Python实验报告（第10章）

   实验11：模块

一、实验目的和要求

1、学会自定义模块；

2、学会引用其他模块；

3、学会创建和使用包。

二、实验环境

软件版本：Python 3.10 64_bit

三、实验过程

1、实例1：创建计算BMI指数的模块

创建一个用于根据身高、体重计算BMI指数的模块，命名为bmi.py，其中bmi为模块名，.py为扩展名。关键代码如下：

def fun_bmi(person,height,weight):
    '''功能：根据身高和体重计算BMI指数
        person：姓名
        height：身高，单位：米
        weight：体重，单位：千克
    '''
                     
    print(person + "的身高:" + str(height) + "米\t体重:" + str(weight) + "千克")
    bmi=weight/(height*height)                  # 用于计算BMI指数，公式为：BMI=体重/身高的平方
    print(person + "的BMI指数为:"+str(bmi))     　# 输出BMI指数
    # 此处省略了显示判断结果的代码
def fun_bmi_upgrade(*person):
    '''功能：根据身高和体重计算BMI指数（升级版）
        *person：可变参数该参数中需要传递带3个元素的列表，
        分别为姓名、身高（单位：米）和体重（单位：千克）
    '''
        
    # 此处省略了函数主体代码

 

2、实例2：导入两个包括同名函数的模块

创建两个模块，一个是矩形模块，其中包括计算矩形周长和面积的函数；另一个是圆形，其中包括计算圆形周长和面积的函数。然后在另一个Python文件中导入这两个模块，并调用相应的函数计算周长的面积。具体步骤如下：

（1）创建矩形模块，对应的文件名为rectangle.py，在该文件中定义两个函数，一个用于计算矩形的周长，另一个用于计算矩形的面积，具体代码如下：

def girth(width,height):
    '''功能：计算周长
        参数：width（宽度）、height（高）
    '''
    return(width + height)*2
def area(width,height):
    '''功能：计算面积
        参数：width（宽度）、height（高）
    '''
    return width * height
if __name__ == '__main__':
    print(area(10,20))

（2）创建圆形模块，对应的文件名称为circular.py，在该文件中定义两个函数，一个用于计算圆形的周长，另一个用于计算圆形的面积，具体代码如下：

import math                         # 导入标志模块math
PI = math.pi                        # 圆周率
def girth(r):
    '''功能：计算周长
        参数：r（半径）
    '''
    return round(2 * PI * r ,2 )    # 计算周长并保留两位小数
def area(r):
    '''功能：计算面积
        参数：r（半径）
    '''
    return round(PI * r * r ,2 )    # 计算面积并保留两位小数
if __name__ == '__main__':
    print(girth(10))

（3）创建一个名称为compute.py 的Python文件，首先导入矩形模块的全部定义，然后导入圆形模型的全部定义，最后分别调用计算矩形周长的函数和计算圆形周长的函数，代码如下：

from rectangle import *                    # 导入矩形模块
from circular import *                     # 导入圆形模块
if __name__ == '__main__':
    print('圆形的周长为：',girth(10))        # 调用计算圆形周长的函数
    print('矩形的周长为：',girth(10,20))     # 调用计算矩形周长的函数

执行compute.py文件，结果如下：

从图中可以看出执行步骤（3）的第5行代码时出现异常，这是因为原本想执行的矩形模块的girth() 函数被圆形模块的girth() 函数给盖住了。解决该问题的方法是，不使用from...import 语句导入，而是使用import 语句导入。修改后的代码如下：

import rectangle as r                          # 导入矩形模块
import circular as c                           # 导入圆形模块
if __name__ == '__main__':
    print('圆形的周长为：',c.girth(10))        # 调用计算圆形周长的函数
    print('矩形的周长为：',r.girth(10,20))     # 调用计算矩形周长的函数

执行上面代码后，结果如下：

 

3、实例3：在指定包中创建通过的设置和获取尺寸的模块

创建一个名称为settings 的包，在该包下创建一个名称为size的模块，通过该模块实现设置和获取尺寸的通用功能。具体步骤如下：

（1）在settings包中，创建一个名称为size的模块，在该模块中，定义两个保护类型的的全局变量，分别代表宽度和高度，然后定义一个change()函数，用于修改两个全局变量的值，在定义两个函数，分别用于获取宽度和高度，具体代码如下：

width = 800             # 定义保护类型的全局变量（宽度）
height = 600            # 定义保护类型的全局变量（高度）
def change(w,h):
    global _width      # 全局变量(宽度)
    _width = w          # 重新给宽度赋值
    global _height     # 全局变量（高度）
    _height = h         # 重新给高度赋值
def getWidth():        # 获取宽度的函数
    global _width
    return _width
def getHeight():       # 获取高度的函数
    global _height
    return _height

（2）在settings 包的上一层目录中创建一个名称为main.py的文件，在该文件中导入settings包下的size模块的全部定义，并且调用change()函数重新设置宽度和高度，然后在分别调用getWidth()和getHeight()函数获取修改后的宽度和高度，具体代码如下：

from settings.size import *         # 导入size模块下的全部定义
if __name__=='__main__':
    change(1024,768)                # 调用change()函数改变尺寸
    print('宽度：',getWidth())       # 输出宽度
    print('高度：',getHeight())      # 输出高度

（3）运行结果如图所示：

 

