Python程序设计简明教程第二版超木日力格课后参考答案

习题一、判断题（1）Python不属于高级程序语言。❌（2）Python具有简单易学、功能强大、扩展性强等特点，被广泛应用于科学计算、Web开发、人工智能等领域。✔（3）Python是一种高级语言，它的代码不需要编译即可执行。✔（4）在流程图中，开始和结束都用矩形框表示。❌（5）流程图中的箭头表示程序的执行顺序。✔二、问答题（1）Python语言有哪些特点？Python语言具有多个显著的特点，这些特点使得它在众多编程语言中脱颖而出，成为广受欢迎的编程语言之一。以下是Python语言的主要特点：简洁易读：Python的语法设计得非常清晰和简洁，使得代码易于阅读和理解。同时，Python也注重代码的可读性，通过强制缩进等方式使得代码结构清晰明了。面向对象：Python支持面向对象编程（OOP），它允许开发者使用类（class）和对象（object）来组织和管理代码。通过类和对象，Python能够实现代码的模块化、可重用和易于维护。强大的标准库和第三方库：Python拥有丰富的标准库，涵盖了文件操作、网络通信、数据库连接等多种功能。此外，Python还有庞大的第三方库生态系统，如NumPy、Pandas、Django等，这些库为开发者提供了丰富的工具和框架，进一步提高了开发效率。跨平台性：Python可以在多种操作系统上运行，包括Windows、Linux、Mac等，这使得Python具有广泛的适用性。解释性：Python是一种解释型语言，这意味着Python程序在运行时由解释器逐行解释执行，无需编译成二进制代码。这种特性使得Python的调试过程相对简单，也便于初学者入门。开源与免费：Python是开源的，这意味着任何人都可以查看和修改Python的源代码。同时，Python也是免费的，这使得它成为许多开发者的首选语言。可扩展性：Python可以调用C、C++等语言编写的代码，通过扩展模块来提高性能。这种特性使得Python在需要高性能的场景下也能发挥出色。（2）简述程序语言的编译器和解释器的区别。程序语言的编译器和解释器是两种不同的程序执行方式，它们之间存在一些显著的区别。编译器是一种将高级语言编写的源代码一次性转换成目标代码（通常是机器代码）的程序。编译过程通常包括词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等阶段。一旦源代码被编译成目标代码，它就可以被计算机直接执行，而无需再次经过编译器的处理。编译器通常用于编译像C、C++这样的静态类型语言，因为这些语言在编译时需要更多的类型检查和优化。编译器的优点包括执行速度快（因为生成的是机器代码）和可以充分利用硬件资源进行优化。解释器则是一种逐行读取源代码并立即执行它的程序。解释器不需要将源代码转换为机器代码，而是直接解释并执行源代码中的命令。这意味着解释型语言（如Python、Ruby等）在运行时需要解释器的参与。解释器的优点包括易于实现和调试（因为可以立即看到执行结果），以及可以动态地执行代码（在运行时改变程序的行为）。然而，解释型语言通常比编译型语言执行得更慢，因为它们需要解释器在运行时解析和执行代码。（3）请简要介绍一下程序的IPO模型。程序的IPO模型，即Input-Processing-Output模型，是程序设计中的一个基本概念。IPO模型描述了程序执行过程中的三个核心阶段：输入（Input）、处理（Processing）和输出（Output）。输入（Input）：这一阶段涉及从外部源获取数据或信息。输入可以是用户通过键盘输入的数据，也可以是从文件、数据库或其他外部系统读取的数据。输入的数据或信息将作为程序后续处理的基础。处理（Processing）：在处理阶段，程序对输入的数据进行一系列的操作和计算。这可能包括数据的转换、计算、排序、过滤等。处理阶段的核心是程序中的算法和逻辑，它们决定了如何对输入数据进行操作以达成特定的目标。输出（Output）：处理完成后，程序将结果或信息输出到外部。输出可以是显示在屏幕上的文本或图像，也可以是写入文件或数据库的数据。输出的目的是将处理结果传达给用户或其他系统，以便进一步使用或分析。IPO模型是程序设计的基础框架，它帮助开发者清晰地组织代码和逻辑，确保程序能够正确地读取输入、执行处理并生成输出。习题一、判断题（1）在Python中，一切皆对象，包括整数、字符串和函数。✔（2）在Python中，所有的对象都具有唯一的标识符，可以通过id()函数获取。✔（3）数字类型包括整数（int）、浮点数（float）和复数（complex）。✔（4）在Python中，变量名可以包含字母、数字和下划线。✔（5）Python中变量必须先被声明才能使用。❌二、问答题（1）Python中如何进行变量的赋值操作？在Python中，变量的赋值操作非常简单直接。当你想要给变量分配一个值时，只需使用等号“=”将值赋给变量名即可。这个操作告诉Python解释器，你想将这个特定的值存储在一个叫做该变量名的容器里。你可以给变量赋任何类型的值，包括整数、浮点数、字符串、布尔值、列表、字典等。Python会自动识别变量的类型，并根据需要存储这个值。一旦变量被赋值，你就可以在程序的后续部分中使用这个变量了。赋值操作在Python中是动态的，意味着你可以随时改变变量的值，甚至改变变量的类型。这种灵活性使得Python编程更加轻松和高效。（2）如何查看一个变量的数据类型？在Python中，你可以使用内置的type()函数来查看一个变量的数据类型。type()函数接受一个参数，即你想要查询数据类型的变量，然后返回该变量的数据类型。