第8章 Python计算生态

全国计算机等级考试二级教程 Python语言程序设计 (2018年版) {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} 【第8章】 Python计算生态 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} n 基本的Python内置函数 n 了解Python计算生态 考纲考点 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} 知识导图 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} 计算思维 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} n 人类在认识世界、改造世界过程中表现出三种基 本的思维特征：以实验和验证为特征的实证思维， 以物理学科为代表；以推理和演绎为特征的逻辑 思维，以数学学科为代表；以设计和构造为特征 的计算思维，以计算机学科为代表。 n 计算思维的本质是抽象（Abstraction）和自动 化（Automation） 计算思维 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} 程序设计方法论 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} n 一个解决复杂问题行之有效的方法被称作自顶而 下的设计方法，其基本思想是以一个总问题开始， 试图把它表达为很多小问题组成的解决方案。再 用同样的技术依次攻破每个小问题，最终问题变 得非常小，以至于可以很容易解决。然后只需把 所有的碎片组合起来，就可以得到一个程序。 程序设计方法论 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} “体育竞技分析”实例 n 两个球员在一个有四面边界的场地上用球拍击球。开始 比赛时，其中一个球员首先发球。接下来球员交替击球， 直到可以判定得分为止，这个过程称为回合。当一名球 员未能进行一次合法击打时，回合结束。 n 未能打中球的球员输掉这个回合。如果输掉这个回合的 是发球方，那么发球权交给另一方；如果输掉的是接球 方，则仍然由这个回合的发球方继续发球。 n 总之，每回合结束，由赢得该回合的一方发球。球员只 能在他们自己的发球局中得分。首先达到15分的球员赢 得一局比赛。 程序设计方法论 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} n 自顶向下设计中最重要的是顶层设计。体育竞技 分析从用户处得到模拟参数，最后输出结果。下 面是一个基础设计： • 步骤1: 打印程序的介绍性信息； • 步骤2：获得程序运行需要的参数：probA, probB, n； • 步骤3：利用球员A和B的能力值probA和probB，模拟n 次比赛； • 步骤4：输出球员A和B获胜比赛的场次及概率。 自顶向下设计 {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} 自顶向下设计     1 2 def main(): printIntro()     {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} n 步骤2 获得用户输入。通过函数将输入语句及 输入格式等细节封装或隐藏，只需要假设程序如 果调用了getInputs()函数即可获取变量probA， probB和n的值。这个函数必须为主程序返回这 些值，截止第2步，全部代码如下。 自顶向下设计     1 2 3 def main(): printIntro() probA, probB, n = getInputs()     {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUACAOQkBCAAKoOxEAAMAAAwBFABCA=}#} n 步骤3 需要使用probA、probB模拟n场比赛。 此时，可以采用解决步骤2的类似方法，设计一 个simNGames()函数来模拟n场比赛 自顶向下设计     1 2 3 4 def main(): printIntro() probA, probB, n = getInputs() winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)     {#{QQABIQYEogAIABJAAQhCUQUAC