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专题03 算法的程序实现
【学习目标】
理解并掌握计算机编程的基本概念和流程。学生应能描述从问题抽象到程序实现的整个过程，包括算法设计和程序调试。
学习Python语言的基础语法和编程环境的使用。学生应熟悉IDLE集成开发环境的基本操作，能够使用Python Shell执行基本命令。
掌握Python中的数据类型、表达式以及控制结构（顺序、分支、循环）。学生应能编写简单的程序来处理数据，如排序、基本的数学运算等。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点一：算法
1.算法的概念
“算法”指的是解决问题或完成任务的一系列步骤，例如做饭的步骤。
2.算法的特征
①有穷性；②可行性；③确定性；④有0个或多个输入；⑤有1个或多个输出。
3.算法的要素
(1)数据：值，可以是整数、实数、字符串、布尔值等等。
(2)运算：对值进行处理计算。
(3)控制转移：顺序结构、分支结构、循环结构。
4.算法的描述
（1）自然语言
第一步：输入变量flag的值
第二步：若flag的值为1，则输出‘空车位’；否则输出‘非空车位’
（2）流程图
（2）伪代码 （3）计算机程序语言
输入变量flag的值 flag=input()
if flag == 1: if flag == 1:
输出‘空车位’ print(‘空车位’)
else: else:
输出‘非空车位’ print(‘非空车位’)
5.算法的基本结构
（1）顺序结构（2）分支结构（选择结构，不能是树形结构）（3）循环结构
6.用算法解决问题的过程
(1)抽象与建模 (2)设计算法（输入-处理-输出）(3)描述算法
知识点二：Python
1.运算符
**：幂次方（最优先） //：整除，取小 a%b：取余（a-a//b*b）
大于等于：>= 小于等于：<= 等于：== 不等于：!=
T and F : F T or F：T （先算and再算or）
2.列表：
a[3：9：2]：从3开始，到8结束，步长为2（3，5，7）
从第二个取到尾：a[1;]
3.函数：见函数表
4.分支结构：if elif else
5.循环结构：
for 循环：
for i in range(n)： i取不到n
循环体
else：当程序自动退出循环，继续执行else子句中的语句块（while一样）
语句块
将列表a从头取到尾 for i in range(len(a))：
break：彻底退出循环 continue：退出这一轮循环，继续下一轮循环
解析算法：找出求解问题的数学表达式，实现问题的求解
枚举算法：把问题所有可能的解一一列举，然后判断每一个列举出的可能解是否为正。
【题型精讲】
例1
计算机编程解决问题的一般过程包括以下哪项？
A. 算法设计、程序编写、数据输入、结果输出
B. 问题分析、模型建立、算法设计、程序实现
C. 需求分析、功能定义、界面设计、程序测试
D. 文档撰写、代码开发、系统集成、性能评估
【答案】B
【讲解】计算机编程解决问题的一般过程包括问题分析、模型建立、算法设计以及程序实现。这一过程首先从理解问题开始，然后通过抽象和建模将实际问题转化为计算模型，接下来设计出解决该问题的算法，最后编写程序并实现这个算法以解决问题。其他选项A、C、D虽然也是软件开发过程中的某些环节，但它们并不是解决问题的完整过程。
例2
请在下面的Python代码中填入适当的内容，完成绘制一个正六边形的功能。
# 计算平均车速的代码片段
s = input("请输入用时（秒）：") # 获取行驶时间，单位为秒
t = int(s) # 转换为整数类型
v = float(input("请输入速度（米/秒）：")) # 获取速度，单位为米/秒
d = float(input("请输入行驶距离（米）：")) # 获取距离，单位为米
avg_speed = d / t # 计算平均车速
if v <= average_limit: # average_limit为限速100千米/小时对应的速度限制，单位为米/秒
print("正常") # 如果平均车速小于等于限速，输出“正常”
else: # 如果平均车速大于限速，输出“超速”
print("超速")
【答案】
