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专题5　函数和模块
学业要求 知　识　点 学业水平等级
1.掌握自定义函数的构造和调用方法 2
2.掌握模块的导入方法和常用函数的应用 2
知识点一　自定义函数
【知识梳理】
1.在算法的程序实现过程中，也经常根据具体问题的特点将其分解成若干个________或者借助所用程序设计语言的特性来完成问题的解决。
2.Python主要运用________、________等方式实现模块化程序设计，为算法的程序实现带来极大的便利。
3.定义函数的语法如下：
def函数名(参数集合)：
<函数体>
[return________]
4.函数名的命名规则和变量名一样。完成函数的构造后，在程序中就可以根据需要________该函数。
【经典案例】
自定义函数相当于一个小的程序块，函数的参数相当于输入的信息，函数的形参和实参必须一一对应，函数的返回值相当于输出信息。一个函数体内可以有多条return语句，当执行某条返回语句后，结束自定义函数运行，返回主程序。
自定义函数调用的过程分为把实参赋值给形参、运算获得结果、返回运算结果三个步骤。
【例1】 编写一个自定义函数实现判断字符串s是否是回文字符串。
算法思想：采用双指针分别指向首尾字符，若两者相同，依次向中间靠拢。
def hw(s)：
i＝0
j＝len(s)－1
while ①________：
if ②________：
　　　　 return False
i＋＝1
j－＝1
return True
s1＝input('请输入字符串s：')
t＝hw(s1)
if ③________：
print(″字符串″＋s1＋″是回文字符串！″)
else：
print(″字符串″＋s1＋″不是回文字符串！″)
思维点拨
明考向 本题自定义函数的应用
精点拨 ①指针i和j分别指向字符串s的首和尾，在两端各取一个字符进行比较，若i＝＝j意味着该字符串长度为奇数，中间位置可以不用比较，若字符串长度为偶数，最后一次比较完后，i将超出j的值。②若两端各取一个字符，取出的字符不相等，返回假。③调用自定义函数，将函数的值赋给t，那么t可能是True或False
听课笔记：____________________________________________________________
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【变式1】 将k(2<＝k<＝16)进制数s转换为十进制数n。
算法思想：十进制数345可以表示为3*10^2＋4*10^1＋5*10^0，每个位上数x表示有x个位权，把所有位上数字与位权的进行累加，得到该数的十进制数大小。实现该自定义函数如下，请将空白处填写完整。
def ktod(s，k)：
sn＝{″A″：10，″B″：11，″C″：12，″D″：13，″E″：14，″F″：15}
ans＝0
for i in ①________：
if ″0″<＝s[i]<＝″9″：
　　　　 t＝int(s[i])
else：
　　　　 ②________
③________
return ans
shu＝input(″输入需转换的数：″)
k＝int(input(″输入转换数据的进制：″))
n＝ktod(shu，k)
print(str(k)＋″进制数″＋shu＋″转换成十进制数后为：″＋str(n))
【例2】 多选题评分，评分标准：全部选对得2分，选对但不全的得1分，不选或有选错的得0分。编制的自定义函数如下，其中x表示要判断的答案，y表示标准答案。
选对但不全的答案判定方法为：遍历判断的答案每一个选项，若该选项在标准答案中存在则进行计数count，否则直接退出遍历。根据count的值与判断答案的长度是否相等来决定是选对但不全。
def df(x，y)：
if x＝＝y：
①________
else：
count＝0
for i in x：
　　　　 if i in y：
　　　　　　 count＋＝1
　　　　 else：
　　　　　　 ②________
if ③________：
　　　　 ans＝0
else：
　　　　 ans＝1
return ans
da＝input(″请你输入你的答案：″)
bzda＝″ACD″
n＝df(da，bzda)
print(″该题得分为：″＋str(n))
思维点拨
明考向 本题考查自定义函数的应用
精点拨 ①要判断的答案x和标准答案y相同，得2分。②遍历判断的答案每一个选项，判断该选项在标准答案中是否存在。若不存在，说明有错选的选项。③若全部选项在标准答案中均能找到，则count的值就是len(x)，若有找不到的，就是存在错选的，得0分，若没填涂，也得0分
听课笔记：_____________________________________________________________
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【变式2】 工作人员手中有人民币100、50、20、10和1元6个币种，输入一个金额n，按最大票面优先兑换的原则，输出相应的人民币及张数。
