20243429 2025-2026-2《Python程序设计》实验四报告
课程：《Python程序设计》
班级： 2434
姓名： 付家祺
学号：20243429
实验教师：王志强老师
实验日期：2026年5月25日
必修/选修： 公选课
一.实验内容
Python综合应用：爬虫、数据处理、可视化、机器学习、神经网络、游戏、网络安全等。
例如：编写从社交网络爬取数据，实现可视化舆情监控或者情感分析。
例如：利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等
例如：利用Python库，基于OCR技术实现自动化提取图片中数据，并填入excel中。
例如：爬取天气数据，实现自动化微信提醒
例如：利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。
例如：编写小游戏：坦克大战、贪吃蛇、扫雷等等
注：在Windows/Linux系统上使用VIM、PDB、IDLE、Pycharm等工具编程实现。
二、实验过程及结果
（1）实验代码如下：
点击查看代码
import matplotlib.pyplot as plt
import turtle
import os
import requests
import pandas as pd
#功能1：网络爬虫
def file_download_crawler():
print("\n功能1：网络爬虫，自动下载网络视频、图片、文件")
if not os.path.exists("download_files"):
os.mkdir("download_files")
download_items = [
{"name": "高清图片", "url": " https://img0.baidu.com/it/u=88982420 ,2481923604&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=800&h=500", "path": "download_files/image.jpg"},
{"name": "短视频", "url": "https://www.w3school.com.cn/i/movie.mp4", "path": "download_files/video.mp4"},
{"name": "测试文件", "url": "https://www.baidu.com/robots.txt", "path": "download_files/test.txt"}
]
try:
for item in download_items:
print(f"\n正在下载：{item['name']}")
res = requests.get(item["url"], stream=True, timeout=30)
res.raise_for_status()
with open(item["path"], "wb") as f:
f.write(res.content)
print(f"下载完成 → {item['path']}")
print("\n全部下载完成！")
except Exception as e:
print(f"\n下载失败，原因：{str(e)}")
input("\n按回车返回菜单...")
#功能2：数据可视化
def data_visualization():
print("\n功能2：数据可视化")
data = {"正面":128, "负面":45, "中性":89, "未表态":32}
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.bar(data.keys(), data.values(), color=["green","red","blue","gray"])
plt.title("舆情监控图")
plt.ylabel("数量")
plt.show()
input("\n按回车返回菜单...")
#功能3：OCR识别写入excel表格
def ocr_to_excel():
print("\n 功能3：OCR识别数据并写入excel表格")
data = [
{"姓名": "张三", "年龄": 20, "性别": "男", "电话": "13800138000"},
{"姓名": "李四", "年龄": 22, "性别": "女", "电话": "13900139000"},
{"姓名": "王五", "年龄": 21, "性别": "男", "电话": "13700137000"}
]
df = pd.DataFrame(data)
df.to_excel("OCR识别结果.xlsx", index=False)
print(" OCR识别完成！")
print(" 数据已自动填入 Excel 表格！")
print("📄 文件：OCR识别结果.xlsx")
input("\n按回车返回菜单...")
#功能4：密码强度检测
def password_check():
print("\n功能4：网络安全（密码强度检测）")
password = input("请输入需要检测的密码：")
strength = 0
tips = []
if len(password) >= 8:
strength += 20
tips.append("密码长度达标（≥8位）")
else:
tips.append("密码长度不足（建议≥8位）")
if any(c.isupper() for c in password):
strength += 20
tips.append("包含大写字母")
else:
tips.append("未包含大写字母")
if any(c.islower() for c in password):
strength += 20
tips.append("包含小写字母")
else:
tips.append("未包含小写字母")
if any(c.isdigit() for c in password):
strength += 20
tips.append("包含数字")
else:
tips.append("未包含数字")
if any(c in "-_=+[]{}?/.>" for c in password):
strength += 20
tips.append("包含特殊符号")
else:
tips.append("未包含特殊符号")
print("\n密码强度评分：", strength, "分")
if strength >= 80:
print("密码强度：强")
elif strength >= 60:
print("密码强度：中等")
else:
print("密码强度：弱（建议优化）")
print("\n优化建议：")
for tip in tips:
print(tip)
input("\n按回车返回主菜单...")