（3）变量与常量有什么区别？变量与常量的主要区别在于：变量是程序中可以改变其值的量，它可以在程序执行过程中根据需要被多次赋值，用于存储临时或变化的数据。常量是程序中值不能被修改的量，它在定义时就必须赋予一个初始值，并且这个值在程序运行期间保持不变，通常用于表示程序中固定的参数或数学常数。（4）在Python中如何删除一个变量？如果你想要明确地从一个命名空间（例如一个模块或函数的作用域）中删除一个变量，你可以使用del语句。del语句用于删除对象引用。习题一、判断题（1）在Python中，"+"运算符可以用于字符串和数字类型的加法运算。❌（2）"=="运算符用于比较两个变量的值和数据类型是否相同。❌（3）在Python中，"**"运算符用于幂运算。✔（4）"is"关键字用于比较两个变量的值是否相同。❌（5）"and"和"or"关键字用于逻辑运算。✔二、编程题（1）输入两个整数，输出它们的和。程序代码如下：#输入两个整数num1=int(input("请输入第一个整数:"))num2=int(input("请输入第二个整数:"))#计算它们的和sum=num1+num2#输出结果print("两个整数的和为:",sum)（2）输入一个字符串，将其反转后输出。程序代码如下：#输入一个字符串string=input("请输入一个字符串:")#使用切片来反转字符串reversed_string=string[::-1]#输出反转后的字符串print("反转后的字符串为:",reversed_string)（3）输入两个浮点数a和b，输出它们的平均数（保留两位小数）。程序代码如下：#输入两个浮点数a=float(input("请输入第一个浮点数a:"))b=float(input("请输入第二个浮点数b:"))#计算它们的平均数average=(a+b)/2#使用字符串格式化输出平均数，保留两位小数print("两个浮点数的平均数为:{:.2f}".format(average))（4）输入一个圆的半径r，计算并输出该圆的周长和面积（保留两位小数，π取3.14）。程序代码如下：#定义π的值pi=3.14#输入圆的半径r=float(input("请输入圆的半径r:"))#计算圆的周长circumference=2*pi*r#计算圆的面积area=pi*r**2#输出圆的周长和面积，保留两位小数print(f"圆的周长为:{circumference:.2f}")print(f"圆的面积为:{area:.2f}")（5）输入一个人的身高h（单位：米）和体重w（单位：千克），计算并输出该人的BMI值（保留两位小数，BMI=体重/身高的平方）。程序代码如下：#输入身高和体重h=float(input("请输入身高（单位：米）:"))w=float(input("请输入体重（单位：千克）:"))#计算BMI值bmi=w/(h**2)#输出BMI值，保留两位小数print(f"该人的BMI值为:{bmi:.2f}")习题一、判断题（1）元组是Python中的一种有序、可变的数据类型。❌（2）字典是Python中的一种无序的数据类型，它存储键值对。✔（3）序列可以使用索引来访问其中的元素。✔（4）字典中的键必须是唯一的，但值可以重复。✔（5）集合可以被切片操作。❌（6）元组可以作为字典的键，但列表不能。✔二、编程题（1）编写程序，从0～9十个数字中随机抽取4个数字，组成一个随机数密码。程序代码如下：importrandom#创建一个包含0到9的列表numbers=list(range(10))#从列表中随机抽取4个数字，不重复random_digits=random.sample(numbers,4)#将数字转换为字符串并拼接成密码password=''.join(map(str,random_digits))#打印密码print("随机数密码是:",password)（2）编写程序，用冒泡排序算法对列表内的数字元素进行排序，排序完成后分别打印输出排序前后的列表内容。程序代码如下：#初始化列表numbers=[64,34,25,12,22,11,90]print("排序前的列表：",numbers)#冒泡排序算法n=len(numbers)foriinrange(n):#标志位，表示这一趟排序是否发生过交换swapped=Falseforjinrange(0,n-i-1):#如果当前元素大于下一个元素，则交换它们ifnumbers[j]>numbers[j+1]:numbers[j],numbers[j+1]=numbers[j+1],numbers[j]#发生了交换，设置标志位为Trueswapped=True#如果这一趟排序没有发生过交换，说明列表已经有序，可以直接退出ifnotswapped:break#打印排序后的列表print("排序后的列表：",numbers)（3）随机产生8个50以内的数字组成一个元组，找出元组内的极值。程序代码如下：importrandom#随机产生8个50以内的数字numbers=tuple(random.randint(0,50)for_inrange(8))print("生成的元组:",numbers)#找出元组内的最小值minimum=min(numbers)print("元组内的最小值:",minimum)#找出元组内的最大值maximum=max(numbers)print("元组内的最大值:",maximum)（4）使用字典来管理一个系统所有的账户密码。