Homework2

1. 编写 Python 程序，求两个正整数的最大公约数。¶

In [1]:

def gcd(a, b):
    while b != 0:
        a, b = b, a % b
    return a

num1 = int(input("请输入第一个正整数: "))
num2 = int(input("请输入第二个正整数: "))

print(f"{num1} 和 {num2} 的最大公约数是: {gcd(num1, num2)}")

def gcd(a, b): while b != 0: a, b = b, a % b return a num1 = int(input("请输入第一个正整数: ")) num2 = int(input("请输入第二个正整数: ")) print(f"{num1} 和 {num2} 的最大公约数是: {gcd(num1, num2)}")

55 和 7 的最大公约数是: 1

2. 用if语句实现百分制转等级制（考试成绩，60分以下不合格，60—74分合格，75—89分为良好，90分以上为优秀）。¶

In [3]:

def grade_conversion(score):
    if score < 60:
        return "不合格"
    elif 60 <= score <= 74:
        return "合格"
    elif 75 <= score <= 89:
        return "良好"
    elif score >= 90:
        return "优秀"

# 百分值成绩应该是整数
score = int(input("请输入考试成绩: ")) 
print(f"{score}分的成绩等级为: {grade_conversion(score)}")

def grade_conversion(score): if score < 60: return "不合格" elif 60 <= score <= 74: return "合格" elif 75 <= score <= 89: return "良好" elif score >= 90: return "优秀" # 百分值成绩应该是整数 score = int(input("请输入考试成绩: ")) print(f"{score}分的成绩等级为: {grade_conversion(score)}")

74分的成绩等级为: 合格

3. 编写Python程序，完成十进制小数到二进制小数的转换¶

相关数学原理：https://cloud.tencent.com/developer/article/2155741

In [8]:

def float_decimal_to_binary( num ):
    
    #整数部分转换
    int_part = int(num)
    int_list = []
    while(int_part):
        x = int_part % 2
        int_list.append(str(x))
        int_part //= 2
    int_list.reverse()
    int_binary = "".join(int_list)
    #小数部分转换
    float_part = num - int(num)
    count_temp = 0
    float_list = []
    while(float_part):
        float_part *= 2
        x = str(int(float_part))
        float_list.append(x)
        float_part = float_part - int(float_part)
        count_temp += 1
        if count_temp > 10:
            break
    float_binary = "".join(float_list)
    
    print("%f转化为二进制表达为:%s"%(num,int_binary+'.'+float_binary))
    
num = float(input("请输入要转化的小数(十进制):"))

float_decimal_to_binary(num)

def float_decimal_to_binary( num ): #整数部分转换 int_part = int(num) int_list = [] while(int_part): x = int_part % 2 int_list.append(str(x)) int_part //= 2 int_list.reverse() int_binary = "".join(int_list) #小数部分转换 float_part = num - int(num) count_temp = 0 float_list = [] while(float_part): float_part *= 2 x = str(int(float_part)) float_list.append(x) float_part = float_part - int(float_part) count_temp += 1 if count_temp > 10: break float_binary = "".join(float_list) print("%f转化为二进制表达为:%s"%(num,int_binary+'.'+float_binary)) num = float(input("请输入要转化的小数(十进制):")) float_decimal_to_binary(num)

16.875000转化为二进制表达为:10000.111

4. 编写Python程序，产生10-20的随机浮点数¶

In [9]:

import random
def random_float():
    return random.uniform(10,20)

print("生成的随机数为:%f"%(random_float()))

import random def random_float(): return random.uniform(10,20) print("生成的随机数为:%f"%(random_float()))

生成的随机数为:14.972818

5. 编写一个Python函数，判断一个整数是否是回文数。回文数是指正序（从左向右）和倒序（从右向左）读都是一样的数。¶

In [11]:

def is_palindrome(num):
    str_num = str(num)
    return str_num == str_num[::-1]

number = int(input("请输入一个整数: "))
if is_palindrome(number):
    print(f"{number} 是回文数")
else:
    print(f"{number} 不是回文数")

def is_palindrome(num): str_num = str(num) return str_num == str_num[::-1] number = int(input("请输入一个整数: ")) if is_palindrome(number): print(f"{number} 是回文数") else: print(f"{number} 不是回文数")

