習題21．在交互式解釋器中給不同的變量賦予不同數據類型的值，如浮點數、字符串等，輸入變量名并按Enter鍵，然后針對相同的變量使用print()函數，“輸入變量名并按Enter鍵”與“用print()輸出變量”的操作有何區別？答案：在交互式解釋器中直接輸入一個變量會立即顯示它的值，這稱為“字面值”。對于數值類型，字面值和值是相同的；但是對于字符串，字面值包括字符串的邊界引號，而print()打印的內容不包括。所以，print()打印字符串的時候不會把邊界的引號顯示出來。2.用表達式來描述下列命題： (1)n是m的倍數 (2)n是小于正整數k的偶數 (3)x≥y或x<y (4)x,y中有一個小于z (5)x,y都小于z (6)x,y兩者都大于z，且為z的倍數答案：(1)n%m==0(2)k>0andk%1=0andn<kandn%2==0(3)x>=yorx<y(4)x<zory<z(5)x<zandy<z(6)x>zandy>zandx%z==0andy%z==03.手工計算（或心算）下列表達式的值，然后用代碼來驗證是否正確。 (1)16/4-2**5*8/4%5//2 (2)~30<<2*12**-6*22 (3)6**2+40&1*5答案略4.設計一個程序，讓用戶輸入平面坐標系中的兩個坐標，然后計算出兩點之間的距離。答案見代碼文件：Project02exercise4.py5.在2.4中我們認識了random模塊，它提供了很多有用的隨機函數。下面列舉了一些需求，請利用help函數查詢需要用什么函數來達成目的。（1）在容器對象中隨機選擇一個對象。（2）在容器對象中隨機選擇n個對象，并可以按照需求設置權重。（3）在容器對象中隨機抽取（不重復選擇）n個對象，并可以按照需求設置權重。（4）對可變類型的有序對象（例如列表）打亂其順序。答案：（1）在容器對象a中隨機選擇一個對象，可以使用多種方法，如：a[random.randrange(len(a))]random.choice(a)（2）在容器對象a中隨機選擇n個對象，可以使用random.choices()函數，并設置參數k=n，對于權重，使用一個權重列表，其長度和a相等，每個元素是一個代表權重的整數。（3）可以使用random.sample()函數，它的用法和random.choices()是一樣的，區別在于它是不重復的抽取。（4）要對可變類型的有序對象打亂其順序，可以使用random.shuffle()函數。習題31.寫出條件句與循環句的語句結構。答案：條件句是分支結構，根據條件表達式真或假來決定要執行的語句流；循環句是循環結構，分為while循環和for循環。while是傳統的循環結構，可以看成是一個條件判斷語句和一個向回轉向語句的組合。for循環通過遍歷一個可迭代對象來進行有限次數的循環，并在循環的過程中遍歷這個對象。2.break和continue控制語句的區別。答案：break是徹底結束循環；continue是結束當前這一輪循環，進入到下一輪循環。3.寫出if...if和if...elif的區別，并舉例編程說明。答案：if…if是兩個獨立的分支結構，互不影響，有可能兩個分支都會執行到；if…elif是一個單獨的多分支結構，是多選一的分支，不可能兩個分支都執行，也可以理解為在執行時遵循短路邏輯。4.求1~100之間的所有素數，并統計素數的個數。答案見代碼文件：Project03exercise4.py5.內置函數max()、min()可用于求最大值、最小值。請忽略這兩個函數，用你自己的方式實現下述任務：任意輸入5個數字，計算它們的最大值，最小值和平均值。答案見代碼文件：Project03exercise5A.py和Project03exercise5B.py兩種方法實現。6．模塊math中的floor()和ceil()函數分別用于求一個浮點數的地板數和天花板數，也就是向下取整和向上取整。請利用這兩個函數實現四舍五入的功能（考慮由用戶輸入任意的浮點數）。答案見代碼文件：Project03exercise6.py習題41.解釋容器的數據類型及其分類。答案：容器是內置的數據結構，包括序列、映射和集合。序列包括列表、元組和字符串；映射類型只有一種，即字典；集合包括可變集合和不可變集合。2.使用range()函數生成一個數列，然后將它們變成單一的數字，例如通過range(10)得到[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]，如何將它轉換為單個數字123456789？要求不使用循環結構。答案見代碼文件：Project04exercise2.py3.輸入一段英文文章，計算其長度，并統計包含的單詞數。答案見代碼文件：Project04exercise3.py4．實現一個同學錄，要求提供基于字符的菜單選項，用戶可以選擇顯示所有同學、按關鍵字查找同學、添加同學、刪除同學、退出程序等功能。