实验与作业(Python)-02 Python函数入门与温度转换程序

截止日期

实验目标

• 学会定义函数，使用函数。学会导入在某个文件中定义的函数。
• input获得值，然后通过eval或者int、float将其转换为相应的类型。
• 学会使用列表：访问列表、append、遍历列表。

实验内容

任务1：函数的定义与调用

#这里是函数的定义，calcArea是函数名，我们可以通过函数名进行调用。
def calcArea(r):     #r是输入参数，代表半径
    return 3.14*r*r  #return, 将计算结果返回到调用的地方
#上面只是定义。定义的时候并没有执行这段代码。

#常见错误1：错误的输入参数
calcArea(r)
#常见错误2：结果未输出
calcArea(3) 

#这里是函数的调用
x = calcArea(2)    #调用函数，以2为入参，最后将返回结果赋值给x。但并没有输出。
print(x)           #在控制台输出x
print(calcArea(1)) #将调用函数calcArea(1)的返回值直接输出
print(calcArea(3))
print(calcArea(5))
print(calcArea(7))

关键点：1.函数的定义与调用不一样，2.函数名要取的有意义，3.入参到底应该放几个参数。

作业1：

结合上述代码，简述使用函数的好处。

任务2：熟悉input，字符串与数值，print函数，eval函数

#第1步，字符串与数值的区别
a = 1   #数值
b = '1' #字符串，也可以a = "1"
print(a*5) #数值的乘法
print(b*5) #字符串的乘法

#第2步，使用input函数获得控制台输入的字符串
x = input("x=")
print(type(x)) #打印x的类型
print(x*3)

#第3步，int与float将字符串转化为数值
y = int(input("y=")) #使用int函数将输入值转化为整型数值
print(type(y))
print(y*3) #常犯错误 print y*3
y = float(input('y=')) #使用float函数将输入值转化为带小数点的数
print(type(y))
print(y*3)

#第4步，使用eval将字符串转换成表达式进行运算
line = input("请输入一个式子:") #比如输入 3+5，那么line存储了字符串'3+5'
#想要获得'3+5'所代表的式子的具体值呢？注意：'3+5'只是一个字符串，不能计算
z = eval(line) #这里，把你输入的'3+5'字符串变成一个式子，所以值等于?
print(eval('3')) #这里把字符串'3'转化为式子3，所以值等于数值的3
t = 3
print(eval('t+2')) #这里把字符串't+2'转化为式子t+2，前面t=3，所以该式子等于？
print(eval('temp+2')) #这里把字符串'temp+2'转化为式子temp+2，然而前面并没有定义temp，所以会发生什么情况？

任务3：列表的使用

变量只能存放一个值，比如a = 3。如果需要存放多个值呢？比如，存放所有圆形的半径。我们就需要列表，列表语法如下：

rList = []  #一个空的列表，里面没有任何值
rList.append(3)  #往列表中加入3这个元素
rList.append(2)  #往列表中加入2这个元素
print(rList)  ＃输出rList中的所有值
print(len(rList))  #len函数求列表中元素的个数
for e in rList:  #将rList中的所有值依次输出。详解：每次将rList中1个元素取出来放到e中，然后print(e)。
    print(e)

3.1 通过input提示输入圆的半径，然后将值赋给r，然后调用求圆面积的函数，并输出其值。

3.2 通过input提示输入圆的半径的表达式，然后将表达式的值赋给r，然后调用求圆面积的函数，并输出其值。注意：与1.1不同，即使输入3+1.1，也可以计算成功。

任务4：编写圆形生成器程序(以文件的形式运行)

4.1 学会定义函数，求圆面积，对指定的r计算圆面积。 //辅导：函数定义与调用

4.2 通过input输入圆半径，然后调用4.1定义的函数。 //辅导：float函数或者eval

4.3 使用while循环，将5个r值放入一个列表rList。 //辅导：列表[]，append，while

4.4 对rList中的每个r调用4.1定义的函数计算其面积。 //辅导：遍历列表，for e in rList:

4.5 使用turtle对rList中的每个r画出相应的圆。

4.6 进阶：让这些圆依次从左到右排列，且相切。

课上完成4.1-4.3。有余力的同学请继续完成4.4及以后。

作业2:

将以上代码存成文件运行。然后手写或者打印出来，为里面的每一行加注释。

任务5：运行并阅读温度转程序然后进行改写

内容：

编写一段程序可以将你从控制台输入的温度数值（带温度标志的）转换成华氏或摄氏度。

IPO分析：

I：带华氏或摄氏标志的温度值

P：根据温度标志选择适当的温度转换算法

O：带摄氏或华氏标志的温度值

算法：

C=(F-32)/1.8

F=C*1.8+32

C表示摄氏温度，F表示华氏温度。

示例：

输入：82F 输出：27.78C

输入：-30C 输出：-22.00F

例程：

TempStr = input("请输入带有符号的温度值: ")
if TempStr[-1] in ['F','f']:
    C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8
    print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:
    F = 1.8*eval(TempStr[0:-1]) + 32
    print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F))
else:
    print("输入格式错误")

在IDLE中新建文件TempConvert1.py，然后运行。

讲解：

1.TempStr = input("请输入带有符号的温度值" #在控制台显示提示信息，然后将用户从控制台输入的信息作为字符串赋值给TempStr

2.TempStr[-1] #取TempStr字符串的最后一个字符

3.TempStr[0:-1] #截取除从第0个字符到最后一个字符（不包含最后一个）之间的所有字符。

4.eval(TempStr[0:-1]) #将TempStr[0:-1]字符串转化为表达式运算，在这里指的是将字符串转换为数值（转化为数值后才能进行数学运算）。

任务(使用函数改造例程)：

上面程序中，if..elif..else程序块负责处理传入的带温度标志的字符串并打印相应的提示信息，尝试定义一个函数TempConvert(ValueStr)取代上面的if..elif..else程序块。以后只需要调用TempConvert(ValueStr)函数，就可执行这段处理代码：

def TempConvert(valueStr):
    #及一下这里是你的代码
    if 输入的的温度是华氏:
        #转换代码
        return "转换后的温度是{:.2f}C".format(C)
    #elif 输入的温度是摄氏度：
        #转换代码
        return "转换后的温度是{:.2f}F".format(F)
    else:
        return "输入格式错误"

讲解：

return ... 代表将...作为返回值返回给函数调用的地方。如，x = TempConvert(82F)，执行完以后x的值就为“转换后的温度是27.78C”

作业4：

利用定义好TempConvert函数改造例程，使其看起来更简洁。

将以上代码存成文件运行。然后手写或者打印出来，为里面的每一行加注释。

进阶2(函数模块化改造)：

编写函数有一个原则：函数的功能要单一，不要设计多用途的函数。函数TempConvert既进行温度转换（P），又将该值与提示信息“转换后的温度是”相绑定（O），这就使得后续对温度值的计算极不方便（比如后续希望比较温度的大小，需要将隐藏在提示信息的温度值抽取出来，如需要将“转换后的温度是27.78C”中的27.78C抽取出来，非常麻烦）。一般来说需将IPO相分离，P仅负责单纯的计算工作。改造函数TempConvert，让其只进行温度转换然后返回必要的值。如，对于输入82F返回27.78C，对于输入-30C返回-22.00F，对于输入错误则返回ERR，而无需返回格式化后的全部提示信息。利用改造好的TempConvert进一步改造例程。