# 导入turtle模块
import turtle
# 设置画笔速度
n=int(input("请输入正多边形的边数n："))
a=int(input("请输入边长a："))
d=(n-2)*180/n # 计算内角度数
t=turtle.Pen() # 创建画笔对象
for i in range(n): # 重复执行n遍操作
t.forward(a) # 向前绘制长度为a的线段
t.left(180-d) # 向左旋转（180-d）度
【讲解】此题要求学生根据给定的参数（边数n和边长a）使用Python的turtle库来绘制一个正多边形。通过for循环控制边数，利用turtle库的函数进行绘图操作，其中d是每次逆时针旋转的角度，它由内角度数公式（（n-2）×180÷n）计算得出。
【强化训练】
1.Python语言中，下列哪个函数用于导入math模块？
A. import math
B. from math import *
C. math()
D. none of the above
2.在Python中，如果要判断一个像素的颜色是否为黑色，可以使用哪个函数？
A. bw_judge(R, G, B)
B. color_judge(R, G, B)
C. fill_judge(x, y)
D. none_of_the_above
3.如果需要判断某信息点是否被填涂，除了判断该信息点区域中所有像素是否被涂黑外，还需要统计这些像素中多少比例是黑色的。请问，这种算法属于什么类型的算法？
A. 解析算法
B. 枚举算法
C. 分支结构算法
D. 循环结构算法
4.根据超速标准，如果一辆车的平均车速超过了限速但未达到20%，则应该判定为以下哪种情况？
A. 正常行驶
B. 轻微超速
C. 超过规定时速且不足20%
D. 超过规定时速70%以上
5.Python中的range函数默认生成的序列是：
A. [0, 1, ..., n-1] (n>=0)
B. [n, n-1, ..., -1] (n>=0)
C. [-n, -n+1, ..., n-1] (n>=0)
D. [n-1, n, ...] (n>=0)
6.如果一个for循环中没有指定else子句，那么当循环条件不满足时，程序会执行哪个部分？
A. for循环体内的语句块不会执行任何操作。
B. for循环体内的语句块会执行一次循环体。
C. for循环体内的语句块会一直执行下去。
D. for循环体内的语句块会在下次循环开始前执行一次。
7.Python语言中，如果要将字符串转换为整数进行数学运算，应使用哪个内置函数？
A. int()
B. str()
C. float()
D. none of the aboves
参考答案
A
【详解】
在Python中，用于导入math模块的函数是import math。这会直接导入math模块的所有内容。其他选项B、C和D都不是正确的导入方式。
2．A
【详解】
在Python中，如果要判断一个像素的颜色是否为黑色，可以使用bw_judge(R, G, B)函数。其中R、G、B分别代表红色、绿色、蓝色的颜色分量值，范围是[0,255]。如果灰度值小于132，则判定为黑色；否则判定为白色或浅色区域。
3．B
【详解】
这种算法属于枚举算法。它通过逐一列举出每一个可能解（即每个信息点），然后判断其是否为正确解（即填涂情况）。在利用问题提供的约束条件筛选、判断解的过程中使用分支结构。
4.C
【详解】
根据超速标准，如果一辆车的平均车速超过了限速但未达到20%，则应该判定为“超过规定时速且不足20%”。这是对超速程度的一种区分，介于正常与严重超速之间。
5．A
【详解】
Python中的range函数默认生成的序列是[0, 1, ..., n-1] (n>=0)。这个序列包含了从0到n-1的所有整数，不包括n本身。
6．D
【详解】
如果一个for循环中没有指定else子句，那么当循环条件不满足时，程序会执行for循环体内的语句块会在下次循环开始前执行一次。这是因为for循环通常用来遍历序列元素，每次迭代之前都会执行一次循环体。
A
【详解】
在Python语言中，如果要将字符串转换为整数进行数学运算，应使用内置函数int()。这个函数可以将一个字符串参数转换成相应的整数类型。

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