Python编程实验二：字符串与列表的基本应用

Python编程实验二：字符串与列表的基本应用

一、实验目的与要求

（1）通过本次实验，学生应掌握字符串索引、切片和一些常用方法的使用； （2）掌握列表创建的基本方法，能实现列表元素增加、查询、排序等常见操作； （）能结合应用问题选择合适的数据结构进行问题求解； （4）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（编写、调试算法程序，提交程序清单及及相关实验数据与运行结果）

二、实验内容

请使用Python语言在Jupyter otebook环境下编程，完成下列题目的要求：

1、通过用户输入的身份证号，输出对应的出生日期‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬。‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬程序运行的效果如下：‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

提示：可以使用字符串切片进行年月日信息的提取。

2、自幂数是指一个n位数 (n≥)，它的每个位上的数字的n次幂之和等于它本身。例如15就是一个自幂数(当n=时也称为水仙花数)，因为15=1^+5^+^。请按下面的运行结果出用户输入范围内的所有自幂数。

提示：可以考虑把整数转换成数值字符串，再按顺序分离出各个位置上的数字字符串，并转换成整数后进行计算。例如：判断整数124是否是自幂数，可以把它转换成字符串”124”，然后通过for循环依次取出字符“1”、“2”、“”和“4”，再分别转换成整数就可以快速得到原来整数124各个位置上的数字了，这样再判断是否是自幂数就比较方便了。

、对于给定的字符串"Where there is a will, there is a way. The important point is that you must have the will to achieve success."，请统计该字符串中不重复的单词数，并把这些单词按字母顺序降序排列，输出效果如下所示：

提示：考虑使用下列处理过程： （1）用空格替换串中的英文逗号和句号，去除标点符号的影响； （2）用字符串对象的split()方法提取出单词； （）把split()方法的结果转换为集合进行自动去重； （4）而排序时则需要把去重后的集合转换为列表来实现。

4、请按照教材教材第8页实训2中表-5给出的数据完成食物菜单的建立与查询。建议使用一个列表存储食品大类，另一个列表存储各类食物的详细菜单。程序运行结果可以参考如下图：

提示：本题主要涉及列表元素的增加与查询。

三、主要程序清单和程序运行结果

第1题

1、通过用户输入的身份证号，输出对应的出生日期‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬。‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬程序运行的效果如下：‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

提示：可以使用字符串切片进行年月日信息的提取。

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

id=input("请输入身份证号:")
year=id[6:10]
month=id[10:12]
day=id[12:14]
print("出生日期:{}年{}月{}日".format(id[6:10],id[10:12],id[12:14]))

第2题

2、自幂数是指一个n位数 (n≥)，它的每个位上的数字的n次幂之和等于它本身。例如15就是一个自幂数(当n=时也称为水仙花数)，因为15=1^+5^+^。请按下面的运行结果出用户输入范围内的所有自幂数。

提示：可以考虑把整数转换成数值字符串，再按顺序分离出各个位置上的数字字符串，并转换成整数后进行计算。例如：判断整数124是否是自幂数，可以把它转换成字符串”124”，然后通过for循环依次取出字符“1”、“2”、“”和“4”，再分别转换成整数就可以快速得到原来整数124各个位置上的数字了，这样再判断是否是自幂数就比较方便了。

法一：for循环

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

n = int(input("请输入10的n次幂(n>=): "))  # 使用int来确保输入的安全性
end = 10 ** n
print(f"{end}以内的自幂数包括:")

for j in range(100, end):  # 直接使用end，end已经是10**n的结果
    number_str = str(j)
    length = len(number_str)
    sum_of_powers = sum(int(digit) ** length for digit in number_str)
    if sum_of_powers == j:
        print(j)

直接在循环内部处理每个数字，而不是调用一个单独的函数来检查它是否是自幂数。这样做简化了代码的结构，但牺牲了一些可读性和重用性。对于这个特定的任务，由于逻辑相对简单，直接在循环中实现功能并不会造成太大的问题。 这段代码遍历从100到10**n的所有数字，对每个数字转换为字符串，然后计算其每一位数字的n次幂之和。如果这个和等于原始的数字，就打印出这个数字，表示它是一个自幂数。

法二：定义函数

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

n = int(input("请输入10的n次幂(n>=): "))  # 使用int来确保输入的安全性
end = 10 ** n
print(f"{end}以内的自幂数包括:")

def is_armstrong(number_str):
    length = len(number_str)
    sum_of_powers = sum(int(digit) ** length for digit in number_str)
    if sum_of_powers == int(number_str):
        print(sum_of_powers)

for j in range(100, end):  # 直接使用end，end已经是10**n的结果
    is_armstrong(str(j))

