章节十一：项目实操：PK小游戏（2）
章节十一：项目实操：PK小游戏（2）
这次的项目实操流程，和项目1是一模一样的：
接下来，我们一步一步来推进这个项目的实现吧。
1. 明确项目目标
互联网公司有两种角色，产品经理、程序员。产品经理提开发需求给程序员，然后程序员开发出满足需求功能的程序。
今天我们来做个模拟，我们扮演“程序员”接到“产品经理”需求，并完成开发的过程。
需求文档是这样子的：
看过了需求文档，产品经理又跟你嘱咐：
“敏捷开发”是互联网的常态。刚刚当“程序员”的第一天，你就接到了这么急的需求，那该怎么办呢？我们来分析一下。
2. 分析过程，拆解项目
我们的任务是制作一个工作量计算器，虽然产品经理的需求很急，但我们不要着急开发，应该先梳理清楚这是一个什么需求，要做出的程序（产品）功能如何。毕竟，磨刀不误砍柴工。
既然是个计算器程序，那就是要输入信息后能计算出结果。为了搞清楚计算过程，我们需要根据案例倒推出计算公式。
我们先梳理一下需求文档中的关键信息：
那么现在请你尝试倒推计算公式，写在下面的代码区吧：
我们已经搞清楚了核心计算过程，接下来我们得拆分一下阶段版本。
因为产品经理提到需求非常急，要赶快做出能用的程序，后续再迭代改良。所以，我们把程序版本大致规划成三个阶段：
明确了每一阶段的任务后，接下来就是好戏开场，让我们开始逐步用代码实现功能！
3. 逐步执行，代码实现
让我们先一起来攻克版本1.0：
3.1 版本1.0：能用就好
要做一个“能用就好”的最基本的程序，我们可以直接编写一个带参数函数完成计算功能。程序写出来大概长这个结构：
# 工时计算
def estimated_time(size,number):
……(计算过程)
# 人力计算
def estimated_number(size,time):
……(计算过程)
estimated_time(参数1,参数2)
estimated_number(参数1,参数2)
也就是说，把计算过程写好，封装到函数里，然后需要计算的时候直接调用函数，然后运行程序就能完成计算。
我们刚才总结的计算公式是这样的：
# 工时计算公式
time = size * 80 / number
# 人力计算公式
number = size * 80 / time
现在请你来完善一下代码（注意，在函数中不但要完成计算，还需要用print语句把计算结果展示出来哦）：
完善代码的过程中，我们会用到第一个项目末尾提到的知识点：格式化字符串。
代码如下：
注：%f的意思是格式化字符串为浮点型，%.1f的意思是格式化字符串为浮点型，并保留1位小数。
# 工时计算
def estimated_time(size,number):
time = size * 80 / number
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,number,time))
# 人力计算
def estimated_number(size,time):
number = size * 80 / time
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,time,number))
# 调用工时计算函数
estimated_time(1.5,2)
# 调用人力计算函数
estimated_number(0.5,20)
到这里，“工作量计算器”的最基本版本就制作完成了，你把它交付给了产品经理。
3.2 版本2.0：稍作改良
产品经理拿走了版本1的代码，过了几天，他又回来跟你反馈计算公式有点问题：
产品经理把运行结果展示给你看：
那问题来了，要怎么调整代码，才能实现产品经理的需求对人数向上取整呢？也就是计算结果是1.5人的时候，取整数2，计算结果3.8人的时候，取整数4，计算结果10.1人的时候，取整数11……
第一步定位问题：代码的计算过程应该对对人数向上取整。也就是计算结果是1.5人的时候，取整数2，计算结果3.8人的时候，取整数4，计算结果10.1人的时候，取整数11……
第二步，我们可以直接寻找新知识，在搜索引擎中搜索“python 取整”，就能找到向上取整的函数。
接下来的三到五步很简单，代码很快就出来了，请你运行体验一下：
其中import math是因为使用ceil()函数需要导入math模块，使用randint()函数（随机整数）需要导入random模块。
这个问题的解决还有另一种方式，在第二步的时候，你也可以运用已有知识解决。
有一个计算符不太常用，不知道你是否还记得：可以用%做取余数运算，比如print(5%4)的结果是1（5除以4余数为1）。
如果你想起了这个知识，那么在第三步，我们可以找到一个切入点：如果人数不是整数（余数不为零），就把人数用int()函数转化为整数，然后再加1。
照这个思路，写出的代码是这个样子：
import math
# 工时计算
def estimated_time(size,number):
time = size * 80 / number
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,number,time))
# 人力计算
def estimated_number(size,time):
number = math.ceil(size * 80 / time)
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,time,number))
# 调用工时计算函数
estimated_time(1.5,2)
# 调用人力计算函数
estimated_number(1,60)
产品经理又过来找你，这次他的需求是期望你简化代码：
我们继续用解决问题的流程来处理这个问题。
