Python 运算符、内置函数
实验目的：
1、熟练运用 Python 运算符。
2、熟练运用 Python 内置函数。
实验内容：
1、编写程序，输入任意大的自然数，输出各位数字之和。
2、编写程序，输入两个集合 setA 和 setB，分别输出它们的交集、并集和差集 setA-setB。
3、编写程序，输入一个自然数，输出它的二进制、八进制、十六进制表示形式。
print(sum(map(int, num)))
# sum() 表示求和
# map(int,num) 表示将num的各位转换成整数
setB = eval(input("请输入一个集合："))
print("交集：", setA | setB)
print("并集：", setA & setB)
print("setA-setB：", setA - setB)
print("二进制：",bin(num))
print("十进制：",oct(num))
print("十六进制：",hex(num))
使用蒙特 · 卡罗方法计算圆周率近似值
实验目的：
1、理解蒙特·卡罗方法原理。
2、理解 for 循环本质与工作原理。
3、了解 random 模块中常用函数。
实验内容：
蒙特·卡罗方法是一种通过概率来得到问题近似解的方法，在很多领域都有重要的应用，其中就包括圆周率近似值的计算问题。假设有一块边长为 2 的正方形木板，上面画一个单位圆，然后随意往木板上扔飞镖，落点坐标(x, y)必然在木板上（更多的时候是落在单位圆内），如果扔的次数足够多，那么落在单位圆内的次数除以总次数再乘以 4，这个数字会无限逼近圆周率的值。这就是蒙特·卡罗发明的用于计算圆周率近似值的方法，如图所示。
编写程序，模拟蒙特·卡罗计算圆周率近似值的方法，输入掷飞镖次数，然后输出圆周率近似值。
# author : "王佳伟"# date : 2019-06-26
# File : 3.py
# IDE：PyCharm
from random import random
times = int(input("请输入您投掷飞镖的次数："))
hit = 0
for i in range(times):
x = random()
y = random()
if x*x+y*y<=1:
hit=hit+1
print(4.0*hit/times)
#如果 x*x+y*y<=1 则说明生成的随机数（投掷的飞镖）落在了圆中。
#即投掷飞镖的点距离圆心的距离小于1
小明爬楼梯
实验目的：
1、理解并熟练使用序列解包。
2、理解递归函数工作原理。
3、能够编写递归函数代码解决实际问题。
4、理解 Python 字典的用法。
实验内容：
假设一段楼梯共 15 个台阶，小明一步最多能上 3 个台阶。编写程序计算小明上这段楼梯一共有多少种方法。要求给出递推法和递归法两种代码。
# date : 2019-06-26
# File : 7.py
# IDE：PyCharm
'''
递推法：
从第15个台阶上往回看，有3种方法可以上来（从第14个台阶上一步迈1个台阶上来，
从第13个台阶上一步迈2个台阶上来，从第12个台阶上一步迈3个台阶上来），
同理，第14个、13个、12个台阶都可以这样推算，从而得到公式f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3)，
其中n=15、14、13、...、5、4。
然后就是确定这个递归公式的结束条件了，
第一个台阶只有1种上法，第二个台阶有2种上法（一步迈2个台阶上去、一步迈1个台阶分两步上去），
第三个台阶有4种上法。
'''
def climbStairs1(n):
# 递推法
a = 1 # 上一个台阶只有一种方法
b = 2 # 上两个台阶有两种方法
c = 4 # 上三个台阶有四种方法
for i in range(n - 3):
c, b, a = a + b + c, c, b
return c
def climbStairs2(n):
# 递归法
first3 = {1:1,2:2,3:4}
if n in first3.keys():
return first3[n]
else:
return climbStairs2(n-1)+climbStairs2(n-2)+climbStairs2(n-3)
print(climbStairs1(15))
print(climbStairs2(15))
蒙蒂霍尔悖论游戏
实验目的：
1、了解蒙蒂霍尔悖论内容。
2、了解游戏规则。
3、熟练运用字典方法和集合运算。
4、了解断言语句 assert 的用法。
5、熟练运用循环结构。
实验内容：
假设你正参加一个有奖游戏节目，并且有 3 道门可选：其中一个后面是汽车，另外两个后面是山羊。你选择一个门，比如说 1 号门，主持人当然知道每个门后面是什么并且打开了另一个门，比如说 3 号门，后面是一只山羊。这时，主持人会问你"你想改选 2 号门吗？"，然后根据你的选择确定最终要打开的门，并确定你获得山羊（输）或者汽车（赢）。
编写程序，模拟上面的游戏。
# date : 2019-06-26
# File : 9.py
# IDE：PyCharm
from random import randrange
def init():
'''
初始化三个门以及后面门的物品
:return: 返回三个门后对应的物品
'''
result = {i: 'goat' for i in range(3)} # {0:goat,1:goat,2:goat}
r = randrange(3) # 随机生成0~2之间的一个整数
result[r] = 'car' # 将随机索引位置的goat改为car
return result # 初始化门完成，返回门的集合
def StartGame():
'''
开始游戏
:return: 返回游戏结果
'''
doors = init() # 初始化门
# 获取玩家选择的门号
while True:
try:
firstDoorNum = int(input("Choose a door to open:"))
# assert —— Python的断言就是检测一个条件，如果条件为真，它什么都不做；反之它触发一个带可选错误信息的AssertionError
assert 0<= firstDoorNum <=2
break
except:
print("Door number must be between {} and {} :".format(0,2))
# 主持人查看另外两个门后边的物品情况
# 从所有的门（三个门—— 0,1,2）的索引中删除玩家选中的们的所引
for door in doors.keys() - {firstDoorNum}:
# 打开其中一个门后为羊的门
if doors[door] == 'goat':
print("goat behind the door",door)
# 获取第三个门号，让玩家纠结
# S.pop() 随机返回集合S中的一个元素，如果S为空，产生异常
thirDoor = (doors.keys()-{door,firstDoorNum}).pop()
change = input("Switch to {} y/n：".format(thirDoor))
# 如果change='y'则finalDoorNum = thirDoor，否则finalDoorNum = firstDoorNum
finalDoorNum = thirDoor if change=='y' else firstDoorNum
if doors[finalDoorNum] == 'goat':
return "I Win !"
