8 程序设计方法

8.1 实例13：体育竞技分析

输入：球员的水平，输出：可预测的比赛成绩
自顶向下和自底向上：
- 自顶向下（设计）：
  - 将一个总问题表达为若干个小问题组成的形式
  - 使用同样方法进一步分解小问题
  - 直至，小问题可以用计算机简单明了的解决
- 自底向上（执行）：
  - 分单元测试，逐步组装
  - 按照自顶向下相反的路径操作
  - 直至，系统各部分以紫装的思路都经过测试和验证

#MatchAnalysis.py
from random import random
def printIntro():
    print("这个程序模拟两个选手A和B的某种竞技比赛")
    print("程序运行需要A和B的能力值（以0到1之间的小数表示）")
def getInputs():
    a = eval(input("请输入选手A的能力值(0-1): "))
    b = eval(input("请输入选手B的能力值(0-1): "))
    n = eval(input("模拟比赛的场次: "))
    return a, b, n
def simNGames(n, probA, probB):
    winsA, winsB = 0, 0
    for i in range(n):
        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)
        if scoreA > scoreB:
            winsA += 1
        else:
            winsB += 1
    return winsA, winsB
def gameOver(a,b):
    return a==15 or b==15
def simOneGame(probA, probB):
    scoreA, scoreB = 0, 0
    serving = "A"
    while not gameOver(scoreA, scoreB):
        if serving == "A":
            if random() < probA:
                scoreA += 1
            else:
                serving="B"
        else:
            if random() < probB:
                scoreB += 1
            else:
                serving="A"
    return scoreA, scoreB
def printSummary(winsA, winsB):
    n = winsA + winsB
    print("竞技分析开始，共模拟{}场比赛".format(n))
    print("选手A获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsA, winsA/n))
    print("选手B获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsB, winsB/n))
def main():
    printIntro()
    probA, probB, n = getInputs()
    winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)
    printSummary(winsA, winsB)
main()

8.2 Python程序设计思维

计算生态与Python语言：
- 计算思维：抽象问题的计算过程，利用计算机自动化求解
计算生态与Python语言：
- 以开源项目为代表的大量第三方库
- 库之间相互关联，依存发展
用户体验与软件产品：
- 提高用户体验的方法：进度展示、异常处理、打印输出、日志文件、帮助信息
基本的程序设计模式：
- 从IPO开始：
- 自顶向下设计
- 模块化设计
- 配置化设计
- 从应用需求到软件产品
  - 产品定义
  - 系统架构
  - 设计与实现
  - 用户体验

8.3 Python第三方库安装

常用pip命令

8.4 模块7：OS库的使用

os.path子库以path为入口，用于操作和处理文件路径
路径操作：

进程管理：

import os
os.system(command)

os.system('C:\\Windows\\System32\\Calc.exe')

环境参数：

8.5 实例14：第三方库安装脚本

#BatchInstall.py
import os
libs = {"numpy","matplotlib","pillow","sklearn","requests",\
        "jieba","beautifulsoup4","wheel","networkx","sympy",\
        "pyinstaller","django","flask","werobot","pyqt5",\
        "pandas","pyopengl","pypdf2","docopt","pygame"}
try:
    for lib in libs:
        os.system("pip install "+lib)
    print("Successful")        
except:
    print("Failed Somehow")

8.Practice

英文字符的鲁棒输入：输入字符串，打印输出其中的英文字母

s = input()
d = []
for i in range(26):
    d.append(chr(ord('a')+i))
for c in s:
    if c in d:
        print(c,end='')

数字的鲁棒输入：获得用户输入的一个数字，可能是浮点数或复数，如果是整数仅接收十进制形式，且只能是数字。对输入数字进行平方运算，输出结果。

s = input()
try:
    if complex(s) == complex(eval(s)):
        print(eval(s)**2)
except:
    print("输入有误")