5月15日
上午做了python实验和工程数学实验
【实验编号】
【实验专责】
刘立嘉；
【实验目的】
使学生熟悉 Python 环境的安装与配置，熟悉 Python 解释器的使用。
使学生掌握 Python 控制语句、函数结构等的基本语法知识和使用。
使学生掌握 Python 的基本数据类型、列表、元组、字典和集合等的基本应用。
【实验环境】
所需硬件环境为微机；
所需软件环境为 Pyhton 3.x 等；
【实验准备】
掌握 Python 控制语句和函数结构等基本语法知识；
掌握 Python 的输入输出；
掌握 Python 的基本数据类型、列表、元组、字典和集合等；
【实验学时】
4 学时；
【实验内容】
练习安装 Python 解释器和 Python 编程环境；
练习安装 Python 扩展库；
练习 Python 简单程序设计；
撰写实验报告、实验自评及心得体会；
【实验过程】
(一)、练习安装 Python 解释器（现场练习）
【实验步骤】
1、打开 Python 官方网站 http://www.python.org。
2、下载 Python 3.5.x 或 Python 3.6.x 或 Python 3.7.x，至少安装其中两个。Python 程序设计
3、在开始菜单中找到成功安装的 IDLE，输入下面的代码，确保 IDLE 运行正常。
【检查标准】现场抽查
(二)、练习搭建 Python+Eclipse+pydev 编程环境（现场练习）
【实验要求】
查找资料，或参考 Python+Eclipse+Pydev 环境搭建.pdf，练习在 Eclipse 环境中安装
Pydev 插件搭建并配置 Python+Eclipse+Pydev 编程环境。
【检查标准】现场抽查
(三)、练习安装 Python 扩展库（现场练习）
【实验步骤】
1、在资源管理器中进入 Python 安装目录的 scripts 子目录，然后按下 Shift 键，在空
白处单击鼠标右键，在弹出来的菜单中选择“在此处打开命令窗口”进入命令提示符环境。
如图所示：
2、使用 pip 命令在线安装 Python 扩展库 numpy、pandas、scipy、matplotlib、jieba、
openpyxl、pillow。安装 openpyxl 的命令如图所示：
石家庄铁道大学 信息学院 刘立嘉
2Python 程序设计
石家庄铁道大学 信息学院 刘立嘉
3
3、如果遇到安装不成功的扩展库，使用浏览器打开下面的网址下载 whl 文件进行离线
安装：https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/
4、在 IDLE 中使用 import 导入安装好的扩展库，验证是否安装成功．
【检查标准】现场抽查
（四）、【Python0002】排列组合序列（写到实验报告中）
【题目描述】
用户输入整数 n（1<=n<=26）和整数 m（m<=n），然后输入 n 个不同的字母，请编写
程序输出在这 n 个字母中选择 m 个字母的所有排列序列和组合序列。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
在第一行中输入整数 n 和整数 m 的值，数据之间以空格为间隔。
在第二行中输入 n 个不同字母，数据之间以空格为间隔
【输出格式】
首先输出所有的排列数列，每种情况一行，字母间以空格为间隔；
再者首先输出所有的组合数列，每种情况一行，在同一行中以字母增序顺序显示，字母
间以空格为间隔。
【输入样例】
3
2
a s d
【输出样例】
Permutation:
a d
d a
a s
s a
d s
s d
Combination:
a d
a s
d s
（五）、【Python0003】蒙特·卡罗法计算圆周率（写到实验报告中）
【题目描述】Python 程序设计
蒙特·卡罗方法是一种通过概率来得到问题近似解的方法，在很多领域都有重要的应用，
其中就包括圆周率近似值的计问题。假设有一块边长为 2 的正方形木板，上面画一个单位圆，
然后随意往木板上扔飞镖，落点坐标(x,y)必然在木板上（更多的时候是落在单位圆内），如
果扔的次数足够多，那么落在单位圆内的次数除以总次数再乘以 4，这个数字会无限逼近圆
周率的值。这就是蒙特·卡罗发明的用于计算圆周率近似值的方法，如下图所示。编写程序，
模拟蒙特·卡罗计算圆周率近似值的方法，输入掷飞镖次数，然后输出圆周率近似值。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
在一行中输入掷飞镖的次数。
【输出格式】
输出采用蒙特·卡罗法模拟计算出的圆周率的值。
【输入样例】
100000
【输出样例】
3.13056
（六）、【Python0004】验证 6174 猜想（写到实验报告中）
【题目描述】
1955 年，卡普耶卡(D.R.Kaprekar)对 4 位数字进行了研究，发现一个规律：对任意各
位数字不相同的 4 位数，使用各位数字能组成的最大数减去能组成的最小数，对得到的差重
复这个操作，最终会得到 6174 这个数字，并且这个操作最多不会超过 7 次。请编写程序验
证这个猜想。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
在一行中输入一个任意各位数字不相同的 4 位数。
【输出格式】
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4Python 程序设计