同學信息保存在字典中，要求有學號、姓名、專業、班級等信息。鍵必須具有唯一性，因此學號作為鍵。用戶可以通過關鍵字來查詢對應的同學信息，例如用戶輸入姓名王強，若有該同學存在，則返回他的相關信息，否則提示未找到該同學的信息。答案見代碼文件：Project04exercise4.py5.給出下列語句的執行結果。答案：abc[100]11111211314161341………每個數等于它上方兩數之和每行數字左右對稱，由1開始逐漸變大。第n行的數字有n項。第n行數字和為2(n-1)。】楊輝三角形的圖形表示如右圖所示。請通過編程實現楊輝三角形，用普通循環和列表推導式均可。答案見代碼文件：Project04exercise6A.py、Project04exercise6B.py兩種方法實現習題51．列舉文件緩沖的幾種形式，包括程序員主動進行的緩沖和因為其他原因造成的緩沖。答案：文件保存依靠緩沖來實現，可以使用f.flush()方法來進行緩沖，也可以使用f.close()方法關閉文件，在程序結束時會自動緩沖。此外，當f被賦值為其他類容時，會導致原本引用的文件對象減少引用計數，一旦引用計數為0，Python垃圾回收機制會關閉文件對象，從而完成緩沖。2．小明在公司信息安全部門工作，最近公司淘汰了一批老舊的服務器硬盤，為了避免商業對手利用數據恢復手段獲取硬盤中的數據，部門領導讓小明為這些硬盤寫入垃圾數據。請你幫小明寫一個腳本，在當前目錄下創建1000個文件，文件名隨機，文件中的內容是1000個隨機字符。答案見代碼文件：Project05exercise2.py3．在畢業季，每個學生都要完成畢業設計并參加答辯，假如學院要求每個班分成六組參加畢業答辯。班級名單保存在名為“students.txt”的文件里，每一行一個姓名，請編寫一個程序來實現隨機的分組。答案見代碼文件：Project05exercise3.py4．編寫一個程序，由用戶輸入自己的生日，然后自動計算離下次生日還有多長時間。答案見代碼文件：Project05exercise4.py代碼中自行實現了將代表日期的字符串解析為標準日期格式，也可以通過第三方庫dateutil中的parser()函數來實現日期文本的解析。習題61.寫出調用函數時可使用的參數類型并解釋。答案：位置參數，也叫必備參數，傳遞參數的時候，參數的數量和順序，都必須和定義時保持一致。關鍵字參數，是指傳遞參數的時候，按照賦值表達式的方式，函數定義時規定的參數名稱在等號左側，傳遞的值在右側。這樣，就可以不按順序傳遞參數了。默認參數，是指在函數定義時，可以通過復制表達式給予該參數一個初始的默認值，如果我們在調用函數時，不傳遞這個參數，那么該參數將使用默認值。可變參數，是指在函數定義時不能確定將來調用時要使用幾個參數，因此可以定義一個數目可變的參數集，用戶可以傳遞多個參數，這些參數將作為一個元組被傳遞使用。關鍵字收集器，類似于可變參數，但用戶在傳遞參數時，每一個參數都使用賦值表達式的形式，這樣的話，多個關鍵字參數將會作為一個字典被傳遞使用。參數組，指的是在一個函數中，同時使用以上兩種或多種參數傳遞的方式。2.寫出創建一個生成器的兩種方法，并舉例說明。答案：可以使用推導式格式的生成器，也可以使用函數定義中的yield語句。例如，要快速生成1-9中每個數字的平方，有下面兩種方法：#第一種方法：g1=(i**2foriinrange(1,10))#第二種方法defsquare():foriinrange(1,10):yieldi**2g2=square()3.編寫一個函數計算圓柱體的體積。答案見代碼文件：Project06exercise3.py4.如果沒有os.walk()，你是否能以自己的方式實現對多層目錄的遞歸訪問？請設計一個函數，能對多層目錄進行遍歷，顯示出每一層目錄的全部子目錄和文件的名稱。答案見代碼文件：Project06exercise4.py5.利用map()函數，把用戶輸入的不規范的英文名字，變為首字母大寫，其他小寫的規范名字。輸入：['adam','LISA','barT']，輸出：['Adam','Lisa','Bart']。答案見代碼文件：Project06exercise5.py習題71.設計一個同學錄，用類來定義同學，每個同學是一個實例。類中需要有姓名、班級、學號、聯系電話等屬性。答案：defClassMate():def__init__(self,name,num,grade,tel):=nameself.num=numself.grade=gradeself.tel=telcm1=ClassMate("李雷",20200705433,"云計算2020",)2.改寫你的同學錄類定義，要求外界不能直接訪問除了姓名之外的其它屬性，必須通過一個特定的方法來作為訪問這些屬性的接口。答案見代碼文件：Project07exercise2.py3.按照下面描述的方式創建一個繼承分級結構。