第3章 第10课 函数与模块-【精彩三年】2024-2025学年高中信息技术必修第一册课程探究与巩固PPT课件（浙教版2019）

第10课　函数与模块 第三章│算法的程序实现 ——3.2　Python语言程序设计，教材第90～96页 新课程目标 1．能够设计运用自定义函数。　2.掌握并能运用常见的模块。 目录 CONTENTS 教材整体感悟 知本与探源 01 02 命题整体感知 尝试与研析 01 教材整体感悟 知本与探源 教材整体感悟 知本与探源 1．函数的构造及应用 定义函数的语法： def 函数名(参数集合)： <函数体> [return 函数值] def：关键字，定义声明；参数集合：调用函数所需要传入的参数；return：返回，返回函数执行后的结果。 教材整体感悟 知本与探源 例如：def add(a，b)： c＝a＋b return c 教材整体感悟 知本与探源 2．Python常见模块 Python包括了大量的模块，它们的功能涉及系统管理、科学计算、图形处理等各个领域。比如，用于实现部分操作系统功能的os模块，与时间处理有关的time模块，可以实现科学计算、数据可视化的numpy和matplotlib，用于多媒体开发和游戏软件开发的pygame模块，支持图形处理的tkinter等。 (1)模块导入 方法一：import语句 教材整体感悟 知本与探源 import <模块1>，<模块2>，<模块3> 导入某个模块，就可以引用它的所有公共函数，故该方式调用模块中函数的形式如下： <模块名>.<函数名> 方法二：from——import语句 from <模块名> import <函数名> 导入某个模块中的特定函数，建立一个指向该函数的引用，故该方式 教材整体感悟 知本与探源 调用函数的形式如下： <函数名> (2)math模块 名称 含义 math.e 自然常数e math.pi 圆周率π math.ceil(x) 对x向上取整，比如math.ceil(1.3)＝2 math.floor(x) 对x向下取整，比如math.floor(1.3)＝1 math.pow(x，y) 指数运算，得到x的y次方，比如math.pow(2，3)＝8 math.log(x) 对数运算，默认基底为e math.sin(x) 正弦函数 math.cos(x) 余弦函数 math.tan(x) 正切函数 math.degrees(x) 弧度转换成角度 math.radians(x) 角度转换成弧度 教材整体感悟 知本与探源 注意：ceil()、floor()、int() 的对比 ceil(1.5)＝2 floor(1.5)＝1 　int(1.5)＝1 ceil(－1.5)＝－1 floor(－1.5)＝－2 　int(－1.5)＝－1 ceil()：_____________ floor()：____________ 　int()：____________ (3)random模块 向上取整 向下取整 截取整数 名称 含义 random.random() 随机生成一个[0，1)范围内的实数 random.uniform(a，b) 随机生成一个[a，b]范围内的实数 random.randint(a，b) 随机生成一个[a，b]范围内的整数 random.choice(seq) 从序列的元素中随机挑选一个元素 random.sample(seq，k) 从序列中随机挑选k个元素 random.shuffle(seq) 将序列的所有元素随机排序 教材整体感悟 知本与探源 例如：import random #导入random模块 a＝random.random()*10 #a为[0，10)范围内的某个实数 b＝random.uniform(0，10) #b为[0，10]范围内的某个实数 c＝random.randint(0，10) #c为[0，10]范围内的某个整数 random.choice(range(10)) #从[0，9]中随机挑选一个整数 random.sample(range(10)，3) #从[0，9]中随机挑选三个整数 d＝[0，1，2，3，4] 教材整体感悟 知本与探源 random.shuffle(d) #对整数序列d进行重新随机排序 (4)Image模块 Image模块是PIL库(Python Imaging Library )中的重要模块，引用它可以完成对图像的一些常用操作，比如获取图像尺寸和像素颜色、旋转图像或改变图像格式等。 numpy模块可以将图像每个像素的RGB值以矩阵形式存储。 matplotlib模块可以根据调整后的像素生成新的图像。 教材整体感悟 知本与探源 ①导入模块。 from PIL import Image import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt ②打开图像并转换成数字矩阵。 