else:
return "You Win !"
while True:
print("="*30)
print(StartGame())
r = input("Do you want to try once more (y/n) :")
if r == n:
break
猜数游戏
实验目的：
1、熟练运用选择结构与循环结构解决实际问题。
2、注意选择结构嵌套时代码的缩进与对齐。
3、理解带 else 子句的循环结构执行流程。
4、理解条件表达式 value1 if condition else value2 的用法。
5、理解使用异常处理结构约束用户输入的用法。
6、理解带 else 子句的异常处理结构的执行流程。
实验内容：
编写程序模拟猜数游戏。程序运行时，系统生成一个随机数，然后提示用户进行猜测并根据用户输入进行必要的提示（猜对了、太大了、太小了），如果猜对则提前结束程序，如果次数用完仍没有猜对，提示游戏结束并给出正确答案。
# date : 2019-06-26
# File : 10.py
# IDE：PyCharm
from random import randint
def guessNumber(maxValue=10,maxTimes=3):
'''
猜数字
:param maxValue:随机生成最大的数字
:param maxTimes:猜数字的次数
:return:null
'''
# 随机生成一个整数 —— 1到 maxValue
value = randint(1,maxValue)
for i in range(maxTimes):
# 如果i=1则输出Start to GUESS：提示，否则输出GUESS again：提示。
prompt = 'Start to GUESS：' if i==0 else 'GUESS again：'
# 使用异常处理结构，防止输入的不是数字。
try:
x = int(input(prompt)) # 获取到玩家输入的值
except:
print("Must input an interger between 1 and",maxValue)
else:
if x == value:
# 猜对了
print("Congratulations！")
break
elif x>value:
print("Too big")
else:
print("Too litter")
else:
# else 与 for连用，表示for循环结束后运行else
# 次数用完还没有猜对，游戏结束，给出提示。
print("Game over , FAIL.")
print("The number is ", value)
guessNumber()
抓狐狸游戏
实验目的：
1、培养分析问题并对进行建模的能力。
2、熟练使用列表解决实际问题。
3、熟练运用选择结构和循环结构解决实际问题。
4、理解带 else 子句的循环结构执行流程。
5、理解使用异常处理结构约束用户输入的用法。
实验内容：
编写程序，模拟抓狐狸小游戏。假设一共有一排 5 个洞口，小狐狸最开始的时候在其中一个洞口，然后玩家随机打开一个洞口，如果里面有狐狸就抓到了。如果洞口里没有狐狸就第二天再来抓，但是第二天狐狸会在玩家来抓之前跳到隔壁洞口里。
# date : 2019-06-26
# File : 11.py
# IDE：PyCharm
from random import choice, randrange
def catchMe(n=5, maxStep=10):
'''
抓狐狸游戏
:param n: 洞口的个数，默认为5
:param maxStep: 最大抓取次数，默认允许抓10次
:return: null
'''
# 共有n个洞口，设有狐狸的为1，没有的为0
positions = [0] * n
# 狐狸的随机初始位置
oldPos = randrange(0, n)
positions[oldPos] = 1
# 抓maxStep次
while maxStep >= 0:
maxStep -= 1
# 这个循环是为了保证用户输入是否是有效的洞口
while True:
try:
x = input("今天打算打开哪个洞口？（0-{0}）:".format(n - 1))
# 如果输入的不是数字，会跳转到except部分
x = int(x)
# 如果输入的洞口有效，结束这个循环，否则继续输入
assert 0 <= x < n, "要按套路来啊，再给你一次机会哈！"
break
except:
# 如果输入的不是数字，就执行这里的代码
print("你要按套路来啊！再给你一次机会！")
if positions[x] == 1:
print("成功！我抓到狐狸了！")
break
else:
print("今天没有抓到狐狸。")
# 如果这次没抓到，则狐狸就会跳到隔壁的洞口
# 分三种情况：如果在最左边，则只能往右边洞口跳
# 如果在最右边，则只能往左边洞口跳
# 如果在中间三个洞头则随机向左右两边洞口跳
if oldPos == n-1: # 在最右边
newPos = oldPos -1
elif oldPos ==0: # 在最左边
newPos = oldPos + 1
else:
newPos = oldPos + choice((-1,1))
positions[oldPos],positions[newPos] = 0,1
oldPos = newPos
else:
