實驗與作業(Python)-02 Python函數入門與溫度轉換程序（函數、input、eval、int、float、列表）

截止日期

實驗目標

• 學會定義函數，使用函數。學會導入在某個文件中定義的函數。
• input獲得值，然后通過eval或者int、float將其轉換為相應的類型。
• 學會使用列表：訪問列表、append、遍歷列表。

實驗內容

任務1：函數的定義與調用

#這里是函數的定義，calcArea是函數名，我們可以通過函數名進行調用。
def calcArea(r):     #r是輸入參數，代表半徑
    return 3.14*r*r  #return, 將計算結果返回到調用的地方
#上面只是定義。定義的時候並沒有執行這段代碼。

#常見錯誤1：錯誤的輸入參數
calcArea(r)
#常見錯誤2：結果未輸出
calcArea(3) 


#這里是函數的調用
x = calcArea(2)    #調用函數，以2為入參，最后將返回結果賦值給x。但並沒有輸出。
print(x)           #在控制台輸出x
print(calcArea(1)) #將調用函數calcArea(1)的返回值直接輸出
print(calcArea(3))
print(calcArea(5))
print(calcArea(7))

關鍵點：1.函數的定義與調用不一樣，2.函數名要取的有意義，3.入參到底應該放幾個參數。

作業1：

結合上述代碼，簡述使用函數的好處。

任務2：熟悉input，字符串與數值，print函數，eval函數

#第1步，字符串與數值的區別
a = 1   #數值
b = '1' #字符串，也可以a = "1"
print(a*5) #數值的乘法
print(b*5) #字符串的乘法

#第2步，使用input函數獲得控制台輸入的字符串
x = input("x=")
print(type(x)) #打印x的類型
print(x*3)

#第3步，int與float將字符串轉化為數值
y = int(input("y=")) #使用int函數將輸入值轉化為整型數值
print(type(y))
print(y*3) #常犯錯誤 print y*3
y = float(input('y=')) #使用float函數將輸入值轉化為帶小數點的數
print(type(y))
print(y*3)

#第4步，使用eval將字符串轉換成表達式進行運算
line = input("請輸入一個式子:") #比如輸入 3+5，那么line存儲了字符串'3+5'
#想要獲得'3+5'所代表的式子的具體值呢？注意：'3+5'只是一個字符串，不能計算
z = eval(line) #這里，把你輸入的'3+5'字符串變成一個式子，所以值等於?
print(eval('3')) #這里把字符串'3'轉化為式子3，所以值等於數值的3
t = 3
print(eval('t+2')) #這里把字符串't+2'轉化為式子t+2，前面t=3，所以該式子等於？
print(eval('temp+2')) #這里把字符串'temp+2'轉化為式子temp+2，然而前面並沒有定義temp，所以會發生什么情況？

任務3：列表的使用

變量只能存放一個值，比如a = 3。如果需要存放多個值呢？比如，存放所有圓形的半徑。我們就需要列表，列表語法如下：

rList = []  #一個空的列表，里面沒有任何值
rList.append(3)  #往列表中加入3這個元素
rList.append(2)  #往列表中加入2這個元素
print(rList)  ＃輸出rList中的所有值
print(len(rList))  #len函數求列表中元素的個數
for e in rList:  #將rList中的所有值依次輸出。詳解：每次將rList中1個元素取出來放到e中，然后print(e)。
    print(e)

3.1 通過input提示輸入圓的半徑，然后將值賦給r，然后調用求圓面積的函數，並輸出其值。
3.2 通過input提示輸入圓的半徑的表達式，然后將表達式的值賦給r，然后調用求圓面積的函數，並輸出其值。注意：與1.1不同，即使輸入3+1.1，也可以計算成功。

任務4：編寫圓形生成器程序(以文件的形式運行)