img＝np.array(Image.open('lena.jpg').convert('L')) ③调整每个像素的值。 教材整体感悟 知本与探源 rows，cols＝img.shape #图像尺寸分别赋值 for i in range(rows): #依次取每个像素的坐标 for j in range(cols)： if (img[i，j]>128): #像素值大于128，赋值为1，否则为0 　 img[i，j]＝1 else： img[i，j]＝0 教材整体感悟 知本与探源 ④生成新的图像并显示。 plt.figure('lena') #指定当前绘图对象 plt.imshow(img，cmap＝'gray') #显示灰度图像 plt.axis('off') #关闭图像坐标 plt.show() #弹出包含了图片的窗口 教材整体感悟 知本与探源 1．函数调用 (1)函数调用时参数传递的方法： ①按位置依次传递：按照函数声明时的参数原有顺序依次进行参数传递。如Area(3，4，5)。 教材整体感悟 知本与探源 ②参数赋值：通过赋值语句实现参数传递(可突破原有顺序)。如Area(b＝4，c＝5，a＝3)。 (2)形式参数、实际参数 形式参数：函数定义时，用来接收调用该函数时传入的参数。 实际参数：函数调用时，实际传递给函数的参数。 2．递归：就是在函数运行的过程中不断地调用自己。递归有两个过程，简单地说，一个是递的过程，另一个是归的过程。 02 命题整体感知 尝试与研析 命题整体感知 尝试与研析 例1有如下Python程序段，执行该程序段后，输出的结果是5，则对应s中的元素是(　　) import math s＝[int(3.8)，math.floor(4.4)，round(4.5)，math.ceil(4.2)] print(max(s)) A．int(3.8) B．math.floor(4.4) C．round(4.5) D．math.ceil(4.2) D 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，int()截取整数部分，结果为3；选项B，floor()向下取整，结果为4；选项C，round()求圆整数，结果为4；选项D，ceil()向上取整，结果为5，选项符合题意。 命题整体感知 尝试与研析 例2下列表达式能够生成[10，99]范围内的随机整数的是(　　) A．random.randint(10，100) B．random.choice(range(10，99)) C．int(random.random()* 89)＋10 D．int(random.random()* 90)＋10 D 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，random.randint(10，100) 产生[10，100]范围内的任意一个整数；选项B，random.choice(range(10，99)) 随机在[10，98]范围内选择一个整数；选项C，int(random.random()*89)＋10 随机产生在[10，98]范围内的任意一个整数，选项D符合题意。 命题整体感知 尝试与研析 变式1[2024·艾青中学检测]下列表达式计算结果一定为True 的是(　　) A．int(－3.5678)＝＝－4 B．chr((ord(”B”)－70)%26＋65)＝＝”Q” C．0<＝int(random.random*10)<10 D．(not a and not b)＝＝(not a or b) C 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，int()函数的功能为取整(取整数部分)，转化为－3＝＝－4，结果为False；选项B，chr((ord(”B”)－70)%26＋65)的功能为将字符”B”前移5 位，转换为”W”，结果为False；选项C，random.random()随机生成一个[0，1)的数，int(random.random()*10)取值范围为[0，9]的整数，结果为True；选项D，not a and not b 等价于not (a or b)，原表达式结果为False。 命题整体感知 尝试与研析 变式2脱氧核糖核酸(DNA)由两条互补的碱基链以双螺旋的方式结合而成。构成 DNA 的碱基共有 4 种，分别为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。在两条互补碱基链的对应位置上，A 总是和 T 配对，G 总是和 C 配对。编写Python程序实现如下功能： 随机产生一条单链上的碱基序列，输出其对应的互补链上的碱基序列。