实验一 Python开发环境&语法基础

一、实验基本原理

运用Anaconda搭建的Jupyter notebook平台编写实例Python程序。

二、实验目的

1、熟悉Python集成开发系统背景。

2、熟悉Jupyter Notebook开发环境。

3、熟悉编写程序的基本过程。

三、具体要求

1、熟悉Python的基本语法，理解常量、变量、数据类型、运算符、复合数据类型、列表和字典等基本概念，灵活使用列表、字典等数据类型。

2、通过程序实例，熟练操作Jupyter Notebook平台，初步掌握Python程序设计的基本概念、编程规则和开发过程。

四、实验环境：

1、Windows 10电脑一台。

2、Anaconda、Python、Jupyter notebook平台。

• 实验内容：

实例1：简历卡片。

以卡片形式显示自己的简历：班级、学号、姓名、年龄、电话、QQ、通信地址等，界面越美观成绩越高。提示：使用print函数。

PINK='\033[95m' #粉色 CYAN='\033[96m' #青色 RESET='\033[0m' #重置 # 输入基本信息 print(f"{CYAN}请输入基本信息{RESET}") name = input("请输入【姓名】: ") cls = input("请输入【班级】: ") sid = input("请输入【学号】: ") age = input("请输入【年龄】: ") tel = input("请输入【电话】: ") qq = input("请输入【QQ号】: ") mail = input("请输入【邮箱】: ") print(f"\n{CYAN}请输入个人特点{RESET}") gender = input("请输入【性别】(如: 男): ") likes = input("请输入【喜欢】(如: 唱、跳、rap、篮球): ") print(f"\n{CYAN}请输入工作经历{RESET}") exp = input("请输入【经历】(如: 曾担任学习委员...): ") # 生成简历卡片 print("\n" * 2) title = "-------------------个人简历-------------------" print(f"{PINK}{title}{RESET}") # 基本信息板块 print(f"{CYAN}基本信息{RESET}") print("-" * 46) print(f"姓名 {name}") print(f"班级 {cls}") print(f"学号 {sid}") print(f"年龄 {age}") print(f"Tel {tel}") print(f"QQ {qq}") print(f"E-mail {mail}") print("-" * 46) # 个人特点板块 print(f"{CYAN}个人特点{RESET}") print("-" * 46) print(f"• 性别： {gender}") print(f"• 喜欢： {likes}") print("-" * 46) # 工作经历板块 print(f"{CYAN}工作经历{RESET}") print("-" * 46) print(f"{exp}") print("-" * 46) # 底部图注（居中，长度与标题一致） caption = "图1 简历卡片" centered_caption = caption.center(len(title)) # 按标题长度居中 print(f"\n{PINK}{centered_caption}{RESET}")

实例2：四则运算。

要求用户从键盘输入两个浮点型运算数（使用input函数），然后计算并输出二者的和、差、积、商。举例：如果输入的两个数是5.0与2.0，那么：

和值的输出格式为“5.00与2.00和的为：7.00”，使用占位符%f实现；

差值的输出使用占位符%d实现；

乘积的输出使用format()方法实现；

商值的输出使用f-strings方式实现；

要求输入的两个数，每个同学都不一样。

#实例二 num1=float(input("请输入第一个数：")) num2=float(input("请输入第二个数：")) he=num1+num2 cha=num1-num2 ji=num1*num2 shang=num1/num2 print("%.2f与%.2f和的为：%.2f"%(num1,num2,he)) print("%.2f和%.2f的差为：%d"%(num1,num2,cha)) print("{:.2f}和{:.2f}的积为：{:.2f}".format(num1,num2,ji)) print(f"{num1:.2f}和{num2:.2f}的商为：{shang:.2f}")

实例3：字符串切片。

设计一个程序，输入是一个字符串“*重庆邮电大学-通信与信息工程学院-通信工程专业*”（样本字符串）。然后按下列要求操作。

（1）输出这个字符串的长度。

（2）用切片的方式用一句Python语句输出“重庆邮电大学”。

（3）用切片的方式用一句Python语句输出“重邮通信”。（提示：三次切片再拼接）

（4）用切片的方式用一句Python语句输出“通信”。（要求起始和结束使用反向索引）

（5）使用split方法切出三个子串，并逆序输出第二个子串。

（6）输出字符串中“通信”出现的次数。

（7）使用replace()方法将串中的“通信与信息工程”用“通信”替换，并输出替换后的串。

#实例三 str1 = "*重庆邮电大学-通信与信息工程学院-通信工程专业*" print("字符串长度：",end="") print(len(str1)) print("切片大学：",end="") print(str1[1:7]) print("两次切片拼接：",end="") print(str1[1:4:2]+str1[8:10]) print("反向索引：",end="") print(str1[-7:-6]+str1[-6:-5]) print("切三个子串并逆序输出第二个子串：",end="") str2=str1.split("-",2) #先切割 str2=str2[1] #提取 str2=str2[::-1] #逆序 print(str2) print("通信出现的次数：",end="") print(str1.count("通信")) print("替换通信与信息工程：",end="") print(str1.replace("通信与信息工程","通信"))

