-Python程序設計習題與參考答案第1章 基礎知識1.1 簡單說明如何選擇正確的Python版本。答：在選擇Python的時候，一定要先考慮清楚自己學習Python的目的是什么，打算做哪方面的開發，有哪些擴展庫可用，這些擴展庫最高支持哪個版本的Python，是Python 2.x還是Python 3.x，最高支持到Python 2.7.6還是Python 2.7.9。這些問題都確定以后，再做出自己的選擇，這樣才能事半功倍，而不至于把大量時間浪費在Python的反復安裝和卸載上。同時還應該注意，當更新的Python版本推出之后，不要急于更新，而是應該等確定自己所必須使用的擴展庫也推出了較新版本之后再進行更新。盡管如此，Python 3畢竟是大勢所趨，如果您暫時還沒想到要做什么行業領域的應用開發，或者僅僅是為了嘗試一種新的、好玩的語言，那么請毫不猶豫地選擇Python 3.x系列的最高版本（目前是Python 3.4.3）。1.2 為什么說Python采用的是基于值的內存管理模式？答：Python采用的是基于值的內存管理方式，如果為不同變量賦值相同值，則在內存中只有一份該值，多個變量指向同一塊內存地址，例如下面的代碼。 x = 3 id(x)10417624 y = 3 id(y)10417624 y = 5 id(y)10417600 id(x)104176241.3 在Python中導入模塊中的對象有哪幾種方式？答：常用的有三種方式，分別為l import 模塊名 as 別名l from 模塊名 import 對象名 as 別名l from math import *1.4 使用pip命令安裝numpy、scipy模塊。答：在命令提示符環境下執行下面的命令：pip install numpypip install scipy1.5 編寫程序，用戶輸入一個三位以上的整數，輸出其百位以上的數字。例如用戶輸入1234，則程序輸出12。（提示：使用整除運算。）答：1）Python 3.4.2代碼：x = input(Please input an integer of more than 3 digits:)try: x = int(x) x = x/100 if x = 0: print(You must input an integer of more than 3 digits.) else: print(x)except BaseException: print(You must input an integer.)2）Python 2.7.8代碼：import typesx = input(Please input an integer of more than 3 digits:)if type(x) != types.IntType: print You must input an integer.elif len(str(x) != 4: print You must input an integer of more than 3 digits.else: print x/100第2章 Python數據結構2.1 為什么應盡量從列表的尾部進行元素的增加與刪除操作？答：當列表增加或刪除元素時，列表對象自動進行內存擴展或收縮，從而保證元素之間沒有縫隙，但這涉及到列表元素的移動，效率較低，應盡量從列表尾部進行元素的增加與刪除操作以提高處理速度。2.2 編寫程序，生成包含1000個0到100之間的隨機整數，并統計每個元素的出現次數。（提示：使用集合。）答：1）Python 3.4.2代碼import randomx = random.randint(0,100) for i in range(1000)d = set(x)for v in d: print(v, :, x.count(v)2）Python 2.7.8代碼import randomx = random.randint(0,100) for i in range(1000)d = set(x)for v in d: print v, :, x.count(v)2.3 編寫程序，用戶輸入一個列表和2個整數作為下標，然后輸出列表中介于2個下標之間的元素組成的子列表。例如用戶輸入1,2,3,4,5,6和2,5，程序輸出3,4,5,6。答：1）Python 3.4.2代碼x = input(Please input a list:)x = eval(x)start, end = eval(input(Please input the start position and the end position:)print(xstart:end)2）Python 2.7.8代碼x = input(Please input a list:)start, end = input(Please input the start position and the end position:)print xstart:end2.4 設計一個字典，并編寫程序，用戶輸入內容作為鍵，然后輸出字典中對應的值，如果用戶輸入的鍵不存在，則輸出“您輸入的鍵不存在！”答：1）Python 3.4.2代碼d = 1:a, 2:b, 3:c, 4:dv = input(Please input a key:)v = eval(v)print(d.get(v,您輸入的的鍵不存在)2）Python 2.7.8代碼d = 1:a, 2:b, 3:c, 4:dv = input(Please input a key:)print(d.get(v,您輸入的的鍵不存在)2.5 編寫程序，生成包含20個隨機數的列表，然后將前10個元素升序排列，后10個元素降序排列，并輸出結果。