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专题四 可以复用的代码
考纲要求
（1）了解面向对象程序设计的基本方法；
（2）了解模块化程序设计的意义；
（3）掌握调用math模块使用数学函数的方法；
（4）掌握调用turtle模块绘制简单图形的方法。
一．面向对象程序设计概述
面向对象程序设计（简称OOP）是一种程序开发的方法。对象是指客观存在的事物，比如可以从圆、矩形、三角形等图形抽象出一个简单图形，简单图形就是一个对象，它有自己的属性和行为，图形中边数、面积是它的属性，输出图形的面积就是它的行为。同一类事物的集合称为类，在类中定义每个对象共有的属性和方法，即类是封装对象的属性和行为的载体，对象是类的实例。面向对象程序设计的思想是将对象作为程序的基本单元，将程序和数据封装其中以提高程序的重用性、灵活性和扩展性。面象对象程序设计具有三大基本特征：封装、继承和多态。 在Python中，字符串、函数、列表等都是对象，Python就是面象对象程序设计语言。
实例：根据从键盘上输入的表示星期几的数字，输出对应的用英文表示的星期的简称，如“Mon、Tue、Wed、Thu、Fri、Sat、Sun”。设计程序代码如下：list=[] #创建空列表对象for i in range(7):xq=input("请输入英文星期：") #按星期的顺序一个一个输入，并添加到列表中list.append(xq) #利用列表对象的方法append()将英文星期添加到列表的末尾 n=int(input("请输入一个数：")) #输入1～7中的一个数 print("你输入的是",list[n-1]) #输出英文表示的星期
二．模块化程序设计的意义
对于比较大型、复杂的问题，可以采取“自顶向下、逐步细化”的方法，即将一个完整的问题分成若干个小问题，每个小问题实现一个功能，再将每个小问题逐步细化、分解为一系列具体可实现的步骤。以功能块为单位进行程序设计，实现其求解算法的方法称为模块化。模块化的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化。将问题模块化后，有许多功能是相似甚至完全相同的，可以使用代码复用的方法以提高程序的效率。函数就是一种代码复用的方法。Python函数分为系统函数和用户自定义函数两类。系统函数分为内置函数和非内置函数，内置函数可以直接使用，内置函数包含了使用频繁的或最基本的操作，如基本数学函数（abs，round）、类型转换函数（int，float，str）、集合操作函数（len，max，min，sum）、输入输出操作函数（input，print）等。 非内置函数要先导入模块再使用。Python 标准库中有100多个非内置模块，如math库函数，其中包含各种数学函数。
二．模块化程序设计的意义
1．内置函数。
表6-4-1 Python内置函数
二．模块化程序设计的意义
【实例讲解】 1．输入5个数，统计最大值、最小值、它们的和以及平均值。 程序代码： list=[] #定义空列表 for i in range(5): a=float(input("请输入一个数:")) list.append(a) #将输入的数添加到列表 print(max(list),min(list),sum(list),sum(list)/5) 2．输入一个字符串，输出字符串长度；将大写的字母转化为小写再输出；将小写字母转化为大写再输出。 s=input("请输入一个字符串:") a=len(s) print("字符串的长度是:",a) for i in range(a): print(s[i].lower(),end="") #将大写的字母转化为小写再输出 for i in range(a): print(s[i].upper(),end="") #将小写的字母转化为大写再输出
二．模块化程序设计的意义
2．调用math模块 要使用math模块中的库函数，首先必须要导入，导入的方法有两种：（1）导入整个模块。语句格式：import math；或 from math import *。（2）导入个别函数。比如导入函数sqrt、sin,语句格式：from math import sqrt,sin。
表6-4-2常见的math函数
函数名 作用 示例 结果
sqrt() 求平方根 math.sqrt(9) 3.0
trunc() 取整，直接舍去小数 math.trunc(2.78) 2
exp() exp(n)求e(e=2.718)的n次方 math.exp(1) 2.718281828459045
gcd() gcd(x,y),求x,y的最大公约数 math.gcd(8,6) 2
pi 求圆周率π，保留15位小数 math.pi 3.141592653589793
log() 求以e为底的对数 math.log(2.718) 约为1.0
sin() 求正弦值 math.sin(1) 0.84