在基類中提供適用于所有哺乳動物對象的方法，并在派生類中覆蓋它們，從而根據不同的動物采取不同的行動。哺乳動物：貓科：獅子、豹、虎犬科：狼答案：classMammal():#哺乳動物def__init__(self):passdefviviparity(self):print("Viviparity")classFelid(Mammal):#貓科defmiaow(self):#貓叫print("mewmewmew...")classCanidae(mammal):#犬科defbark(self):print("bowwow!bowwow!")classTiger(felid):#虎deftigerRoar(self):#虎嘯print("roar!")4.將第二章和第六章出現過的PPI計算程序改寫為使用類來實現的版本。答案見代碼文件：Project07exercise4.py5.我們在本項目中設計的鏈表是可變對象，所以應該有一個copy()方法用來返回當前對象的淺拷貝。同時，為了方便清空數據，請再為它設計一個clear()方法，用來清除所有結點，把當前鏈表變成一個空鏈表。答案見代碼文件：Project07exercise5.py詳見其中的LinkList.copy()和LinkList.clear()方法習題81.導入“importmoduleName”和“frommoduleNameimport*”有什么不同？答案：使用第二種語句的時候，會將模塊中的所有名稱直接加入到現有的全局名稱空間里，之后就不再需要使用諸如“模塊名.函數名”這樣的語法，而是直接使用后面的名稱。但是，缺少模塊名作為前綴，可能會因為重名而導致內建的或先前導入過的名稱被覆蓋。2.創建一個importAs()函數。這個函數可以把一個模塊導入到你的名稱空間，但使用你指定的別名，而不是原始名字。也就是說，用你自己的方式，在一個函數中實現importmoduleNameasnewName的效果。答案：在函數中調用__import__()并返回即可：defimportAs(module):return__import__(module)3.將本章的用戶賬戶登錄系統打包成二進制可執行文件，使其能獨立運行。答案：先進入到用戶賬戶登錄系統的源代碼文件所在的目錄，假設其它模塊也在同目錄下，使用以下命令：pyinstaller-Flogin.py習題91.當你使用try語句處理異常時，如何根據需要選擇合適的異常類？如果面對不熟悉的錯誤情況，你打算如何查詢對應的錯誤？答案：可以先讓程序出錯一次，根據拋出的錯誤信息，選擇捕獲對應的錯誤類型。2.下面這些交互解釋器下的Python代碼段分別會引發什么異常（參閱表9-1給出的內建異常清單）：代碼請寫下答案>>>if3<4then:print'3islessthan4!'SyntaxError:invalidsyntax>>>aList=['Hello','World!','Anyone','Home?']>>>print('thelaststringinaListis:',aList[len(aList)])IndexError:listindexoutofrange>>>xNameError:name'x'isnotdefined>>>x=4%0ZeroDivisionError:integerdivisionormodulobyzero>>>importmath>>>i=math.sqrt(-1)ValueError:mathdomainerror3.在項目8里，我們在用戶賬戶登錄系統中，用一個文本文件來記錄用戶-密碼對列表，為了防止文件不存在導致程序異常，即使只為了讀取數據，無需寫入，我們也使用了a+模式打開文件。現在你已經了解了捕獲異常，請改寫程序，如果只需要讀取，就使用r模式，并使用try-except語句來防止文件不存在導致的異常。答案：try:userInf=open('./userpasswd.txt','r')exceptIOError:userInf=open('./userpasswd.txt','w')4.封裝以下內建函數，在發生異常時返回None。float(arg)：請考慮兩種錯誤，參數是一個帶有非數字字符的字符串，或參數是一個其他不受支持的類型。raw_input(string)：同樣考慮兩種錯誤，用戶輸入了EOF（在Unix下是由于按下了<Ctrl+D>，在Windows命令行下是因為按下了<Ctrl+Z>）或是通過鍵盤中斷事件退出了程序（一般是由于按下了<Ctrl+C>）。