python程序设计基础实验报告

《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目Python开发环境和运行环境的配置日期2020.9.30实验环境遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）复制脚本出现语法错误，疑似因为“”中英文输入问题实验心得通过老师理论课的细心的讲解和线下实验课相结合，我了解到Python是一种跨平台的计算机程序设计语言，是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言，用于编写自动化脚本(shell)。学习下载和安装python以及执行python命令和脚本文件的方法。同时复习和巩固了python的基本语法。《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级 学号实验项目Python语言的基本书写和turtle库的使用日期2020.10.23实验目的:1、熟练Python语言的基本书写；2、熟练应用Python语言的turtle库实验准备熟悉教材第2章内容；python3.7.8开发环境,idle。实验内容：温度转换程序，编写程序将摄氏度和华氏度的温度数值进行转换。完整代码：deftempConvert(ValueStr): ifValueStr[-1]in['F','f']: C=(eval(ValueStr[0:-1])-32)/1.8 print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C)) elifValueStr[-1]in['C','c']: F=1.8*eval(ValueStr[0:-1])+32 print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F)) else: print("输入格式错误")TempStr=input("请输入带有符号的温度值：")tempConvert(TempStr)程序输入：运行结果：Python蟒蛇绘制，使用turtle库绘制一个蟒蛇图案。完整代码：

importturtleturtle.setup(650,350,200,200)turtle.penup()turtle.fd(-250)turtle.pendown()turtle.pensize(25)turtle.pencolor("purple")turtle.seth(-40)foriinrange(4):turtle.circle(40,80)turtle.circle(-40,80)turtle.circle(40,80/2)turtle.fd(40)turtle.circle(16,180)turtle.fd(40*2/3)程序输入：运行结果：遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）实验过程进行很顺利，注意缩进！实验心得通过老师理论课的细心的讲解和线下实验课相结合，学习到Python内置函数input（），print（），eval（）的内涵，进一步掌握Python语言的turtle库，了解到turtle绘图窗体布局：最小单位是像素;setup():设置窗体大小及位置以及画笔运动、控制命令等。《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目数字类型和字符串类型的操作日期2020.11.4实验目的:1、能够熟练使用math库进行简单的数值计算；2、能够熟练应用格式化输出字符串的方法。实验准备熟悉教材第3章内容；python3.7.8开发环境,idle。实验内容：1.天天向上的力量：一年365天，如果好好学习时能力值比前一天提高1%，当放任时相比前一天下降1%。假设初始能力值为1，请编程计算两种情况效果相差值。完整代码：importmathdayup=math.pow((1.0+0.01),365)daydown=math.pow((1.0-0.01),365)print("向上:{:.2f},向下:{:.2f}.".format(dayup,daydown))程序输入：运行结果：2.文本进度条：通过格式化字符串输出和时间延迟编程实现控制台风格的文本进度条。