2.2《随机抽取问题》

2.2随机抽取问题 高中信息技术/教科版/选择性必修1 目录 1.情境导入 2.体验探究 3.编程实现 4.课堂小结 1.情境导入 趣味知识竞赛活动，不仅有奖杯，还有随机抽取幸运观众并随机抽题答题赢礼物的环节哦！ 学习目标 本节围绕“趣味知识竞赛”项目展开，通过项目活动了解随机抽取问题，学习利用线性表解决随机抽取问题，体会数据结构在解决问题中的作用和意义。本节主要包含“体验随机抽取”和“编程实现随机抽取”两个任务。 2.新课讲授 知识竞赛活动中抽取幸运观众的环节，就是在参加活动的现场观众中随机抽取一定数量的人作为幸运观众，可以通过抽取观众的编号或者抽取观众的姓名来实现。本任务中，我们通过抽取观众的编号来实现。 抽取规则如下: ①幸运观众数量少于观众总数量; ②被抽中的观众编号不再参加此后的抽取活动。 任务一 体验随机抽取 活动1随机抽取幸运观众 填一填 任务一 体验随机抽取 活动1随机抽取幸运观众 假设现场有200名观众，观众的编号范围是1~200，需要从中随机抽取10名幸运观众，抽取过程如下: 第1次抽取，在200名观众中随机抽取1名幸运观众，如果抽到了180号，那么180号就不能出现在下一次的抽取过程中; 第2次抽取，在199名观众中随机抽取1名幸运观众，如果抽到了88号，那么88号就不能出现在下一次的抽取过程中; 第3次抽取，在 名观众中随机抽取; 以此类推，最后一次抽取，是在 名观众中随机抽取。 198 191 任务一 体验随机抽取 活动2随机抽取竞赛题 知识竞赛中随机抽取题目环节的规则如下:①题目数量和参赛选手数量相同;②抽中的题目不再放回，后面的选手在剩下的题目中随机抽取。题目的初始状态如图所示。 题A 题B 题C 题D 题E 题F 题G 题H 题I 题J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 任务一 体验随机抽取 活动2随机抽取竞赛题 第1次抽取：假设第1名选手通过摇号的方式在1~10号码中摇到了3号，那么第3题“题C”被抽中并从预抽取题目中删除。第1次抽取后，剩下9道题可供其他选手抽取，抽取后的状态如下图所示。 题A 题B 题D 题E 题F 题G 题H 题I 题J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 任务一 体验随机抽取 活动2随机抽取竞赛题 第2次抽取：假设第2名选手通过摇号的方式在1~9号码中摇到了6号，那么第6题“题G”被抽中并从预抽取题目中删除。第2次抽取后，剩下8道题可供其他选手抽取，抽取后的状态如图所示。 题A 题B 题D 题E 题F 题H 题I 题J 1 2 3 4 5 6 7 8 任务一 体验随机抽取 活动2随机抽取竞赛题 第3次抽取：假设第3名选手通过摇号的方式在1~8号码中摇到了8号，那么第8题“题J”被抽中并从预抽取题目中删除。第3次抽取后剩下7道题可供其他选手抽取，抽取后的状态如图所示。 题A 题B 题D 题E 题F 题H 题I 1 2 3 4 5 6 7 任务一 体验随机抽取 活动2随机抽取竞赛题 假设后面的2位选手依次抽取了第1题、第5题，请按照上面的思路画出每次抽取后的状态。 题B 题D 题E 题F 题H 题I 1 2 3 4 5 6 画一画 题B 题D 题E 题F 题I 1 2 3 4 5 如果按照上述规则抽题，第6为选手抽题时的摇号范围是1~5. 随机抽取 随机抽取是指在一个有限数量的数据集范围内，随机选择其中的某个数据元素的过程。 我们重点学习的是无放回的随机抽取，其基本原则是:上一次抽中的数据元素，不能出现在下一次的抽取过程中。 3.编程实现 任务二 编程实现随机抽取 活动1 建立数据结构 填一填 经过观察分析，在任务一的活动中通过每次抽取位置来获取幸运观众和竞赛题目，因此可以利用线性表来组织数据。 创建线性表对象stulist和contestlist，分别存放观众编号和竞赛题目。请补全下面的代码。 01. import random #导人random库 02. from linearList import LinearList #导人线性表 03.stulist= #创建线性表对象，存放观众编号 04. contestlist= #创建线性表对象，存放竞赛题目 LinearList（ ） LinearList（ ） 任务二 编程实现随机抽取 活动2 设计算法 假设需要从m位观众中随机抽取n位幸运观众，由他们来抽取n道题目，根据知识竞赛随机抽取幸运观众和题目的规则，实现随机抽取的算法描述如下。 (1) 需要进行n次抽取，抽取的步骤如(2) (3) (4) 所示，如果未完成则继续抽取。 (2) 根据可抽取观众总人数生成一个随机数，根据这个随机数抽取幸运观众编号，删除被抽中的观众编号 (3)根据可抽取题目总数生成一个随机数，根据这个随机数抽 (4)显示抽取结果 任务二 编程实现随机抽取 活动2 设计算法 根据上述算法，定义随机抽取函数randSelect(stulist,contestlist)参数stulist表示待抽取的观众编号，contestlist表示待抽取的题目。请补全下面的代码。 05.#随机抽取函数 06.def randSelect(stulist,contestlist): 07.n=contestlist.size( ) #确定抽取次数 08.for i in range(n): 09.#生成随机数确定观众编号位置 10.randstu=random.randrange(stulist.size()) 任务二 编程实现随机抽取 活动2 设计算法 根据上述算法，定义随机抽取函数randSelect(stulist,contestlist)参数stulist表示待抽取的观众编号，contestlist表示待抽取的题目。请补全下面的代码。 05.#随机抽取函数 06.def randSelect(stulist,contestlist): 07.n=contestlist.size( ) #确定抽取次数 08.for i in range(n): 09.#生成随机数确定观众编号位置 10.randstu=random.randrange(stulist.size( )) 任务二 编程实现随机抽取 活动2 设计算法 填一填 11.stunum=stulist.getItem( ) #获取观众编号 12.stulist.removeItem(randstu） #删除抽中的观众编号 13.#生成随机数确定题目位置 14.randtest=random.randrange(contestlist.size()) 15.testnum=contestlist.getItem(randtest) #获取题目 16.contestlist.removeItem( ）#删除抽中的题目 17.#显示抽取结果 18.print("第",stunum,"号观众抽取的题目为:",testnum) randstu randtest 任务二 编程实现随机抽取 活动3 编程实现 填一填 假设参加本次知识竞赛活动的观众人数是200人，观众的编号是1~200，随机抽取的题目是以下10个关键词所指定的题目: 唐诗、互联网、微信、雾霾、人工智能、二维码、虚拟现实、3D打印、物联网、网络爬虫。请补全下面的代码。 19. for i in range(1，201): 20.stulist.appendItem(_ ) #将观众编号存入线性表中 21.contestlist.appendItem("唐诗") #将题目存入线性表中 22.contestlist.appendItem("互联") #将题目存人线性表中 23.contestlist.appendItem("微信") #将题目存入线性表中 i 任务二 编程实现随机抽取 活动3 编程实现 填一填 24.contestlist.appendItem( ）#将题目存入线性表中 .25. contestlist.appendItem( )#将题目存入线性表中 26. contestlist.appendItem（ ）#将题目存入线性表中 27. contestlist.appendItem( )#将题目存入线性表中 28.contestlist.appendItem( ）#将题目存入线性表中 29. contestlist.appendItem( )#将题目存入线性表中 31. randSelect( ， ) #调用随机抽取函数 “人工智能” “二维码” “虚拟现实” “3D打印” “物联网” “网络爬虫” stulist contestlist 将上述代码输入到一个文件中，运行该程序，显示随机抽取的幸运观众编号和题目。 4.课堂小结 本节学习了随机抽取的基本概念，以及利用线性表解决随机抽取问题的方法，通过利用线性表解决趣味知识竞赛随机抽取的问题，初步体会了数据结构在解决问题中的作用和意义！ 请同学们认真完成教材中的拓展练习哦！ 下节课见！ $$