实例4：计算三角形面积。

要求：用Python编程实现，接收用户从键盘输入的三角形的三边长，计算三角形的面积，并输出。要求：每个同学输入的数据均不同。（提示：先算出周长的一半首先计算半周长，接着应用海伦公式计算面积。

#实例四 import math a=float(input('请输入第一边长a: ')) b=float(input('请输入第二边长b: ')) c=float(input('请输入第三边长c: ')) if(a+b>c)and(a+c>b)and(b+c>a): p=0.5*(a+b+c) s=math.sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)) print("三角形的面积为: %.2f"%s) else: print("不符合三角形“任意两边之和大于第三边”的条件")

实例5：列表操作。

功能如下：

（1）从键盘输入5个城市的名字，存入一个列表中。要求：

① 第一个城市是你所在家乡的城市名。

② 用一个input函数完成5个城市名字的输入，如：input("请输入5个城市的名字，用空格分隔：") 。

（2）将该列表中元素，即5个城市的名字用for循环遍历输出。

（3）用索引值输出列表中你家乡的名字。再切片输出所有其它城市名字。

（4）对该列表进行逆序输出。要求用两种方法完成。

方法一：切片法；方法二：使用reverse()方法，不改变原列表。

（5）对该列表进行降序排序，并输出。要求用两种方法完成。

方法一：sorted()；方法二：sort()。

（6）对降序排序后的列表，用切片方法，输出你家乡的名字及其前面和后面的名字（如果有的话）。注：不能直接使用0、1、2、……这样的索引值，即你家乡城市名的索引值使用index()函数获得。提示：需要用if 语句。

（7）将你家乡城市的名字前面和后面的城市（如果有的话），改名为任意其他城市的名字，并输出。注：还是不能直接用数字作为索引值。提示：需要用if 语句，index()函数。

（8）将刚才改名的1个（如果你家乡所在城市排在第一位或最后一位）或2个城市的名字删除，并输出剩下的城市名字。注：还是不能直接用数字作为索引值。提示：需要用if 语句，index()函数。

#实例五 # 输入 5 个城市名称，用空格隔开，第一个城市是家乡 cities = input("请输入 5 个城市的名称，用空格隔开: ").split() # 遍历输出城市 print("遍历输出城市：") for city in cities: print(city) # 索引输出家乡城市 hometown = cities[0] print("家乡城市：", hometown) # 切片输出其他城市 other_cities = cities[1:] print("除家乡外的其他城市：", other_cities) # 方法一：使用切片逆序 reversed_cities = cities[::-1] print("逆序列表（切片法）：", reversed_cities) # 方法二：使用 reverse() 方法，先复制列表再 reverse cities_copy = cities[:] cities_copy.reverse() print("逆序列表（reverse() 方法）：", cities_copy) # 方法一：使用 sorted() 进行降序排序 sorted_cities = sorted(cities, reverse=True) print("降序列表（sorted() 方法）：", sorted_cities) # 方法二：使用 sort() 进行降序排序，直接修改原列表 cities.sort(reverse=True) print("降序列表（sort() 方法）：", cities) # 第6题: 对降序排序后的列表，输出家乡及前后城市 index_of_hometown = cities.index(hometown) # 根据家乡的位置输出前后城市 if (index_of_hometown - 1) >= 0: print('前面的城市是：', cities[index_of_hometown - 1]) else: print('前面没有城市') if (index_of_hometown + 1) < len(cities): print('后面的城市是：', cities[index_of_hometown + 1]) else: print('后面没有城市') # 第7题: 修改家乡前后的城市名称 new_city_before = input("请输入修改家乡前面城市的名称：") # 输入家乡前面的城市 new_city_after = input("请输入修改家乡后面城市的名称：") # 输入家乡后面的城市 # 找到家乡的位置 index_of_hometown = cities.index(hometown) # 修改前后的城市 if (index_of_hometown - 1) >= 0: cities[index_of_hometown - 1] = new_city_before # 修改家乡前面的城市 print("前面修改完成！") else: print('前面无其他城市') if (index_of_hometown + 1) < len(cities): cities[index_of_hometown + 1] = new_city_after # 修改家乡后面的城市 print("后面修改完成！") else: print('后面无其他城市') print("修改后的城市列表：", cities) # 第8题: 删除改名后的城市并输出剩余城市 if (index_of_hometown - 1) >= 0: cities.remove(new_city_before) # 删除前面修改过的城市 if (index_of_hometown + 1) < len(cities): cities.remove(new_city_after) # 删除后面修改过的城市 print("删除后的城市列表：", cities)

实例6：字典操作。

定义一个字典变量：

dic_country={"China":"Beijing","America":"Washington","Norway":"Oslo","Japan":"Tokyo","Germany":"Berlin","Canada":"Ottawa","France":"Paris","Thailand":"Bangkok"}。

用input函数“请输入国家名：”，如果国家存在，用format函数输出首都名。格式为首都名：Beijing。如果这个国家不存在，请输出"未查询到该国家名！"。如：

