資源簡介

3.1 字符串 1課時（教學設計）
年級 高二年級 授課時間 1課時
課題 3.1 字符串
教學 目標 1.通過實際問題，恰當地選擇字符串結構，并總結字符串的概念、特性及基本操作。 2.體驗用字符串解決問題的基本流程，逐步形成運用字符串結構解決問題的思維方式和學科方法。 3.熟練掌握字符串連接、切片等基本操作。
教學 重難點 重點：1.字符串的概念和特性 2.字符串的基本操作 3.字符串的常用函數和方法 難點：字符串連接、切片等基本操作
教學 準備 多媒體課件、多媒體教室
教學過程
教師活動 學生活動
新 課 導 入 一、課堂導入 1.展示擁堵的城市交通圖，拋出問題：在限行規則下，如何快速獲取違章車輛。小組合作、討論、設計分析違章車輛的算法。 （1）車牌號有什么特點？ （2）以哪種方式存儲車牌最佳 車牌號是由數字和字母組成的。 大量的有規律數據可以用字符串來存儲、處理相應的數據，實現對應的功能。 以生活實際為例，吸引學生參與課堂，拋出問題，讓學生思考并觀看教師的PPT課件上的圖片提示，從而引出本堂課的主題。
新 知 講 授 字符串的概念與特性 1.概念 概念：字符串是由零個或多個字符組成的有限序列。 這些字符來自于某些特定的字符集，它包括大小寫英文字母、數字、 標點符號、控制字符等共128個字符。 字符集是多個字符的集合，種類較多。每個字符集包含的字符個數不同。常見的字符集有ASCII字符集、GB2312字符集、GBK字符集、BIG5字符集、GB18030字符集、Unicode字符集等。 字符串中所包含的字符個數稱為字符串的長度。 為了區分字符串與其他的標識符，字符串一般用雙引號或單引號加以界定，如字符串“Hello World”，它包含11個字符（不包括雙引號），其中空格也是一個字符。 在字符串的應用中，會涉及一些特殊的字符串。 ①空串:空串是不包含任何字符的串，其長度為零。 ②空格串:空格串是由空格組成的字符串，其長度為空格字符的個數。 一個字符串中任意個連續的字符序列稱為該字符串的子串。例如，字符串S為“HelloWorld”，字符串“H”，“He”，“el”，“ell”，“World”等都是S的子串。串S也是串S的子串。除S本身外，S的其他子串稱為S的真子串。 2.特性 （1）有限序列性 字符串是一種線性表結構。 數據元素個數是有限的。 由零個或多個字符組成。 可使用序列切片操作 除第一個和最后一個元素外，其他元素都有一個唯一的前驅和后繼，有正索引標號和負索引標號。 字符串“Hello World”的索引標號 （2）可比性 在排序、詞頻統計、查找文本等操作中，需要對字符串進行比較。 按ASCII碼值進行比較 根據編碼的方式進行比較 比如字符串“word”與“work”，前3個字符一樣，第4個字符“k”的ASCII碼值大于字符“d”的ASCII碼值，因此字符串“work”大于字符串“word”。當字符串中僅有數字字符時，采用同樣的比較方式，如“9”大于“10”。對于含有非ASCII字符集的字符串，需要根據編碼的方式進行比較。 （3）探討與討論 數組與字符串有哪些區別？ ①定義不同：字符數組是用來存儲一系列字符的數組。字符串是由一系列字符組成的字符序列。 ②長度不同：字符數組的大小在編譯時就必須確定，大小固定不可變。字符串在編譯時并沒有確定大小，一般通過字符串長度來獲取它的長度。 ③元素不同：字符數組的元素是字符類型。字符串的元素是字符類型，并且在使用字符串時，除第一個元素外，其他元素都為'\0'。 ④存儲方式不同：字符數組一般通過數組下標的方式訪問。 ⑤功能不同：字符數組除了存儲字符外，還可以執行一些字符操作。字符串除了存儲字符外，還可以進行字符串的一些操作，如拼接、拷貝、截斷、連接等操作。 三、 字符串的基本操作 1.字符串的操作 字符串的操作可以實現從字符串中提取子串、將字符串轉換成小寫或大寫、字符串匹配等。 創建 常用單引號()、雙引號("")和三個單引號或雙引號來創建。 例如:var1 = 'Hello World!' var2 = "Python" （1）子串判斷 子串判斷用于檢查字符串a是否為字符串S的子串。 在Python中，可以用in運算實現，格式為“字符串a in 字符串S”。 當字符串S包含字符串a時，值為True，否則值為False。 Python程序展示 用in運算 （2）求子串 用于從字符串中取出其子串。 在Python中，可以用切片實現。 格式為“字符串[位置i:位置j]”。 S[i:j]表示取字符串S的索引下標i至j–1范圍內的子串 S[6:11]為取字符串S中第7個至第11個位置上的字符，得到子串“World”。 使用[]來截取字符串。即:序列的索引和切片操作。 