完整代码：importtimescale=10print("------执行开始------")foriinrange(scale+1):a,b='**'*i,'..'*(scale-i)c=(i/scale)*100print("%{:^3.0f}[{}->{}]".format(c,a,b))time.sleep(0.1)print("------执行结束------")运行结果：3.编写程序，输入任意大的自然数，输出各位数字之和。完整代码：m=input();sum=0;forninm:sum=sum+int(n);print("输入任意大的自然数，输出各位数字之和：")print(sum);运行结果：4.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。完整代码：a=input("请输入一个整数:");print("二进制：",bin(int(a)));print("八进制：0o%o"%int(a));print("十六进制：0x%x"%int(a));运行结果：5.回文数判断。设n是任一自然数，如果n的各位数字反向排列所得自然数与n相等，则n被称为回文数。从键盘输入一个不小于5位的数字，请编写程序判断这个数字是不是回文数。完整代码：Num=input('pleaseinputanumber:')ifNum[:]==Num[::-1]:print('True')else:print('False')运行结果：遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）1.daydayup365.py错误原因：print的format写错，由于中英文输入切换存在问题。实验心得通过理论课和实践课相结合，掌握了3种数字类型的概念和使用以及在计算机中的表示方法。运用Python的标准数学库进行数值计算，掌握字符串类型的概念和使用以及格式化操作方法和应用。《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目编写具有控制结构的程序日期2020.11.6实验目的:1、能够熟练使用分支结构编写简单程序；2、能够熟练使用循环结构编写简单程序。实验准备熟悉教材第4章内容；python3.7.8开发环境,idle。实验内容：编写程序计算身体质量指数BMI：输入身高和体重，输出BMI值并根据BMI指标分类输出类别。（要求：分别采用IPO和Python代码描述该计算问题。）完整代码：height,weight=eval(input("请输入身高（米）和体重（公斤）[逗号隔开]："))bmi=weight/pow(height,2)print("BMI数值为：{:.2f}".format(bmi))who,dom="",""ifbmi<18.5:#WHO标准who="偏瘦"elifbmi<25:#18.5<=bmi<25who="正常"elifbmi<30:#25<=bmi<30who="偏胖"else:dom="肥胖"ifbmi<18.5:#我国卫生部标准dom="偏瘦"elifbmi<24:#18.5<=bmi<24dom="正常"elifbmi<28:#24<=bmi<28dom="偏胖"else:dom="肥胖"print("BMI指标为：国际'{0}',国内'{1}'".format(who,dom))运行结果：编写程序计算圆周率：使用BBP公式计算圆周率的值，要求达到N阶精度（N为随机产生的20-50之间的整数），即BBP公式中k的取值为0到N。（选做思考题：若要求达到N位小数精度，又该如何设计程序？）使用BBP公式可以直接求得十六进制π的第n位而不需要计算前n位的数，其优点在于可以进行分布式计算，即将一个耗时的运算拆分成若干个运算单元在不同的机器上进行并行运算，提高运算效率。同时也可以用来测试计算机的性能。以下公式将直接求出十进制的π：解决前提：十进制的小数如何转换为十六进制？例如，小数3.1415926转换为16进制为3.243f69a25b094，为了获取第一个16进制的小数，我们只需要取3.1415926的小数部分0.1415925乘以16即可得到2.2654816，结果的整数位数即为16十六进制小数转换后端结果，再取2.2654816的小数部分0.2654816乘以16即可得到第二个16进制小数位，依次类推，当整数部分位10、11、12等大于9的数时，使用a、b、c等代替即可。所以，如果需要得到16进制π的第n个数，只需要求得16^n*π即可：

