Python学习（七）
python程序设计方法
方法论：理解并掌握一批python程序设计思维
实践能力：会编写更有设计感的程序。
实例13：体育竞技分析
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体育竞技分析：如何科学分析体育竞技比赛？
输入：球员水平；
输出：比赛可能的结果； -
计算思维：模拟体育比赛，n越大结果越科学。
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比赛规则：双人击球比赛，五局三胜，开始时一方先发球，直至判分，接下来胜者发球，球员只在发球局得分，先到15分则获胜。
自顶向下的设计：把大问题分解为小问题。
自底向上的执行：逐步执行单元，逐步组装成复杂模块再测试。
from random import random
def printIntro():
print("这个程序模拟两个选手A和B的某种竞技比赛")
print("程序需要获得A和B的能力值(以零到一之间的小数表示)")
def getInputs():
a = eval(input("请输入选手A的能力值："))
b = eval(input("请输入选手B的能力值："))
n = eval(input("请输入需要模拟比赛的次数"))
return a, b, n
def simNgames(n, proa, prob):
wina = 0
winb = 0
for i in range(n):
scorea, scoreb = simOnegame(proa, prob)
if scorea > scoreb:
wina +=1
else:
winb +=1
return wina, winb
def simOnegame(proa, prob):
scorea, scoreb = 0, 0
while not (scorea==3 or scoreb==3):
if simOneroundgame(proa, prob):
scorea += 1
else:
scoreb += 1
return scorea, scoreb
def simOneroundgame(proa, prob):
scorea, scoreb = 0, 0
serving = 'a'
while not (scorea==15 or scoreb==15):
if serving == 'a':
if proa > random():
scorea += 1
else:
serving = 'b'
else:
if prob > random():
scoreb += 1
else:
serving = 'a'
return scorea > scoreb
def printSummary(wina, winb):
n = wina + winb
print("竞技分析开始，共模拟{}场比赛".format(n))
print("选手A获得{}场比赛胜利，占比{:.1%}".format(wina, wina/n))
print("选手B获得{}场比赛胜利，占比{:.1%}".format(winb, winb/n))
def main():
printIntro()
proa, prob, n = getInputs()
wina, winb = simNgames(n, proa, prob)
printSummary(wina, winb)
main()
我这里把五局三胜的规则补充了出来，会发现差距更大了，因为这个游戏对发球一方显然太过有利，而又固定由A来发球，从现实的比赛来分析，一旦A的能力压制了B恐怕B很难取胜。所以这个游戏规则不太公平啊。
关于课上提出的从结果反推能力值之差的问题，我认为仍然用当前函数的情况下，写一个迭代函数，确定精度，做一个固定步长的变化，不断输入ab的能力值，通过是否达到精度来判断是否跳出迭代，这样应该能得到比较好的结果。
python程序设计思维
本节的内容较为抽象。
计算思维与程序设计
逻辑思维、实证思维、计算思维。
抽象和自动化：抽象问题的计算过程，用计算机进行计算的自动化。
逻辑思维更多是逻辑推理，而计算通常都是模拟计算过程。
计算思维根植于计算机强大的算力以及海量数据，计算思维不关心因果的公式，更注重过程的模拟和描述。
抽象是对问题模型的构建，自动化是对问题的实现，
计算生态与python语言
计算生态：没有顶层设计，以功能为目的。库之间广泛调用，社区庞大。库通过野蛮生长到紫髯选择。
编程不再是算法，而是搭积木，运用计算生态。
用户体验和软件产品
关心功能实现只是第一步，关心用户体验，才是目的。
方法1： 进度显示，提示用户还有多少操作要执行
方法2：异常处理，一般要对用户输入的合规性进行检查，否则程序就会报错。
方法3：打印输出，设计日志文件，打印帮助信息等等。
基本的程序设计模式
IPO：程序需要有输入，处理，输出。
自顶向下设计：不断划分程序的设计功能
模块化设计：把程序分为不同模块，方便设置模块复用
配置化设计：将程序变为引擎，把配置变为配置文件编写，关键在于接口设计。
产品定义：对用户的需求的理解。
系统架构：在应用中的数据流动，具体的设计与实现。
用户体验：从用户的角度来考虑设计。
python第三方库的安装
Pypi: Python Package Index
利用Pypi的计算生态找到适合自己的第三方库。
第三方库的pip安装方法