答：1）Python 3.4.2代碼import randomx = random.randint(0,100) for i in range(20)print(x)y = x0:10y.sort()x0:10 = yy = x10:20y.sort(reverse=True)x10:20 = yprint(x)2）Python 2.7.8代碼import randomx = random.randint(0,100) for i in range(20)print xy = x0:10y.sort()x0:10 = yy = x10:20y.sort(reverse=True)x10:20 = yprint x2.6 在Python中，字典和集合都是用一對 大括號 作為定界符，字典的每個元素有兩部分組成，即 鍵 和 值 ，其中 鍵 不允許重復。2.7 假設有列表a = name,age,sex和b = Dong,38,Male，請使用一個語句將這兩個列表的內容轉換為字典，并且以列表a中的元素為鍵，以列表b中的元素為值，這個語句可以寫為 c = dict(zip(a,b)。2.8 假設有一個列表a，現要求從列表a中每3個元素取1個，并且將取到的元素組成新的列表b，可以使用語句 b = a:3。2.9 使用列表推導式生成包含10個數字5的列表，語句可以寫為 5 for i in range(10)。2.10 不可以 （可以、不可以）使用del命令來刪除元組中的部分元素。第3章 選擇結構與循環結構3.1 分析邏輯運算符“or”的短路求值特性。答：假設有表達式“表達式1 or 表達式2”，如果表達式1的值等價于True，那么無論表達式2的值是什么，整個表達式的值總是等價于True。因此，不需要再計算表達式2的值。3.2 編寫程序，運行后用戶輸入4位整數作為年份，判斷其是否為閏年。如果年份能被400整除，則為閏年；如果年份能被4整除但不能被100整除也為閏年。答：1）Python 3.4.2代碼x = input(Please input an integer of 4 digits meaning the year:)x = eval(x)if x%400=0 or (x%4=0 and not x%100=0): print(Yes)else: print(No)2）Python 2.7.8代碼x = input(Please input an integer of 4 digits meaning the year:)if x%400=0 or (x%4=0 and not x%100=0): print Yeselse: print No3.3 編寫程序，生成一個包含50個隨機整數的列表，然后刪除其中所有奇數。（提示：從后向前刪。）答：1）Python 3.4.2代碼import randomx = random.randint(0,100) for i in range(50)print(x)i = len(x)-1while i=0: if xi%2=1: del xi i-=1print(x)2）Python 2.7.8代碼把上面的代碼中第三行和最后一行改為print x即可。34 編寫程序，生成一個包含20個隨機整數的列表，然后對其中偶數下標的元素進行降序排列，奇數下標的元素不變。（提示：使用切片。）答：1）Python 3.4.2代碼import randomx = random.randint(0,100) for i in range(20)print(x)y = x:2y.sort(reverse=True)x:2 = yprint(x)2）Python 2.7.8代碼把上面的代碼中第三行和最后一行改為print x即可。35 編寫程序，用戶從鍵盤輸入小于1000的整數，對其進行因式分解。例如，10=25，60=2235。答：1）Python 3.4.2代碼x = input(Please input an integer less than 1000:)x = eval(x)t = xi = 2result = while True: if t=1: break if t%i=0: result.append(i) t = t/i else: i+=1Print x,=,*.join(map(str,result)2）Python 2.7.8代碼x = input(Please input an integer less than 1000:)t = xi = 2result = while True: if t=1: break if t%i=0: result.append(i) t = t/i else: i+=1print x,=,*.join(map(str,result)3.6 編寫程序，至少使用2種不同的方法計算100以內所有奇數的和。答：Python 3.4.2代碼如下，如果使用Python 2.7.8只需要把其中的print()函數改為print語句即可。x = i for i in range(1,100) if i%2=1print(sum(x)print(sum(range(1,100):2)3.7 編寫程序，實現分段函數計算，如下表所示。xyx000=x5x5=x103x-510=x200.5x-220=x0答：Python 3.4.2代碼如下，如果使用Python 2.7.8只需要把其中的print()函數改為print語句即可。x = input(Please input x:)x = eval(x)if x=20: print(0)elif 0=x5: print(x)elif 5=x10: print(3*x-5)elif 10=x20: print(0.5*x-2)第4章 字符串與正則表達式4.1 假設有一段英文，其中有單獨的字母“I”誤寫為“i”，請編寫程序進行糾正。