其中

计算时，将式子中的j替换为1、4、5、6然后分别代入上式即可。

式子中的k表示精度，d表示需要计算π的哪一位置完整代码：defPI(n):pi=0forkinrange(n):pi+=1/pow(16,k)*(4/(8*k+1)-2/(8*k+4)-1/(8*k+5)-1/(8*k+6))#BBP公式returnpiimporttimescale=30#精度print("执行开始".center(scale+4,'-'))foriinrange(scale+1):a='*'*ib='.'*(scale-i)c=(i/scale)*100pi=PI(1000)print("{:^3.0f}%[{}->{}]".format(c,a,b))time.sleep(0.1)print("圆周率值是：{}".format(pi))print("执行结束".center(scale+4,'-'))程序输入：运行结果：统计不同字符个数。编写一个程序，接受用户从键盘输入一行字符，统计并输出其中英文字符、数字、空格和其他字符的个数。完整代码：#实验三m=input("请输入一行字符：\n")alpha,num,space,other=0,0,0,0foriinm:ifi.isalpha():alpha+=1elifi.isdigit():num+=1elifi.isspace():space+=1else:other+=1print('英文字符数{},数字字符数{},空格字符数{},其他字符数{}'.format(alpha,num,space,other))运行结果：猜数游戏。让计算机随机产生一个在0-100之间的预设整数，用户通过键盘输入所猜的数。如果大于预设的数，显示“遗憾，太大了”；小于预设的数，显示“遗憾，太小了”，如此循环，直至猜中该数，显示“猜测了N次，你终于猜对了！”，其中N是用户输入数字的次数。当用户输入的不是整数（如字母、浮点数等）时，给出“输入内容必须为整数！”的提示，并让用户重新输入，而不是退出程序。（要求：分别采用流程图和Python代码描述该计算问题。）完整代码：(参考书上p112页关于random库和p116try-except语句介绍和网络)importrandomsecret=random.randint(0,100)#print(secret)N=1a=1000whilesecret!=a:try:temp=input('猜数字游戏开始，请输入数字0-100：')guess=int(temp)ifguess>secret:print('遗憾，太大了！')elifguess<secret:print('遗憾，太小了！')elifguess==secret:N=N+1breakexceptValueError:print("输入内容必须为整数！")N=N+1运行结果：流程图:遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）1.错误原因：返回值无效，说明pi的表达式有问题，检查发现等式）缺少3.错误原因：没搞清字符串格式化的顺序，导致出现无法配对（？是这么说嘛）问题解决：4.猜出正确数字无法返回，print('预测{:.0f}次，您猜对了！'.format(N))，错误原因：循环有问题，莫名其妙调整着就好了，好奇怪哦 实验心得了解程序的基本结构并绘制流程图，掌握程序的分支结构（if语句），掌握程序的循环结构（for语句和while语句），掌握随机库的使用方法，了解程序异常处理及用法。《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目利用函数编写程序日期2020.11.27实验目的:1、能够熟练运用函数编写程序；2、理解递归函数的使用方法。实验准备熟悉教材第5章内容；python3.7.8开发环境,idle。实验内容：编制程序绘制七段数码管：输入当前日期的数字形式，输出数码管表示的图形形式。完整代码：p140importturtle,datetimedefdrawGap():#绘制数码管间隔turtle.penup()turtle.fd(5)defdrawLine(draw):#绘制单段数码管drawGap()turtle.pendown()ifdrawelseturtle.penup()turtle.fd(40)drawGap()turtle.right(90)defdrawDigit(d):#根据数字绘制七段数码管drawLine(True)ifdin[2,3,4,5,6,8,9]elsedrawLine(False)drawLine(True)ifdin[0,1,3,4,5,6,7,8,9]elsedrawLine(False)drawLine(True)ifdin[0,2,3,5,6,8,9]elsedrawLine(False)drawLine(True)ifdin[0,2,6,8]elsedrawLine(False)turtle.left(90)drawLine(True)ifdin[0,4,5,6,8,9]elsedrawLine(False)drawLine(True)ifdin[0,2,3,5,6,7,8,9]elsedrawLine(False)drawLine(True)ifdin[0,1,2,3,4,7,8,9]elsedrawLine(False)turtle.left(180)turtle.penup()turtle.fd(20)defdrawDate(data):turtle.pencolor("red")foriindata:ifi=='-':turtle.write('年',font=("Arial",18,"normal"))turtle.pencolor("green")turtle.fd(40)elifi=='=':turtle.write('月',font=("Arial",18,"normal"))turtle.pencolor("blue")turtle.fd(40)elifi=='+':turtle.write('日',font=("Arial",18,"normal"))else:drawDigit(eval(i))defmain():turtle.setup(800,350,200,200)turtle.penup()turtle.fd(-360)turtle.pensize(7)drawDate(datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m=%d+'))turtle.hideturtle()main()运行结果：隐藏turtle，明显提高图形速度编制程序绘制科赫曲线：利用递归函数绘制0~5阶科赫曲线。完整代码：p147importturtledefkoch(size,n):ifn==0:turtle.fd(size)else:foranglein[0,60,-120,60]:turtle.left(angle)koch(size/3,n-1)defmain():turtle.setup(800,400)turtle.speed(0)#控制绘制速度turtle.penup()turtle.goto(-300,-50)turtle.pendown()turtle.pensize(2)koch(600,3)#0阶科赫曲线长度，阶数turtle.hideturtle()main()运行结果：0阶1阶2阶3阶4阶5阶定义一个具有3个输入参数、2个返回值的函数，其中2个输入参数具有默认值，并编写一段程序调用这个函数。完整代码：#选择排序,从小到大#选择排序,从小到大defselection_sort(arr):foriinrange(len(arr)-1):min_index=iforjinrange(i+1,len(arr)):ifarr[j]<arr[min_index]:min_index=jarr[min_index],arr[i]=arr[i],arr[min_index]#t=arr[i]#arr[i]=arr[min]#arr[min]=treturnarrdefcompare(a,b=0,c=100):arr1=[a,b,c]sorted_arr=selection_sort(arr1)returnsorted_arr[0],sorted_arr[len(sorted_arr)-1]t=compare(23,35)print('请输出最小值',t[0])print('请输出最大值',t[1])#输出return的最大和最小运行结果：1.2.3.遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）1.错误原因：1.True大小写书写错误，导致无效2，拼写错误，导致无定义解决方案： 实验心得