def dh(je)：
rmb＝[100，50，20，10，1]；ans＝{}
i＝0
while ①________：
if je>＝rmb[i]：
　　　　 ②________
　　　　 je＝je%rmb[i]
else：
　　　　 ③________
return ans
je＝int(input(″请输入兑换的人民币：″))
t＝dh(je)
for i in t：
print(″面值为″＋str(i)＋″数量为：″＋str(t[i]))
知识点二　模块的导入和应用
【知识梳理】
1.Python内置模块：数学运算________、生成随机数________、图像________。
2.Python其他模块：用于实现部分操作系统功能(可用于文件、目录等操作)的________，与时间处理有关的________，可实现科学计算、数据可视化的________________，用于多媒体开发和游戏软件开发的________，支持图形处理的________等。
3.在Python中，把一组函数放到一个.py文件里，这个文件就称为________。
4.使用________语句或________语句导入Python内置的模块和来自第三方的模块，将能使用其中的函数，如________和________函数。
【经典案例】
模块是在函数和类的基础上，将一系列相关代码组织到一起的集合体。在Python中，一个模块就是一个扩展名为.py的源程序文件。导入模块一般采用import语句，import语句的语法：import模块名，若只希望导入模块中指定的一部分，可以使用from...import语句，其语法如下：From模块名import函数名。要求掌握模块的导入方法及常见模块的应用，如Random模块，Math模块，Image模块等等。
【例1】 函数random的方法如下表所示：
名称 含义
random.choice(seq) 从序列seq的元素中随机挑选一个元素
random.sample(a，b) 从序列a中随机截取b个长度的子序列
编写程序实现如下功能：随机产生3门不重复的选课科目，输出其对应的选课人数。
import random
subject＝['政治'，'历史'，'地理'，'物理'，'化学'，'生物'，'技术']
①________
print(sub)
number＝{'政治'：307，'历史'：219，'地理'：396，'物理'：170，'化学'：116，'生物'：265，'技术'：225}
num＝[]
for x in sub：
②________
print(num)
上述程序段中划线处可选的语句为(　　)
A.①sub＝random.sample(subject，3) ②num.append(number[x])
C.①sub＝random.choice(subject，3) ②num.append(number[x])
B.①sub＝random.sample(subject) ②num.append(x)
D.①sub＝random.choice(subject)　②num.append(x)
思维点拨
明考向 本题考查随机函数及字典的综合应用
精点拨 sample方法从序列a中随机截取b个长度的子序列，而choice方法只能随机挑选一个序列。输出其对应的选课人数，该人数保存在字典number，根据键x取出相应的值
听课笔记：_____________________________________________________________
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【变式1】 有如下Python程序段：
import random
n＝5
data＝[i＋1 for i in range(n)]
random.shuffle(data)　#将序列的所有元素随机排序
flag＝True；i＝0
while ix＝data[i]
for j in range(i＋1，n)：
if data[j]　　　　 if data[j]　　　　　　 x＝data[j]
　　　 　else：
　　　　　 　flag＝False
　　　　　　 break
i＋＝1
若执行该程序段后flag值是True，则输出的data值不可能的是(　　)
A.[2，3，4，1，5] B.[4，5，2，3，1]
C.[1，3，2，5，4] D.[1，2，4，3，5]
【例2】 小明用Python语言中对大小为100*100像素的图像“上.jpg”(如图所示)进行简单处理，部分代码如下：
img＝Image.open(″上.jpg″)
im＝np.array(img.convert(″L″))　#转换成数字矩阵
rows，cols＝im.shape
for i in range(rows)：
for j in range(cols)：
if j%10＝＝0：
　　　　 im[i，j]＝0
程序执行后的图像效果是(　　)
思维点拨