答案：對于float(arg)，封裝代碼如下：defmy_float(argv):try:returnfloat(argv)except(ValueError,TypeError):returnNone對于input()，代碼如下：defmy_input(string):try:input(string)exceptKeyboardInterrupt:print("YousentaKeyboardInterrupt.")exceptEOFError:print("YousentaEOF.")while1:#下面是測試，一旦執行就無法出來了my_input('string')習題101．請描述wxPython窗口對象中子對象和父對象的關系。答案：wxPython窗口對象中的父對象是一種窗口容器，例如框架、面板等，而子對象是父對象中包含的組件或子容器。例如在一個窗口中，框架是面板的父對象，面板是框架的子對象；而對于面板中的一個按鈕來說，面板是父對象，按鈕則是子對象。2．創建一個同學錄管理程序，用靜態文本框來顯示姓名，用文本框來顯示其他信息，如性別、學號、電話等。答案見代碼文件：Project10exercise2.py3．改寫上面的同學錄管理程序，文本框中的信息處于只讀模式，只有提供管理員密碼，才能編輯。答案見代碼文件：Project10exercise3.py，管理員密碼是admin1234．哪些控件可以提供選擇功能？答案：有單選按鈕、復選框、列表框、下拉框、組合框、樹形控件。5．嘗試為項目8的用戶賬戶登錄系統實現GUI界面。答：原有代碼 作用 使用或修改情況captcha.py 生成驗證碼 原封不動encrypt.py 將密碼加密成密文 原封不動sinput.py 在控制臺輸入字符時遮蓋 GUI不需要使用控制臺，此代碼廢棄newuser.py 創建新賬戶 完全重寫，提供創建新賬戶的操作窗口lock.py 對超過24小時的鎖定賬戶自動解鎖 有部分改動match.py 核對用戶名和密碼，并判斷是否鎖定 有部分改動login.py 登錄 完全重寫，提供登錄的操作窗口上述代碼位于文件夾Project10exercise5中。習題111.還有很多其它持久存儲的方案，例如使用文本、使用電子表格，為什么要使用數據庫，數據庫的優勢是什么？答案：1)數據庫可以結構化存儲大量的數據信息，方便用戶進行有效的檢索和訪問。2)數據庫可以有效地保持數據信息的一致性、完整性、降低數據冗余。3)數據庫可以滿足應用的共享和安全方面的要求，把數據放在數據庫中在很多情況下也是出于安全的考慮。4)數據庫技術能夠方便智能化地分析，產生新的有用信息。2.請列舉幾個Python支持的數據庫。答案：主流的數據庫系統都支持，包括SQLite、MySQL、MariaDB、SQLServer、PostgreSQL、Oracle、Redis等3.簡單描述Python操作數據庫的流程。答案：Python使用PythonDB-API來操作數據庫，操作流程大致可以分為4個步驟：1)引入API模塊。2)獲取與數據庫的連接。3)執行SQL語句和存儲過程。4)關閉數據庫連接。4.改寫第8章的用戶賬戶系統，使用SQLite數據庫來代替文本文件存儲數據。答案：第10章已經實現了圖形界面的版本，現在在其基礎上繼續開發：原有代碼 作用 使用或修改情況captcha.py 生成驗證碼 原封不動encrypt.py 將密碼加密成密文 原封不動sqlitedb.py 代替文本存儲用戶賬戶信息 新內容newuser.py 創建新賬戶 部分改動，涉及到數據庫操作的方法由sqlitedb.py提供lock.py 對超過24小時的鎖定賬戶自動解鎖 由主程序或sqlitedb.py中的方法代替match.py 核對用戶名和密碼，并判斷是否鎖定 由主程序或sqlitedb.py中的方法代替login.py 登錄 部分改動，涉及到數據庫操作的方法由sqlitedb.py提供上述代碼位于文件夾Project11exercise4中。5.讓你的用戶賬戶系統改用MySQL數據庫，只改寫程序本身，不用考慮舊數據從SQLite遷移到MySQL的問題。答案略，由讀者自行研究實現。習題121．在使用套接字編程的時候，TCP和UDP中哪一種服務器在接受連接后，把連接交給不同的套接字來處理與客戶的通信？答案：TCP服務器。TCP服務器使用socket.accept()方法接收一個連接請求，返回一個套接字對象和一個遠程地址元組，服務器使用這個套接字對象來處理（發送和接收）與客戶端的通信。2．編寫一個程序，讓客戶端能夠發送消息使服務器休眠，客戶端指定休眠多久，服務器就休眠多久。答案：使用了TCP服務器和客戶端，代碼詳見文件夾Project12exercise2。3．對于12.3.3的文件傳輸程序，是否可以使用無連接通信的方式？答案：不可以，無連接通信方式不適用于文件傳輸。習題131．進程和線程的區別是什么？答案：正在運行的程序稱為“進程”，除了程序自身的指令，進程還包括地址空間、內存、數據棧及其他記錄其運行軌跡的輔助數據。進程在運行的過程中，其執行控制流稱為線程，線程是程序執行流的最小單元。線程不像進程那樣擁有完整的系統資源，只擁有一點兒在運行中必不可少的資源，但它可與同屬一個進程