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第四章
程序设计基础
必修一 数据与计算
目录
CONTENTS
程序设计语言的基础知识
运用顺序结构描述问题求解过程
运用选择结构描述问题求解过程
运用循环结构描述问题求解过程
01
PART ONE
程序设计语言的基础知识
常量和变量
1.常量：指在程序运行过程中其值始终不发生变化的量，通常是固定的数值或字符串。
如：45，-30，‘Hello’,‘Good’等。
2.变量：指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。
组成：标识符（名字）+内容（值），如 a=1
常量和变量
变量的命名规则：
（1）由字母、数字、下划线组成
（2）第一个字符不能是数字
（3）字母区分大小写，如：value 和 Value不同
（4）不能使用保留字（关键字）
如:if、for、in、continue、print、input等。
stu_name 123_a print _age
数据类型
1.Python能直接处理的常用数据类型有：
Number（数值）
String(字符串)
List(列表)
Tuple(元组)
Set（集合）
Dictionary（字典）等。
数据类型
2.Number（数值）：三种数值类型
a.整型（int）：整数（正数、负数、零）
b.浮点型（float）:整数部分与小数部分组成
c.复数（complex）:实数部分与虚数部分组成
数据类型
3.String(字符串)：以单引号或双引号括起来的任意文本，如‘abc’、‘xyz’等。
4.List（列表）：写在“[]”之间、用逗号隔开的元素列表。(有序的对象集合)
如：list=[1,2,3,4,5]
list[0]=1,list[1]=2
数据类型
5.Tuple(元组)：与列表类似，使用小括号，元组的元素不能修改。如:tup=(1,2,3)
6.Set（集合）:无序不重复的序列，用“{}”标识
7.Dictionary（字典）：无序的对象集合，字典中的元素用键值对来表示，使用“{}”标识。
如：s={‘num’:’01’}
运算符与表达式
常用的运算符有：
算术运算符
逻辑运算符
关系运算符
赋值运算符
成员运算符等。
运算符与表达式
1.算术运算符
算术运算符 描述 示例
+ 加 x + y
- 减 x - y
* 乘 x * y
/ 除 x / y (5/2=2.5)
% 求余 x % y (5%2=1)
** 幂运算 x ** y (5**2=25)
// 整除 x // y (5//2=2)
运算符与表达式
2.逻辑运算符
逻辑 运算符 描述 用法 举例
and 与 a and b 只有当a和b都为true时，其结果才为true
如：（2<3）and (2>1)的结果为true
or 或 a or b 只要a和b中有一个为true，其结果就为true
如：（2<3）or (1>2)的结果为true
not 非 not a 如果a为true，则非a为false
如：not（2==3）的结果为true
运算符与表达式
逻辑运算符的运算结果
事件a 事件b a and b a or b not a
true true true true false
true false false true false
false true false true true
false false false false true
运算符与表达式
3.关系运算符
关系 运算符 描述 用法 举例
= = 判断a和b是否相等，若相等,运算结果为True,否则为False a==b 2==3的结果为false
> 判断a是否大于b，若大于b,运算结果为True,否则为False a>b 2>3的结果为false
< 判断a是否小于b，若小于b,运算结果为True,否则为False a>= 判断a是否大于等于b，若大于等于b,运算结果为True,否则为False a>=b 2>=3的结果为false
<= 判断a是否小于等于b，若小于等于b,运算结果为True,否则为False a<=b 2<=3的结果为true
!= 判断a和b是否不相等，若不相等,运算结果为True,否则为False a!=b 2!=3的结果为true
运算符与表达式
4.赋值运算符
赋值运算符 描述 实例
= 直接赋值运算符 a=b(右边的值赋给左边)
+= 加法赋值运算符 a+=b 等效于 a=a+b
-= 减法赋值运算符 a-=b 等效于 a=a-b
*= 乘法赋值运算符 a*=b 等效于 a=a*b
/= 除法赋值运算符 a/=b 等效于 a=a/b
//= 整除赋值运算符 a//=b 等效于 a=a//b
%= 求模赋值运算符 a%=b 等效于 a=a%b
**= 求幂赋值运算 a**=b 等效于 a=a**b
运算符与表达式
5. 运算符的优先级
当一个表达式有多种运算符时，运算的顺序将根据运算符的优先级由高到低进行运算。