格式為:字符串[start:stop:step]，對字符串下標[start,stop)進行步長為step的提取 探討與討論： 已知字符串a"人生苦短，我用Python”，則下列說法正確的是（ B ） A.a[5]的值為"，"，a[:5]的值為"人生苦短" B.a[5]的值為"我”，a[:5]的值為"人生苦短" C.a[-5]的值為"y"，a[-5:]的值為" thon " D.a[-5]的值為"用"，a[-5:]的值為"ython " （3）字符串的連接 用于把兩個字符串連接在一起。 在Python中，用“+”號連接符實現。 格式為“字符串S1+字符串S2”。 ①直接拼接 直接將兩個字符串常量緊挨著寫在一起就可以了。 例如:strname = "abc" "hig"- strname = “abchig” ②若有變量，則需【+】運算符拼接 【+】運算符也能拼接字符串常量 例如:str1=“Python” strname = str1 +“語言” strname = “Python語言” ③Python程序如下 Python中還內置了非常豐富的字符串函數與方法，可以直接調用。 （4）例題 ①例一：回文串 從左往右讀和從右往左讀都一樣的字符串稱為回文串，比如“客上天然居，居然天上客”。輸入一個字符串，寫一個程序，判斷該字符串是否為回文串。 根據回文串的特點，只要字符串左右對稱，它就是回文串。判斷字符串的左右對稱時，可以先找到中間位置，采用切片操作，取出字符串的左半部分，存儲到字符串變量left中；再采用切片操作，取出右半部分并反轉，存儲到字符串變量right中。若left與right相等，則為回文串。 用Python實現的程序如下： 可以直接利用Python語言中的字符串反轉命令[::–1]，直接反轉原字符串，再與原字符串比較。程序如下： ②例二：機動車違章識別系統 隨著機動車數量的增長，一些城市為了緩解交通壓力，采取了錯峰出行的措施。錯峰出行，即劃定區域在工作日的上下班高峰時段內，禁止掛有外地車牌和車牌尾號是某些數字的本地車牌的車輛行駛。某城市（車牌城市代碼為城B）在工作日的7：00—9：00、16：30—18：30內，周一限行車牌數字尾號1和9，周二限行車牌數字尾號2和8，周三限行車牌數字尾號3和7，周四限行車牌數字尾號4和6，周五限行車牌數字尾號5和0，外地車牌全部限行。現有某個路口一周的車輛通行信息，部分信息如表3.1.3所示。請編寫程序，輸出違章車輛的車牌號碼和車主姓名。 部分車輛通行信息表 A.抽象與建模 外地車牌且行駛時間在周一至周五。 本地車牌且車牌數字尾號與限行數字尾號匹配。 B.設計算法 用字符串存儲 “車 牌號碼”，通過索引、字符串的比較等操作，確定車輛的城市代碼。如果是本地車牌，從右往左枚舉車牌號碼，找 到第一個數字，即為該車牌的數字尾號。再根據限行規則，與“星期”數據逐一比較。 ①用字符串變量car存儲“車牌號碼”，字符串變量name存儲“車主姓名”，數值變量 w存儲“星期”。 ②在字符串car中，取前2個字符，判斷是否為“城B”。若是“城B”，則為本地車 牌，執行③；否則，為外地車牌，執行④。 ③從右往左掃描字符串car，找到第一個數字，存入變量num中，代表車牌的數字尾 號。用week存儲限行的星期字符串“12345”，代表周一至周五，t存儲該車的數字尾號 在星期幾限行。根據數字尾號的限行規則，當num=0時，t=week[4] ；當1≤num≤5時，t=week[num–1] ；當num＞5時，則t=week[9–num]。再將t與w值進行比較，若相等，則車 輛違章，輸出車牌號碼和車主姓名。 ④若w的值為6或7，則該車輛不違章；否則，車輛違章，輸出車牌號碼和車主姓名。 ⑤重復①、②、③、④操作，直至所有車輛處理完畢。 C.編寫程序 (5)課堂練習 ①有如下python程序段： s=“Python3.8” ans=“ ” for ch in s: if ch.isupper( ): ans+=ch.lower( ) elif ch.islower( ): ans+=ch.upper( ) else: ans+=ch print(ans) 則程序執行后，輸出的結果為（ D ） A.Python B.Python3.8 C.pYTHON D.pYTHON3.8 ②有如下程序段： S=“2022 Hope To Get Out Of The Epidemic” t=“” for i in s: if i<“a” or i>“z”: t=”” t=i+t print(t) 該程序運行后，最后顯示的內容是（ A ） A.cimedipE B.cimedip C.cimed D.cime ③有如下python程序段： a=input() t,s=0,0 for c in a[::-1]: if c.isdigit(): t=t*10+int(c) else: s+=t t=0 print(t) 當輸入“123ABC456”時，程序輸出結果為：( A ) A.321 B.654 C.123 D.975 四、課堂小結 通過實際問題，恰當地選擇字符串結構，并總結字符串的概念。