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。1）不使用正則表達式x = i am a teacher,i am man, and i am 38 years old.I am not a businessman.x = x.replace(i ,I )x = x.replace( i , I )print(x)2）使用正則表達式x = i am a teacher,i am man, and i am 38 years old.I am not a businessman.import repattern = pile(r(?:w|b)i(?:w)while True: result = pattern.search(x) if result: if result.start(0) != 0: x = x:result.start(0)+1+I+xresult.end(0)-1: else: x = x:result.start(0)+I+xresult.end(0)-1: else: breakprint(x)4.2 假設有一段英文，其中有單詞中間的字母“i”誤寫為“I”，請編寫程序進行糾正。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。import rex = I am a teacher,I am man, and I am 38 years old.I am not a busInessman.print(x)pattern = pile(r(?:w)I(?:w)while True: result = pattern.search(x) if result: if result.start(0) != 0: x = x:result.start(0)+1+i+xresult.end(0)-1: else: x = x:result.start(0)+i+xresult.end(0)-1: else: breakprint(x)4.3 有一段英文文本，其中有單詞連續重復了2次，編寫程序檢查重復的單詞并只保留一個。例如文本內容為“This is is a desk.”，程序輸出為“This is a desk.”答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。1）方法一import rex = This is a a desk.pattern = pile(rb(w+)(s+1)1,b)matchResult = pattern.search(x)x = pattern.sub(matchResult.group(1),x)print(x)2）方法二x = This is a a desk.pattern = pile(r(?Pbw+b)s(?P=f)matchResult = pattern.search(x)x = x.replace(matchResult.group(0),matchResult.group(1)4.4 簡單解釋Python的字符串駐留機制。答：Python支持字符串駐留機制，即：對于短字符串，將其賦值給多個不同的對象時，內存中只有一個副本，多個對象共享該副本。這一點不適用于長字符串，即長字符串不遵守駐留機制，下面的代碼演示了短字符串和長字符串在這方面的區別。 a = 1234 b = 1234 id(a) = id(b)True a = 1234*50 b = 1234*50 id(a) = id(b)False4.5 編寫程序，用戶輸入一段英文，然后輸出這段英文中所有長度為3個字母的單詞。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。import rex = input(Please input a string:)pattern = pile(rba-zA-Z3b)print(pattern.findall(x)第5章 函數設計與使用5.1 運行5.3.1小節最后的示例代碼，查看結果并分析原因。答：原因是對于函數的默認值參數只會被處理一次，下次再調用函數并且不為默認值參數賦值時會繼續使用上一次的結果，對于列表這樣的結構，如果調用函數時為默認值參數的列表插入或刪除了元素，將會得到保留，從而影響下一次調用。5.2 編寫函數，判斷一個整數是否為素數，并編寫主程序調用該函數。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。import mathdef IsPrime(v): n = int(math.sqrt(v)+1) for i in range(2,n): if v%i=0: return No else: return Yesprint(IsPrime(37)print(IsPrime(60)print(IsPrime(113)5.3 編寫函數，接收一個字符串，分別統計大寫字母、小寫字母、數字、其他字符的個數，并以元組的形式返回結果。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。def demo(v): capital = little = digit = other =0 for i in v: if A=i=Z: capital+=1 elif a=i=z: little+=1 elif 0=i def demo():a=3print a a=5 demo()3 a55.5 編寫函數，可以接收任意多個整數并輸出其中的最大值和所有整數之和。