验证 6174 猜想，输出过程中计算得到的各数，数据间以空格为间隔。
【输入样例】
2694
【输出样例】
2694 7173 6354 3087 8352 6174
（七）、【Python0005】模拟页面调度 LRU 算法（写到实验报告中）
【题目描述】
所谓 LRU 算法，是指在发生缺页并且没有空闲主存块时，把最近最少使用的页面换出主
存块，腾出地方来调入新页面。
问题描述：一进程获得 n 个主存块的使用权，对于给定的进程访问页面次序，问当采用
LRU 算法时，输出发生的缺页次数。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
在第一行中输入进程获得使用权的主存块数量 n。
在第二行中输入进程访问页面的次序，各数据之间以空格为间隔。
【输出格式】
输出对于给定的 n 和进程访问页面的次序，输出采用 LRU 算法时的缺页次数。
【输入样例】
3
1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5
【输出样例】
7
（八）、【Python0006】爬楼梯（写到实验报告中）
【题目描述】
假设一段楼梯共 n(n>1)个台阶，小朋友一步最多能上 3 个台阶，那么小朋友上这段楼
梯一共有多少种方法。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
在一行中输入楼梯台阶的数目 n。
【输出格式】
输出小朋友上这段楼梯的方法数。
【输入样例】
15
【输出样例】
5768
（九）、【Python0007】杨辉三角形（写到实验报告中）
【题目描述】
输出 n（0<n）行杨辉三角形，n 由用户输入。
【练习要求】
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5Python 程序设计
石家庄铁道大学 信息学院 刘立嘉
6
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
一行中输入 1 个整数 n。
【输出格式】
输出 n 行杨辉三角形，每个数的显示格式：占 5 位，右对齐。
【输入样例】
3
【输出样例】
1
1
1
2
1
1
3
3
1
（十）、【Python0008】筛法求素数（写到实验报告中）
【题目描述】
用户输入整数 n 和 m（1<n<m<1000），应用筛法求[n,m]范围内的所有素数。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
在一行中输入整数 n 和 m，数据间以空格为间隔。
【输出格式】
按照一行 5 个的格式输出[n,m]范围内的所有素数，其中每个素数的显示格式为：占 5
位，右对齐。
【输入样例】
50 100
【输出样例】
53
59
61
67
71
73
79
83
89
97
（十一）、【Python0009】查找鞍点（写到实验报告中）
【题目描述】
对于给定 5X5 的整数矩阵，设计算法查找出所有的鞍点的信息（包括鞍点的值和行、
列坐标，坐标从 1 开始）。
提示：鞍点的特点：列上最小，行上最大。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
输入 5 行 5 列整数，同行数据间以空格为间隔。
【输出格式】
在一行中以以下格式输出矩阵中的所有鞍点，每个鞍点的显示格式为：
[<鞍点的行坐标>,<鞍点的列坐标>,<鞍点的值>]
【输入样例】
11 3 5 6 9
12 4 7 8 10
10 5 6 9 11Python 程序设计
8 6 4 7 8
15 10 11 20 25
【输出样例】
[4,1,8][4,5,8]
（十二）、【Python0010】正整数的因子展开式
【题目描述】
编写程序，输出一个给定正整数 x（x>1）的质因子展开式。
【输入格式】
请在一行中输入整数 x 的值。
【输出格式】
对每一组输入的 x，按以下格式输出 x 的质因子展开式（假如 x 的质因子分别为 a、b、
c）：x=a*b*c
【输入样例 1】
72
【输出样例 1】
72=2*2*2*3*3
（十三）、【Python0011】牛顿迭代法（写到实验报告中）
【题目描述】
编写程序，使用牛顿迭代法求方程 ax 3 bx 2 cx d 0 在 x 附近的一个实根。
【练习要求】
请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】
请在一行中输入方程系数 a、b、c、d 和实数 x，数据中间以空格为间隔。
【输出格式】
对每一组输入的数据，输出牛顿迭代法求出的实根（格式为保留小数点后 2 位，四舍五
入）。
【输入样例】
1.0 2.0 3.0 4.0 1.0
【输出样例】
-1.65
（十四）、问题思考（写到实验报告中）
【Python0012】针对 Python 中的列表、元组、字典、集合、字符串，请以条目形式从
各方面对比它们之间的异同。
【实验评价】
每名学生提交电子实验报告 1 份（需要提交的内容在实验安排中已注明），实验自评
和实验心得体会要据实填写，杜绝抄袭；
请在实验结束后及时将实验报告电子稿（包含实验项目源代码）请在实验结束后及时压
缩打包请发至 PTA 平台 https://pintia.cn 及实验提交交平台 http://www.xzc.cn；
