20251213吴同心《Python程序设计》实验四实验报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2512
姓名： 吴同心
学号：20251213
实验教师：王志强
实验日期：2026年5月25日
必修/选修： 公选课

1.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。
课代表和各小组负责人收集作业（源代码、视频、综合实践报告）

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。

2.源代码和运行小视频
源代码：https://gitee.com/monitly/aminoas/blob/master/实验四.py
小视频：https://www.bilibili.com/video/BV1MnGo6uETU/?vd_source=d277be8d8d73b86e78c98a486968d8c9

3.实验过程

（1）程序功能与设计：
利用网络爬虫爬取输入的单词释义，然后可进行单词的学习和默写，并且将错题存入错题本（用文件实现），还可以对错题本中的单词进行听写，不断巩固
这些功能的选择通过一个循环的菜单实现

（2）程序分析
①架构设计上采取经典的面向对象
整个程序被封装在一个名为VocabularyApp 的类中，所有与背单词相关的属性（如单词列表、错题本、文件路径）和方法（如爬虫、学习、测试、保存）都被打包在一起，结构清晰。
易扩展：如果你想增加“单词发音”或者“每日打卡”功能，只需要在类里添加新方法，并在主菜单加个选项即可，完全不会破坏现有的代码逻辑。
②功能较为完善
功能1通过调用百度翻译接口，实现了动态扩充词库的能力，打破了本地死记硬背的限制。
功能2和3提供了“看词识意”和“看意拼词”两种基础模式，符合背单词习惯。
功能4和5不仅能记录错误，还设计了两种不同强度的复习模式，特别是“答对销账、答错重来”的机制，契合了刻意练习的需求。
③程序没有使用复杂的数据库，而是巧妙地利用了JSON文件，从而在错题听写模式中，每答完一题就自动保存一次，极大地提升了程序的健壮性，防止意外退出导致进度丢失。

（3）实现过程
第一步：定义类与初始化
创建一个名为 VocabularyApp 的类，并在 init 初始化方法中定义了程序运行所需的核心变量：
数据容器：准备了self.word_list（主词库）和self.wrong_words（错题本）两个空列表。
存储路径：指定了用来保存数据的两个 JSON 文件名。
加载历史：在程序一启动时，就自动调用load_data()，把上次保存的单词和错题读取到内存中，确保记忆不中断。

第二步：实现网络爬虫
有了容器，接下来需要解决“数据来源”的问题。这一步实现了动态获取单词的功能：
寻找接口：选用了百度翻译的公开接口（ https://fanyi.baidu.com/sug ）。
发送请求：利用 Python 的 requests 库，向接口发送包含目标单词的 POST 请求。为了让服务器以为我们是真人操作，还加上了标准的浏览器请求头（User-Agent）。
解析数据：接口返回的是 JSON 格式的数据，我们通过字典键值对提取出其中的中文释义（data_json['data'][0]['v']），并将其封装成 {word: "apple", meaning: "苹果"} 这样的标准格式存入主词库。

第三步：构建核心背单词逻辑，实现具体的学习、测试和管理功能：
学习模式：最简单，直接遍历打印主词库里的所有单词。
普通测试：利用random.sample随机抽取几个单词，通过input()获取用户输入并与正确答案比对。如果拼错，就把该单词追加到错题本列表中。
错题管理：提供一个简单的查看界面，并允许用户一键清空错题记录。
错题闯关：复制一份错题列表并打乱顺序，进入一个while循环。在这个循环里，答对了就从原错题本中彻底删除，答错了就重新塞回队列末尾（留级），并且每轮交互后都实时调用保存功能。

第四步：数据持久化
为了防止程序关闭后数据丢失，我们在关键节点植入了文件读写操作：
保存：利用Python内置的json 模块，将内存中的列表转换成 JSON 格式的字符串，写入本地.json文件。
加载：程序启动时检查文件是否存在，存在则读取并转换回Python列表，保证了用户的学习进度可以跨次保存。

第五步：装开关（主菜单与驱动）
最后用一个控制台来指挥这一切：
主菜单循环：在run方法中写了一个死循环（while True），不断打印功能选项，并根据用户的数字输入（1-6）来分发执行对应的功能方法。
点火启动：也就是你刚才问的那最后三行代码。实例化 VocabularyApp 对象，并调用它的 run() 方法，让整个程序真正运转起来。

（4）结果

4.遇到的问题和解决方法
问题：网址用爬虫爬取总是失败
解决方法：换另一种可行的网址，重新设计程序

5.课程总结与感谢、意见、建议
以前，听闻python鼎鼎大名以及它在各行各业大放异彩、用处广泛，便兴致勃勃报了这门课。
然而，恍然之间，这节课就结课了————课程虽说不长不短，我却学了不少基础python语法和编写程序的方法，从那些和C语言近似的“简单”语法，再到类、列表、socket等新操作，为我打开了新世界的大门，实在受益匪浅。
王老师幽默风趣，解答问题耐心又有条理，富有经验，虽然有的地方讲的比较快，作业有的地方比较复杂，我也建议之后能够调整一下（？），但这阻挡不了我学习python的热情。
一学期的课程就这样落下帷幕，而我的学习仍将继续，也希望我能保持这股热情，刻苦学习，砥砺奋进，同时灵活运用python课程所学，在未来学习、工作生活中用它完成一个又一个课题，迎接光明的未来。
同时也希望王老师工作顺利，身体健康，感谢您的栽培！

参考资料
《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》

《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导