明考向 本题考查图像模块的应用。语句rows，cols＝im.shape的功能是读取图像的宽度和高度。外循环是宽度，即按行遍历图像，每读取完一行中所有列，再读取下一行。当是列为10的倍数时，将像素值修改为0，即改为黑色
精点拨 A 当行的值是10的倍数时，将像素置为黑色
B 实现上下(垂直)翻转的效果
C 实现左右(水平)翻转的效果
D 当列的值是10的倍数时，将像素置为黑色
听课笔记：_____________________________________________________________
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【变式2】 将图形转化为文本。应用Python中的Image模块后，将字母图片文件″OK.jpg″处理成由0，1表达的文本文件“OK.txt”。字母图片如图a所示，运行后文本文件结果如图b所示。
实现该功能的Python程序如下，请完成划线处的程序代码。
from PIL import Image
def judge(R，G，B)：
gray＝0.299*R＋0.587*G＋0.114*B
#转成灰度值
color＝gray/132
return color
img＝Image.open(″OK.jpg″)
pix＝img.load()
file＝open(①________，″w″)　#读写方式打开文本文件
width＝img.size[0]
②________
for i in range(height)：
line＝″″
for j in range(width)：
R，G，B＝pix[j，i]　#根据像素坐标获得该点的RGB值
③________
if color＝＝0：
　　　　 line＋＝″1″
　　　　else：
　　　　 line＋＝″0″
file.write(line)　#写入OK.txt文件
file.write(″\\n″)
file.close()
1.有Python的程序代码如下：
def change_c(s)：
if ″a″<＝s<＝″z″：
s＝chr(ord(s)－32)
return s
ss＝input(″请输入一串英文字母：″)
n＝len(ss)
ans＝″″
for i in range(n)：
c＝change_c(ss[i])
ans＝c＋ans　#①
print(ans)
现执行该程序，输入″abcDEF″，下列说法正确的是(　　)
A.函数change_c()被调用了3次
B.函数change_c的功能是将小写字母变成大写字母
C.输出的内容为″ABCDEF″
D.将①所在语句改为″ans＋＝c″程序功能不变
2.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))执行该程序段，输出显示的结果为(　　)
A.21 B.34
C.55 D.89
3.以下Python程序：
def f(list)：
m＝list[0]
for i in range(1，len(list))：
if ①________：
　　　　 m＝list[i]
return m
s＝[4，5，2，6，5，8]
print(f(s))
执行后，结果为2，横线处的代码为(　　)
A.m>list[i] B.mC.m＝＝list[i] D.m！＝list[i]
4.某加密算法程序段如下所示：
def jiami(x)：
if ″A″<＝x<＝″Z″：
y＝chr(ord(x)＋32)
elif ″0″<＝x<＝″9″：
y＝str((int(x)＋1)%10)
else：
y＝x
return y
mingwen＝input(″请输入明文″)
miwen＝″″
for x in mingwen：
miwen＝miwen＋jiami(x)
print(″密文为：″，miwen)
输入“Abc@789”并运行程序，输出结果是(　　)
A.abc8910 B.abc@890
C.ABC678 D.aBC@789
5.有如下Python程序段：
def delstr(s，m)：
return s[0：m]＋s[m＋1：]
s＝″Welcome″
i＝0
while i<＝len(s)：
s＝delstr(s，i)
i＋＝2
print(s)
执行该程序段后，输出的结果为(　　)
A.ecm B.elome
C.elco D.elom
6.体重指数(BMI)计算公式为体重/身高^2(单位：千克/米^2)。高一年级学生各个等级的单项评分表如下表所示：
等级 低体重 正常 超重 肥胖
男生 ≤16.4 16.5～23.2 23.3～26.3 ≥26.4
女生 ≤16.4 16.5～22.7 22.8～25.2 ≥25.3
小王编写了计算BMI指数(四舍五入保留两位小数)和测试评价等级的自定义函数。实现上述功能的Python程序如下，请在划线处填入合适的代码。
def bmi(x，y)：　#根据体重x，身高y，计算BMI指数，四舍五入保留两位小数
return ①________
def dj(bmi，xb)：　#根据bmi指数值，分别计算男生和女生的等级。