cos() 求余弦值 math.cos(1) 0.5403
实例：设计程序求一元二次方程的解输入一元二次方程（y=ax2+bx+c）的系数，判断并输出方程的解。 一元二次方程解的公式是：x=(-b± )/2a。如输入a=1,b=4,c=3 ，输出方程的解为-1，-3。程序代码如下：import matha=float(input("请输入系数a:"))b=float(input("请输入系数b:"))c=float(input("请输入系数c:"))p=b**b-4*a*cif p>0: print("x1=",(-b+math.sqrt(p))/(2*a)) print("x2=",(-b-math.sqrt(p))/(2*a))elif p==0: print("x=",-b/(2*a))else: print("方程无解")
二．模块化程序设计的意义
二．模块化程序设计的意义
Python随机函数Python中生成随机数的函数，是由random模块控制，需要导入random模块才能使用。（1）random()函数。random.random()函数返回一个随机数，其值在0至1的范围之内，具体用法如下：　　import random　　print ("随机数: ", random.random()) #每次输出的结果都不相同。（2）random.randint()。用于随机生成指定范围内的整数，有两个参数，一个是范围上限，一个是范围下限，具体用法如下：　　import randomprint (random.randint(6,8))#输出6，7，8中的随机数
根据以下题目要求设计程序
（1）输入直角三角形两条直角边的长度a,b，计算斜边的长度（保留1位小数）。
（2）输入一个字符串按逆序输出，如输入"abcd"，输出"dcba"。
（3）校园歌手赛上，6个评委给选手甲打的分数分别是9.2，8.6，7.9，8.6，9.1，8.8，去掉一个最高分和一个最低分，再取平均分作为该选手的最后得分，请统计并输出该选手的最后得分。
『知识扩展』
『实践体验』
二．模块化程序设计的意义
3．自定义函数 用户自定义函数是用户自己编写的一段程序。Python自定义函数的语法如下：def 函数名（参数列表）: 函数体（包含语句或语句组） return [返回值]/[None] 说明：（1）函数名必须遵循标识符的命名规则；（2）函数可以没有参数，如果有多个参数，则参数之间用逗号分隔；（3）函数若没有返回值，可以省略return语句或使用return None。【实例讲解】输入一个自然数n,计算n!并输出结果，计算n!使用自定义函数实现。程序代码如下：def fac(x): #求x! s=1 for i in range(2,x+1) : s=s*i return sn=int(input("请输入一个自然数："))t=fac(n) #调用自定义函数fac()print(n,"!=",t)【实践体验】根据以下题目要求设计程序（1）输入x,计算y=|x|并输出结果,其中计算绝对值使用自定义函数。（2）计算s=1!+2!+3!+…+10！
turtle库是Python语言中一个很流行的绘制图像的函数库，它通过函数指令控制图形的生成。在使用 turtle库中命令前，先要导入模块，导入的语句格式如下：格式1：import turtle；格式2：import turtle as 变量；例如：import turtle as t,表示导入turtle模块，并且用t代替turtle。1．画布 画布就是绘图区域，我们可以设置它的大小和初始位置。 设置画布大小的语句是：turtle.screensize(width, height,color)，参数分别为画布的宽、高（单位是像素）和画布颜色。如：turtle.screensize(400,500,"red")。2．画笔 在默认情况下，在画布中心位置有一个坐标轴原点，坐标原点处有一只面朝x轴正方向的“小乌龟”，它代表画笔。在绘图时，使用画笔控制命令结合画笔运动命令控制画笔的状态生成图形。画笔的属性包括宽度、颜色和移动速度等；画笔的运动状态有提起、放下、前进、后退、左转及右转等。常见的画笔控制命令如表6-4-3所示，画笔运动命令如表6-4-4所示。
三．调用turtle模块绘制简单图形
表6-4-3画笔控制命令
画笔控制命令 使用说明
turtle.pensize(size)或width(size) 设置画笔宽度，其中size单位为像素,决定了生成的图形轮廓线粗细
turtle.pencolor() 设置画笔颜色，参数如"green"、 "red"、 "blue" 、"yellow"、"orange"等,也可以是RGB 3元组
turtle.speed(n) 设置画笔的速度，n取值范围为1到10，数值越大速度越快
turtle.fillcolor(color) 设置图形的填充颜色，参数如"green", "red"等
turtle.filling() 返回当前是否在填充状态
turtle.begin_fill() 开始填充图形