程序中①、②处应填入的代码分别为(　　) import random DNA＝['A'，'G'，'T'，'C'] B 命题整体感知 尝试与研析 s＝” for i in range(20)： ①________________ print(s) match＝{'A'：'T'，'T'：'A'，'G'：'C'，'C'：'G'} t＝” for i in range(20)： 命题整体感知 尝试与研析 ②______________ print('互补链： '，t) A．①s＝random.choice()＋s 　　　　　　　②t＝t＋match[i] B．①s＝s＋random.choice(DNA) 　　　　　　　②t＝t＋match[s[i]] C．①s＝s＋random.choice() 　　　　　　　②t＝t＋match[s[i]] D．①s＝random.choice(DNA)＋s 　　　　　　　②t＝t＋match[i] 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 随机产生第1条碱基链，choice()函数从序列的元素中随机挑选一个元素，需要有参数，选项A、C错误；利用字典进行匹配，字符串使用下标提取，选项B正确。 命题整体感知 尝试与研析 例3[2024·岱山中学检测]有如下Python 程序段： def s(b): n＝b[0] for i in b: 　　　if i>n: 　　　　　n＝i return n 命题整体感知 尝试与研析 a＝[20，10，70，30] print(s(a)) 执行该程序段后，输出的结果是(　　) A．10 B．20 C．30 D．70 【解析】 将列表a传递给函数s()中的列表b；在函数中遍历列表b查找最大值，存在变量n中，并返回，选项D正确。 D 命题整体感知 尝试与研析 变式1 有如下Python 程序段： def fibres(n): a，b＝1，1 for i in range(n－1): 　　　　a，b＝b，a＋b return a print(fibres(9)) 命题整体感知 尝试与研析 执行该程序段后，输出的结果是(　　) A．21 B．34 C．55 D．89 【解析】 将9传递给函数fibres()中的n，循环实现了计算斐波那契数列中某一项的值，选项B正确。 B 命题整体感知 尝试与研析 变式2 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 　　　if a[i]<b[i]： 命题整体感知 尝试与研析 　　　return b if len(a)>len(b)： 　　　return a else： 　　　return b print(fun(”123”，”23”)) 执行该程序段后，输出的结果是(　　) A．a B．b C．123 D．23 D 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 在函数fun()中按顺序执行语句，先循环，再分支语句；在循环中逐个比较字符，a[0]<b[0]成立，执行return b，函数结束，选项D正确。 命题整体感知 尝试与研析 例4针对选考[2023·浙江6月选考]定义如下函数： def f(a，s)： if a>＝s： 　　　return a else： 　　　return f(a＋1，s－a) 执行语句k＝f(6，21)后，k 的值为(　　) A．6 B．7 C．8 D．9 C 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 观察自定义函数f(a，s)可知：当参数a≥s 时(即递归结束条件)，返回值为a；否则递归调用f(a＋1，s－a)。执行语句k＝f(6，21)，模拟计算过程如下：第一次调用函数f(6，21)；由于未达到递归结束条件，第二次调用函数f(7，15)；未达到递归结束条件，第三次调用函数f(8，8)，满足递归结束条件a≥s，返回值为a，得到答案8，选项C正确。 命题整体感知 尝试与研析 变式 针对选考有如下Python程序段： def f(x)： if x＝＝1 or x＝＝2： return 1 else： return f(x－1)＋f(x－2) s＝0 命题整体感知 尝试与研析 for i in range(2，6)： s＋＝f(i) print(s) 执行该程序段后，变量s的值为(　　) A．20 B．19 C．12 D．11 【解析】 本题的递归式是f(x)＝f(x－1)＋f(x－2)，递归结束条件为：当x为1或2，返回值为1，即x从3开始，f(x)为前两项的和，循环中s对f(2)到f(5)进行求和，即s＝1＋2＋3＋5＝11。选项D正确。 