if bmi<＝16.4：
return 1
elif xb＝＝″男″ and bmi<＝23.2 or xb＝＝″女″ and bmi<＝22.7：
return 2
elif xb＝＝″男″ and bmi<＝26.3 or xb＝＝″女″ and bmi<＝25.2：
return 3
else：
②________
sg＝float(input(″请输入你的身高：″))
tg＝float(input(″请输入你的体重：″))
bz＝{3：″超重″，4：″肥胖″，1：″偏瘦″，2：″标准″}
③________
print(″小王是男生，他的BMI指数为″，zs)
print(″他的体型等级为：″，④________)
7.编写一个自定义函数实现用户的登录，用户最多有3次可以尝试输入用户名和密码的机会。
def login(a，b，u)：　#在字典u中判断用户名a是否存在，密码b是否正确
if ①________：
if ②________：
　　　　 print(″密码不正确″)
　　　　 return False
else：
　　　　 print(″登录成功″)
　　　　 ③________
else：
print(″帐号不正确″)
return False
u＝{″cgm″：″sd@1″，″cgl″：″&dd5″，″cjm″：″##22sd″，″1bh″：″12sa″，″1js″：″sd22！″}　#系统中存在的用户名
trytime＝3
while trytime>0：　#有3次机会可以输入用户名和密码
user＝input(″请输入你的用户名：″)
psd＝input(″请输入你的密码：″)
if ④________：
break
else：
print(″你还剩下″，trytime－1，″次机会可以输入密码！″)
⑤________
8.函数random的方法如下表所示：
名称 含义
random.choice(seq) 从序列seq的元素中随机挑选一个元素
random.sample(a，b) 从序列a中随机截取b个长度的子序列
编写程序实现如下功能：随机产生3门不重复的选课科目，输出其对应的选课人数。
import random
subject＝['政治'，'历史'，'地理'，'物理'，'化学'，'生物'，'技术']
①________
print(sub)
number＝{'政治'：307，'历史'：219，'地理'：396，'物理'：170，'化学'：116，'生物'：265，'技术'：225}
num＝[]
for x in sub：
②________
print(num)
上述程序段中划线处可选的语句为(　　)
A.①sub＝random.sample(subject，3) ②num.append(number[x])
B.①sub＝random.sample(subject) ②num.append(x)
C.①sub＝random.choice(subject，3) ②num.append(number[x])
D.①sub＝random.choice(subject) ②num.append(x)
9.有如下Python程序段：
from random import randint
s＝″Infomation″
for i in range(2)：
k＝randint(0，2)*2＋1　#randint(0，2)随机产生[0，2]之间的整数
s＝s[：k]＋s[k＋1：]
执行该程序段后，变量s的值不可能是(　　)
A.″Iomation″ B.″Inmation″
C.″Infation″ D.″Ifoation″
10.英语单词″illustriousness″意思是优秀，有如下Python程序段：
import random
s＝″illustriousness″
for i in range(4)：
k＝random.randint(0，4)*random.randint(0，3)
print(s[k]，end＝″″)
执行该程序后，输出的结果不可能是(　　)
A.uiso B.iiii
C.tree D.siur
11.某Python程序段如下：
import random
fibo＝[1]*11
for i in range(2，11)：
fibo[i]＝fibo[i－1]＋fibo[i－2]
n＝random.randint(1，10)
print(fibo[n])
运行该程序段，输出结果不可能是(　　)
A.1 B.21
C.35 D.89
专题5　函数和模块
知识点一
知识梳理
1.子问题　2.函数　模块　3.函数值　4.调用
经典案例
例1　①i变式1　①range(len(s))　②t＝sn[s[i]] ③ans＋＝t*k**(len(s)－i－1)
解析　本题考查自定义函数的应用。①从表达式s[i]来看，需遍历字符串s的各个位置。②不是数字就是A－F的字母，需在字典sn中取出相应的值。采用按权展开相加的方法，将各个位的数字与位权的乘积进行累加。
例2　①ans＝2　②break ③count变式2　①je>0　②ans[rmb[i]]＝je//rmb[i]　③i＋＝1