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。def demo(*v): print(v) print(max(v) print(sum(v)demo(1,2,3)demo(1,2,3,4)demo(1,2,3,4,5)5.6 編寫函數，模擬內置函數sum()。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。def Sum(v): s = 0 for i in v: s += i return sx = 1,2,3,4,5print(Sum(x)x = (1,2,3,4,5)print(Sum(x)5.7 編寫函數，模擬內置函數sorted()。答：這里給出Python 3.4.2代碼，如果使用Python 2.7.8的話只需要修改其中的print()函數為print語句即可。def Sorted(v): t = v: r = while t: tt = min(t) r.append(tt) t.remove(tt) return rx = 1,3,5,2,1,0,9,7print(x)print(Sorted(x)第6章 面向對象程序設計6.1 繼承6.5節例2中的Person類生成Student類，填寫新的函數用來設置學生專業，然后生成該類對象并顯示信息。答：Python 3.4.2代碼為import typesclass Person(object): #基類必須繼承于object，否則在派生類中將無法使用super()函數 def _init_(self, name = , age = 20, sex = man): self.setName(name) self.setAge(age) self.setSex(sex) def setName(self, name): if not isinstance(name,str): print(name must be string.) return self._name = name def setAge(self, age): if not isinstance(age,int): print(age must be integer.) return self._age = age def setSex(self, sex): if sex != man and sex != woman: print(sex must be man or woman) return self._sex = sex def show(self): print(self._name) print(self._age) print(self._sex)class Student(Person): def _init_(self, name=, age = 30, sex = man, major = Computer): #調用基類構造方法初始化基類的私有數據成員 super(Student, self)._init_(name, age, sex) self.setMajor(major) #初始化派生類的數據成員 def setMajor(self, major): if not isinstance(major, str): print(major must be a string.) return self._major = major def show(self): super(Student, self).show() print(self._major)if _name_ =_main_: zhangsan = Person(Zhang San, 19, man) zhangsan.show() lisi = Student(Li Si,32, man, Math) lisi.show()6.2 設計一個三維向量類，并實現向量的加法、減法以及向量與標量的乘法和除法運算。答：Python 3.4.2代碼如下class Vecter3: def _init_(self, x=0, y=0, z=0): self.X = x self.Y = y self.Z = z def _add_(self, n): r = Vecter3() r.X = self.X + n.X r.Y = self.Y + n.Y r.Z = self.Z + n.Z return r def _sub_(self, n): r = Vecter3() r.X = self.X - n.X r.Y = self.Y - n.Y r.Z = self.Z - n.Z return r def _mul_(self, n): r = Vecter3() r.X = self.X * n r.Y = self.Y * n r.Z = self.Z * n return r def _truediv_(self, n): r = Vecter3() r.X = self.X / n r.Y = self.Y / n r.Z = self.Z / n return r def _floordiv_(self, n): r = Vecter3() r.X = self.X / n r.Y = self.Y / n r.Z = self.Z / n return r def show(self): print(self.X,self.Y,self.Z)v1 = Vecter3(1,2,3)v2 = Vecter3(4,5,6)v3 = v1+v2v3.show()v4 = v1-v2v4.show()v5 = v1*3v5.show()v6 = v1/2v6.show()6.3 面向對象程序設計的三要素分別為 封裝 、 繼承 和 多態 。