第一步，我们可以先想象一下预期效果：
# 工作量计算函数
def estimated(参数……):
……
# 调用工作量计算函数
estimated(参数……)
要想实现这样的效果，我们需要解决一个问题：应该怎么传递参数，才能让函数estimated(参数……)自动区分并完成工时计算和人力计算？
答对了！要区分两种不同的计算方式，当然用条件判断语句啦。
既然要用到条件判断语句，我们可以继续完善一下预期的代码结构：
# 工作量计算函数
def estimated(参数……):
if 条件1:
……（人力计算）
elif 条件2:
……（工时计算）
# 调用工作量计算函数
estimated(参数……)
所以，现在的问题又推进了一步：该如何设置条件，让条件1代表人力计算，条件2代表工时计算？
这个问题有多种解法，关键点是利用参数设置条件。我先跟你演示一种：（请留意代码注释）
import math
# 为函数设置了三个参数，并都带有默认参数）
def estimated(size=1,number=None,time=None):
# 人力计算：如果参数中填了时间，没填人数，就计算人力
if (number == None) and (time != None):
number = math.ceil(size * 80 / time)
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,time,number))
# 工时计算：如果参数中填了人数，没填时间，就计算工时
elif (number != None) and (time == None):
time = size * 80 / number
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,number,time))
# 调用函数的时候，传递两个参数，会自动计算出第三个参数
estimated(size=1.5,number=2)
estimated(size=0.5,time=20.0)
在调用函数的时候，我们可以给指定的参数赋值，那剩余的参数就会是默认值（也就是在定义函数的那行定义了他们的默认值）。比如estimated(size=1.5,time=20.0)，给size和time赋值，那剩下的number就默认为None。
你来运行体验一下：
刚才提到“合并成一个函数”这个问题不止一种解法。比如说，我们还可以这样设置三个参数来实现相同的效果：
感兴趣的可以将以下代码修改成刚才提到的第二种解决方案：
import math
def estimated(types,size,other):
# 人力计算
if types == 1:
number = math.ceil(size * 80 / other)
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,other,number))
# 工时计算
elif types == 2:
time = size * 80 / other
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,other,time))
estimated(1, 1.5, 2)
# 结果：项目大小为1.5个标准项目，如果需要在2.0个工时完成，则需要人力数量为：60人
estimated(2, 1.5, 2)
# 结果：项目大小为1.5个标准项目，使用2个人力完成，则需要工时数量为：60.0个
你把“稍作改良”的代码交给了产品经理。不过，这事还没完。
3.3 版本3.0：精细打磨
产品经理拿走了版本2的代码，过了几天，他又回来跟你反馈：
现在我们又拿到了新的需求：制作出“可以交互运行”的程序。
想让程序可以交互，显然要用input和print语句，这些都是我们曾经学过的。
怎么样？这个任务有多种写法，这里给你展示一种最基本的：
import math
def estimated(size=1,number=None,time=None):
if (number == None) and (time != None):
number = math.ceil(size * 80 / time)
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,time,number))
elif (number != None) and (time == None):
time = size * 80 / number
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,number,time))
choice = input('请选择计算类型：（1-人力计算，2-工时计算）')
if choice == '1':
size = float(input('请输入项目大小：（1代表标准大小，可以输入小数）'))
number = None
time = float(input('请输入工时数量：（可以输入小数）'))
estimated(size,number,time)
elif choice == '2':
size = float(input('请输入项目大小：（1代表标准大小，可以输入小数）'))
number = int(input('请输入人力数量：（请输入整数）'))
time = None
estimated(size,number,time)
这里的思路是，先让用户输入选择计算类型，然后再用条件判断语句来区分不同的类型——用户输入1代表人力计算，用户输入2代表工时计算。当用户选择了计算类型后，再分别使用input函数采集数据，最后调用estimated()函数完成计算。