turtle.end_fill() 结束填充
三．调用turtle模块绘制简单图形
表6-4-4画笔运动命令
画笔运动命令 使用说明
turtle.forward(d)或fd（d） 向当前画笔方向移动d个像素（px）长度
turtle.backward(d)或bk(d) 向当前画笔相反方向移动d个像素长度
turtle.right(a)或rt（a） 画笔右转（顺时针转）a度
turtle.left(a)或lt（a） 画笔左转（逆时针转）a度
turtle.penup()或pu() 提起画笔，画笔移动时不会绘制图形
turtle.pendown()或pd() 画笔落下，画笔移动时绘制图形，缺省时也会绘制图形
turtle.goto(x，y) 将画笔移动到坐标为x，y的位置
turtle.circle(r) 画半径为r像素的圆，以下实例中有详细介绍用法
turtle.write（） 作用是在海龟界面输出文字，语句格式：turtle.write(内容,font=(fontname,fontsize,fonttype))。如定义字体为Arial，大小为24，输出内容为“热爱学习！”，可使用命令：turtle.write(“热爱学习！”,font=(“Arial”,24))
三．调用turtle模块绘制简单图形
三．调用turtle模块绘制简单图形
【实例讲解】1．画正方形。实例：画一个边长为80像素，线条颜色为红色的正方形，代码如下：import turtle #导入turtle模块turtle.pencolor("red") #画笔颜色为红色 for i in range(4): #循环四次画4条边 turtle.forward(80) #向当前画笔方向移动80像素 turtle.right(90) #画笔右转90度，也可以使用turtle.left(90) 2．画三角形。实例：画一个边长为150像素的等边三角形，填充颜色为“绿色”，代码如下：import turtlet=turtlet.fillcolor("green") #填充颜色为绿色t.begin_fill() #开始填充for i in range(3): t.fd(150) #向当前画笔方向移动150像素 t.rt(120) #画笔右转120度， 也可使用t.lt(120)t.end_fill() #结束填充t.done() #结束画图
三．调用turtle模块绘制简单图形
3．画圆。根据给定半径画圆的语句是：turtle.circle(r,extent=None, steps=None)。参数说明:①r为半径（单位为像素），半径为正(负),表示圆心在画笔的左边(右边)；②extent为弧度(可选项)，整个圆的弧度是360，半圆弧度是180，圆的四分之一弧度是90；③steps为多边形边数 (可选项）,画半径为r的圆的内接正多边形，如正三角 steps=3。例1：turtle.circle(50) # 画半径为50像素的整圆例2：turtle.circle(50,steps=4) # 画半径为50像素的整圆的内接四边形例3：turtle.circle(50,180) # 画半径为50像素的半圆【实践体验】1．画一个边长为100px的正六边形，填充颜色为蓝色。2．画一个长为100px，宽为80px的矩形，线条颜色为“红色”，填充颜色为“绿色”。
课后练习
1．下列选项中不属于代码复用的优点的是（ ）。A．减少代码重复 B．使程序模块化C．使程序便于阅读 D．便于发挥程序员的创造力2．函数int(9.8)计算的结果是（ ）。A．9 B．9.0 C．10 D．10.03．函数sqrt(9)计算的结果是（ ）。A．3 B．3.0 C．18 D．814．以下不属于Python标准函数的是（ ）。 A．str() B．input() C．range() D．abc()5．以下函数可用于统计列表中最大值的是（ ）。A．sum() B．max() C．min() D．pow()6．函数round（6.85,1）的值是（　 　）。A．6 B．7.0 C．6.8 D．6.97．函数len("Hello")的值是（　 　）。A．5 B．HELLO C．“hello” D．Class-str8．Python 程序中导入math模块的命令是（ ）。 A. import B.output C. input D.get9．Python中，用于绘制图形的模块是（ ）。A．pygame B．math C．time D．turtle
10．自定函数的关键字是（ ）。A．function B．return C．procedure D．Def
专题综合练习
