計語言為：Python語言。
程序中使用的常量：在程序中值始終不發生變化的量。
程序中使用的變量：在程序中值可以發生變化的量。
程序設計語言規定標識符由字母(A~Z，a~z)、數字(0~9)、下劃線組
· 1 ·
成，并且其第一個字符必須是字母或下劃線，而不能是數字。同時要注意 在標識符中，字母大小寫是有區別的，如“value”與“Value”是兩個不同 的標識符。
程序中使用到的數據類型：Number(數值)、String(字符串)、List (列表)、Tuple(元組)、Set(集合)、Dictionary(字典)等。
程序使用到的運算符和表達式：對常量或變量進行運算或處理的符號 稱為運算符，參與運算的對象稱為操作數。常用的運算符有算術運算符、 邏輯運算符、關系運算符、賦值運算符、成員運算符等。由運算符、操作 數連接而成的式子稱為表達式。操作數可以是常量、變量、函數等。
程序使用到的函數：函數是Python語言程序的基石，是組織好的、可重 復使用的、用來實現單一或相關聯功能的代碼段。
四、用程序控制結構設計購買紀念品的最佳方案
人們在網絡購物時經常會同時購買多種物品，當購買數量比較多時商 家有時會打折，那么如何設計方案，才能實現使用有限的金額購買物品數 量最多，或者購買數量相同的情況下使用金額最少呢？通過本章的學習， 我們可以運用程序控制結構來設計購買紀念品的最佳方案。
1．運用順序結構設計最佳方案
問題描述：
項目小組成員在某網購站點上獲取到如下信息:筆記本1的單價是3元， 筆記本2的單價是5元，如果兩種筆記本同時購買，價格可以打8折。計算一 下，購買筆記本1和筆記本2各n本，可以優惠多少元？(以元為單位，四舍
五入到小數點后兩位)
解決問題的步驟：
(1)分析問題。
先求出不使用優惠而單獨購買所需費用，再求出使用優惠方案購買所 需費用，兩者相減即為節省的費用。
·2 ·
(2)設計算法。
(
自然語言描述
①
輸入
n
的值；
②
令
a
=3×
n
；
③
令
b
=5×
n
；
④
令
y
=(
a
+
b
)×(1-0.8)；
⑤
輸出結果
y
；
⑥
結束。
) (
流程
圖描述
) (
圖 4-1 流程
圖
)
(3)編寫程序(代碼示例)。
n = int(input("輸入購買的筆記本1和筆記本2的本數均為: ")) a = 3*n b = 5*n y = (a+b)*(1-0.8) print("輸入購買的筆記本1和筆記本2的本數均為：", n, "本") print("可節省的費用為：", "% .2f"% y, "元")
(4)調試運行程序。
輸入n的值為50，得到結果如下所示。
(
輸入購買的筆記本
1和筆記本2的本數均為：50
輸入購買的筆記本
1
和筆記本2的本數均為：50 本
可
節
省的費用為：80.00 元
)
2．運用選擇結構設計最佳方案
問題描述：某項目小組成員在某購物網站上了解到某種筆記本搞優惠
活動，規定一次購買6本以上(含6本)10本以下(含10本)打九折，一次 性購買11本以上(含11本)打八折。怎樣根據筆記本的單價和購買數量來 編寫程序計算總費用？(總費用以元為單位，四舍五入到小數點后兩位)
·3 ·
解決問題的步驟：
(1)分析問題。
設該小組購買筆記的數量為s本，筆記本的單價為每本p元，折扣系數 為j，總金額為t ，關鍵的問題是如何根據購買的本數確定折扣系數。根據題
意有：
如果 s<6，則j=1.0；
如果 s ≥6而且 s ≤10，則j=0.9；
如果 s ≥11，則j=0.8；
又 t = s ×p ×j，求出t的值即為所求的總費用。
(2)設計算法。
(
自然語言描述
流程圖描述
①
輸入
s
，
p
的值；
②
如果
s
<6，則
j
=1.0；
③
如果
s
≥6而且
s
≤10，則
j
=0.9；
④
如
果
