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第四章 程序设计基础
购买纪念品的最佳方案设计报告
一、引言
运用计算机解决实际问题是人类求解问题的一条途径，学习计算机 程序设计语言，将人类聪颖且富有想象力的求解问题的算法告知计算机， 利用计算机强大的计算能力，实现人机交互，从而更好地为学习和生活 服务。
二、设计目的
在本项目中，为了购得既经济适用又美观大方的商品，人们就要根据 需求设计好购买方案，通过了解Python程序设计语言的基础知识，掌握程序 三种控制结构，从而学会使用程序设计语言解决问题的过程与方法。
三、程序设计语言的基础知识
1．明确问题
通过编写计算机程序求解购买纪念品的最佳方案问题中，我们首先要 掌握程序设计语言的基础知识，如常量、变量、数据类型、运算符与表达 式、常用的函数、程序设计的三种基本控制结构等内容，才能设计出最佳 方案。
2．了解利用程序设计语言解决问题需要的基础知识
本书所使用的程序设计语言为：Python语言。
程序中使用的常量：在程序中值始终不发生变化的量。
程序中使用的变量：在程序中值可以发生变化的量。
程序设计语言规定标识符由字母(A~Z，a~z)、数字(0~9)、下划线组
· 1 ·
成，并且其第一个字符必须是字母或下划线，而不能是数字。同时要注意 在标识符中，字母大小写是有区别的，如“value”与“Value”是两个不同 的标识符。
程序中使用到的数据类型：Number(数值)、String(字符串)、List (列表)、Tuple(元组)、Set(集合)、Dictionary(字典)等。
程序使用到的运算符和表达式：对常量或变量进行运算或处理的符号 称为运算符，参与运算的对象称为操作数。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。由运算符、操作 数连接而成的式子称为表达式。操作数可以是常量、变量、函数等。
程序使用到的函数：函数是Python语言程序的基石，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。
四、用程序控制结构设计购买纪念品的最佳方案
人们在网络购物时经常会同时购买多种物品，当购买数量比较多时商 家有时会打折，那么如何设计方案，才能实现使用有限的金额购买物品数 量最多，或者购买数量相同的情况下使用金额最少呢？通过本章的学习， 我们可以运用程序控制结构来设计购买纪念品的最佳方案。
1．运用顺序结构设计最佳方案
问题描述：
项目小组成员在某网购站点上获取到如下信息:笔记本1的单价是3元， 笔记本2的单价是5元，如果两种笔记本同时购买，价格可以打8折。计算一 下，购买笔记本1和笔记本2各n本，可以优惠多少元？(以元为单位，四舍
五入到小数点后两位)
解决问题的步骤：
(1)分析问题。
先求出不使用优惠而单独购买所需费用，再求出使用优惠方案购买所 需费用，两者相减即为节省的费用。
·2 ·
(2)设计算法。
(
自然语言描述
①
输入
n
的值；
②
令
a
=3×
n
；
③
令
b
=5×
n
；
④
令
y
=(
a
+
b
)×(1-0.8)；
⑤
输出结果
y
；
⑥
结束。
) (
流程
图描述
) (
图 4-1 流程
图
)
(3)编写程序(代码示例)。
n = int(input("输入购买的笔记本1和笔记本2的本数均为: ")) a = 3*n b = 5*n y = (a+b)*(1-0.8) print("输入购买的笔记本1和笔记本2的本数均为：", n, "本") print("可节省的费用为：", "% .2f"% y, "元")
(4)调试运行程序。
输入n的值为50，得到结果如下所示。
(
输入购买的笔记本
1和笔记本2的本数均为：50
输入购买的笔记本
1
和笔记本2的本数均为：50 本
可
节
省的费用为：80.00 元
)
2．运用选择结构设计最佳方案
问题描述：某项目小组成员在某购物网站上了解到某种笔记本搞优惠
活动，规定一次购买6本以上(含6本)10本以下(含10本)打九折，一次 性购买11本以上(含11本)打八折。怎样根据笔记本的单价和购买数量来 编写程序计算总费用？(总费用以元为单位，四舍五入到小数点后两位)
·3 ·
解决问题的步骤：
(1)分析问题。