这个代码保持了原有的逻辑结构，同时采用了一些更安全和更清晰的代码实践。注意，这里使用列表推导式来计算幂之和，使代码更加简洁。根据题目要求和自幂数的定义（n>=），从100开始是合理的。

第题

、对于给定的字符串"Where there is a will, there is a way. The important point is that you must have the will to achieve success."，请统计该字符串中不重复的单词数，并把这些单词按字母顺序降序排列，输出效果如下所示：

提示：考虑使用下列处理过程： （1）用空格替换串中的英文逗号和句号，去除标点符号的影响； （2）用字符串对象的split()方法提取出单词； （）把split()方法的结果转换为集合进行自动去重； （4）而排序时则需要把去重后的集合转换为列表来实现。

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

import re

s = "Where there is a will, there is a way. The important point is that you must have the will to achieve success."

a = s.replace('.',' ')
b = a.replace(',',' ')
words = b.split()
# 这里还可以使用正则表达式移除标点符号并分割单词
# words = re.findall(r'\b\w+\b', s)

# 转换成集合去除重复单词，然后计算不重复单词的数量
unique_words = set(words)
unique_count = len(unique_words)
print("字符串中不重复的单词数：", unique_count)

# 对不重复的单词列表进行降序排序
sorted_unique_words = sorted(unique_words, key=str.lower, reverse=True)  # key=str.lower确保排序时不区分大小写
print("这些单词降序排列的结果：{}".format(sorted_unique_words))

在这个代码中，或者可以使用正则表达式re.findall(r'\b\w+\b', s)用于到所有单词，其中\b表示单词边界，\w+匹配一个或多个字母数字字符。这样可以直接提取出所有单词，无需手动替换标点符号。 注意，这里在排序时使用了key=str.lower参数，这是为了确保排序过程中不区分大小写，因为默认的字符串排序是区分大小写的，可能会导致所有大写字母开头的单词排在小写字母开头的单词之前。

第4题

4、请按照教材教材第8页实训2中表-5给出的数据完成食物菜单的建立与查询。建议使用一个列表存储食品大类，另一个列表存储各类食物的详细菜单。程序运行结果可以参考如下图：

提示：本题主要涉及列表元素的增加与查询。

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#s1=['汉堡类','小食类','饮料类']
#s2=[['香辣鸡腿堡','劲脆鸡腿堡','新奥尔良烤鸡腿堡','半鸡半虾堡'],['薯条','黄金鸡块','香甜粟米棒'],['可口可乐','九珍果汁','经典咖啡']]
s1=[]
s2=[]
while(True):
    menu=input("请输入食品大类(输入q退出食品输入)：")
    if menu=='q':
        break
        print()
    s1.append(menu)
    details=input("请输入{}的详细食物清单，多个食物直接用空格分开：".format(menu)).split()
    s2.append(details)
print()
print("当前的食品大类包括：",s1)
print("当前的详细食品菜单是：",s2)
print()

while True:
    try:
        operation=int(input("请输入要查询的食品大类(输入0则退出程序):"))
        if operation==0:
            print("感谢使用")
            break       
        print("{}食品的详细食物菜单是{}".format(s1[operation-1],s2[operation-1]))
    except ValueError:  # 处理非数字输入
        print("请输入有效的数字")
    except IndexError:  # 处理数字不在范围内的情况
        print("请输入有效的食品大类编号")

用户可以输入食品大类和对应的详细食物清单，随后可以通过输入食品大类的编号查询具体的食物清单。这个程序是基于列表的索引来实现的。 代码使用了try-except语句来处理可能出现的异常，例如用户输入的不是数字（ValueError）或者输入的数字超出了列表的范围（IndexError）。这样可以提高程序的健壮性，避免因为无效输入而崩溃。

四、实验结果分析与体会

通过本次实验，掌握了字符串索引、切片和一些常用方法的使用，以及列表创建的基本方法，能实现列表元素增加、查询、排序等常见操作，能结合应用问题选择合适的数据结构进行问题求解。在使用字符串时，我们需要注意Unicode编码的特点，即中英文字符都是一个长度单位。同时，我们可以使用strip()方法去掉字符串首尾的空格或指定字符，使用split()方法根据指定字符分割字符串。此外，字符串还支持拼接运算符+、重复操作符*、in操作符等。 列表是一种非常灵活的数据类型，可以存储各种类型的元素，并且支持增删改查等各种操作。我们可以使用append()方法向列表中添加元素，使用pop()方法删除元素，使用sort()方法排序等。此外，列表还支持切片操作、列表推导式等高级用法。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2024-02-0，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除前往查看字符串python编程集合排序