6.4 簡單解釋Python中以下劃線開頭的變量名特點。答：在Python中，以下劃線開頭的變量名有特殊的含義，尤其是在類的定義中。用下劃線作為變量前綴和后綴來表示類的特殊成員：l _xxx：這樣的對象叫做保護變量，不能用from module import *導入，只有類對象和子類對象能訪問這些變量；l _xxx_：系統定義的特殊成員名字；l _xxx：類中的私有成員，只有類對象自己能訪問，子類對象也不能訪問到這個成員，但在對象外部可以通過“對象名._類名_xxx”這樣的特殊方式來訪問。Python中沒有純粹的C+意義上的私有成員。6.5 與運算符“*”對應的特殊方法名為_pow_()，與運算符“/”對應的特殊方法名為 _floordiv_() 。第7章 文件操作7.1 假設有一個英文文本文件，編寫程序讀取其內容，并將其中的大寫字母變為小寫字母，小寫字母變為大寫字母。答：f = open(rd:1.txt,r)s = f.readlines()f.close()r = i.swapcase() for i in sf = open(rd:2.txt,w)f.writelines(r)f.close()7.2 編寫程序，將包含學生成績的字典保存為二進制文件，然后再讀取內容并顯示。答：Python 3.4.2代碼import pickled = 張三:98,李四:90,王五:100print(d)f = open(score.dat,wb)pickle.dump(1,f)pickle.dump(d,f)f.closef = open(score.dat,rb)pickle.load(f)d = pickle.load(f)f.close()print(d)7.3 使用shutil模塊中的move()方法進行文件移動。答： import shutil shutil.move(rd:1.txt, re:1.txt)e:1.txt7.4 簡單解釋文本文件與二進制文件的區別。答：（1）文本文件文本文件存儲的是常規字符串，由若干文本行組成，通常每行以換行符n結尾。常規字符串是指記事本或其他文本編輯器能正常顯示、編輯并且人類能夠直接閱讀和理解的字符串，如英文字母、漢字、數字字符串。文本文件可以使用字處理軟件如gedit、記事本進行編輯。（2）二進制文件二進制文件把對象內容以字節串(bytes)進行存儲，無法用記事本或其他普通字處理軟件直接進行編輯，通常也無法被人類直接閱讀和理解，需要使用專門的軟件進行解碼后讀取、顯示、修改或執行。常見的如圖形圖像文件、音視頻文件、可執行文件、資源文件、各種數據庫文件、各類office文檔等都屬于二進制文件。7.5 編寫代碼，將當前工作目錄修改為“c:”，并驗證，最后將當前工作目錄恢復為原來的目錄。答： import os os.getcwd()C:Python34 os.chdir(rc:) os.getcwd()c: os.chdir(rc:Python34) os.getcwd()c:Python347.6 編寫程序，用戶輸入一個目錄和一個文件名，搜索該目錄及其子目錄中是否存在該文件。答：1）Python 3.4.2代碼import sysimport osdirectory = sys.argv1filename = sys.argv2paths = os.walk(directory)for root,dirs,files in paths: if filename in files: print(Yes) breakelse: print(No)2）Python 2.7.8代碼import sysimport osdirectory = sys.argv1filename = sys.argv2paths = os.walk(directory)for root,dirs,files in paths: if filename in files: print Yes breakelse: print No第8章 異常處理結構與程序調試8.1 Python異常處理結構有哪幾種形式？答：比較常用的形式有：1）標準異常處理結構try:try塊 #被監控的語句，可能會引發異常except Exception, reason:except塊 #處理異常的代碼如果需要捕獲所有異常時，可以使用BaseException，代碼格式如下：try:except BaseException, e: except塊#處理所有錯誤 上面的結構可以捕獲所有異常，盡管這樣做很安全，但是一般并不建議這樣做。對于異常處理結構，一般的建議是盡量顯式捕捉可能會出現的異常并且有針對性地編寫代碼進行處理，因為在實際應用開發中，很難使用同一段代碼去處理所有類型的異常。當然，為了避免遺漏沒有得到處理的異常干擾程序的正常執行，在捕捉了所有可能想到的異常之后，您也可以使用異常處理結構的最后一個except來捕捉BaseException。2）另外一種常用的異常處理結構是try.except.else.語句。3）在實際開發中，同一段代碼可能會拋出多個異常，需要針對不同的異常類型進行相應的處理。為了支持多個異常的捕捉和處理，Python提供了帶有多個except的異常處理結構，這類似于多分支選擇結構，一旦某個except捕獲了異常，則后面剩余的except子句將不會再執行。