123321 是回文数

6.编写一个Python函数，返回一个包含斐波那契数列的前N个数的列表。斐波那契数列是一个数列，其中每个数是前两个数的和，数列以0和1开始。¶

In [10]:

def fibonacci(n):
    if n <= 0:
        return []
    elif n == 1:
        return [0]
    elif n == 2:
        return [0, 1]
    
    fib_list = [0, 1]
    for _ in range(2, n):
        fib_list.append(fib_list[-1] + fib_list[-2])
    
    return fib_list

N = int(input("请输入斐波那契数列的长度: "))
print(f"斐波那契数列的前 {N} 个数是: {fibonacci(N)}")

def fibonacci(n): if n <= 0: return [] elif n == 1: return [0] elif n == 2: return [0, 1] fib_list = [0, 1] for _ in range(2, n): fib_list.append(fib_list[-1] + fib_list[-2]) return fib_list N = int(input("请输入斐波那契数列的长度: ")) print(f"斐波那契数列的前 {N} 个数是: {fibonacci(N)}")

斐波那契数列的前 7 个数是: [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8]

7.编写一个Python函数，接受一个整数数组作为输入，返回数组中第二大的数。如果数组中只有一个元素或数组为空，则返回-1。¶

In [12]:

def second_largest(arr):
    if len(arr) < 2:
        return -1
    
    unique_elements = list(set(arr))
    if len(unique_elements) < 2:
        return -1
    
    unique_elements.sort()
    return unique_elements[-2]

# 我输入的数据 3 7 5 8 888 9 -1
array = [int(x) for x in input("请输入整数数组（用空格分隔）: ").split()]
result = second_largest(array)
if result == -1:
    print("数组中没有第二大的数")
else:
    print(f"数组中第二大的数是: {result}")

def second_largest(arr): if len(arr) < 2: return -1 unique_elements = list(set(arr)) if len(unique_elements) < 2: return -1 unique_elements.sort() return unique_elements[-2] # 我输入的数据 3 7 5 8 888 9 -1 array = [int(x) for x in input("请输入整数数组（用空格分隔）: ").split()] result = second_largest(array) if result == -1: print("数组中没有第二大的数") else: print(f"数组中第二大的数是: {result}")

数组中第二大的数是: 9

8. 编写一个函数，使其能够用正则表达式的方式简单验证身份证号是否合法。¶

validate_id_card函数使用正则表达式模式来匹配身份证号。模式通过以下方式验证身份证号的格式：

• 第一位必须是1-9的数字，不以0开头。
• 接下来5位是地区码。（开头6位都是地区码）
• 紧接着6位是出生年份和月份。
• 接下来2位是出生日。
• 然后是3位顺序码（通常是随机数字）。
• 最后一位可以是数字或大写字母X。

In [7]:

import re

def validate_id_card(id_card):
    # 定义身份证号码的正则表达式模式
    pattern = r'^[1-9]\d{5}(18|19|20)\d{2}(0[1-9]|1[0-2])(0[1-9]|[12]\d|3[01])\d{3}[\dXx]$'

    # 使用正则表达式匹配身份证号码
    if re.match(pattern, id_card):
        if len(id_card) == 18:
            # 验证校验位
            factors = [7, 9, 10, 5, 8, 4, 2, 1, 6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2]
            checksum = 0
            for i in range(17):
                checksum += int(id_card[i]) * factors[i]
            remainder = checksum % 11
            check_digit = '10X98765432'[remainder]
            if id_card[-1].upper() == check_digit:
                return True
        elif len(id_card) == 15:
            return True  # 15位身份证不校验校验位
    return False


id_card = input("请输入身份证号码：")
print(f"身份证号{id_card}",end="")

if validate_id_card(id_card):
    print("合法!")
else:
    print("非法!")

import re def validate_id_card(id_card): # 定义身份证号码的正则表达式模式 pattern = r'^[1-9]\d{5}(18|19|20)\d{2}(0[1-9]|1[0-2])(0[1-9]|[12]\d|3[01])\d{3}[\dXx]$' # 使用正则表达式匹配身份证号码 if re.match(pattern, id_card): if len(id_card) == 18: # 验证校验位 factors = [7, 9, 10, 5, 8, 4, 2, 1, 6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2] checksum = 0 for i in range(17): checksum += int(id_card[i]) * factors[i] remainder = checksum % 11 check_digit = '10X98765432'[remainder] if id_card[-1].upper() == check_digit: return True elif len(id_card) == 15: return True # 15位身份证不校验校验位 return False id_card = input("请输入身份证号码：") print(f"身份证号{id_card}",end="") if validate_id_card(id_card): print("合法!") else: print("非法!")

