实验三 序列数据处理程序设计

实验三 序列数据处理程序设计

一、实验目的与要求

1、学习序列数据结构的方法。

2、掌握字符串的输入和输出，会使用切片的方式访问字符串中的值，掌握常见的字符串的内建函数。

3、掌握什么是列表以及列表的常见操作，掌握列表的嵌套使用。

4、掌握元组的使用，掌握什么是字典以及字典的常见操作。

二、实验原理

字符串是一种表示文本数据的类型，字符串中的字符可以是ASCII字符、各种符号以及各种Unicode字符。Python中的字符串有三种表现方式，分别是：使用单引号包含字符、使用双引号包含字符、使用三引号包含字符。对于单引号或者双引号这些特殊的符号，如果出现在字符串中，我们可以对他们进行转义。Python支持字符串格式化的输出，尽管这样可能会用到非常复杂的表达式，但最基本的用法就是将一个值插入到一个有字符串格式符%s的字符串中。Python 3提供了 input() 函数从标准输入读取一行文本，默认的标准输入是键盘。input可以接收一个Python表达式作为输入，并将运算结果返回。字符串中的每个字符都对应一个下标，下标编号是从0开始的。如果希望访问字符串中的值，需要使用下标来实现。切片是指对操作的对象截取其中一部分的操作。切片选取的区间属于左闭右开型，即从"起始"位开始，到"结束"位的前一位结束（不包含结束位本身）

字符串作为最常用的一种数据类型，它提供了很多内建函数。（1）find函数：检测字符串是否包括子字符串；（2）index函数：检测字符串是否包括子字符串；（3）count函数：统计字符串中某个字符的个数；（4）replace函数：将旧字符串替换为新字符串；（5）splite函数：通过指定分隔符对字符串进行切片；（6）capitalize：第一个字符大写，其他字符小写；（7）title：所有单词首字母大写，其余字母消息；（8）startswith：检查字符串是否以指定子串开头；（9）endswith：检查字符串是否以指定子串结尾；（10）upper：将小写字母转为大写字母；（11）ljust：左对齐，使用空格填充至指定长度的新字符串；（12）rjust：右对齐，使用空格填充至指定长度的新字符串；（13）center：返回一个指定的宽度 width 居中的字符串；（14）lstrip：截掉字符串左边的空格或指定字符；（15）rstrip：截掉字符串右边的空格或指定字符；（16）strip：截掉字符串左右边的空格或指定字符。

序列是Python中最基本的数据结构。序列中的每个元素都分配一个数字——它的位置或索引，第一个索引是0，第二个索引是1，依此类推。Python有6个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。除此之外，Python还提供了一种存储数据的容器——字典。

列表是Python中的一种数据结构，它可以存储不同类型的数据。列表索引是从0开始的，我们可以通过下标索引的方式来访问列表中的值。为了更有效地输出列表的每个数据，我们可以使用for和while循环来遍历输出列表。在列表中增加元素的方式有多种，具体如下：（1）通过append可以向列表添加元素；（2）通过extend可以将另一个列表的元素添加到列表中；（3）通过insert在指定位置index前插入元素object。在列表中查找元素的方法包括：（1）in（存在）,如果存在那么结果为true，否则为false；（2）not in（不存在），如果不存在那么结果为true，否则false。列表元素的修改，也是通过下标来实现的。列表元素的常用删除方法有三种，具体如下：（1）del：根据下标进行删除；（2）pop：删除最后一个元素；（3）remove：根据元素的值进行删除。列表的排序可以通过下面两个方法实现：（1）sort方法：列表的元素按照特定顺序排列；（2）reverse方法：将列表逆置。列表的嵌套指的是一个列表的元素又是一个列表。

Python的元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组使用小括号，列表使用方括号。元组可以使用下标索引来访问元组中的值，元组中的元素值是不允许修改的，但我们可以对元组进行连接组合。可以使用for循环实现元组的遍历，另外，Python也针对元组的操作提供了多个内置函数。

字典是一种存储数据的容器，它和列表一样，都可以存储多个数据。不同的是，列表在查找某个元素时，是根据下标来进行的，而字典在查找某个元素时，是根据“名字”来查找的。字典包括以下几种常见的操作：（1）根据键访问值；（2）修改字典的元素；（3）添加字典元素；（4）删除字典元素；（5）计算字典中键值对的个数；（6）获取字典中键的列表；（7）获取字典中值的列表；（8）计算字典中键值对的个数。在实际开发中，字典的遍历可以通过for循环来完成。