print("十天了！放弃吧！你这样瞎鸡巴抓是没有希望的！")
# 启动游戏
catchMe()
凯撒加密
实验目的：
1、了解 Python 标准库 string。
2、理解凯撒加密算法原理。
3、理解切片操作。
4、熟练运用字符串对象的方法。
实验内容：
编写程序，要求输入一个字符串，然后输入一个整数作为凯撒加密算法的密钥，然后输出该字符串加密后的结果。
# date : 2019-06-26
# File : 1.py
# IDE：PyCharm
import string
def kaisa(s, k):
lower = string.ascii_lowercase
upper = string.ascii_uppercase
before = string.ascii_letters
after = lower[k:] + lower[:k] + upper[k:] + upper[:k]
table = ''.maketrans(before, after)
return s.translate(table)
s = input("请输入一个字符串：")
k = int(input("请输入一个整数密钥："))
print(kaisa(s, k))
#ascii_lowercase = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
#ascii_uppercase = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
#ascii_letters = ascii_lowercase + ascii_uppercase
使用列表实现筛选法求素数
实验目的：
1、理解筛选法求解素数的原理。
2、理解列表切片操作。
3、熟练运用内置函数 enumerate()。
4、熟练运用内置函数 filer()。
5、理解序列解包工作原理。
6、初步了解选择结构和循环结构。
实验内容：
编写程序，输入一个大于 2 的自然数，然后输出小于该数字的所有素数组成的列表。
# date : 2019-06-28
# File : 4.py
# IDE：PyCharm
maxNumber = int(input("请输入一个大于2的自然数："))
lst = list(range(2,maxNumber))
# 最大的整数平方根
m = int(maxNumber**0.5)
for index,value in enumerate(lst):
# 如果当前数字已经大于做大整数平方根，结束判断
if value > m:
break
#对改位置之后的元素进行过滤
lst[index+1:] = filter(lambda x:x%value!=0,lst[index+1:])
print(lst)
# enumerate() 函数用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。
# filter() 函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新列表。
汉诺塔问题
实验目的：
1、理解函数默认值参数。
2、理解函数递归。
3、熟练运行列表对象的方法。
实验内容：
据说古代有一个梵塔，塔内有三个底座 A、B、C，A 座上有 64 个盘子，盘子大小不等，大的在下，小的在上。有一个和尚想把这 64 个盘子从 A 座移到 C 座，但每次只能允许移动一个盘子。在移动盘子的过程中可以利用 B 座，但任何时刻 3 个座上的盘子都必须始终保持大盘在下、小盘在上的顺序。如果只有一个盘子，则不需要利用 B 座，直接将盘子从 A 移动到 C 即可。编写函数，接收一个表示盘子数量的参数和分别表示源、目标、临时底座的参数，然后输出详细移动步骤和每次移动后三个底座上的盘子分布情况。
# date : 2019-06-28
# File : 12.py
# IDE：PyCharm
def haonoi(num, src, dst, temp=None): # 递归算法
if num < 1:
return
global times # 声明用来记录移动次数的变量为全局变量
# 递归调用函数自身，先把除最后一个盘子以外的所有盘子移动到临时柱子上
haonoi(num - 1, src, temp, dst)
# 移动最有一个盘子
print("the {0} times move:{1} - -> {2}".format(times, src, dst))
towers[dst].append(towers[src].pop())
for tower in "ABC": # 输出三根柱子上的盘子
print(tower, ":", towers[tower])
times += 1
# 把除最后一个盘子之外的其他盘子从临时柱子上移动到目标柱子上
haonoi(num - 1, temp, dst, src)
times = 1 # 用来记录移动次数
n = 3 # 盘子数量
towers = {'A': list(range(n, 0, -1)), # 初始状态，所有盘子都在A柱上
'B': [],
'C': []
}
# A表示最初防止盘子的柱子，C表示目标柱子，B是临时柱子
haonoi(n, 'A', 'C', 'B')
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