解析　本题考查自定义函数的应用。①je表示要兑换的人民币，每兑换相应的币种，要减去相应的金额，当金额为0时结束兑换。②从输出语句来看，字典中存储的人民币的币种和兑换的数量，因此当条件je >＝rmb[i]满足时，兑换相应的币种并写入字典中。③若不能兑换，则换一下币种进行兑换。
知识点二
知识梳理
1.Math模块　Random模块　Image模块 2.OS模块　Time模块　Numpy和Matplotlib　Pygame模块　tkinter 3.一个模块 4.import　from－import　Sqrt　Random
经典案例
例1　A
变式1　B　[本题考查随机数的应用。列表data初始值是1～5间的随机整数。遍历data数据，若data[i]比后面的数data[j]大，更新x的值；若data[j]大于等于x，则将flag的值置为False，结束程序。B选项当i＝0，j＝2时，此时x被更新为2，接下去当j＝3时，满足条件data[j]x，因此flag被赋值为False，且直接退出循环。]
例2　D
变式2　①″OK.txt″　②height＝img.size[1]　③color＝judge(R，G，B)
解析　本题考查Image模块的应用。①中读取文件名″OK.txt″。②中语句width＝img.size[0]获取图像宽度，循环中for i in range(height)要求图像的高度。③中未对color赋值，调用自定义函数，返回0或1。
当堂过关检测
1.B　[本题考查自定义函数的应用。从代码中可得自定义函数change_c的作用为返回形参s对应的大写字母。而后在执行程序中遍历字符串ss，多次调用自定义函数，并且将每次遍历到的字符经过转换后连接到原有的字符之前(倒序)，最后输出。A选项该程序输入的内容为″abcDEF″长度为6，因此自定义函数被调用了6次；B选项正确；C选项最终输出的内容为FEDCBA；D选项将①改为“ans＋＝c”后结果是顺序输出，与原意不同。]
2.B　[语句a，b＝b，a＋b的作用是a＝b，b＝a＋b。该自定义函数的功能是计算斐波那契数列。从第3项开始的值依次为2，3，5，8，13，21，34。]
3.A　[从函数运行结果来看，查找最小值。遍历列表list，若其值比m小，则更新m的值。]
4.B　[函数的功能是对字符串每个字符进行加密，如果是大写，转换成对应的小写字母，如果是数字，循环后移一位。其他不变，依次连接在后面。]
5.D　[自定义函数的功能：在字符串s中删除索引位置为m的字符。i值依次为0，2，4，6，字符串s的值依次为elcome、elome、elom。]
6.①round(x/y**2，2)　②return 4　③zs＝bmi(tg，sg) ④bz[dj(zs，″男″)]
解析　本题考查自定义函数编写和调用。①处根据体重x，身高y，计算BMI指数，四舍五入保留两位小数。②处指肥胖的情况。③处调用bmi函数，把tg和sg分别传给x和y。④dj函数返回1～4之间的数值，在字典bz中可以查找每个数值代表的文本信息。
7.①a in u　②b！＝u[a]　③return True　④login(user，psd)　⑤trytime－＝1
解析　本题考查自定义函数编写和调用。①在字典u中判断用户名a是否存在，密码b是否正确，首先判断a是否在字典b中，若存在用户u，则该用户的用户名是键，密码是值u[a]，因此②处答案为b！＝u[a]。当两者均正确时，需返回True。④处调用login函数，把用户名user和密码psd分别传至自定义函数中。⑤处将改变trytime的值，尝试的次数将减少一次。
8.A　[本题考查随机函数及字典的综合应用。sample方法从序列a中随机截取b个长度的子序列，而choice方法只能随机挑选一个序列。输出其对应的选课人数，该人数保存在字典number，根据键x取出相应的值。]
9.B　[语句s＝s[：k]＋s[k＋1：]的功能是去除该字符串索引k位置上字符。循环2次，每次产生一个0至5之间的奇数k，接着去除k位字符。A选项″Infomation″→″Ifomation″→″Iomation″，k值均为1。B选项″Infomation″→″Infmation″→″Inmation″，k值依次为3和2，2不可能产生。C选项″Infomation″→″Infmation″→″Infation″，k值均为3。]
10.C　[k的值为0至4之间的数乘以0至3之间的数，[0，4]*0值均为0，[0，4]*1值依次为0、1、2、3、4，[0，4]*2值依次为0、2、4、6、8，[0，4]*3值依次为0、3、6、9、12，因此不可能产生5，7，10，11，即字符中不可能包含t。]
11.C　[本题考查列表及斐波拉契数列的相关知识。斐波拉契数列：1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144…n为该数列第2至第11项中随机一项，不可能为35，选C。]

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