三、预习与准备

1、提前预习Python语言的序列数据结构的语法知识，实验之前编写好程序代码。

2、练习使用字符串、列表、元组以及字典的常见操作。

四、实验过程记载

（对实验的主要过程与步骤进行记载；若有较多的截图或代码，可以单独用附件的形式列出）

实验题1 分析程序运行结果：阅读下面的程序，分析代码是否能够编译通过。如果能编译通过，请列出运行的结果，否则请说明编译失败的原因。

（1）num1 = input("请输入一个整数:")

num2 = input("请输入一个整数:")

if num1%num2 == 0:

print("验证码正确")

答：不能编译通过。因为num1和num2属于字符串类型，不能执行取余操作。

如果需要通过可以使用eval()函数来转换一下

（2）mystr = ' hello world itheima '

index = mystr.index("itheima",0,10)

print(index)

答：由于没有在字符串中找到子串，index方法默认会抛出ValueError异常。

（3）tup = ('a','b','c')

tup[3] = 'd'

print(tup)

答案：程序运行错误，元组不能使用下标增加元素。

（4）dic = {'a':1,'b':2,'a':3}

print(dic['a'])

结果为：3

（5）arr = [10,23,66,26,35,1,76,88,58]

arr.reverse()

print(arr[3])

arr.sort()

print(arr[3])

结果为：1，26

实验题2 编程实现接收输入的一行字符，统计出字符串中包含数字的个数。

源码：

print("用于统计字符串的个数！")
s = input("请输入一串字符")
ls = list(s)  #字符串转列表
print(ls)
num = 0
for i in ls:
    if i.isdigit(): #判断是否为数字
        num=num+1
print("统计出字符串中包含数字的个数为：{}".format(num))

实验题3 请根据下述需求，编写一个程序。

用户输入一个字符串，将下标为偶数的字符提出来合并成一个新的字符串A，再将下标为奇数的字符提出来合并成一个新的字符串B，再将字符串A和B连接起来并输出。

源码:

print("组合字符串")
s = input("请输入一串字符")
single = ""
double = ""
for i in range(1,len(s)+1):
    if i%2 == 0:
        double=double+s[i-1]
    else:
        single=single+s[i-1]
print("组合后的数据为：{}".format(single+double))

实验题4 请编写一个程序，用于统计字符串中每个字母出现的次数（忽略字母大小写，例如a和A看做是同一个字母），统计出的结果，请按照['a':3,'b':2]的格式输出。

源码：

c = dict(zip([chr(i) for i in range(97,97+26)],[0 for i in range(26)]))
d = str(input("请输入有由英文字母组成的字符串：")).lower()
for st_r in d:
    c[st_r] += 1
print(c)

实验题5请编写一个程序，使用字典存储学生信息，学生信息包括学号和姓名，请根据学生学号从小到大输出学生的信息。

源码：

length = int(input("请输入学生总数："))
dict_1 = {}
i = 1
while i <= length:
    id = int(input("请输入第%d位学生学号："%i))
    name = input("请输入第%d位学生姓名："%i)
    dict_1.__setitem__(id,name)
    i += 1
print("-----未排序前-----")
print(dict_1)
def dicttolist(dict_1:dict):
    keys = dict_1.keys()
    vals = dict_1.values()
    list = [(key, val) for key, val in zip(keys, vals)]
    return list
new = sorted(dicttolist(dict_1), key=lambda x:x[0], reverse=False)

实验题6编程实现：请输入星期几的第1个字母，用来判断是星期几，如果第1个字母一样，则继续判断第2个字母，以此类推。（选做）

源码:

w={'m':'Monday ', 'tu':'Tuesday ', 'w':'Wednesday ', 'th':'Thursday ', 'f':'Firday ', 'sa':'Saturday ', 'su':'Sunday ', 't':'Tuesday/Thursday ', 's':'Saturday/Sunday  ' }
a=input('请输入首字母或者2个字母：')
if a in w.keys():
    print(w[a])
else:
    print('没有此星期')

实验题7 假设有两个3ⅹ3的矩阵，请编写一个程序，计算这两个矩阵的和并输出。（选做）

源码:

def add(a, b):   # 定义add函数
    i, j = len(a), len(a[0])  # i是行数，j是列数
    c = [[0]*j]*i   # 初始化c矩阵,等于0
    for m in range(i):
        for n in range(j):
            c[m][n] = a[m][n] + b[m][n]
    return c
a = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
b = [[9,8,7],[6,5,4],[3,2,1]]
c = add(a, b)
print(c)