运算符的优先级：算术运算符>关系运算符>逻辑运算符>赋值运算符；
当出现“（ ）”时，应先算括号内的内容；
在同类运算符中也要注意不同的优先级。
如：算术运算符中，幂运算>乘除>加减；
逻辑运算符中，not>and>or。
运算符与表达式
6.函数
函数是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段。【为一段实现特定功能的代码“取”一个名字，以后即可通过该名字来执行(调用)这段代码。】
格式：函数名（） 如：print（）、input（）、int（）
常用函数：
abs()——求绝对值； len()—— 求长度；
input()—— 输入数据； print()—— 输出内容；
int()——转换成整型； float()——转换成浮点型。
练习
1.在Python程序设计语言中，变量的命名需要遵循一定的规则，下列选项中合法的变量名是( )。
A. a7 B. if C.8b D.#a
A
A. a7
2.在python语言中以下哪一项是取余运算的运算符( )。
A . * B./ C.// D.%
D
D.%
练习
4. 下列表达式结果为真(True)的是( )。
A. 9>2 and 0 B. 3<5 or 4>5
C. not 16>15 D. 20<19 and 87>100
B
B. 3<5 or 4>5
3.在Python程序中，列表(List)就是一批变量的集合。已知列表m[2,4,0,23,1,20]，那么m[1]表示的元素是( )。
A.2 B.4 C.20 D.1
B
B. 4
练习
5.一个整数n既能被18整除，又能被27整除，下列能正确表示该逻辑关系的表达式是( )。
A.n//18==0 and n//27==0
B.n%18==0 or n%27==0
C.n%18==0 and n%27==0
D.n//18==0 or n//27==0
C
C.n%18==0 and n%27==0
练习
6.下列Python表达式中，值最小的是( )。
A. 2022//10%7 B. len("Fyms6!!")
C.abs(-7) D.66/10
A
A. 2022//10%7
练习
7.下列赋值语句正确的是( )。
A.x+1=x B. x=x+1
C.x=+1 D. x,y,z=1,2
B
B. x=x+1
8. 关于常量和变量，以下说法正确的是( )。
A.赋值语句a="12"中，a是变量，"12"是常量
B.赋值语句d="b"+"a"中，d、a、b都是变量
C.赋值语包a=1+2中，a是常量
D.赋值语包c=b+a中，c是变量，a、b都是常量
A
A.赋值语句a="12"中，a是变量，"12"是常量
02
PART TWO
运用顺序结构描述问题求解过程
数据的输入
1.在Python的程序设计语言中，数据输入通过input()函数来实现。
格式：<变量>=input(‘提示信息：’)
作用：接收来自用户的输入
返回的类型：输入值的类型为字符串型str
值的存储：使用赋值语句对输入的值进行存储
数据的输入
注意：字符串转换为数值型
数据的输入
注意：字符串转换为数值型
数据的输出
在Python中，数据输出可通过print()函数来实现。
格式：print（[object,...][,sep=‘ ’][,end=‘\n’]）
object：输出的对象，可以是常量、变量或表达式等
sep=‘ ’：默认为空格，表示每个输出对象之间的分隔符
end=‘\n’：默认为换行符，输出文本尾的一个字符串
数据的输出
sep=‘ ’：默认为空格，表示每个输出对象之间的分隔符
数据的输出
end=‘\n’：默认为换行符，输出文本尾的一个字符串
顺序结构
1.顺序结构是最常用、最简单的程序结构，其语句执行顺序是自上而下依次执行的。
顺序结构
例：计算两个数之和
练习
1.执行下列语句后的显示结果是( ) 。
a=1
b=2*a/4
a="one"
print(a,b)
A. one 0 B.1 0 C. one 0.5 D. one,0.5
C
C. one 0.5
练习
2.拟在屏幕上打印输出“Hello World”，以下选项中正确的是( )
A.print("Hello World")
B.print(Hello World)
C.printf( “Hello World” )
D.printf( 'Hello World’)
A
A.print("Hello World")
练习
3.在Python中，print("12"+"3")的运行结果为( )
A. 15 B."15" C.123 D. "123"
C
C.123
练习
4. 执行语句x=input()时，如果从键盘输入“12”并按回车键，则x的值是( )
A. 12 B. 12.0 C.1e2 D .‘12’
D
D .‘12’
练习
5.关于一些常用函数在程序中的功能，下列说法错误的是( )
A.input("输入体重(kg):")显示"输入体重(kg):"，并要求输入数据