#功能5：五子棋小游戏
def gobang_game():
print("\n===== 功能5：五子棋小游戏 =====")
screen = turtle.Screen()
screen.title("简易五子棋")
screen.setup(500,500)
screen.tracer(0)
pen = turtle.Turtle()
pen.hideturtle()
pen.penup()
def draw_board():
for i in range(16):
pen.goto(-240, -240+i*32)
pen.pendown()
pen.goto(240, -240+i*32)
pen.penup()
pen.goto(-240+i*32, -240)
pen.pendown()
pen.goto(-240+i*32, 240)
pen.penup()
board = [[0]*15 for _ in range(15)]
turn = 1
game_over = False
def draw_chess(x,y,color):
pen.goto(x,y-15)
pen.color(color)
pen.begin_fill()
pen.circle(15)
pen.end_fill()
def check_win(row, col, p):
dirs = [(0,1),(1,0),(1,1),(1,-1)]
for dr,dc in dirs:
c = 1
r,cc = row+dr, col+dc
while 0<=r<15 and 0<=cc<15 and board[r][cc]==p:
c+=1; r+=dr; cc+=dc
r,cc = row-dr, col-dc
while 0<=r<15 and 0<=cc<15 and board[r][cc]==p:
c+=1; r-=dr; cc-=dc
if c>=5:return True
return False
def click(x,y):
nonlocal turn,game_over
if game_over:return
col = round((x+240)/32)
row = round((y+240)/32)
if 0<=row<15 and 0<=col<15 and board[row][col]==0:
board[row][col]=turn
cx=col*32-240
cy=row*32-240
if turn==1:
draw_chess(cx,cy,"black")
if check_win(row,col,1):
turtle.title("黑棋获胜！")
game_over=True
turn=2
else:
draw_chess(cx,cy,"white")
if check_win(row,col,2):
turtle.title("白棋获胜！")
game_over=True
turn=1
screen.update()
draw_board()
screen.onclick(click)
screen.update()
try:
screen.mainloop()
except:
pass
def main():
while True:
print("\n"+"="*55)
print("Python 综合实践程序")
print("="*55)
print(" 1 - 网络爬虫：下载视频/图片/文件")
print(" 2 - 数据可视化：舆情图表")
print(" 3 - OCR识别数据写入Excel")
print(" 4 - 网络安全：密码强度检测")
print(" 5 - 小游戏：简易五子棋")
print(" 0 - 退出程序")
print("="*55)
choose = input("请输入编号：")
if choose=="1": file_download_crawler()
elif choose=="2": data_visualization()
elif choose=="3": ocr_to_excel()
elif choose=="4": password_check()
elif choose=="5": gobang_game()
elif choose=="0":
print("已退出")
break
else: print("输入错误！")
if __name__ == "__main__":
main()
（2）程序分析：
a.应用总体介绍：
1.网络爬虫：该代码可从网络爬取图片、短视频、文本文件，一键下载并保存到本地文件夹；
2.数据可视化：向代码中输入数据，可生成柱状图，可展示其中的数据分布；
3.OCR识别写入Excel：模拟图片文字识别功能，自动提取数据并保存至 Excel 表格；
4.网络安全：代码实现的是密码强度检测这一功能，可以通过多个角度判断输入的密码是否安全；
5.游戏：五子棋游戏。
另：拥有菜单功能，可在上述功能进行退出切换。
b.代码所需环境：
需在终端输入
pip install requests matplotlib pandas openpyxl
其中：
requests：进行网络爬虫工作；
matplotlib：需要用来画数据柱状图；
pandas:用来自动生成Excel表格；
openpyxl：让pandas能保存.xlsx文件
c.程序过程解析及结果
功能1代码
代码如下：
点击查看代码
#功能1：网络爬虫
def file_download_crawler():
print("\n功能1：网络爬虫，自动下载网络视频、图片、文件")
if not os.path.exists("download_files"):
os.mkdir("download_files")
download_items = [
{"name": "高清图片", "url": " https://img0.baidu.com/it/u=88982420 ,2481923604&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=800&h=500", "path": "download_files/image.jpg"},
{"name": "短视频", "url": "https://www.w3school.com.cn/i/movie.mp4", "path": "download_files/video.mp4"},
{"name": "测试文件", "url": "https://www.baidu.com/robots.txt", "path": "download_files/test.txt"}
]
try:
for item in download_items:
print(f"\n正在下载：{item['name']}")
res = requests.get(item["url"], stream=True, timeout=30)
res.raise_for_status()
with open(item["path"], "wb") as f:
f.write(res.content)
print(f"下载完成 → {item['path']}")
print("\n全部下载完成！")
except Exception as e:
print(f"\n下载失败，原因：{str(e)}")
input("\n按回车返回菜单...")
首先程序自动创建资源存储目录，通过os.path.exists函数检测本地文件夹状态，判断是否存在download_files保存目录。若目录不存在，则调用os.mkdir方法自动创建该文件夹，用于统一存放下载资源。随后定义网络资源下载列表，集合图片、视频、文本等公开网络资源链接。程序利用requests爬虫工具访问对应网址，获取线上文件资源内容，并以二进制读取方式，通过f.write将资源数据写入本地电脑完成保存。同时设置异常捕获机制，若出现网络异常、链接失效等下载失败问题，程序会自动弹出对应的错误提示信息。
结果演示：
功能2代码
代码如下：
点击查看代码
#功能2：数据可视化
def data_visualization():
print("\n功能2：数据可视化")
data = {"正面":128, "负面":45, "中性":89, "未表态":32}
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.bar(data.keys(), data.values(), color=["green","red","blue","gray"])
plt.title("舆情监控图")
plt.ylabel("数量")
plt.show()
input("\n按回车返回菜单...")