pip安装方法：直接用命令行输入pip 指令进行安装
主要参数：
| 参数 | 功能 |
|---|---|
| pip install <库名称> | 安装相应的第三方库 |
| pip install -u <库名称> | 升级相应的第三方库 |
| pip uninstall <库名> | 卸载相应的第三方库 |
| pip download <库名> | 下载并不安装相应的第三方库 |
| pip show <库名> | 展示库的详细信息 |
| pip search <关键词> | 搜索相应的关键字 |
| pip list | 列出已安装的第三方库 |
第三方库的集成安装方法
Anaconda主要是针对数据处理方面。
集成安装是指针对相应的功能安装第三方库。
第三方库的文件安装方法
有时使用第三方库通过pip下载到本地之后会出现安装错误。
UCI页面：可以用相应的网页安装编译后的第三方库。
模块7 OS库的使用
OS库是标准库，提供了基本的同操作系统沟通的功能。
路径操作：OS.path 字库，处理文件路径及信息。
进程管理：启动系统中的其他程序
环境参数：提供系统的软硬件信息
OS库的路径操作
OS.path 简称op
主要函数：
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| os.path.abspath(path) | 返回当前目录的绝对路径 |
| os.path.normpath() | 对一个路径名进行标准化 os.path.normpath("D:/1:/2") >>>"D:\\1\\2" |
| os.path.relpath() | 返回一个路径相对当前路径的相对路径 os.path.relpath("C:\\PYE\\file.txt") >>>".. \\ .. \\ .. \\ PYE\\file.txt" |
| os.path.dirname(path) | 返回path中的路径名 os.path.dirname("C:\\PYE\\file.txt") >>>"C: \\ PYE" |
| os.path.basename() | 返回path中最后的文件名 os.path.basename("C:\\PYE\\file.txt") >>>"file.txt" |
| os.path.join(path, *path) | 把两个路径名合并在一起 os.path.join("C:/","/PYE/file.txt") >>>"C:\\PYE\\file.txt" |
| os.path.exists() | 判断当前路径是否存在 |
| os.path.isfile() | 判断当前路径是否为文件 os.path.relpath("C:\\PYE\\file.txt") >>>False |
| os.path.isdir() | 判断当前路径是否为路径 os.path.relpath("C:\\PYE\\file.txt") >>>True |
| os.path.getatime() | 返回对应文件或目录上一次的访问时间 注意返回的是系统时间，需要用time.ctime()转换为可读时间 |
| os.path.getmtime() | 返回对应文件或目录上一次的修改时间 |
| os.path.getctime() | 返回对应文件或目录的建立时间 |
| os.path.getsize() | 返回一个文件或目录的容量大小以字节为单位 |
os库的进程管理
os.system()函数
有两个参数，参数一为相应的程序的目录，参数二为希望用程序打开的文件。
import os
os.system("c:\\windows\\system32\\ospaint.exe\
D:\\PYE\\wordcloud.png)
os库的环境参数
可以通过os库来提取主要的环境参数
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| os.chdir(path) | 改变当前程序操作的路径 |
| os.getcwd() | 返回当前程序路径 |
| os.getlogin() | 返回当前系统登陆用户名 |
| os.cpu_count() | 返回cpu的个数 |
| os.unrandom(n) | 返回一个n字节的随机字符串 |
实例14：批量安装第三方库的
import os
libs = {"numpy", "matplotlib", "pillow", "sklearn", "requests"\
"jieba", "beautifulsoup4", "wheel", "networkx", "sympy"\
"pyinstaller", "django", "flask", "werobot", "pyqt5"\
"pandas", "pyopeng1", "pypdf2", "docopt", "pygame"}
try:
for lib in libs:
os.system("pip install"+ lib)
print("Scuccess")
except:
print("Error")
以上内容为学习嵩天老师的python语言程序设计第八周内容的笔记。感谢嵩天老师的团队给我们带来这样优质的课程。
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