掌握函数的定义和调用方法

理解函数的参数传递过程以及变量的作用范围

了解lambda函数

掌握时间日期标准库的使用

理解函数递归的定义和使用方法《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目利用列表和字典类型编写程序日期2020.12.4实验目的:1、能够熟练运用列表类型编写程序来处理实际问题；2、能够熟练运用字典类型编写程序来处理实际问题。实验准备熟悉教材第6章内容；《三国演义》文本python3.7.8开发环境,idle。实验内容编写程序计算基本统计值：输入9个数据值，输出平均值、标准差和中位数。程序代码：defgetNum():#从控制台获取多个不确定数据的方法nums=[];iNumStr=input("请输入数字(回车退出):");whileiNumStr!="":nums.append(eval(iNumStr));iNumStr=input("请输入数字(回车退出):");returnnums;defmean(numbers):#计算平均值s=0.0;fornuminnumbers:s=s+num;returns/len(numbers);defdev(numbers,mean):#计算方差sdev=0.0;fornuminnumbers:sdev=sdev+(num-mean)**2;returnpow(sdev/(len(numbers)-1),0.5);defmedian(numbers):#计算中位数sorted(numbers);size=len(numbers);ifsize%2==0:med=(numbers[size//2-1]+numbers[size//2])/2;else:med=numbers[size//2];returnmed;n=getNum();m=mean(n);print("平均值:{},方差:{:.2f},中位数:{}.".format(m,dev(n,m),median(n)));运行结果：#输入数字：422446678945323589#输出：平均值：52.1111111111114方差：24.03中位数：89重复元素判定。编写一个函数，接受列表作为参数，如果一个元素在列表中出现不止1次，则返回True，否则返回False。要求：不要改变原来列表的值，方法应尽可能简洁。同时编写调用这个函数程序进行测试。程序代码：deffun(list):s=set()length=len(list)foriinrange(length):#添加到set（无序，自动去重来）集合中s.add(list[i])#判断是否重复元素，因重复元素，set集合不会添加，导致set集合长度和添加的元素个数不一致iflen(s)!=length:returnTrue#重复else:returnFalse#非重复print(fun([]))#输入列表程序输入：运行结果编写程序统计《三国演义》人物出场：输入电子版《三国演义》文本，输出出场率最高的15个人物和次数。程序代码：importjiebaexcludes={"将军","却说","荆州","二人","不可","不能","如此","商议","军士","如何","主公","军马","左右","引兵","次日","大喜","天下","东吴","于是","今日","不敢","魏兵","陛下","一人","都督","人马","不知","汉中","只见","众将","后主","蜀兵","上马","大叫","太守","此人","夫人","先主","后人","背后","城中","天子","一面","何不","大军","忽报","先生","百姓","何故","然后","先锋","不如","赶来"}txt=open("F:\python./三国演义.txt","r",encoding='utf-8').read()words

=jieba.lcut(txt)counts={}forwordinwords:

iflen(word)==1:

continue

elifword=="诸葛亮"orword=="孔明曰":

rword="孔明"

elifword=="关公"orword=="云长":

rword="关羽"

elifword=="玄德"orword=="玄德曰":

rword="刘备"

elifword=="孟德"orword=="丞相":

rword="曹操"

else:

rword=word

counts[rword]=counts.get(rword,0)+1forwordinexcludes:

delcounts[word]items=list(counts.items())items.sort(key=lambdax:x[1],reverse=True)foriinrange(15):

word,count=items[i]