首先定义函数data_visualization()，启动数据可视化功能。在函数内导入并录入提前准备好的舆情统计数据，为解决中文乱码问题进行环境配置，设置本地中文字体。调用plt.bar()方法绘制柱状图，并为不同舆情类别配置区分颜色，使数据差异直观清晰。随后设置图表标题与坐标轴信息，完成可视化图表绘制。调用 plt.show()弹出可视化展示窗口，呈现最终统计结果。用户关闭图表窗口后，可按下回车键返回程序主菜单，生成的可视化图表结果也可保存至本地电脑文件中。
结果演示：
功能3代码
代码如下：
点击查看代码
#功能3：OCR识别写入excel表格
def ocr_to_excel():
print("\n 功能3：OCR识别数据并写入excel表格")
data = [
{"姓名": "张三", "年龄": 20, "性别": "男", "电话": "13800138000"},
{"姓名": "李四", "年龄": 22, "性别": "女", "电话": "13900139000"},
{"姓名": "王五", "年龄": 21, "性别": "男", "电话": "13700137000"}
]
df = pd.DataFrame(data)
df.to_excel("OCR识别结果.xlsx", index=False)
print(" OCR识别完成！")
print(" 数据已自动填入 Excel 表格！")
print("📄 文件：OCR识别结果.xlsx")
input("\n按回车返回菜单...")
首先定义函数ocr_to_excel()，执行OCR数据导出功能，然后向代码输入准备好的人员数据信息，利用pd.DataFrame将数据转化为表格结构后，调用to_excel生成Excel文件，并将数据填入后，可自动保存至文件夹中。
结果如下：
功能4代码
代码如下：
点击查看代码
#功能4：密码强度检测
def password_check():
print("\n功能4：网络安全（密码强度检测）")
password = input("请输入需要检测的密码：")
strength = 0
tips = []
if len(password) >= 8:
strength += 20
tips.append("密码长度达标（≥8位）")
else:
tips.append("密码长度不足（建议≥8位）")
if any(c.isupper() for c in password):
strength += 20
tips.append("包含大写字母")
else:
tips.append("未包含大写字母")
if any(c.islower() for c in password):
strength += 20
tips.append("包含小写字母")
else:
tips.append("未包含小写字母")
if any(c.isdigit() for c in password):
strength += 20
tips.append("包含数字")
else:
tips.append("未包含数字")
if any(c in "-_=+[]{}?/.>" for c in password):
strength += 20
tips.append("包含特殊符号")
else:
tips.append("未包含特殊符号")
print("\n密码强度评分：", strength, "分")
if strength >= 80:
print("密码强度：强")
elif strength >= 60:
print("密码强度：中等")
else:
print("密码强度：弱（建议优化）")
print("\n优化建议：")
for tip in tips:
print(tip)
input("\n按回车返回主菜单...")
首先定义函数password_check()，将输入的密码保存至变量之中，然后创建空列表，用于存储优化信息，后根据输入密码信息的要求判断是否符合安全：
判断密码长度是否大于等于 8 位，达标则加 20 分并记录提示，不达标则记录优化建议。
判断密码中是否包含大写字母，包含则加 20 分并记录提示，不包含则给出建议。
判断密码中是否包含小写字母，包含则加 20 分并记录提示，不包含则给出建议。
判断密码中是否包含数字，包含则加 20 分并记录提示，不包含则给出建议。
判断密码中是否包含指定特殊符号（-_=+[]{}?/.>），包含则加 20 分并记录提示，不包含则给出建议。
最终根据输出密码的强度总分判断密码等级。
结果如下
当输入弱密码时
当输入强密码时
功能5代码
点击查看代码
#功能5：五子棋小游戏
代码如下：
def gobang_game():
print("\n===== 功能5：五子棋小游戏 =====")
screen = turtle.Screen()
screen.title("简易五子棋")
screen.setup(500,500)
screen.tracer(0)
pen = turtle.Turtle()
pen.hideturtle()
pen.penup()
def draw_board():
for i in range(16):
pen.goto(-240, -240+i*32)
pen.pendown()
pen.goto(240, -240+i*32)
pen.penup()
pen.goto(-240+i*32, -240)
pen.pendown()
pen.goto(-240+i*32, 240)
pen.penup()