B.float( input("输入身高(m):"))把数据转换成整型
C.float( input("输入身高(m):"))把数据转换成浮点型
D. print(“正常”)输出 正常
B
B.float( input("输入身高(m):"))把数据转换成整型
练习
6.执行下列程序后，从键盘输入1、2，则输出的结果是( )
m=int (input(“请输入一个数：”))
n=int(input(“请输入一个数：”))
m*=n
n//=m
m//=n
print (m, n)
2 , 1
练习
7.输入一个三位数的整数，倒序输出这个三位数。例如输入345，那么输出为543。程序代码如下:
a=int(inpu("请输入一个三位数的整数:"))
b=a//100
c=a//10%10
d=（ ）
n=（ ）
print (n)
a%10
b+c*10+d*100
03
PART THREE
运用选择结构描述问题求解过程
If语句
在程序设计中，主要使用条件语句（if语句）来实现判断和选择。
if语句包括单分支if语句、双分支if语句、多分钟支if语句。
If语句
格式：
if (条件表达式):
语句A
注意：
a.语句格式中的“:”，是英文状态下的冒号；
b.书写语句A之前，要先缩进(按tab键或四个空格)。


1.单分支if语句
If语句
1.单分支if语句
例：
请输入您的体温：
如果您的体温大于37.5，
程序提示：您正在发烧，现在不能进入学校。
您需要赶快去医院做检查！
If语句
格式：
if (条件表达式):
语句A
else:
语句B
注意：
a.语句格式中的“:”,是英文状态下的冒号；
b.书写语句A和语句B之前，要先缩进(按tab键或四个空格)。
2.双分支if语句
If语句
2.双分支if语句
例：
请输入您的年龄：
如果您的年龄大于18，
程序提示：‘请进’
否则：
程序提示：‘未满18岁，禁止进入！’
If语句
格式：
if (表达式1):
语句1
elif(表达式2):
语句2
……
elif(表达式N):
语句N
else:
语句N+1
3.多分支if语句
注意：不管是双分支还是多分支语句，else只能有一个。
If语句
3.多分支if语句
例：
设定一个整数28
猜一猜这个整数是什么：
如果猜的数等于28，
程序提示：猜对了！
否则如果猜的数大于28，
程序提示：大了
否则，
程序提示：小了
练习
1.以下语句格式正确的是( )。
A.if age < 18; B.if age < 18:
C.if age < 18; D.if age < 18.
B
B.if age < 18:
2.在Python中，下列关于if选择结构说法错误的是( )。
A.if语句中可以没有else子句
B.同一级别的if语句中可以有多个else子句
C.同一级别的if语句中可以有多个elif子句
D.if选择结构可以多层嵌套
B
B.同一级别的if语句中可以有多个else子句
练习
3.在Python中，运行以下程序得到的结果是( )。
m=19
if m>=30 or m<20:
print(m)
A.20 B. 19 C.30 D.0
B
B. 19
练习
4.小王编写了出租车收费的Python程序，代码如下:
s = eval(input("请输入行驶路程(公里):"))
if s <= 3:
f= 10
elif s <= 10:
f = 10 + 2.5 *(s- 3)
else:
f = 27.5 + 3.5 *( s - 10 )
print(f)
要测试所有分支程序代码是否正确，以下测试数据中，最恰当的一组是( )
A . 3,8 B. -1,5,12 C. 1,6,20 D . 3,12,20
C
C. 1,6,20
程序段：
a = 7
b= 2
c = 23
if a > b :
m = a
else:
m = b
if c>m:
m=c
练习
5.如下Python程序段，运行后，m的值为( )
A.7 B. 2 C.23 D.9
C
C.23
练习
6. 用Python编辑器打开"Y:\96"下的文件“三角形面积.py”，进行以下操作并保存结果。
(1)海伦公式是利用三角形的三条边的边长直接求三鱼形面积的公式，表达式为 ，其中p是三角形的周长的一半。
(2)请填空完善该程序，输入三条边长，判断能否构成三角形。如果能构成三角形就计算该三角形的面积并输出，否则提示不能构成三角形。
(3)编写完成后原名保存并关闭软件。
import math
a=float(input("请输入第一条边长:"))
b=float(input("请输入第二条边长:"))
c=float(input("请输入第三条边长:")) if(a+b>c)and(a+c>b)and( ):
p=( )
s=math.sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c))
print(a,b,c,“能构成三角形!”,“三角形的面积为:”， )
( ):
print(a,b,c,"不能构成三角形!")