4.1 學會定義函數，求圓面積，對指定的r計算圓面積。 //輔導：函數定義與調用
4.2 通過input輸入圓半徑，然后調用4.1定義的函數。 //輔導：float函數或者eval
4.3 使用while循環，將5個r值放入一個列表rList。 //輔導：列表[]，append，while
4.4 對rList中的每個r調用4.1定義的函數計算其面積。 //輔導：遍歷列表，for e in rList:
4.5 使用turtle對rList中的每個r畫出相應的圓。
4.6 進階：讓這些圓依次從左到右排列，且相切。
課上完成4.1-4.3。有余力的同學請繼續完成4.4及以后。

作業2:

將以上代碼存成文件運行。然后手寫或者打印出來，為里面的每一行加注釋。

任務5：運行並閱讀溫度轉程序然后進行改寫

內容：
編寫一段程序可以將你從控制台輸入的溫度數值（帶溫度標志的）轉換成華氏或攝氏度。
IPO分析：
I：帶華氏或攝氏標志的溫度值
P：根據溫度標志選擇適當的溫度轉換算法
O：帶攝氏或華氏標志的溫度值
算法：
C=(F-32)/1.8
F=C*1.8+32
C表示攝氏溫度，F表示華氏溫度。
示例：
輸入：82F 輸出：27.78C
輸入：-30C 輸出：-22.00F
例程：

TempStr = input("請輸入帶有符號的溫度值: ")
if TempStr[-1] in ['F','f']:
    C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8
    print("轉換后的溫度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:
    F = 1.8*eval(TempStr[0:-1]) + 32
    print("轉換后的溫度是{:.2f}F".format(F))
else:
    print("輸入格式錯誤")

在IDLE中新建文件TempConvert1.py，然后運行。
講解：
1.TempStr = input("請輸入帶有符號的溫度值" #在控制台顯示提示信息，然后將用戶從控制台輸入的信息作為字符串賦值給TempStr
2.TempStr[-1] #取TempStr字符串的最后一個字符
3.TempStr[0:-1] #截取除從第0個字符到最后一個字符（不包含最后一個）之間的所有字符。
4.eval(TempStr[0:-1]) #將TempStr[0:-1]字符串轉化為表達式運算，在這里指的是將字符串轉換為數值（轉化為數值后才能進行數學運算）。
任務(使用函數改造例程)：
上面程序中，if..elif..else程序塊負責處理傳入的帶溫度標志的字符串並打印相應的提示信息，嘗試定義一個函數TempConvert(ValueStr)取代上面的if..elif..else程序塊。以后只需要調用TempConvert(ValueStr)函數，就可執行這段處理代碼：

def TempConvert(valueStr):
    #及一下這里是你的代碼
    if 輸入的的溫度是華氏:
        #轉換代碼
        return "轉換后的溫度是{:.2f}C".format(C) 
    #elif 輸入的溫度是攝氏度：
        #轉換代碼
        return "轉換后的溫度是{:.2f}F".format(F)
    else:
        return "輸入格式錯誤" 

講解：
return ... 代表將...作為返回值返回給函數調用的地方。如，x = TempConvert(82F)，執行完以后x的值就為“轉換后的溫度是27.78C”

作業4：

利用定義好TempConvert函數改造例程，使其看起來更簡潔。
將以上代碼存成文件運行。然后手寫或者打印出來，為里面的每一行加注釋。

進階2(函數模塊化改造)：
編寫函數有一個原則：函數的功能要單一，不要設計多用途的函數。函數TempConvert既進行溫度轉換（P），又將該值與提示信息“轉換后的溫度是”相綁定（O），這就使得后續對溫度值的計算極不方便（比如后續希望比較溫度的大小，需要將隱藏在提示信息的溫度值抽取出來，如需要將“轉換后的溫度是27.78C”中的27.78C抽取出來，非常麻煩）。一般來說需將IPO相分離，P僅負責單純的計算工作。改造函數TempConvert，讓其只進行溫度轉換然后返回必要的值。如，對於輸入82F返回27.78C，對於輸入-30C返回-22.00F，對於輸入錯誤則返回ERR，而無需返回格式化后的全部提示信息。利用改造好的TempConvert進一步改造例程。