实验二 Python运算符和内置函数的使用《Python程序设计》实验指导书

雨点打透心脏的1/2处 2024-02-17 08:47 51阅读 0赞

### **实验二Python运算符和内置函数的使用** ###

**一、实验目的和要求**

（一）熟练掌握运算符的使用。

（二）熟练掌握内置函数的使用。

**二、实验内容**

（一）输入三角形的3个边长a、b、c，求三角形的面积area。利用如下海伦公式求三角形的面积。

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*  韩信点兵问题。

韩信在兰陵和项羽的军队打了一仗。当时韩信手下只有1500名将士，经过轮番作战，汉军约损失了近500名士兵，韩信为了知道到底剩下多少士兵，他开始“点兵”。

韩信“点兵”时，他先命令士兵每3人一组,最后多出了2名士兵；接着又命令7人一组，仍多了2名士兵；他再命令士兵5人一组，结果多了3名士兵。韩信马上告诉大家，现在我们有1073名士兵。

韩信点兵问题，实际上是我国古代有名的数学问题：“今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问物几何？”又称为“中国剩余定理”。

我们使用Python语言编写一下韩信点兵的示例。该代码通过用户估算的兵力的上限和下限，可以测定出士兵的实际人数。

（三）编写程序，输入任意大的自然数，输出各位数字之和。

（四）编写程序，输入等比数列的首项、公比（不等于1且小于20的正整数）和一个自然数n，输出这个等比数列前n项的和。

**三、实验仪器、设备**

PC一台+Windows 操作系统+Anaconda/IDLE/Pycharm/VS Code。

**四、实验原理**

（一）Python常用的运算符

常见的运算符包括：算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符、成员运算符、同一运算符。

1.算术运算符

算术运算符包括：+、-、\*、/、//、\*\*、%。具体含义及优先级见表2-2。

表2-2 算术运算符

<table style="margin-left:6.75pt;width:308.9pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:78.05pt;"> 运算符 </td> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:90.3pt;"> 含义 </td> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:140.55pt;"> 优先级 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> + </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 加法 </td> 
 <td style="width:140.55pt;"> 这些运算符的优先级相同，但比下面的运算符优先级低 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> - </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 减法 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> * </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 乘法 </td> 
 <td style="width:140.55pt;"> 这些运算符的优先级相同，但比上面的运算符优先级高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> / </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 除法 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> // </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 取整除 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> ** </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 幂运算 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:78.05pt;"> % </td> 
 <td style="width:90.3pt;"> 取模 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

2.赋值运算符

赋值运算符用“=”表示。

赋值表达式： 变量 = 表达式

（1）普通赋值

a=3

（2）链式赋值

x=y=5

（3）多变量并行赋值

x,y,z=2,5,8

（4）复合的赋值运算符

赋值运算符“＝”与7种算术运算符（+、-、\*、/、//、\*\*、％）

和5种位运算符（>>、<<、&、^、|）结合构成12种复合的赋值运算符。

a+=3 等价于 a=a+3

a\*=a+3 等价于 a=a\*(a+3)

a%=3 等价于 a=a%3

3.关系运算符

关系运算符包括>、>=、<、<=、==、！=。具体含义及优先级见表2-3。

表2-3 关系运算符

<table style="width:305.7pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:85pt;"> 运算符 </td> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:56.7pt;"> 含义 </td> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:56.7pt;"> 优先级 </td> 
 <td style="background-color:#e7e6e6;width:107.3pt;"> 结合性 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:85pt;"> &gt; </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 大于 </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 这些运算符的优先级相同，但比下面的运算符优先级低 </td> 
 <td style="width:107.3pt;"> 左结合 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:85pt;"> &gt;= </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 大于等于 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:85pt;"> &lt; </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 小于 </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 这些运算符的优先级相同，但比上面的运算符优先级高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:85pt;"> &lt;= </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 小于等于 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:85pt;"> == </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 等于 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:85pt;"> != </td> 
 <td style="width:56.7pt;"> 不等于 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

4.逻辑运算符

逻辑运算符包括：not、and、or。具体含义及优先级见表2-4。

表2-4 逻辑运算符

5.成员运算符和成员表达式

成员运算符包括：in、not in。具体含义及优先级见表2-5。

表2-5 成员运算符和成员表达式

6.同一性运算符和同一性表达式

同一运算符：is、is not。具体含义及优先级见表2-6。

表2-6 同一性运算符

（二）Python常用内置函数

Python常用内置函数及用法如表2-7所示。

表2-7 Python常用内置函数

<table style="margin-left:6.75pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:65.9pt;"> 内置函数 </td> 
 <td style="width:126.5pt;"> 说明 </td> 
 <td style="width:57.7pt;"> 内置函数 </td> 
 <td style="width:143.7pt;"> 说明 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:65.9pt;"> len(列表) </td> 
 <td style="width:126.5pt;"> 返回列表中的元素个数，同样适用于元组、字典、集合、字符串等。 </td> 
 <td style="width:57.7pt;"> sum(列表) </td> 
 <td style="width:143.7pt;"> sum(iterable[, start])。对列表的元素进行求和运算，对非数值型列表运算需要指定start参数，同样适用于元组、range。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:65.9pt;"> eval（常量表达式） </td> 
 <td style="width:126.5pt;"> 用来计算字符串的值或执行字符串中的Python代码，或者进行类型转换。 </td> 
 <td style="width:57.7pt;"> range（start，stop，step） </td> 
 <td style="width:143.7pt;"> 创建一个整数列表，一般用在for循环中。start：开始位置。默认为0。stop结束位置，但不包括stop。 step：步长，默认为1。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:65.9pt;"> int（[x]） </td> 
 <td style="width:126.5pt;"> 返回实数x的整数部分，或把字符串x看作base进制并转为十进制 </td> 
 <td style="width:57.7pt;"> float（x=0，/） </td> 
 <td style="width:143.7pt;"> 将一个数字或字符串转换为浮点数 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:65.9pt;"> max(列表) </td> 
 <td style="width:126.5pt;"> 返回列表中的最大元素，同样适用于元组、字典、集合、range对象等。 </td> 
 <td style="width:57.7pt;"> zip(列表1，列表2，…) </td> 
 <td style="width:143.7pt;"> zip(*iterables) 将多个列表或元组对应位置的元素组合为元组，并返回包含这些元组的可迭代的zip对象。带*为解包。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:65.9pt;"> min(列表) </td> 
 <td style="width:126.5pt;"> 返回列表中的最小元素，同样适用于元组、字典、集合、range对象等。 </td> 
 <td style="width:57.7pt;"> enumerate(列表) </td> 
 <td style="width:143.7pt;"> enumerate(iterable, start=0) 枚举列表元素，返回枚举对象，其中每个元素为包含下标和值的元组。该函数对元组、字符串同样有效。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**五、实验步骤**

（一）进入Anaconda Navigator界面，单击Jupyter Notebook下的按钮【Launch】，进入Jupyter Notebook开发环境。

（二）例如在桌面上新建一个Python 3文件，进入“Desktop”目录，单击按钮【New】下的【Python 3】，指定文件名，每个实验项目创建一个Python源代码文件。

（三）编写Python程序。

（四）运行Python程序。单击工具栏上的按钮【Run】或者菜单【Cell】下的某一Run选项或者按快捷键“Ctrl+Enter”。

（五）撰写实验报告。

**六、实验注意事项**

（一）机房的使用规范和用电安全。

（二）正确使用数据类型。

（三）先确定数据类型和算法，再编写程序实现。

**七、实验报告要求**

实验报告以书面/电子形式提交，严禁抄袭，一旦发现，即为零分。