b+c>a
(a+b+c)/2
s
else
04
PART FOUR
运用循环结构描述问题求解过程
循环结构
循环是让计算机自动完成重复工作的常见方式。
程序循环结构有：for循环、while循环、循环嵌套、循环控制等。
循环结构
1.for循环
格式：
for 循环变量 in 列表:
语句或语句组
注意：
a.for循环通过遍历列表中的元素来构建循环，循环结束的条件就是元素遍历完成。
b.循环变量 = 列表中的值
循环结构
1.for循环
例：
（1）输出5次“1”
（2）逐个输出列表中的元素
循环结构
1.for循环
注意：列表的使用
（1）直接罗列：
如：“for i in [1,2,3,4,5]:”是直接罗列的方式；
（2）使用range()函数：
如：“for i in range(1,6):”，使用range()函数生成了一个列表[1,2,3,4,5]
循环结构
range()函数的使用：
格式：range（[start,]stop[,step]）
start：起始值
stop：终止值
step：步长（间隔）
作用：生成一个数列，数列内容由括号中参数决定
数列包含起始值，但不包含终止值，步长可正可负
起始值默认为0，步长值默认为1，终止值不可省略
循环结构
练一练：
range(3)
range(2,7)
range(3,17,5)
range(10,5,-1)
10,9,8,7,6
0,1,2
2,3,4,5,6
3,8,13
循环结构
2.while循环
格式：
while（表达式）:
语句或语句组
注意：
a.什么时候循环？表达式为真时;
表达式为假时，退出循环。
b.while循环：重复次数不确定
for...in循环：重复次数确定
循环结构
2.while循环
例：
循环结构
3.循环嵌套
如果“工作要做很多遍，而每一遍工作都是需要重复做一些事情”,就要用到多重循环，即“循环嵌套”。【循环里面还有循环】
注意：外循环执行一次，内循环执行一轮。
循环结构
3.循环嵌套
例：
连续输出5次“1 2 3 4 5”
循环结构
4.循环控制
（1）break语句：中断循环
当某个条件成立时，立即退出循环，不再运行循环中余下的代码
（2）continue语句：跳出本次循环
当条件符合需要跳转的时候，跳过该次循环结束前的语句，回到循环开头的条件测试部分，重新执行循环。
循环结构
4.循环控制
例：
(1)输出1~5,如果遇到3的倍数，终止循环。
(2)输出1~5,如果遇到3的倍数时，跳过该次循环。
练习
1. 下列关于Python循环语句的说法错误的是( )。
A.for循环一般用于循环次数已知的情况
B.for循环和while循环不能相互嵌套
C.循环语句的结束条件设置不合理会造成无限循环
D.所有的for循环都可以用while循环改写
B
B.for循环和while循环不能相互嵌套
练习
2.在 Python 中，运行以下程序输出结果为( )。
for i in range(3):
print(i)
A . 1,2,3 B. 1,2 C. 0,1,2 D.3
C
C. 0,1,2
3.下列选项中，属于Python立即终止循环的语句是( )。
A. Break B. Continue C.Stop D. Print
A
A. Break
练习
4.有如下Python程序段:
k=[29,38,78,17]
m=k[0]
for i in k:
if i>m:
m=i
print(m)
该程序段执行后，输出结果为( )。
A.29 B. 38 C.78 D.17
C
C. 78
练习
5.有如下代码，若输入8、24，则x、y的值分别为( )
A.16 8 B.8 -8 C.4 2 D.8 8
D
D.8 8
x=int(input("请输入正整数x:"))
y=int(input("请输入正整数y:"))
while x <> y:
if x>y:
x=x-y
else:
y=y-x
(1)以上程序第4行横线处应该填入:
( );
(2)以上程序中变量a的数据类型是:
( );
(3)运行后的结果是4!=24，则for循环中第4行的语句共执行了( )次。
练习
6.数学中阶乘是用n!来表示，同时定义了n!=n*(n-1)!，例如:
5的阶乘可以表示为5!=5*4*3*2*1。下列Python程序是通过for循环求解一个正整数的阶乘。
sum=sum*i
整型
4
练习
循环次数 i sum=1 sum=
1 1 1*1 sum=sum*i
2 2 1*1*2 sum=sum*i
3 3 1*1*2*3 sum=sum*i
4 4 1*1*2*3*4 sum=sum*i
5 5 1*1*2*3*4*5 sum=sum*i