4、实例4：生成有数字、字母组成的4 位验证码

(1)在IDLE 中创建一个名称为checkcode.py 的文件，然后在该文件中导入Python 标准模块中random 模块（用于生成随机数），然后定义一个保存验证码的变量，在应用for 语句实现一个重复4 次的循环，在该循环中，调用random 模块提供的randrange() 和randint() 方法生成符合要求的验证码，最后输出生成的验证码，代码如下：

import random                                           # 导入标准模块中的random
if __name__=='__main__':
    checkcode = ""                                    # 保存验证码的变量
    for i in range(4):                                  # 循环4次
        index = random.randrange(0,4) # 生成0~3中的一个数
        if index != i and index + 1 != i:
            checkcode += chr(random.randint(97,122)) # 生成a~z中的一个小写字母
        elif index + 1 == i:
            checkcode += chr(random.randint(65,90))  # 生成A~Z中的一个大写字母
        else:
            checkcode += str(random.randint(1,9))    # 生成1~9中的一个数字
    print("验证码：",checkcode)                         # 输出生成的验证码

（2）运行结果如图所示： 

 

 

 

5、实战一：大乐透号码生成器

使用random模块模拟大乐透号码生成器。选号规则：前区在1-35范围内随机产生不重复的5个号码，后区在1-12范围内随机产生不重复的2个号码。

（1）创建模块，代码如下：

import random
def GreatLotto(times):
    Greatnumber = []             
    for i in range(0,times):
        numbers = []
        leftlist = list(range(1,36))
        leftnumber = random.sample(leftlist,5)  
        rightlist = list(range(1,13))
        rightnumber = random.sample(rightlist,2)  
        leftnumber.sort()           
        rightnumber.sort()                  
        numbers = leftnumber + rightnumber  
        for n in range(len(numbers)):
            if numbers[n]<10:
                numbers[n] = '0'+ str(numbers[n])
        Greatnumber.append( numbers)
    return Greatnumber

（2）引用模块，代码如下：

import sz1_1
print("大乐透生成器")
time = input("请输入要随即大乐透号码注数：")
Greatnumber = sz1_1.GreatLotto(int(time))
for i in range(0,int(time)):
    print('{} {} {} {} {}     {} {}'.format(Greatnumber[i][0],Greatnumber[i][1],
                                            Greatnumber[i][2],Greatnumber[i][3],
                                            Greatnumber[i][4],Greatnumber[i][5],
                                            Greatnumber[i][6]))

（3）运行结果如图所示：

 

6、实战二：春节集五福

最近两年流行春节集五福活动。现编程实现模拟春节集五福的过程。

（1）创建模块，代码如下：

import  random
def Ji_Fu():
    fus=['爱国福','富强福','和谐福','友善福','敬业福']
    fu = random.sample(fus,1)
    return fu
def fus(fu):
    print('当前拥有的福：')
    for i, j in fu.items():
        print(i,': ',j,'\t',end='')
def five_blessings(fu):
    type=1
    for i, j in fu.items():
        if j==0:
          type=0
    return type;

（2）引用模块，代码如下：

import sz2_1
print('开始集福啦~~~')
fu={'爱国福':0,'富强福':0,'和谐福':0,'友善福':0,'敬业福':0}
while  sz2_1.five_blessings(fu)==0:
    input('\n按下<Enter>键获取五福')
    Strfu=sz2_1.Ji_Fu()[0]
    print('获取到：' + Strfu)
    fu[Strfu] += 1
    sz2_1.fus(fu)
print('\n恭喜您集成五福！！！')

（3）运行结果如图所示：

 

7、实战三：封装用户的上网行为

当下很多人都会用一定的时间上网。现编程实现封装用户的上网行为，对用户的上网时间进行统计，当上网时间过长时，给出提示。

（1）创建模块，代码如下：

def net_play(time):
  print("浏览网页",str(time) + "小时")
  return time
def Watch_videos(time):
    print("看视频",str(time) + "小时")
    return time
def Play_game(time):
    print("玩网络游戏",str(time) + "小时")
    return time
def Study(time):
    print( "上网学习",str(time) + "小时")
    return time
def times(time):
    if time >= 8:
       print("今天上网时间共计" + str(time) + "小时，请保护眼睛，合理安排上网时间！")
    return time

（2）引用模块，代码如下：

import sz3_1
name = "小明"
time = 0;
print(name,"上网时间、行为统计：")
time += sz3_1.net_play(1.5)
time += sz3_1.Watch_videos(2)
time += sz3_1.Play_game(3)
time += sz3_1.Study(2)
sz3_1.times(time)

（3）运行结果如图所示：

 

 

8、实战四：计算个人所得税

编写一个计算个人所得税的程序，随时掌握自己的工资需要缴纳多少个人所得税。

（1）创建模块，代码如下：

def my_tax(z):
    if z <= 0:
        print("NULL")
    else:
        if z <= 1500:
            t = z * 0.03
        elif z <= 4500:
            t = z * 0.1 - 105
        elif z <= 9000:
            t = z * 0.2 - 555
        elif z <= 35000:
            t = z * 0.25 -1005
        elif z <= 55000:
            t = z * 0.3 -2755
        elif z <= 80000:
            t = z * 0.35 - 5505
        else:
            t = z * 0.45 - 13505
    tt = "{:.2f}".format(t)
    print(tt)

（2）引用模块，代码如下：

import sz4_1
salary = float(input("请输入月收入:"))
if salary>=7662:
    money = salary - 7662 * 0.225
else:
    money = salary * 0.775
z = money - 3500
print("应纳个人所得税税额为",end = "")
sz4_1.my_tax(z)

（3）运行结果如图所示：