程序代码如下：#创建一个空字典来存储账户密码account_passwords={}#添加账户和密码defadd_account(username,password):ifusernameinaccount_passwords:print(f"账户{username}已存在。")else:account_passwords[username]=passwordprint(f"账户{username}已添加。")username=input("请输入用户名：")password=input("请输入密码：")add_account(username,password)print(account_passwords)习题一、判断题（1）在Python中，if语句用于执行条件判断，根据判断结果决定是否执行特定的代码块。✔（2）break语句可以终止当前所在的循环结构并跳出循环。❌（3）for循环用于遍历可迭代对象，如列表、元组、字符串等。✔（4）continue语句用于跳过本次循环中剩余的代码，直接进入下一次循环。✔（5）Python中的嵌套循环是指在一个循环内部再嵌套另一个循环。✔（6）try-except语句用于捕获和处理Python程序中的异常。（7）以下代码段中没有语法错误。❌num1=10num2=5ifnum1>num2print("num1大于num2")else:print("num1小于等于num2")（7）下列代码中，循环将执行4次。❌count=0whilecount<5:count+=2二、编程题（1）编写程序，从0～9十个数字中随机抽取4个数字，组成一个随机数密码。程序代码如下：importrandom#从0到9中随机抽取4个不重复的数字password_digits=random.sample(range(10),4)#将抽取的数字转换为字符串并拼接成一个密码password=''.join(map(str,password_digits))#打印密码print("随机数密码是:",password)（2）编写程序，用冒泡排序算法对列表内的数字元素进行排序，排序完成后分别打印输出排序前后的列表内容。程序代码如下：defbubble_sort(lst):n=len(lst)foriinrange(n):#创建一个标志位，用来判断当前这趟排序是否发生了交换swapped=Falseforjinrange(0,n-i-1):#如果当前元素大于下一个元素，则交换它们iflst[j]>lst[j+1]:lst[j],lst[j+1]=lst[j+1],lst[j]#发生了交换，将标志位设为Trueswapped=True#如果这一趟排序没有发生任何交换，说明列表已经有序，可以提前结束排序ifnotswapped:breakreturnlst#创建一个包含数字的列表numbers=[64,34,25,12,22,11,90]#打印排序前的列表print("排序前的列表:",numbers)#使用冒泡排序算法对列表进行排序sorted_numbers=bubble_sort(numbers)#打印排序后的列表print("排序后的列表:",sorted_numbers)（3）编写程序，计算长方形、圆和梯形的面积。程序运行时，显示如下功能列表：a、计算长方形的面积b、计算圆的面积c、计算梯形面积例如，输入a，计算长方形的面积。输入b，计算圆的面积。输入c，计算梯形面积。输入其他值则报错。计算面积前，根据需要输入图形的尺寸。比如计算长方形面积，需要输入长和宽的值。计算圆的面积，要输入半径值。程序代码如下：print("\n请选择要计算的图形面积：")print("a、计算长方形的面积")print("b、计算圆的面积")print("c、计算梯形面积")print("其他值则退出程序")choice=input("请输入选项（a/b/c）：").strip().lower()ifchoice=='a':length=float(input("请输入长方形的长："))width=float(input("请输入长方形的宽："))area=length*widthprint("长方形的面积为：",area)elifchoice=='b':radius=float(input("请输入圆的半径："))area=3.14*radius**2print("圆的面积为：",area)elifchoice=='c':upper_base=float(input("请输入梯形的上底长："))lower_base=float(input("请输入梯形的下底长："))height=float(input("请输入梯形的高："))area=(upper_base+lower_base)*height/2print("梯形的面积为：",area)else:print("无效的选择，程序退出。")（4）编写程序，输出100～2

