Python 程序设计语言 笔记（七）

原文地址：https://blog.csdn.net/longteng007/article/details/51227923

第六周 程序设计方法与面向对象程序设计（OOP）

      7.1 程序设计方法

           （1）计算思维：计算思维的本质：抽象、自动化

                                                                实证思维、逻辑思维、计算思维

                                          程序设计中的计算思维：    理解问题的计算特性

                                                                                   将计算抽象为计算问题

                                                                                   程序设计实现问题的自动求解

              计算机通过模拟计算过程提供一般情况下无法获得的信息

              【例】体育竞技分析

                     【IPO】 输入：两个球员的能力值，比赛次数

                                  处理：模拟比赛的过程

                                  输出：球员获胜场次及概率

              （2）自顶向下的设计：

基本思想：将算法表达为一系列小问题

                     为每个小问题设计接口

                     通过将算法表达为接口关联的多个小问题来细化算法

                     为每个小问题重复上述过程

              【例】体育竞技分析程序的顶层设计

                     第一阶段：设计基本功能函数，只考虑接口（输入和返回）

                     第二阶段：分别设计printIntro()、getInputs()

simNGames(n, probA, probB) → 核心

PrintSummary(winsA, winsB)函数的函数体

                     第三阶段：simNGames()函数继续分解出simOneGame()函数

              （3）自底向上的执行：     从底层模块开始一个一个进行测试

小规模：直接运行

中等规模：底层开始逐步上升

大规模：高级软件测试方法

              【例】体育竞技分析的测试：从第三阶段开始对函数逐个进行测试

  
  
程序 7.1
# 体育竞技分析程序的设计
from random import *
def main():
printIntro() # 输出程序介绍信息
probA,probB,n = getInputs() # 获取输入
winsA,winsB = simNGames(n, probA, probB) # 模拟比赛并计算胜次和胜率
PrintSummary(winsA, winsB) # 输出结果
def printIntro():
print( "体育竞技分析程序\n")
print( "本程序用以模拟两个对手之间的胜次及胜率\n")
print( "需要获取用户两个对手的能力系数(0~1)和模拟次数\n")
def getInputs():
a = eval(input( "请输入A的能力系数:"))
b = eval(input( "请输入B的能力系数:"))
n = eval(input( "请问您要模拟多少次比赛？:"))
return a,b,n
def simNGames(n, probA, probB):
A = 0
B = 0 # 胜次
for i in range(n):
scoreA,scoreB = simOneGame(probA,probB)
if scoreA > scoreB:
A = A + 1
else:
B = B + 1
return A,B
def simOneGame(probA, probB):
A = 0
B = 0
serving = "A" # 发球方
while not gameOver(A,B): # 判断是否达到15场比赛结束
if serving == "A":
if random() < probA:
A = A + 1
else:
serving = "B"
else:
if random() < probB:
B = B + 1
else:
serving = "A"
return A,B
def gameOver(A,B):
return A == 15 or B == 15
def PrintSummary(winsA, winsB):
n = winsA + winsB
print( '模拟次数：%d'%n)
print( '选手A的胜次：{0}({1:0.1%})'.format(winsA,winsA/n))
print( '选手B的胜次：{0}({1:0.1%})'.format(winsB,winsB/n))
if __name__ == '__main__':
main()
  
  

【运行结果】

体育竞技分析程序

 

本程序用以模拟两个对手之间的胜次及胜率

 

需要获取用户两个对手的能力系数(0~1)和模拟次数

 

请输入A的能力系数:0.65

请输入B的能力系数:0.6

请问您要模拟多少次比赛？:3000

模拟次数：3000

选手A的胜次：2027(67.6%)

选手B的胜次：973(32.4%)

 

7.2 软件开发方法

       常见的软件开发模式：瀑布模式、螺旋模式、快速原型模式

喷泉模式、混合模式、敏捷开发模式

              （1）瀑布模式：

              （2）螺旋模式：

 

              （3）敏捷开发模式： 以人为核心、迭代、循序渐进

                                                 多个相互联系、独立运行的小项目

                                                 软件一直处于可使用的状态

                     优点：    自底向上、逐步有序、遵循软件客观规律

迭代增量开发、能提高开发效率

                     典型过程：    [1]产品形成共识

                                          [2]建立和维护产品需求列表进行优先级排序

                                          [3]筛选需求进入本轮迭代开发

                                          [4]细化需求，完成本轮开发

                                          [5]每日站立会议

（任务看板：未完成、正在做、已完成的工作状态）

                                          [6]现场验收和反馈

                                          [7]从第三步进行下一轮迭代

       7.3 面向对象程序设计（OOP）

              对象包含两种特征：状态和行为

              类：某种类型集合的描述，如：人类

              属性：类本身的特性，如：姓名、身高、体重

              方法：类所能实现的行为，如：吃饭、走路、睡觉等方法

              步骤：① 根据功能，抽象业务对象

                       ② 构建独立的业务模块，利用封装，继承，多态等抽象业务需求

                       ③ 编写程序

                       ④ 以对象为单位输入参数，开展测试

              类的定义：

classclassname[(父类名)]:

[成员函数及成员变量]

                 _init_构造函数：初始化对象

                     _del_析构函数：销毁对象

       【例】学生成绩计算

       【说明】学生评估：学分和平均绩点GPA，GPA计算以4分为准则，如：

                     3学分课程，学生得“A”，量分数为3*4=12，找到最高者

程序7.3

  
  
# 找到GPA最高的学生
class Student:
def __init__(self, name, hours, qpoints):
self.name = name
self.hours = float(hours)
self.qpoints = float(qpoints)
def getName(self):
return self.name
def getHours(self):
return self.hours
def getQPoints(self):
return self.qpoints
def gpa(self):
return self.qpoints/self.hours
def makeStudent(infoStr):
name, hours, qpoints =infoStr.split( "\t")
return Student(name, hours, qpoints)
def main():
# 打开输入文件
filename = input( "Enter name the gradefile: ")
infile = open(filename, 'r')
# 设置文件中第一个学生的记录为best
best = makeStudent(infile.readline())
# 处理文件剩余行数据
for line in infile:
# 将每一行数据转换为一个记录
s = makeStudent(line)
# 如果该学生是目前GPA最高的，则记录下来
if s.gpa() > best.gpa():
best = s
infile.close()
# 打印GPA成绩最高的学生信息
print( "The best student is:", best.getName())
print( "hours:", best.getHours())
print( "GPA:", best.gpa())
if __name__ == '__main__':
main()
  
  

【运行结果】

Enter name thegrade file: students.dat

The best studentis: Li Si

hours: 100.0

GPA: 4.0

       7.4 面向对象的特点

              （1）封装： 抽象对象，打包数据和操作。

对象的实现与使用独立，支持代码复用。

              （2）多态： 对象怎么回应消息，用同一函数名启用不同的方法，具有较高灵活性。

                                   例：图形对象列表，列表包括Circle,Rectangle, Polygon

                                          使用相同的代码，画出列表中所有图形：

                                          forobj in objects:

                                                 obj.draw(win)

              （3）继承： 一个类可以借用另一个类的行为，可避免操作重复，提高代码复用性。

                                   例：员工信息系统：类Employee    → SalariedEmployee 子类

                                                        homeAddress()方法   ↘ HourlyEmployee