一、单项选择题1．Python语句a="21-4-5"，则a的数据类型是（ ）。A．int B．float C．date D．str2．Python中，以（ ）开头的内容属于注释。A．\n B．# C．& D．$3．以下列表函数中会生成5个元素的一项是（ ）。A．range(5) B．range(0,5,2) C．range(1,6,2) D．range(0,6,2)4．表达式1+4*5.0运算结果的数据类型是（ ）。A．float B．int C．chr D．str5．以下不属于Python常量的是（ ）。A．3.14 B．bcd C．"1234" D．'happy'6．Python中，将12.88转化为整数可使用的函数是（ ）。A．float() B．str() C．round() D．int()7．把变量m的值赋给n的正确语句是（ ）。A．m=n B．n=m C．n←m D．n==m 8．下列Python程序段运行的结果是（ ）。a=36;b=5；c=a//bprint(c)A．7 B．7.2 C．7.0 D．1
专题综合练习
9．下列表达式的值为True的是（ ）。A．2!=3 or 0 B．3>2>2 C．4>3 and 0 D．2==2 and 4<=310．以下属于列表的是（ ）。A．(1,2) B．{1,2} C．[1,2] D．1,211．在Python中，书写正确的表达式是（　 　）。A．b**2-4ac B．1/3a5 C．pi*r^2 D．2*pi*r12．b=str(25)，b的数据类型是（　 　）。A．浮点型 B．字符串 C．整型 D．复数13．在Python中，表达式"22"+"8"的值是（　 　）。A．30 B．"30" C．"228" D．"22+8"14．运行以下程序后，输出的结果是（ ）。m,n=1,2print(m==n)A．True B．False C．0 D．115．已知s=1+2+3…+n，找出一个最大整数n,使得s<2000。编写程序解决该问题，最合适的程序结构是（ ）。A．顺序结构 B．选择结构 C．循环结构 D．网状结构
专题综合练习
16．有Python程序如下：s=input()print(s*3)运行后通过键盘输入6，则输出的结果是（　 　）。A．18 B．666 C．sss D．s*317．在Python中，运行以下程序段后，输出的结果是（　 　）。for p in [1,2,3]:print(p**2,end="")A．1 2 3 B．2 4 6 C．1 4 9 D．出错18．以下Python程序运行后，输出“@”的个数是（ ）。for n in range(0,10,3): print("@")A．10 B．6 C．5 D．419. 以下程序的功能是：从键盘上输入一个两位数，判断是否为6的倍数，在①处应该填入的内容是（ ）。n=int(input())if ①: print("是6的倍数")A．n//6=0 B． n%6==0 C．n/6==0 D．n%6!=0
专题综合练习
20．下列Python程序运行的结果是（ ）。s=1for k in range(1,5):s=s*kprint(k,s)A． 24 6 B．120 5 C． 4 24 D．120 4
二、完善程序题
1．一本书的厚度为a页，李老师已经看了10天书，每天看b页。请编写一个程序，输入a,b的值，计算并输出李老师还要看几天才能把全书看完。请在①②处填写正确的内容。
a=①(input("全书页数:"))
b=int(input("每天看的页数:"))
s=②
print("还需要看",s,"天才能看完")
2．小王办理了某种流量套餐，其中不超出1000MB（包含1000MB）的部分费用20元，超出的部分0.25元/MB，输入他本月消耗的流量数P（单位MB）,计算并输出他本月的费用。请在①②处填写正确的内容。
p=float(input("请输入流量:"))
if ①:
m=20
else:
②
print("本月费用是:",m,"元")
专题综合练习
3．1月～3月为春季，4月～6月为夏季，7月～9月为秋季，10月～12月为冬季。输入一个月份，判断并输出是什么季节。请在①②处填写正确的内容。yf=int(input("输入月份："))if ①: jj="春季"elif yf in [4,5,6]: jj="夏季"elif yf in [7,8,9]: jj="秋季"②: jj="冬季"print("您输入的月份属于：",jj)
4．以下是计算 的程序代码，请在①②处填写正确的内容。
p=①
for i in range(2,11):
②
print("p=",p)
专题综合练习
5．以下是计算s=1+4+7…+61的程序代码，请在①②处填写正确的内容。s=0k=1while ①:s=s+k②6．以下程序的功能是输入x，y的值，对调x，y的值再输出，请在①②处填写正确的内容。x=int(input("请输入一个数："))y=int(input("请输入另一个数："))z=x①y=z②("x=",x,"y=",y)7．以下程序的功能是画一个半径为60px的正圆，线条颜色为“蓝色”，请在①②处填写正确的内容。①turtle.pencolor("blue")turtle.speed(2)turtle.width(5)turtle.②
专题综合练习