D 命题整体感知 尝试与研析 例5[2024·台州一中检测]有如下Python 程序段，假设程序运行正常，选项A所示的图片是原始图片，则推测程序运行后得到的图片是(　　) from PIL import Image import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt choicelist，choice＝[50，128，188，255]，256 for i in choicelist： B 命题整体感知 尝试与研析 if i<choice： choice＝i fn＝'tiger02.jpg' img＝np.array(Image.open(fn).convert('L')) rows，cols＝img.shape #图像尺寸分别赋值 for i in range(rows): #依次取每个像素的坐标 for j in range(cols)： 命题整体感知 尝试与研析 if img[i，j]<＝choice: #像素值小于或等于指定值的赋值为0，否则为1 　 img[i，j]＝0 else： img[i，j]＝1 plt.figure(”tiger128”) #指定当前绘图对象 plt.imshow(img，cmap＝'gray') #显示灰度图像 plt.axis('off') #关闭图像坐标 命题整体感知 尝试与研析 plt.show() #弹出包含了图片的窗口 【解析】 第1个循环后choice为50，当img[i，j]<＝50时，将像素值设置为0，选项B正确。 　A.　　　　　　　B.　　　　　　C.　　　　　　D. 命题整体感知 尝试与研析 例6有如下Python 程序段： import random a＝[0]*6 i＝0 while i<6： 　　a[i]＝random.randint(1，5) #元素值在1 到5 之间 　　if a[i]%2！＝i%2： 命题整体感知 尝试与研析 i－＝1 　　　elif i%2＝＝1： 　　　 a[i]＋＝a[i－1] 　　　i＋＝1 print(a) 执行该程序段后，a的值不可能的是(　　) A．[2，3，4，5，2，5] B．[4，5，2，7，3，8] C．[2，7，2，7，2，7] D．[4，9，4，7，2，5] B 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 由条件a[i]%2！＝i%2和相关语句可知，i与 a[i]的奇偶性必须相同，否则i－1；接着判断i是否是奇数，如果是则当前a[i]的值加上前一项的值；选项B中a[4]＝3，不符合要求，选项错误。 命题整体感知 尝试与研析 变式[2024·丽水中学检测]有如下Python程序段： import random a＝[0]*6 a[0]＝random.randint(1，5) i＝1 while i<6： 　　a[i]＝a[i－1]＋random.randint(1，5) 　　if i%2＝＝0： 命题整体感知 尝试与研析 　　　　　　a[i]＝a[i]＋a[i]%2 　　　　else： 　　　　　　a[i]＝a[i]//2 　　　　i＋＝1 print(a) 执行该程序段后，a的值可能是(　　) A．[2，3，8，6，12，7] B．[2，1，2，3，3，4] C．[4，5，6，4，8，6] D．[6，5，10，7，10，8] A 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 a[i]的初始值在上一个位置的值的基础上递增，由if的条件和语句可知，i为偶数时，a[i]的值必为偶数；i为奇数时，a[i]的值为原来的一半。选项B，a[4]＝3，不符合要求，选项错误；选项C，a[1]＝5，则原来的a[1]＝10，由于a[0]＝4，故无法实现，选项错误；选项D，a[5]＝8，则原来的a[5]＝16，由于a[4]＝10，故无法实现，选项错误。 命题整体感知 尝试与研析 |随|堂|检|测| 1．下列语句不能产生[0，10]之间随机偶数的语句是(　　) A．int(random.random()*5)*2 B．random.randint(0，5)*2 C．random.choice(range(0，11，2)) D．int(random.uniform(0.1，5.4))*2 【解析】 random.random()产生的区间为[0，1)，取值可以为0，不能为1，故选项A无法产生10。 A 命题整体感知 尝试与研析 2．有如下Python程序段： def outer(func)： print(func) def foo(func)： print(”HelloWorld！”) return 10 foo(outer(”HelloWorld！”)) 命题整体感知 尝试与研析 outer(foo(”HelloWorld！”)) 