到这里，程序基本已经完成了。不过，为了展示用函数封装代码的精髓，我想再问大家一个问题：
如果要优化上面代码的结构的话，要怎么优化？
答案是：可以创建一个主函数，用来调用几个子函数。
用图片来表示的话，是这样的：
如图所示，我们可以把每个独立的功能封装到每个单独的函数中，然后用一个主函数打包这些单独的函数，最后再调用主函数。
你可以按照这个思路改造上面的代码：
import math
# 采集信息的函数
def myinput():
choice = input('请选择计算类型：（1-人力计算，2-工时计算）')
if choice == '1':
size = float(input('请输入项目大小：（1代表标准大小，请输入小数）'))
number = None
time = float(input('请输入工时数量：（请输入小数）'))
return size,number,time
# 这里返回的是一个元组
elif choice == '2':
size = float(input('请输入项目大小：（1代表标准大小，请输入小数）'))
number = int(input('请输入人力数量：（请输入整数）'))
time = None
return size,number,time
# 这里返回的数据是一个元组
# 完成计算的函数
def estimated(my_input):
# 把元组中的数据取出来
size = my_input[0]
number = my_input[1]
time = my_input[2]
# 人力计算
if (number == None) and (time != None):
number = math.ceil(size * 80 / time)
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,time,number))
# 工时计算
elif (number != None) and (time == None):
time = size * 80 / number
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,number,time))
# 主函数
def main():
my_input = myinput()
estimated(my_input)
# 调用主函数
main()
在这里，myinput()函数负责跟用户采集信息，estimated()函数负责完成计算，而main()函数把其他两个函数打包放在一起并传递了参数。所以只要调用main()函数就能让整个程序跑起来。
之所以写成“子函数+主函数”的代码结构，也是因为每个不同的功能封装在单独的函数代码中，方便后续修改、增删。
比如我们想要加一个功能“让程序循环运行，直到用户选择结束”。那么，就可以在程序中加上一个again函数。
提示：1.需要新增变量和改造主函数；2.用到的知识是判断和循环；3.对代码进行调整是正常的（即不要期待总能一次成功）。
import math
# 变量key代表循环运行程序的开关
key = 1
# 采集信息的函数
def myinput():
choice = input('请选择计算类型：（1-工时计算，2-人力计算）')
if choice == '1':
size = float(input('请输入项目大小：（1代表标准大小，请输入小数）'))
number = int(input('请输入人力数量：（请输入整数）'))
time = None
return size,number,time
# 这里返回的数据是一个元组
if choice == '2':
size = float(input('请输入项目大小：（1代表标准大小，请输入小数）'))
number = None
time = float(input('请输入工时数量：（请输入小数）'))
return size,number,time
# 这里返回的是一个元组
# 完成计算的函数
def estimated(my_input):
# 把元组中的数据取出来
size = my_input[0]
number = my_input[1]
time = my_input[2]
# 人力计算
if (number == None) and (time != None):
number = math.ceil(size * 80 / time)
print('项目大小为%.1f个标准项目，如果需要在%.1f个工时完成，则需要人力数量为：%d人' %(size,time,number))
# 工时计算
elif (number != None) and (time == None):
time = size * 80 / number
print('项目大小为%.1f个标准项目，使用%d个人力完成，则需要工时数量为：%.1f个' %(size,number,time))
# 询问是否继续的函数
def again():
# 声明全局变量key，以便修改该变量
global key
a = input('是否继续计算？继续请输入y，输入其他键将结束程序。')
if a != 'y':
# 如果用户不输入'y'，则把key赋值为0
key = 0
# 主函数
def main():
print('欢迎使用工作量计算小程序！')
while key == 1:
my_input = myinput()
estimated(my_input)
again()
print('感谢使用工作量计算小程序！')
main()
4. 习题练习
4.1 习题一
1.练习介绍：