print("{0:<10}{1:>5}".format(word,count))运行结果：遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）1.、错误原因：更改： 实验心得了解3类基本组合数据类型理解列表概念并掌握Python中列表的使用理解字典概念并掌握Python中字典的使用运用列表管理采集的信息，构建数据结构运用字典处理复杂的数据信息运用组合数据类型进行文本词频统计《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目文件和数据格式化操作日期2020.12.18实验目的:1、能够熟练运用文件的基本操作方法；2、能够熟练使用json库进行数据转换。实验准备熟悉教材第7章内容；python3.7.8开发环境,idle。准备实验用图像、CSV格式和Json格式文件。实验内容：编写程序绘制图像的字符画：将图像转换为字符画形式。完整代码：#DrawCharImage.pyfromPILimportImageascil_char=list('$@B%8&WM#*oahkbdpqwmZO0QLCJUYXzcvunxrjft/\|()1{}[]?-_+~<>i!lI;:,\"^`')defget_char(r,b,g,alpha=256):ifalpha==0:return''gray=int(0.2126*r+0.7152*g+0.0722*b)unit=256/len(ascil_char)returnascil_char[int(gray//unit)]defmain():im=Image.open('xixi.jpg')WIDTH,HEIGHT=100,30im=im.resize((WIDTH,HEIGHT))txt=''foriinrange(HEIGHT):forjinrange(WIDTH):txt+=get_char(*im.getpixel((j,i)))txt+='\n'fo=open('pic_char.txt','w')fo.write(txt)fo.close()main()程序输入：运行结果：编写程序将CSV格式文件与json文件格式互相转换。cvs格式转成json格式完整代码：importjsonfo=open("price2016.csv","r")#打开csv文件ls=[]forlineinfo:line=line.replace("\n","")#将换行换成空ls.append(line.split(","))#以，为分隔符fo.close()fw=open("price2016.json","w")#打开json文件foriinrange(1,len(ls)):ls[i]=dict(zip(ls[0],ls[i]))json.dump(ls[1:],fw,sort_keys=True,indent=4,ensure_ascii=False)fw.close()程序输入：price2016.csv运行结果：price2016.jsonjson格式转成csv格式完整代码：importjsonfo=open("price2016.csv","r")#打开csv文件ls=[]forlineinfo:line=line.replace("\n","")#将换行换成空ls.append(line.split(","))#以，为分隔符fo.close()fw=open("price2016b.json","w")#打开json文件foriinrange(1,len(ls)):ls[i]=dict(zip(ls[0],ls[i]))json.dump(ls[1:],fw,sort_keys=True,indent=4,ensure_ascii=False)fw.close()程序输入：price2016.json运行结果：price2016b.csv遇到的问题及解决方法（若没有找到解决方法，就仅列出问题）字符画错误原因：图片和文本路径缺失，定义文件夹为中文，无法识别。 json转换为csv错误原因：之前cvs转化为json实验，建立的price2016.csv未删除改进方法：更改程序中转出csv署名为price2016b.csv实验心得掌握文件的读写方法以及打开和关闭的基本操作理解了数据组织的维度和特点掌握一二维数据的存储格式和读写方法运用PIL库进行基本的图像处理运用json库进行数据的维度转换了解了高维数据的存储格式和读写方法《Python语言编程与工程实践》实验报告姓名班级学号实验项目简单数据处理和可视化日期2020.12.19实验目的:1、能够熟练使用numpy库实现简单数据处理和可视化；2、能够熟练使用matplotlib库实现简单数据处理和可视化。实验准备熟悉教材第9章内容；python3.7.8开发环境,idle。安装numpy，matplotlib库；准备实验用图像、坐标数据、任务能力数据。实验内容：编写程序实现图像的手绘效果：使用numpy库实现图像的手绘效果转换。完整代码：fromPILimportImageimportnumpyasnpvec_el=np.pi/2.2#光源的俯视角度，弧度值vec_az=np.pi/4.#光源的方位角度，弧度值depth=10.#(0-100)im=Image.open('fcity.jpg').convert('L')a=np.asarray(im).astype('float')grad=np.gradient(a)#取图像灰度的梯度值grad_x,grad_y=grad#分别取横纵图像梯度值grad_x=grad_x*depth/100.grad_y=grad_y*depth/100.dx=np.cos(vec_el)*np.cos(vec_az)#光源对x轴的影响dy=np.cos(vec_el)*np.sin(vec_az)#光源对y轴的影响dz=np.sin(vec_el)#光源对z轴的影响A=np.sqrt(grad_x**2+grad_y**2+1.)uni_x=grad_x/Auni_y=grad_y/Auni_z=1./Aa2=255*(dx*uni_x+dy*uni_y+dz*uni_z)#光源归一化a2=a2.clip(0,255)im2=Image.fromarray(a2.astype('uint8'))#重构图像im2.save('fcityHandDraw.jpg')程序输入：fcity,jpg运行结果：fcityHandDraw,jpg编写程序实现科学坐标图绘制：根据给定的数据绘制阻尼衰减曲线图。完整代码：importnumpyasnpimportmatplotlib.pyplotaspltimportmatplotlibmatplotlib.rcParams['font.family']='SimHei'matplotlib.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']defDraw(pcolor,nt_point,nt_text,nt_size):plt.plot(x,y,'k',label="$exp_decay$",color=pcolor,linewidth=3,linestyle="-")plt.plot(x,z,"b--",label="$cos(x^2)$",linewidth=1)plt.xlabel('时间(s)')plt.ylabel('幅度(mV)')plt.title("阻尼衰减曲线绘制")plt.annotate('$\cos(2\pit)\exp(-t)$',xy=nt_point,xytext=nt_text,fontsize=nt_size,\arrowprops=dict(arrowstyle='->',connectionstyle="arc3,rad=.1"))defShadow(a,b):ix=(x>a)&(x<b)plt.fill_between(x,y,0,where=ix,facecolor='grey',alpha=0.25)plt.text(0.5*(a+b),0.2,"$\int_a^bf(x)\mathrm{d}x$",\horizontalalignment='center')defXY_Axis(x_start,x_end,y_start,y_end):plt.xlim(x_start,x_end)plt.ylim(y_start,y_end)plt.xticks([np.pi/3,2*np.pi/3,1*np.pi,4*np.pi/3,5*np.pi/3],\