执行该程序段后，输出的结果是(　　) A．HelloWorld! HelloWorld! HelloWorld! 10 B．HelloWorld! HelloWorld! 10 HelloWorld! A 命题整体感知 尝试与研析 C．HelloWorld! 10 HelloWorld! HelloWorld! 【解析】 按顺序依次调用函数，在foo()函数中传递outer()函数，在outer()函数中传递foo()函数，选项A正确。 D．10 HelloWorld! HelloWorld! HelloWorld! 命题整体感知 尝试与研析 3．[2024·龙泉一中检测]有如下Python程序段： def gcd(a，b)： c＝a%b while c>0： a，b＝b，c c＝a%b return b 命题整体感知 尝试与研析 a＝int(input(”请输入： ”)) b＝int(input(”请输入： ”)) gcd＝gcd(a，b) scm＝a*b//gcd print(gcd，scm) 若输入a、b的值分别为16、12，则执行该程序段后，输出gcd、scm的值分别为(　　) A．4　48 B．48　4 C．2　12 D．12　2 A 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 gcd()函数的作用是求解a和b的最大公约数，scm存储的是最小公倍数，选项A正确。 命题整体感知 尝试与研析 4．图1经过如下Python程序段处理后，效果如图2所示，小明发现处理后的图像的黑白颜色分布很不均衡。要想将图像处理成如图3所示的效果图，下列做法正确的是(　　) 0　from PIL import Image 1　import numpy as np 2　import matplotlib.pyplot as plt 3　img＝np.array(Image.open('dog.jpg').convert('L')) 图1　　　　　　图2　　　　　　图3　　 A 命题整体感知 尝试与研析 4　row，cols＝img.shape 5　for i in range(row)： 6　　　for j in range(cols)： 7　　　　if img[i，j]>188： 8　　　　　　img[i，j]＝1　　　#1表示白色 9　　　　else： 10　　　　　　img[i，j]＝0　　　#0表示黑色 命题整体感知 尝试与研析 11 plt.figure('dog') 12 plt.imshow(img，cmap＝'gray') 13 plt.axis('off') 14 plt.show() A．将第7行中的数字“188”改成“100” B．将第7行中的数字“188”改成“250” C．将第7行中的“>”改成“<” D．将第8行的数字“1”改成“0”，将第10行的数字“0”改成“1” 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 黑色值过多，需要将“img[i，j]>188”中的188调小，选项A正确。 命题整体感知 尝试与研析 5．针对选考[2024·新昌中学检测]有如下Python 程序段： def peach(n)： if n＝＝10： 　　　return 1 else： return (peach(n＋1)＋1)*2 print(peach(8)) 命题整体感知 尝试与研析 执行该程序段后，输出的结果是(　　) A．2 B．6 C．8 D．10 【解析】 “递”过程：peach(8)＝(peach(9)＋1)*2 　　　　　　　　　 peach(9)＝(peach(10)＋1)*2 “归”过程：peach(9)＝(1＋1)*2＝4 　　　　 peach(8)＝(4＋1)*2＝10 选项D正确。 D 命题整体感知 尝试与研析 6．有如下Python程序段： import random sj＝[0，0，0，0，0，0] i＝0 while i<6： x＝random.randint(1，50) if i%2＝＝0 or x>30： 命题整体感知 尝试与研析 　 sj[i]＝x 　 i＝i＋1 执行该程序段后，列表sj的值不可能的是(　　) A．[7，49，24，33，1，44] B．[45，44，42，30，9，37] C．[20，38，29，40，29，37] D．[43，40，13，36，19，39] B 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 当i为偶数或产生的随机数大于30时，存入sj[i]，否则重新产生。选项B中，a[3]＝30，不符合要求，选项错误。 温馨提示：请完成高效作业10 感谢聆听，再见！ $$