(意圖:體現先學后教的理念。） 通過實際問題，恰當地選擇字符串結構，并總結字符串的特性。 通過課堂練習，加深同學們對字符串的理解。 通過實際問題，恰當地選擇字符串結構，并總結字符串的基本操作。 通過字符串的創建、判斷、求子串、連接的講解，然后再將字符串問題進行抽象化的展示，讓學生理解字符串如何解決實際中的問題，體驗用字符串解決問題的基本流程，逐步形成運用字符串結構解決問題的思維方式和學科方法。 通過案例講解：回文串， 體驗用字符串解決問題的基本流程，逐步形成運用字符串結構解決問題的思維方式和學科方法。 通過案例講解：機動車違章識別系統， 體驗用字符串解決問題的基本流程，逐步形成運用字符串結構解決問題的思維方式和學科方法。 用練習鞏固課堂知識，幫助學生更好地掌握。
課 堂 練 習 （有題有答案有解析） 1.字符串是由 或 組成的有限序列。 2.字符串中的字符來自于某些特定的字符集，如ASCII（AmericanStandard Code for Information Interchange，美國信息交換標準碼）字符集，它包括 、 、 、 等共 個字符。 3.空串是不包含任何字符的串，其長度為 。 4.空格串是由 組成的字符串，其長度為 的個數。 5.字符串的特性包括： 、 。 6.字符串是一種 ，它的數據元素個數是 的，由零個或多個字符組成。 7.字符串的操作可以實現 、 、 等。 8.字符串的基本操作有 、 、 等。 9.已知字符串a"人生苦短，我用Python”，則下列說法正確的是（ ） A.a[5]的值為"，"，a[:5]的值為"人生苦短" B.a[5]的值為"我”，a[:5]的值為"人生苦短" C.a[-5]的值為"y"，a[-5:]的值為" thon " D.a[-5]的值為"用"，a[-5:]的值為"ython " 10.下列Python字符串不合法的是：（ ） A.”I love ‘China’” B.’I “love” China’ C.’I love \’China\’’ D.’I love ‘China” 11.有如下程序段： S=“2022 Hope To Get Out Of The Epidemic” t=“” for i in s: if i<“a” or i>“z”: t=”” t=i+t print(t) 該程序運行后，最后顯示的內容是（ ） A.cimedipE B.cimedip C.cimed D.cime 12.有如下Python程序段： a=”Beautiful is better than ugly.”.split() b=””.join(a) 則下列說法正確的是：（ ） A.a[4]的值為“ugly”，b[4]的值為“t” B.a[4]的值為“ugly.”，b[4]的值為“t” C.a[-4]的值為“is”，b[-4]的值為“u” D.a[-4]的值為“Beautiful”，b[-4]的值為“g” 13.有如下python 程序段： def fun(a,b): n=min(len(a),len(b)) for i in range(n): if a[i]>b[i]: return a elif a[i]len(b): return a else： return b print(fun(“126”,”26”)) 則程序執行后，輸出的結果為：( ) A.a B.b C.126 D.26 參考答案： 1.零個、多個字符 2.大小寫英文字母、數字、標點符號、控制字符等、128 3.零 4.空格、空格字符 5.有限序列性、可比性 6.線性表結構、有限 7.從字符串中提取子串、將字符串轉換成小寫或大寫、字符串匹配 8.子串判斷、求子串、字符串的連接 9.答案：C [解析]a[5]表示字符串中的第6個字符，本題中a[5]為“我”。a[:5]表示取從第一個字符開始到下標為4的字符串，值為“人生苦短，”。AB選項錯誤。α[—5]表示從右往左數第5個字符，值為“y”。a[—5 :]表示從右往左數第5個字符開始到結束的字符串，值為“gthon”。 10.答案：D [解析]字符串一般采用單引號、雙引號或三引號加以界定。當使用單引號時，雙引號可以作為字符串中的一部分，反之亦然；也可以使用反斜杠轉義符輸出單引號或雙引號。 11.答案：A [解析]該程序中語句“if i<“a” or i>“z”：；t=“””的功能是字符i為非小寫字母時，變量t就清空。因此在“Epidemic”出現前，變量t中的內容為空。這樣變量t中最后的內容為“Epidemic”的重新組合。語句t=i+t的功能就是將“Epidemic”進行逆向組合。 12.答案：B [解析]a[4]的值為“ugly.”；b[4]的值為“t”；a[-4]的值為“is”；b[-4]的值為“g”。 13.答案：D [解析]自定義函數fun()的功能是比較字符串a 和b的大小，并返回較大的字符串，因為“126”<“26”，故返回“26”。