語法為：try:try塊#被監控的語句except Exception1:except塊1#處理異常1的語句except Exception2:except塊2#處理異常2的語句4）將要捕獲的異常寫在一個元組中，可以使用一個except語句捕獲多個異常，并且共用同一段異常處理代碼，當然，除非確定要捕獲的多個異常可以使用同一段代碼來處理，并不建議這樣做。5）最后一種常用的異常處理結構是try.except.finally.結構。在該結構中，finally子句中的內存無論是否發生異常都會執行，常用來做一些清理工作以釋放try子句中申請的資源。語法如下：try:finally:.#無論如何都會執行的代碼8.2 異常和錯誤有什么區別？答：異常是指因為程序執行過程中出錯而在正常控制流以外采取的行為。嚴格來說，語法錯誤和邏輯錯誤不屬于異常，但有些語法錯誤往往會導致異常，例如由于大小寫拼寫錯誤而訪問不存在的對象，或者試圖訪問不存在的文件，等等。8.3 使用pdb模塊進行Python程序調試主要有哪幾種用法？答：主要有三種方式，1）在交互模式下使用pdb模塊提供的功能可以直接調試語句塊、表達式、函數等多種腳本。2）在程序中嵌入斷點來實現調試功能在程序中首先導入pdb模塊，然后使用pdb.set_trace()在需要的位置設置斷點。如果程序中存在通過該方法調用顯式插入的斷點，那么在命令提示符環境下執行該程序或雙擊執行程序時將自動打開pdb調試環境，即使該程序當前不處于調試狀態。3）使用命令行調試程序在命令行提示符下執行“python m pdb 腳本文件名”，則直接進入調試環境；當調試結束或程序正常結束以后，pdb將重啟該程序。8.4 Python內建異常類的基類是 BaseException 。8.5 斷言語句的語法為 assert 。8.6 Python上下文管理語句是 with 。第9章 GUI編程9.1 設計一個窗體，并放置一個按鈕，單擊按鈕后彈出顏色對話框，關閉顏色對話框后提示選中的顏色。答：Python 2.7.8代碼如下，import wxclass wxGUI(wx.App): def OnInit(self): frame = wx.Frame(parent=None, title=wxGUI, size=(160,140) panel = wx.Panel(frame, -1) buttonOK = wx.Button(panel, -1, OK, pos=(0,0) self.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.OnButtonOK, buttonOK) frame.Show() return True def OnButtonOK(self, event): colorDlg = wx.ColourDialog(None) colorDlg.ShowModal() color = colorDlg.GetColourData().Colour wx.MessageBox(str(color)app = wxGUI()app.MainLoop()9.2 設計一個窗體，并放置一個按鈕，按鈕默認文本為“開始”，單擊按鈕后文本變為“結束”，再次單擊后變為“開始”，循環切換。答：Python 2.7.8代碼如下，import wxclass wxGUI(wx.App): def OnInit(self): frame = wx.Frame(parent=None, title=wxGUI, size=(160,140) panel = wx.Panel(frame, -1) self.buttonOK = wx.Button(panel, -1, Start, pos=(0,0) self.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.OnButtonOK, self.buttonOK) frame.Show() return True def OnButtonOK(self, event): text = self.buttonOK.GetLabelText() if text = Start: self.buttonOK.SetLabelText(End) elif text = End: self.buttonOK.SetLabelText(Start)app = wxGUI()app.MainLoop()9.3 設計一個窗體，模擬QQ登錄界面，當用戶輸入號碼123456和密碼654321時提示正確，否則提示錯誤。答：Python 2.7.8代碼如下，import wxclass wxGUI(wx.App): def OnInit(self): frame = wx.Frame(parent=None, title=Login, size=(250,150), pos=(350,350) panel = wx.Panel(frame, -1) label1 = wx.StaticText(panel, -1, UserName:, pos=(0,10), style=wx.ALIGN_RIGHT) label2 = wx.StaticText(panel, -1, Password:, pos=(0,30), style=wx.ALIGN_RIGHT) self.textName = wx.TextCtrl(panel, -1, pos=(70,10), size=(160,20) self.textPwd = wx.TextCtrl(panel, -1, pos=(70,30), size=(160,20),style=wx.TE_PASSWORD) buttonOK = wx.Button(panel, -1, OK, pos=(30