000之间最大的10个素数。程序代码如下：#初始化素数列表和计数primes=[]count=0#遍历数字并检查是否为素数fornuminrange(2000,99,-1):#素数检查：从2到sqrt(num)is_prime=Trueforiinrange(2,int(num**0.5)+1):ifnum%i==0:is_prime=Falsebreak#如果是素数且还没找够10个，则添加到列表中ifis_primeandcount<10:primes.append(num)count+=1#如果已经找到10个素数，则退出循环ifcount==10:break#使用join()方法将素数转换为字符串并用换行符连接prime_str=','.join(map(str,primes))#打印结果，注意这里不需要使用%格式化print("100～2000之间最大的10个素数为：\n"+prime_str)（5）编写程序实现韩信点兵。如果从1到5报数，最末一个士兵报数为1，从1到6报数，最末一个士兵报数为5，从1到7报数，最末一个士兵报数为4，从1到11报数，最末一个士兵报数为10，请帮韩信计算他至少有多少兵。程序代码：#初始化士兵数量为0，然后逐个检查soldiers=0whileTrue:soldiers+=1#检查是否满足所有条件if(soldiers%5==1andsoldiers%6==5andsoldiers%7==4andsoldiers%11==10):#如果满足，则跳出循环break#打印结果print(f"韩信至少有{soldiers}名士兵。")习题一、程序阅读题（1）下列代码中，函数repeat_str()的返回值是什么？defrepeat_str(s,n):res=""foriinrange(n):res+=sreturnresprint(repeat_str("hello",3))程序阅读：这段代码定义了一个名为repeat_str的函数，该函数接受两个参数：s（一个字符串）和n（一个整数）。函数的主要目的是将字符串s重复n次，并返回结果字符串。以下是代码的逐行解释：defrepeat_str(s,n):#定义了一个名为repeat_str的函数，它接受两个参数：s和nres=""#初始化一个空字符串res，用于存储重复后的字符串foriinrange(n):#开始一个循环，循环的次数由参数n决定res+=s#将字符串s添加到res的末尾，在循环中执行n次returnres#返回最终的字符串res，它包含了s重复n次的结果print(repeat_str("hello",3))#打印出函数返回的结果这段代码的主要作用是重复一个字符串指定的次数，并打印出重复后的结果。在这个例子中，字符串"hello"被重复了3次，并打印出了"hellohellohello"。（2）下列代码中，函数sum()的返回值是多少？defsum(a,b,c=0,d=0):returna+b+c+dprint(sum(2,4))程序阅读：当你调用sum(2,4)时，参数a被赋值为2，参数b被赋值为4。由于你没有为参数c和d提供值，它们将使用默认值，即0。因此，调用sum(2,4)时，函数内部的计算为：a+b+c+d=2+4+0+0=6（3）下列代码中，循环将执行几次？defget_count():count=0whileTrue:count+=1ifcount>5:breakreturncountget_count()程序阅读：这段代码定义了一个名为get_count的函数。这个函数的功能是计算并返回一个数值，这个数值是通过在循环中累加count变量得到的，但循环会在count的值大于5时停止。以下是该代码的详细步骤：定义函数get_count。在函数内部，初始化变量count为0。进入一个无限循环whileTrue。在循环中，将count的值增加1。检查count的值是否大于5。如果count的值大于5，执行break语句，退出循环。如果循环结束（即count的值大于5），则返回count的值。二、编程题（1）编写函数，接受一个字符串作为参数，如果该字符串是一个回文串则返回True，否则返回False。回文串是正反都能读通的字符串。程序代码：defis_palindrome(s):#去除字符串中的空格和非字母数字字符s=''.join(cforcinsifc.isalnum()).lower()#比较原始字符串和反转后的字符串是否相同returns==s[::-1]#测试函数print(is_palindrome("12321"))print(is_palindrome("Ilovepython!"))（2）编写函数，接受一个字符串作为参数，返回该字符串中每个单词出现的次数（单词以空格分隔）。返回值应该是一个字典，键是单词，值是出现次数。程序代码：defcount_words(s):#使用字典来存储单词和它们的计数word_count={}#将字符串按空格分割成单词列表words=s.split()#遍历每个单词forwordinwords:#将单词转换为小写以忽略大小写差异word=word.lower()#如果单词已经在字典中，增加计数ifwordinword_count:word_count[word]+=1#如果单词不在字典中，添加到字典并设置计数为1else:word_count[word]=1#返回单词计数字典returnword_count#测试函数text="HelloworldHelloPythonworldPythonprogramming"print(count_words(text))（3）编写函数，接受一个非负整数n作为参数，返回斐波那契数列的第n项。斐波那契数列的前两项为0和1，从第三项开始，每一项都等于前两项之和。程序代码：deffibonacci_recursive(n):ifn<=0:return"输入错误，n必须为正整数"elifn==1:return0elifn==2:return1else:returnfibonacci_recursive(n-1)+fibonacci_recursive(n-2)#调用递归方法计算斐波那契数列的第n项n=int(input())print(f"斐波那契数列的第{n}项:{fibonacci_recursive(n)}")（4）编写函数，接受一个非负整数n作为参数，计算阶乘。