请输入国家名：CHINA

首都名：Beijing

请输入国家名：SDG

未查询到该国家名！

#实例六 # 定义一个字典变量，存储国家和首都的对应关系 dic_country = { "China": "Beijing", "America": "Washington", "Norway": "Oslo", "Japan": "Tokyo", "Germany": "Berlin", "Canada": "Ottawa", "France": "Paris", "Thailand": "Bangkok" } # 使用 input 函数获取用户输入的国家名 country = input("请输入国家名：") # 检查输入的国家是否存在于字典中 if country in dic_country: # 如果存在，输出对应的首都名 print("首都名：{}".format(dic_country[country])) else: # 如果不存在，提示查询不到该国家 print("未查询到该国家名！")

六：思考题

实例1：列表嵌套。

编写一个与嵌套列表相关的程序。功能如下：

（1）用语句：nested_list_XYY= [[1,3,2], [6,4,5], [8,9,7]]定义一个嵌套列表。说明：

1. 其中X是你的班号，YY是你的一位或两位学号， 9个数字依次是学号，以及以学号为中心前后各4个数字。如题目中的9个数字是学号为5的示例。最小的3个数字保证在第一行，3个数字的顺序随意；中间3个数字保证在第二行，3个数字顺序随意；最大的3个数字保证在第三行，3个数字的顺序随意）；
2. 每个同学需要修改此样本数据，方法：5改成你的一位或两位学号，如：15号同学的实验用数据可以是[ [13,11,12], [16, 15, 14], [18, 17,19]]。
3. 若有1到4号的同学，学号请改为： 60+你的学号。

（2）将该嵌套列表中的每一行中的3个数字升序排序，并输出排序后的嵌套列表。

（3）将排序后的嵌套列表转化成一个非嵌套列表（俗称压平），名字为：list_XYY，其中X是你的班号，YY是你的两位学号。并遍历输出压平后的列表。

#思考题一 # 定义嵌套列表 nested_list_553 = [[49, 51, 50], [54, 53, 52], [55, 57, 56]] # 将每个学生的成绩进行升序排序 for i in range(len(nested_list_553)): nested_list_553[i].sort() # 输出排序后的嵌套列表 print("排序后的嵌套列表：") print(nested_list_553) # 将嵌套列表转换为非嵌套列表 flat_list_553 = [item for sublist in nested_list_553 for item in sublist] # 输出转换后的非嵌套列表 print("转换后的非嵌套列表：") print(flat_list_553)

实例2：成绩统计。

假设已有字典变量dic_score存储了学生的成绩信息，姓名为键。语文、数学、英语、计算机的成绩为值。

dic_score={"张三":[88,90,98,95],"李四":[85,92,95,98],"王五":[89,89,90,92],"丁六":[82,86,89,90]}

（1）试编写程序，统计每名学生的平均成绩和最高成绩，添加至每个学生成绩的后面，最后将字典输出。

（2）将（1）中的成绩形成嵌套列表输出。

（3）求每门课的最高分，作为新的键和值存入字典，并按照如下格式输出。

姓名语文数学英语计算机平均分最高分

张三8890989592.7598

李四8592959892.598

王五8989909290.092

丁六8286899086.7590

最高分8992989892.7598

#思考题二 # (1) 定义成绩字典 dic_score = { "张三": [88, 90, 98, 95], "李四": [85, 92, 95, 98], "王五": [89, 89, 90, 92], "丁六": [82, 86, 89, 90] } # (1)统计每名学生的平均成绩和最高成绩，添加至每个学生成绩的后面，最后将字典输出 for name, scores in dic_score.items(): average_score = sum(scores) / len(scores) max_score = max(scores) dic_score[name].extend([average_score, max_score]) print("修改后学生成绩：") print(dic_score) # (2) 将（1）中的成绩形成嵌套列表输出 nested_list = [[name] + scores for name, scores in dic_score.items()] print("嵌套列表学生成绩：") print(nested_list) # (3) 求每门课的最高分，作为新的键和值存入字典，并按照如下格式输出 MaxScore = [0, 0, 0, 0, 0, 0] # 用来存储各科的最高分，包括语文、数学、英语、计算机、平均分、最高分 for scores in dic_score.values(): MaxScore[0] = max(MaxScore[0], scores[0]) # 语文最高分 MaxScore[1] = max(MaxScore[1], scores[1]) # 数学最高分 MaxScore[2] = max(MaxScore[2], scores[2]) # 英语最高分 MaxScore[3] = max(MaxScore[3], scores[3]) # 计算机最高分 MaxScore[4] = max(MaxScore[4], scores[4]) # 平均分最高分 MaxScore[5] = max(MaxScore[5], scores[5]) # 最高分 dic_score["最高分"] = MaxScore # (4) 输出最终的成绩表 print("最终成绩表：") print("姓名\t语文\t数学\t英语\t计算机\t平均分\t最高分") for name, scores in dic_score.items(): print(f"{name}\t{scores[0]}\t{scores[1]}\t{scores[2]}\t{scores[3]}\t{scores[4]:.2f}\t{scores[5]}")