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凯撒密码是一种加密技术，就是把明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目n进行偏移后被替换成密文。李明用Python分别编写了凯撒密码加密和解密程序。他利用了ord()函数获取字符的ASCII码，然后利用chr()函数将其转换成对应的字符。
当n=3时，程序如下图。
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1.李明在调试加密程序时，输入了“Name”。输出的密文是（ ）。
A.Qdph B.Pdqh C.Qdgh D.Pdph
A
A.Qdph
2.程序中第3行的len()函数的作用是（ ）。
A.获取字符串 B.获取字符串的长度
C.转换字符串为整数类型 D.获取字符串的ASCII码
B
B.获取字符串的长度
3.当m = ‘d ’ 时，表达式‘a’ <= m <= ‘w’ or ‘A’ <= m <= ‘W’的结果是（ ）。
A. d B. False C. True D. g
C
C. True
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4.上面解密程序中，李明需在第6行 ① 和第8行 ② 两处分别填入（ ）。
A.chr(ord(m)+3)，chr(ord(m)+23)
B.chr(ord(m)-3)，chr(ord(m)+23)
C.chr(ord(m)+3)，chr(ord(m)-23)
D.chr(ord(m)-3)，chr(ord(m)-23)
B
B.chr(ord(m)-3)，chr(ord(m)+23)
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十次事故九次快，为了减少超速行驶带来的交通事故，交警部门在高速公路启用了区间测速技术。区间测速是在同一路段布设两个监测点，基于车辆通过前后两个监测点的时间来计算车辆在该路段的平均行驶速度，并依据限定的速度值判定车辆是否超速。阅读以下程序。
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1.程序中①处应填入的是（ ）。
A．s/t B．s/t/60 C．s/t*60 D．s/60*t
C
C．s/t*60
2.程序中②处应填入的是（ ）。
A．s B．t C．n D．s/t
C
C．n
3.以上程序运用了选择结构中的哪一种语句？（ ）
A．单分支语句 B．双分支语句
C．多分支语句 D．分支嵌套语句
B
B．双分支语句
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身体质量指数(Body Mass Index,简称BMI)是国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个指标。其计算公式为：BMI = 体重（kg）/ 身高（m）的平方。
成人的BMI指数对应的分类标准为：
BMI<18.5：偏瘦
18.5≤BMI<24：正常
24≤BMI<28：过重
BMI≥28：肥胖
小明编写了一段计算BMI并根据BMI判断身体胖瘦程度的程序，如下：
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1.程序中横线处 ① 应填入的内容是（ ）。
A. w/h**2 B. w/h C. w\h**2 D. w/h*h
A
A. w/h**2
2.上面程序“h=float(input(”请输入您的身高(m)：“))”中的函数float( )表示（ ）。
A. 将字符串转换为整数类型 B. 将字符串转换为浮点类型
C. 将整数类型转换为字符串 D. 将浮点类型转换为字符串
B
B. 将字符串转换为浮点类型
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3.上面程序中“if BMI <18.5：”是一条（ ）。
A. 输入语句 B. 赋值语句
C. 输出语句 D. 判断语句
D
D. 判断语句
4.上面程序中，横线处 ② 中应填入（ ）。
A．elif B.else C.else： D.if
C
C.else：
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假设有一张足够长、厚度为0.1毫米的纸可以无限次对折，只需对折几十次，其厚度就会超过珠穆朗玛峰，你信吗？如果不相信，不妨跟着小丽一起编程计算一下，对折多少次其厚度可以超过珠穆朗玛峰。小丽分析发现，折叠n次后纸的厚度为0.1×2n毫米,下面是她编写的Python程序。
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1.程序中①处应填入（ ）。