課 堂 小 結 課堂小結 1.字符串的概念與特性 (1)字符串的概念 (2)字符串的特性 ①有限序列性 ②字符串的可比性 2.字符串的基本操作 (1)子串判斷 (2)求子串 (3)字符串的連接
作 業 設 計 1.有如下python程序段： a=input() t,s=0,0 for c in a[::-1]: if c.isdigit(): t=t*10+int(c) else: s+=t t=0 print(t) 當輸入“123ABC456”時，程序輸出結果為： ( ) A.321 B.654 C.123 D.975 2.有如下Python程序段： text=”床前明月光，疑是地上霜。舉頭望明月，低頭思故鄉。” text=text.replace(“。”，“，”) ans=[s[0] for s in text.split(“,”) if s] ans=“”.join(ans) 則程序執行后，ans的值為（ ） A.“床前明月光” B.“床前明月” C.“床疑舉低” D.”舉頭望明” 3.有如下python程序段： text=“It is too old to learn.” ans=text[:6]+“never”+text[6:] print(ans) 則程序執行后，輸出的結果為（ ） A.It is too old to learn B.It is never too old to learn C.It is nevertoo old to learn D.It isnever too old to learn 4. 有如下Python程序段： for ch in “I have a dream”: if ch not in”aoeiu”: continue print(ch,end=””) 則程序執行后，輸出的結果是（ ） A.無輸出 B.I have a dream C.I hv drm D.aeaea 5. 有如下python程序段： s=“Python3.8” ans=“” for ch in s: if ch.isupper(): ans+=ch.lower() elif ch.islower(): ans+=ch.upper() else: ans+=ch print(ans) 則程序執行后，輸出的結果為（ ） A.Python B.Python3.8 C.pYTHON D.pYTHON3.8 6. 有如下程序段： s=”” ch=”GaozhouKG2021” n=len(ch) for i in range(1,n,2): c=ch[i] if “A”<=c<=“Z”： c=chr((ord(c)-ord(“A”)+2)%26+65) elif “a”<=c<=“z”： c=chr((ord(c)-ord(“a”)+2)%26+97) else: c=chr(ord(c)+1) s=c+s print(s) 該程序運行后，最后顯示的內容為（ ） A.IqjwI12 B.21IwjqI C.cbqM33 D.33Mqbc 7.有如下python程序段： a=“110000010111010” if len(a)%4!=0: a=(4-len(a)%4)*“0”+a) s=“0123456789ABCDEF” ans=[] for i in range(0,len(a),4): num=int(a[i:i+4],2) ans.append(s[num]) print(‘’.join(ans)) 已知int()函數用于將一個字符串或數字轉換為整型，例如 int(“101”，2)用于將二進制數101轉換為十進制數，結果為5，則程序執行后，輸出的結果為（ ） A.60BA B.C174 C.182E8 D.305D
反 思 評 價 本堂課講解的是理論方面的知識，比較枯燥，只有通過大量的舉例來充實課堂。通過列舉實例，分析字符串概念和特性，讓學生們通過實際問題，恰當地選擇字符串結構，并總結字符串的概念、特性及基本操作。體驗用字符串解決問題的基本流程，逐步形成運用字符串結構解決問題的思維方式和學科方法。最終能夠熟練掌握字符串連接、切片等基本操作。

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