做出和电脑进行“石头剪刀布”的游戏。
2.练习要求：
和电脑玩一个剪刀石头布的游戏：电脑随机出拳，我们可选择出什么。
3.双方出拳
首先，我们要让双方选择出拳，才能判断胜负。
我们可以设置变量computer_choice代表电脑的出拳选择，设置变量user_choice代表你的出拳选择。
电脑的出拳，我们可以使用random.choice()来随机选择；我们的出拳，可以手动输入我们出拳的类型。
另外，判断下输入：当输入的内容不是石头剪刀布时，电脑会提醒'输入有误，请重新出拳'，并重新出拳。
import random
punches = ['石头','剪刀','布']
computer_choice = random.choice(punches)
user_choice = ''
user_choice = input('请出拳：（石头、剪刀、布）')
while user_choice not in punches:
print('输入有误，请重新出拳')
user_choice = input()
4.双方亮拳
你和电脑已经对自己要出的拳进行了选择，接下来，我们需要知道双方的出拳类型。
请使用print()函数补充亮拳的结果。
import random
# 出拳
punches = ['石头','剪刀','布']
computer_choice = random.choice(punches)
user_choice = ''
user_choice = input('请出拳：（石头、剪刀、布）') # 请用户输入选择
while user_choice not in punches: # 当用户输入错误，提示错误，重新输入
print('输入有误，请重新出拳')
user_choice = input()
# 亮拳
print('————战斗过程————')
print('电脑出了：%s' % computer_choice)
print('你出了：%s' % user_choice)
5.判断胜负
在前面两步，电脑和你已经选择完出拳的类型并亮拳后，只差最后一步：根据结果判断胜负。
import random
# 出拳
punches = ['石头','剪刀','布']
computer_choice = random.choice(punches)
user_choice = ''
user_choice = input('请出拳：（石头、剪刀、布）') # 请用户输入选择
while user_choice not in punches: # 当用户输入错误，提示错误，重新输入
print('输入有误，请重新出拳')
user_choice = input()
# 亮拳
print('————战斗过程————')
print('电脑出了：%s' % computer_choice)
print('你出了：%s' % user_choice)
# 胜负
print('—————结果—————')
if user_choice == computer_choice: # 使用if进行条件判断
print('平局！')
elif (user_choice == '石头' and computer_choice == '剪刀') or (user_choice == '剪刀' and computer_choice == '布') or (user_choice == '布' and computer_choice == '石头'):
print('你赢了！')
else:
print('你输了！')
4.2 习题二
1.练习介绍
通过这个练习，简化上一个练习“石头剪刀布”的代码。
2.练习要求
上一个练习的代码中，有一个判断语句的代码很长很长：
elif (user_choice == '石头' and computer_choice == '剪刀') or (user_choice == '剪刀' and computer_choice == '布') or (user_choice == '布' and computer_choice == '石头'):
我们会通过一个新的知识，将其简化，体验到“知识得增加，代码得简化”这个客观规律。
3.index()函数
index() 函数用于找出列表中某个元素第一次出现的索引位置。
语法为：list.index(obj)，obj为object（对象）的缩写。
4.代码简化
import random
# 出拳
punches = ['石头','剪刀','布']
computer_choice = random.choice(punches)
user_choice = ''
user_choice = input('请出拳：（石头、剪刀、布）') # 请用户输入选择
while user_choice not in punches: # 当用户输入错误，提示错误，重新输入
print('输入有误，请重新出拳')
user_choice = input()
# 亮拳
print('————战斗过程————')
print('电脑出了：%s' %(computer_choice))
print('你出了：%s' %(user_choice))
# 胜负
print('—————结果—————')
if user_choice == computer_choice: # 使用if进行条件判断
print('平局！')
# 请你将下一行代码用 index()函数 实现（不再有 and 和 or），从而简化代码。
elif user_choice == punches[punches.index(computer_choice)-1]:
print('你赢了！')
else:
print('你输了！')