设该小组购买笔记的数量为s本，笔记本的单价为每本p元，折扣系数 为j，总金额为t ，关键的问题是如何根据购买的本数确定折扣系数。根据题
意有：
如果 s<6，则j=1.0；
如果 s ≥6而且 s ≤10，则j=0.9；
如果 s ≥11，则j=0.8；
又 t = s ×p ×j，求出t的值即为所求的总费用。
(2)设计算法。
(
自然语言描述
流程图描述
①
输入
s
，
p
的值；
②
如果
s
<6，则
j
=1.0；
③
如果
s
≥6而且
s
≤10，则
j
=0.9；
④
如
果
s
≥11，则
j
=0.8；
⑤
t
=
s
×
p
×
j
；
⑥
输出
t
的值；
⑦
结束。
) (
图 4-2 流程
图
)
·4 ·
(3)编写程序(代码示例)。
(
s
=
int
(
input
(
"请输入购买的笔记本的数量(多少本)："))
#
int( )将变量转换成整型
p
=
float
(
input
(
"请输入笔记本的单价(每本多少元)："))
#floa
t
( )将变量转换成浮点型
if
s<6:
j
=
1.0
if
s>=6
and
s<=10:
j
=
0.9
if
s>=11:
j=0.8
t
=
s*p*j
print
(
"总费用为：","%.2f"%t,"元")
)
(4)调试运行程序。
输入s的值为100， p的值为3.20，得结果如下所示。
(
请
输入购买的笔记本的数量(多少本)：100
请
输入笔记本的单价(每本多少元)：3.20
总
费用为： 256.00 元
)
在生活中很多事情都要做出判断和选择。例如使用测温枪测量体温的 时候，当体温超过37.3 ℃时，会发出警报声；当我们进入微信、邮箱或者 是成绩查询系统的时候，需要输入正确的用户名和密码才能成功登录等。
3．运用循环结构设计最佳方案
用for循环、while循环编程实现活动三的任务3-1“网购物品累计费用计 算的问题”，计算从1到10的累加值，并对实施情况进行对比。
·5 ·
表 4-1 使用 for 循环与 while 循环计算 1 到 10 的累加值
循环结构 程序内容 不 同 相 同 运行结果
for循环 sum = 0 for i in range(1, 11): sum = sum+i print("购买笔记本一 共花", sum, "元") for循环结构 更适合于有明确 的循环次数(或 循环范围)的场 景。 两者都是重 复执行一段程序 代码。 两者都是在 满足一定循环条 件时执行，不满 足循环条件则退 出循环结构，执 行后面的语句。 购买笔记 本一共花 55元
while循环 i=1 sum=0 while i<=10: sum=sum+i i += 1 print("购买笔记本一 共花", sum, "元") while循环 结构更适合于不 知道循环多少次 时，在满足某种 条件的情况下结 束循环的场景。
设计运用循环嵌套的方法编程解决最优采购方案设计问题，比如编 写程序实现，我们选择购买单价分别为1.80元的笔记本(设购买数量为x 件)、1.90元的笔(设购买数量为y件)、2.10元的小饰品(设购买数量为z 件)作为活动的赠品，每一种物品至少买100件，并且尽可能地用完1000元 经费。在这段程序中，对“x，y，z从100至555、526、476逐个枚举”的过 程运用了嵌套循环，分为三层循环。首先，进行内层循环；固定x和y，逐 一改变z的值，直至z的值达到476。其次，进行中层循环；固定x ，逐一改变 y的值，每次改变都对z进行遍历。最后，进行外层循环；逐一改变x 的值， 每次改变x的值后，都要逐一改变y的值，并且对z进行遍历。
五、结语
1．学习一种程序设计语言的基础知识
在开展本项目的过程中，我们学习了运用计算机程序设计语言—— Python来求解问题，通过三大基本结构(顺序结构、选择结构和循环结构) 的一般格式和使用方法，把求解的方法和步骤告诉计算机，从而解决了小 组选题下的实际问题。
·6 ·
2．领悟计算机求解问题的价值体现
在解决实际问题的过程中我们发现，学习一种程序设计语言并不仅仅 是学会编程的基础知识，更重要的是要学会求解问题的思维路径，我们要 将这种思维方式融入学习生活中、应用到日常管理以及与他人进行交流和 互动中。
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