身份证号362322200708310651非法!

1. ^：表示匹配字符串的开头，确保正则表达式从字符串的开头开始匹配。

2. [1-9]：表示第一位是数字，但不包括0。这是因为身份证号的第一位通常不是0。

3. \d{5}：表示接下来的5位是数字（0-9），共计6位，这部分用来表示地区编码。

4. (19|20)：这是一个分组，用于匹配年份的前两位。身份证号通常使用19或20作为年份的前两位。

5. \d{2}：表示匹配年份的后两位，共计2位。

6. (0[1-9]|1[0-2])：这是一个分组，用于匹配月份。月份的范围是01到12。这一部分可以匹配01到09月以及10到12月。

7. (0[1-9]|[1-2]\d|3[0-1])：这是一个分组，用于匹配日期。它可以匹配01到09日，10到29日，以及30到31日。

8. \d{3}：表示匹配身份证号中的顺序码，通常是3位数字。

9. (\d|X|x)：这是最后一部分，用于匹配身份证号的校验码。它可以是数字（0-9）或字母X（可以是大写或小写）。

10. $：表示匹配字符串的结尾，确保正则表达式匹配到字符串的末尾。

以下是一些常见的正则表达式模式：

1. 普通字符： 普通字符（例如字母、数字、标点符号等）表示它们自身。在示例中，"apple" 就是一个普通字符。

2. 特殊字符： 正则表达式中有一些特殊字符，如 .、*、+、? 等，它们具有特殊的含义。例如，"." 表示匹配任何字符，"*" 表示匹配前一个字符的零个或多个重复，"+" 表示匹配前一个字符的一个或多个重复，"?" 表示匹配前一个字符的零个或一个重复。这些特殊字符需要进行转义，如 \.、\*、\+、\? 来匹配它们自身。

3. 字符类： 使用 [...] 表示一个字符类，可以匹配括号内的任何一个字符。例如，[abc] 匹配字符 'a'、'b' 或 'c' 中的任何一个。

4. 范围字符类： 使用 [a-z] 表示匹配小写字母 'a' 到 'z' 中的任何一个字符。类似地，[0-9] 表示匹配数字 0 到 9 中的任何一个字符。

5. 反向字符类： 使用 [^...] 表示一个反向字符类，可以匹配不在括号内的任何字符。例如，[^0-9] 匹配任何非数字字符。

6. 预定义字符类： 正则表达式还提供了一些预定义的字符类，如 \d 表示任何数字字符，\w 表示任何字母、数字或下划线字符，\s 表示任何空白字符。相应的大写形式 \D、\W、\S 表示它们的补集。

7. 边界匹配： ^ 表示匹配字符串的开头，$ 表示匹配字符串的结尾。例如，"^apple" 匹配以 "apple" 开头的字符串。

8. 重复： 使用 {m} 表示前一个模式必须重复 m 次，使用 {m, n} 表示前一个模式必须重复至少 m 次，至多 n 次。例如，"a{2,4}" 匹配 "aa"、"aaa" 或 "aaaa"。

9. 逻辑操作： 正则表达式支持逻辑操作，如 | 表示或操作。例如，"apple|banana" 匹配 "apple" 或 "banana"。

10. 分组： 使用 () 创建分组，可以对模式进行分组和捕获。例如，"(apple|banana)" 匹配 "apple" 或 "banana"，并且可以通过捕获组来访问匹配的内容。

在示例中，pattern 的形式是一个普通字符串 "apple"，它将匹配目标字符串的开头，只有当目标字符串以 "apple" 开头时才会找到匹配。