A. 珠穆朗玛峰的高度数值
B. input("输入珠穆朗玛峰的高度：")
C. int(input("输入珠穆朗玛峰的高度："))
D. float(input("输入珠穆朗玛峰的高度："))
D
D. float(input("输入珠穆朗玛峰的高度："))
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2.程序中②处可填入的条件表达式为（ ）。
hdgd
C. hdgd*1000
C
C. hd3.程序中③处可填入的表达式为（ ）。
A. 2n B. 0.1*2n C. 2**n D. 0.1*2**n
D
D. 0.1*2**n
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4.下列关于程序中break语句的说法正确的是（ ）。
A. break语句的作用是跳过该次循环，提前进入下一次循环
B. break语句的作用是结束整个循环
C. break语句和continue语句作用相同
D. break可用于循环体外
B
B. break语句的作用是结束整个循环
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2021年10月16日，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员乘坐神舟十三号载人飞船进入太空。载人飞船要飞入太空，必须达到宇宙速度。所谓宇宙速度，就是从地球表面发射的航天器进行环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度，分别称为第一、第二、第三宇宙速度，分别为7.9km/s、11.2km/s、16.7km/s。据此，请阅读下面程序
真题链接
1.语句“input(‘请输入航天器速度km/s:’)”的返回值属于哪种数据类型？（ ）
A.数值 B.字符串 C.字典 D.列表
B
B.字符串
2.上面程序通过什么控制结构实现航天器速度的判断？（ ）
A.顺序结构 B.选择结构
C.循环结构 D.嵌套结构
B
B.选择结构
真题链接
3.上面程序代码中的①处，应填写（ ）。
A.float(v) B.int(v)
C.str(v) D.chr(v)
A
A.float(v)
4.上面程序代码中的②、③处，分别应填写（ ）。
A. v<=11.2，v<=16.7
B. v<11.2，v<16.7
C. v>7.9，v>11.2
D. v>7.9 or v<11.2，v>11.2 or v<16.7
B
B. v<11.2，v<16.7
真题链接
学习信息技术课后，小明决定利用Python开发一个“数字竞猜”小游戏，经过努力，小明完成了游戏程序的编写与运行测试。程序如下所示，据此完成1-2题。
真题链接
1.上图多分支语句elif ① :中的条件表达式是（ ）。
A．m=n B．mn D．m!=n
C
C．m>n
2.在n = int(input(“请输入竞猜数字：1-20之间:”))中，int( )的作用是将输入函数的返回值转换为（ ）。
A．整数 B．字符串 C．列表 D．浮点数
A
A．整数
真题链接
广东省每年5-10月实行夏季阶梯电价标准。其计费标准为：
第一档电量0-260度为0.68元/度；
第二档电量261-600度为0.73元/度；
第三档电量601度以上为0.98元/度。
李明根据以上计费标准，用Python编写了一段程序让电脑自动计算电费，程序代码如下：
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1.上面程序“n = int(input(‘用电量（度）：’)) ”中的函数int( )表示（ ）。
A.将字符串转换为整数类型 B.将字符串转换为浮点类型
C.将整数类型转换为字符串 D.将浮点类型转换为字符串
A
A.将字符串转换为整数类型
2.上面程序中“t=n*0.68”是一条（ ）。
A.输入语句 B.赋值语句 C.输出语句 D.判断语句
B
B.赋值语句
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3.上面程序中，两处划横线应填入（ ）。
A．if,else: B.elif,else: C.if,elif D.elif,if:
B
B.elif,else:
4.运行上面程序，输入300，最后的输出结果是（ ）。
A.用电量（度）：300，电费（元）：204.0
B.用电量（度）：300，电费（元）：219.0
C.用电量（度）：300，电费（元）：206.0
D.用电量（度）：206，电费（元）：300.0
B
C.用电量（度）：300，电费（元）：206.0