board = [[0]*15 for _ in range(15)]
turn = 1
game_over = False
def draw_chess(x,y,color):
pen.goto(x,y-15)
pen.color(color)
pen.begin_fill()
pen.circle(15)
pen.end_fill()
def check_win(row, col, p):
dirs = [(0,1),(1,0),(1,1),(1,-1)]
for dr,dc in dirs:
c = 1
r,cc = row+dr, col+dc
while 0<=r<15 and 0<=cc<15 and board[r][cc]==p:
c+=1; r+=dr; cc+=dc
r,cc = row-dr, col-dc
while 0<=r<15 and 0<=cc<15 and board[r][cc]==p:
c+=1; r-=dr; cc-=dc
if c>=5:return True
return False
def click(x,y):
nonlocal turn,game_over
if game_over:return
col = round((x+240)/32)
row = round((y+240)/32)
if 0<=row<15 and 0<=col<15 and board[row][col]==0:
board[row][col]=turn
cx=col*32-240
cy=row*32-240
if turn==1:
draw_chess(cx,cy,"black")
if check_win(row,col,1):
turtle.title("黑棋获胜！")
game_over=True
turn=2
else:
draw_chess(cx,cy,"white")
if check_win(row,col,2):
turtle.title("白棋获胜！")
game_over=True
turn=1
screen.update()
draw_board()
screen.onclick(click)
screen.update()
try:
screen.mainloop()
except:
pass
首先定义函数gobang_game（），启动游戏，然后创建turtle窗口，定义draw_board函数，绘制棋盘。定义draw_chess函数，绘制黑白棋子；定义check_win函数，判断四个方向是否连成5子；定义click函数，处理鼠标点击落子；最后使用try—except确保窗口关闭可正常返回菜单。
结果如下
四、遇到的问题
1.网站爬取失败，导致下载视频失败；
解决方案：换取另一个网址，可爬取成功。
2.在进行五子棋游戏完毕后，退出五子棋页面，代码会提示报错并结束程序；
解决方案：利用try-except确保窗口关闭并可正常返回菜单。
3.在初次进行爬虫操作时，经常报错；
解决方案：环境未配置，配置完即可进行爬虫。
五、课堂总结及心得体会
1.知识点总结
Python概念：区分了Python与C语言的不同点及其优势所在
所需应用及其网址：学习了Pycharm、IDLE里面的具体用法，以及gitee仓库和博客园
基本语法：学习相关的语法特点，Python语言特有的代码缩进
变量
基本数据类型及其流程控制语句：数字类型（整数、浮点数、复数）、字符串类型、布尔类型、数据类型转换以及相关的运算符，条件语句
序列：学习相关的用法，列表、元组、字典、集合。如列表中的创建，遍历，增添列表元素，排序等用法。同时区分了他们三个的区别
字符串与正则表达式:学习了新的语法以及语句，如strip()，如何分割字符串等；在正则表达式中，学习了用于匹配、查找、替换复杂字符串规则。
函数及面向对象：学习了面向对象的三要素：封装、继承、多态；
异常处理、文件、数据库：学习了异常处理的方式（try-except-else-finally），存储基础以及数据类型的相关概念，文件操作的核心函数【open（）打开，write（）写入，seek（）移动指针，close（）关闭】，以及数据库
爬虫：学习了使用途径以及使用的规范性，学习相关知识（如常用库：requests、urllib）
2.心得体会
在选这个课之前，那时候的自己也没有想到自己会利用python成功编写简易的游戏程序，从刚开始的初始python，下载IDLE和PYCharm，在gitee上传代码，我了解到了python软件的应用以及上传代码的一系列操作，也理解了类似github码农上传方式。之后，我们学习了一系列知识点，从基本且简单的基本变量介绍，到后面分支、空语句等，再到后面序列中元组、字典、集合这些复杂的知识点，再后来的综合应用，让我们上课进行服务端和客户端的互相访问，这一实验让我倍感新奇，让我想起小时候玩过的游戏（我的世界）需要输入服务器的ip地址才能和大家一块玩耍的底层逻辑，做到了学以致用。课堂尾声，我们综合所学知识，设计各种功能，爬虫、游戏、数据处理等。经过半学期的学习，我对Python有了更加全面、深入的认知。正所谓，“人生苦短，我学python”，这段学习经历让我真切体会到这门编程语言的魅力。
3.课程建议
王老师的课程幽默风趣，举例子令人印象深刻，在知识点的讲解也是会反复强调关键地方。但是在代码编写之中，我有时会跟不上进度，一方面是部分代码不理解的原因，另一方面则是我敲代码的速度慢，在跟着老师节奏敲完这一部分代码后突然不知道该敲什么了。我的建议是老师可以将上课敲的示例代码发到群里，以便后续同学们可以进行参考。希望老师可以考虑我的建议。
浙公网安备 33010602011771号