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案例 1：简单计算器
目标：创建一个多功能计算器，支持加法、减法、乘法、除法操作，并包含输入验证和错误处理。
详细步骤
- 定义计算器函数：接受两个数字和一个操作符作为输入参数。
- 操作符判断：通过
if-elif语句判断操作符，选择相应的计算。 - 错误处理：处理输入的除数为零的情况，避免程序崩溃。
- 输出结果：根据运算输出结果。
代码示例
def calculator(num1, num2, operator):
try:
if operator == '+':
return num1 + num2
elif operator == '-':
return num1 - num2
elif operator == '*':
return num1 * num2
elif operator == '/':
if num2 == 0:
return "错误：不能除以零"
return num1 / num2
else:
return "无效的操作符"
except TypeError:
return "请输入有效的数字"
# 主程序
try:
num1 = float(input("输入第一个数字: "))
num2 = float(input("输入第二个数字: "))
operator = input("输入操作符 (+, -, *, /): ")
result = calculator(num1, num2, operator)
print(f"结果: {result}")
except ValueError:
print("输入错误，请确保输入的是数字")
说明
- 异常处理：
try-except块用于捕获用户输入的类型错误或操作符错误。 - 输入验证：在主程序中增加了数字输入验证，避免非数字输入导致的崩溃。
- 功能扩展：可以添加取余、幂次运算等其他运算符，进一步增强功能。
案例 2：判断奇偶数并校验输入
目标：编写一个函数，判断用户输入的数字是奇数还是偶数，并包含输入验证。
详细步骤
- 定义函数：定义一个函数
check_odd_even，接收一个数字作为参数。 - 判断逻辑：使用条件语句判断数字是否为偶数。
- 异常处理：确保用户输入的内容为整数。
代码示例
def check_odd_even(number):
try:
number = int(number)
if number % 2 == 0:
return "偶数"
else:
return "奇数"
except ValueError:
return "输入无效，请输入一个整数"
# 主程序
num = input("输入一个数字: ")
print(check_odd_even(num))
说明
- 输入验证：在函数中处理非整数输入。
- 扩展建议：可以将判断结果保存到列表中，以便后续统计或处理。
案例 3：计算列表平均值
目标：计算用户输入的一组数字的平均值，包含非数字输入的验证。
详细步骤
- 输入处理：提示用户输入一组数字，并使用空格分隔。
- 列表解析：将用户输入的数据转为浮点数列表。
- 计算平均值：使用
sum和len函数计算平均值。 - 异常处理：捕获非数字输入的异常，提示用户重新输入。
代码示例
def average(numbers):
try:
return sum(numbers) / len(numbers) if len(numbers) > 0 else 0
except TypeError:
return "输入的列表中包含非数字元素"
# 主程序
try:
numbers = list(map(float, input("输入一组数字，用空格分隔: ").split()))
print(f"平均值: {average(numbers)}")
except ValueError:
print("输入无效，请确保输入的是数字")
说明
- 异常捕获：在输入过程中捕获
ValueError异常，避免非数字导致的程序崩溃。 - 代码优化：可以在
average函数中增加检测空列表的逻辑，确保除零错误不发生。
案例 4：查找最大值和最小值
目标：编写一个函数，在用户输入的数字列表中查找最大值和最小值，并包含数据验证。
详细步骤
- 定义查找函数：使用
min和max函数查找最小值和最大值。 - 输入处理：将用户输入的字符串转换为整数列表。
- 异常处理：确保输入内容有效。
代码示例
def find_min_max(numbers):
if not numbers:
return "列表为空"
return min(numbers), max(numbers)
# 主程序
try:
numbers = list(map(int, input("输入一组数字，用空格分隔: ").split()))
min_val, max_val = find_min_max(numbers)
print(f"最小值: {min_val}, 最大值: {max_val}")
except ValueError:
print("输入无效，请确保输入的是整数")
说明
- 空列表处理：函数内部处理空列表的情况，确保程序健壮性。