程序代码：deffactorial(n):ifn<0:return"输入错误，n必须为非负整数"elifn==0:return1else:result=1foriinrange(1,n+1):result*=ireturnresult#调用阶乘函数计算n的阶乘n=int(input())print(f"{n}的阶乘是:{factorial(n)}")习题一、判断题（1）使用with语句打开文件可以保证文件在使用完之后被正确关闭。✔（2）可以使用seek()方法更改文件指针的位置，以读取或写入指定的文件位置。✔（3）使用readline()方法可以一次读取一行文件内容。✔（4）使用write()方法写入文件时，需要保证写入的内容是字符串类型。✔（5）在使用open()函数打开文件时，可以指定文件的编码格式。✔（6）使用close()方法关闭文件后，再次对文件进行读写操作会引发异常。✔（7）使用read()方法读取文件时，如果文件太大，可能会导致内存不足。✔二、编程题（1）编写一个函数，接受一个文件名作为参数，并返回该文件中的行数。程序代码：defcount_lines_in_file(filename):try:withopen(filename,'r')asfile:count=sum(1for_infile)returncountexceptFileNotFoundError:print(f"文件{filename}未找到。")returnNone#测试语句if__name__=="__main__":filename="example.txt"#替换为你想要测试的文件名line_count=count_lines_in_file(filename)print(line_count)（2）从某一个文本文件中读取内容，并将内容增加到另外一个文本文件中。程序代码：#定义源文件和目标文件的路径source_file_path='source.txt'target_file_path='target.txt'#打开源文件进行读取withopen(source_file_path,'r',encoding='utf-8')assource_file:content=source_file.read()#读取源文件的内容#打开目标文件进行追加写入withopen(target_file_path,'a',encoding='utf-8')astarget_file:target_file.write(content)#将内容追加到目标文件中print(f"内容已成功从{source_file_path}追加到{target_file_path}。")习题一、编程题（1）设计一个计算器的图形界面。计算器可以实现简单的加、减、乘、除等运算。程序代码：importtkinterastk#定义按钮点击事件的处理函数defbutton_click(number):current_expression=entry.get()entry.delete(0,tk.END)entry.insert(0,current_expression+str(number))defbutton_clear():entry.delete(0,tk.END)defbutton_equal():try:result=eval(entry.get())entry.delete(0,tk.END)entry.insert(0,str(result))exceptExceptionase:entry.delete(0,tk.END)entry.insert(0,"Error")#创建主窗口root=tk.Tk()root.title("Calculator")#创建文本框用于显示数字和结果entry=tk.Entry(root,font=('calibri',20,'bold'),width=25)entry.grid(row=0,column=0,columnspan=4,padx=10,pady=10)#创建数字按钮并绑定点击事件foriinrange(1,4):forjinrange(3):tk.Button(root,text=str((i-1)*3+j+1),command=lambdanum=str((i-1)*3+j+1):button_click(num)).grid(row=i,column=j)#创建运算符按钮并绑定点击事件buttons=['+','-','*','/']fori,textinenumerate(buttons,start=1):tk.Button(root,text=text,command=lambdaop=text:button_click(op)).grid(row=i+2,column=j)#创建清除按钮并绑定点击事件tk.Button(root,text="C",command=button_clear).grid(row=5,column=0)#创建等号按钮并绑定点击事件tk.Button(root,text="=",command=button_equal).grid(row=5,column=3)#运行主循环root.mainloop()（2）设计一个图形界面，可以通过资源管理器选择图片，并对其进行展示。（3）设计一个软件的图形界面，实现简单的文本编辑功能，例如打开、修改、保存等。习题一、编程题（1）输入一个中文文本，使用jieba库对其进行分词，并输出分词结果。程序代码：importjieba#输入文本text=input("请输入一段文字：")#使用jieba进行分词seg_list