8．以下程序的功能是画一个边长为120px的正方形，线条颜色为“红色”，请在①②处填写正确的内容。import turtlet=turtle t.pencolor("red") for i in range(4): t.① #画笔移动120像素 t.② #画笔左转90度 t.done()三、程序设计题1．一辆动车即将穿越隧道，已知隧道全长为a米，动车车长为300米，动车速度为b米/秒。输入a,b的值，计算并输出动车完全通过隧道需要花费的时间。2．输入一个三位数，按逆序输出，如输入123，输出321。3．输入一个自然数并判断是否既是2的倍数又是3的倍数。若是，则输出yes；否则输出no。4．输入两个数a,b,若a＞b则s=（a-b)2，否则s=（a+b)2,计算并输出s。5．某停车场收费标准为：停车时间为1小时以内免费，1小时≤停车时间＜2小时收费10元，停车时间≥2小时，每小时加收2元，输入停车时间计算并输出停车费用。
专题综合练习
6． ，计算并输出s。
7．s=5+10+…+100，计算并输出s。
8．输入一个字符串统计字母（包括大小写）的个数。
9．假定存款年利率固定为4.25%，投资10万元，多少年后资金翻倍？
10．输出三位数中所有的水仙花数。所谓水仙花数是指一个三位数，其各位数字立方的和等于该数，如：153 =13+53+33。
课后练习答案
题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案
1 D 2 A 3 B 4 D 5 B
6 D 7 A 8 A 9 D 10 D
课后练习答案：
专题综合练习：
一、单项选择题
题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案
1 D 2 B 3 A 4 A 5 B
6 D 7 B 8 A 9 A 10 C
11 D 12 B 13 C 14 B 15 C
16 B 17 C 18 D 19 B 20 C
课后练习答案
二、完善程序题1．①int ②（a-10*b）/b 或a/b-10 2．①p<=1000 ②m=20+(p-1000)*0.25 3．①yf in [1,2,3] ② else 4．①1 ②p=p*(1/i) 5．①k<=61 ②k=k+36．① x=y ②print7．① import turtle ②circle(60)8．① t.forward(120)或t.fd(120) ②t.left(90)或t.lt(90)
三、程序设计题
1.
a=float(input("请输入隧道长（单位为米）："))
b=float(input("请输入动车速度（单位为米/秒）："))
t=(a+300)/b
print("动车完全通过隧道所需要的时间：",t,"秒")
课后练习答案
2.
n=int(input("请输入一个三位数："))
a=n//100
b=n%100//10 #或 b=n//10%10
c=n%10
s=c*100+b*10+a
print("新生成的三位数是：",s)
3.
n=int(input("请输入一个整数："))
if n%2==0 and n%3==0: #或 n%6==0
print("yes")
else:
print("no")
课后练习答案
4.
a=float(input("请输入一个数："))
b=float(input("请输入另一个数："))
if a>b:
s=(a-b)**2
else:
s=(a+b)**2
print("s=",s)
5.
t=float(input("请输入停车时间（单位为小时）："))
if t<1:
f=0
elif t<2:
f=10
else:
f=10+(t-2)*2
print("停车费用是：",f,"元")
课后练习答案
6.
s=1
for i in range(2,11):
s=s+1/i
print("1+1/2+1/3+…+1/10=",s)
7.
s=0
for i in range(5,101,5):
s=s+i
print("5+10+…100=",s)
8.
s=input("请输入一个字符串：")
a=len(s)
count=0
for i in range(a):
if s[i]>='a' and s[i]<='z' or s[i]>='A' and s[i]<='Z':
count=count+1
print("字符串中包含的字符个数是：",count)
课后练习答案
9.
year=0
money=10
while money<20:
money=(1+0.0425)*money
year=year+1
print(year,"年后资金翻倍")
10.
for i in range(100,1000):
a=i//100
b=i%100//10
c=i%10
if a**3+b**3+c**3==i:
print(i)

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