- 扩展建议：可以扩展为返回最大值、最小值的索引位置。
案例 5：统计字符串中的字符
目标：编写一个程序，统计用户输入字符串中每个字符的出现次数，忽略空格。
详细步骤
- 定义统计函数：创建一个字典存储每个字符的计数。
- 统计逻辑：遍历字符串，为每个字符更新计数。
- 忽略空格：判断字符是否为空格，非空格字符进行统计。
代码示例
def count_characters(string):
char_count = {}
for char in string:
if char != " ":
char_count[char] = char_count.get(char, 0) + 1
return char_count
# 主程序
string = input("输入字符串: ")
char_count = count_characters(string)
for char, count in char_count.items():
print(f"'{char}': {count}")
说明
- 优化建议：使用
collections.Counter模块可以简化统计过程。 - 扩展建议：可以将结果保存为文件或进行排序展示。
案例 6：生成斐波那契数列
目标：编写一个函数生成斐波那契数列，并包含数据验证和扩展。
详细步骤
- 定义生成函数：使用循环生成斐波那契数列。
- 输入验证：确保用户输入的项数为正整数。
- 生成逻辑：按斐波那契数列规则生成数字。
代码示例
def fibonacci(n):
if n <= 0:
return "输入必须为正整数"
fib_sequence = [0, 1]
for i in range(2, n):
fib_sequence.append(fib_sequence[-1] + fib_sequence[-2])
return fib_sequence[:n]
# 主程序
try:
n = int(input("输入斐波那契数列的项数: "))
print(f"斐波那契数列: {fibonacci(n)}")
except ValueError:
print("输入无效，请输入一个整数")
说明
- 扩展建议：生成更长的斐波那契数列或限制生成项数。
案例 7：文件读写操作
目标：创建一个文本文件，写入内容并读取，包含错误处理。
详细步骤
- 写入内容：使用
with open写入内容到文件。 - 读取内容：打开文件读取内容，确保文件路径正确。
- 异常处理：增加文件不存在时的异常处理。
代码示例
def write_to_file(filename, content):
with open(filename, 'w') as file:
file.write(content)
def read_from_file(filename):
try:
with open(filename, 'r') as file:
return file.read()
except FileNotFoundError:
return "文件不存在"
# 主程序
filename = 'example.txt'
content = input("输入要写入的内容: ")
write_to_file(filename, content)
print("文件内容:")
print(read_from_file(filename))
| 案例编号 | 案例名称 | 功能描述 | 关键步骤 | 输入验证 | 错误处理 | 扩展建议 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 简单计算器 | 实现加法、减法、乘法和除法运算 | 定义计算器函数，判断操作符，输出结果 | 验证数字输入 | 检查零除错、无效操作符 | 增加取余、幂次运算等更多操作符 |
| 2 | 判断奇偶数 | 判断输入数字是奇数还是偶数 | 定义函数判断数字是否能整除2 | 验证整数输入 | 捕获非整数输入 | 结果保存到列表中，便于统计或处理 |
| 3 | 计算列表平均值 | 计算用户输入的数字列表的平均值 | 将输入数据转换为浮点数列表，计算平均值 | 验证数字输入 | 捕获非数字输入 | 空列表返回零，确保除零不发生 |
| 4 | 查找最大最小值 | 找出数字列表中的最大值和最小值 | 使用min和max函数找最大值和最小值 | 验证数字输入 | 检查空列表 | 返回最大/最小值的索引位置 |
| 5 | 字符统计 | 统计字符串中每个字符的出现次数（忽略空格） | 遍历字符串，非空格字符计数 | 验证字符串输入 | 无需额外处理 | 使用Counter模块，按字符频率排序 |
| 6 | 斐波那契数列生成 | 生成指定长度的斐波那契数列 | 使用循环生成数列，返回前n项 | 验证正整数输入 | 检查负数或零输入 | 增加生成项数限制，防止过大 |
| 7 | 文件读写操作 | 写入文本内容到文件并读取文件内容 | 写入内容至文件，读取文件并输出内容 | 验证文件路径 | 文件不存在错误 | 增加文件追加写入模式 |
| 8 | 猜数字游戏 | 随机生成一个数字，让用户猜测并提示对错 | 随机生成数字，用户输入并判断大小 | 验证数字输入 | 捕获非数字输入 | 统计总猜测次数、限制最大猜测次数 |