s
≥11，則
j
=0.8；
⑤
t
=
s
×
p
×
j
；
⑥
輸出
t
的值；
⑦
結束。
) (
圖 4-2 流程
圖
)
·4 ·
(3)編寫程序(代碼示例)。
(
s
=
int
(
input
(
"請輸入購買的筆記本的數量(多少本)："))
#
int( )將變量轉換成整型
p
=
float
(
input
(
"請輸入筆記本的單價(每本多少元)："))
#floa
t
( )將變量轉換成浮點型
if
s<6:
j
=
1.0
if
s>=6
and
s<=10:
j
=
0.9
if
s>=11:
j=0.8
t
=
s*p*j
print
(
"總費用為：","%.2f"%t,"元")
)
(4)調試運行程序。
輸入s的值為100， p的值為3.20，得結果如下所示。
(
請
輸入購買的筆記本的數量(多少本)：100
請
輸入筆記本的單價(每本多少元)：3.20
總
費用為： 256.00 元
)
在生活中很多事情都要做出判斷和選擇。例如使用測溫槍測量體溫的 時候，當體溫超過37.3 ℃時，會發出警報聲；當我們進入微信、郵箱或者 是成績查詢系統的時候，需要輸入正確的用戶名和密碼才能成功登錄等。
3．運用循環結構設計最佳方案
用for循環、while循環編程實現活動三的任務3-1“網購物品累計費用計 算的問題”，計算從1到10的累加值，并對實施情況進行對比。
·5 ·
表 4-1 使用 for 循環與 while 循環計算 1 到 10 的累加值
循環結構 程序內容 不 同 相 同 運行結果
for循環 sum = 0 for i in range(1, 11): sum = sum+i print("購買筆記本一 共花", sum, "元") for循環結構 更適合于有明確 的循環次數(或 循環范圍)的場 景。 兩者都是重 復執行一段程序 代碼。 兩者都是在 滿足一定循環條 件時執行，不滿 足循環條件則退 出循環結構，執 行后面的語句。 購買筆記 本一共花 55元
while循環 i=1 sum=0 while i<=10: sum=sum+i i += 1 print("購買筆記本一 共花", sum, "元") while循環 結構更適合于不 知道循環多少次 時，在滿足某種 條件的情況下結 束循環的場景。
設計運用循環嵌套的方法編程解決最優采購方案設計問題，比如編 寫程序實現，我們選擇購買單價分別為1.80元的筆記本(設購買數量為x 件)、1.90元的筆(設購買數量為y件)、2.10元的小飾品(設購買數量為z 件)作為活動的贈品，每一種物品至少買100件，并且盡可能地用完1000元 經費。在這段程序中，對“x，y，z從100至555、526、476逐個枚舉”的過 程運用了嵌套循環，分為三層循環。首先，進行內層循環；固定x和y，逐 一改變z的值，直至z的值達到476。其次，進行中層循環；固定x ，逐一改變 y的值，每次改變都對z進行遍歷。最后，進行外層循環；逐一改變x 的值， 每次改變x的值后，都要逐一改變y的值，并且對z進行遍歷。
五、結語
1．學習一種程序設計語言的基礎知識
在開展本項目的過程中，我們學習了運用計算機程序設計語言—— Python來求解問題，通過三大基本結構(順序結構、選擇結構和循環結構) 的一般格式和使用方法，把求解的方法和步驟告訴計算機，從而解決了小 組選題下的實際問題。
·6 ·
2．領悟計算機求解問題的價值體現
在解決實際問題的過程中我們發現，學習一種程序設計語言并不僅僅 是學會編程的基礎知識，更重要的是要學會求解問題的思維路徑，我們要 將這種思維方式融入學習生活中、應用到日常管理以及與他人進行交流和 互動中。
·7 ·

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