程序设计之模式介绍和案例

Posted 2020-11-16 firstreed

一、程序设计

1.1程序设计IPO模式

• I：Input 程序的输入

• P：Process 程序的主要逻辑

• O：OutPut 程序的输出
  输入
  程序的输入包括：文件输入、网络输入、用户手工输入、随机数据输入、程序内部参数输入等。
  输入是一个程序的开始。
  输出
  程序的输出包括：屏幕显示输出、文件输出、网络输出、操作系统内部变量输出等。
  输出是一个程序展示运算成果的方式。
  处理
  程序对输入进行处理，输出产生结果。
  处理的方法也叫算法，是程序最重要的部分。可以说，算法是一个程序的主要灵魂。
  算法是一个程序的灵魂。

  死循环

  死循环它是没有输入输出的程序。

  

死循环也有价值，它通过不间断执行，快速消耗CPU的计算资源，可以用来测试CPU性能。

举个栗子：
小王最近准备要去美国旅行，但是对于去美国以后每天需要穿什么衣服表示很困惑。
因为到了美国以后，对于小王来说会遇到一个苦恼的问题：美国地区的温度采用华氏温度度量，而我们中国的公民更为习惯使用摄氏温度，因此，在美国无论天气预报还是空调调节，小王都很难习惯。同样，对于来中国旅游的美国游客，也有温度习惯不同带来的烦恼。那么这个困惑小王的问题能否用Python编程语言来实现转换功能呢？

1.2 理解问题的计算部分

问题的计算部分:指一个待解决问题中，可以用程序辅助完成的部分。

1.3 分析问题的计算部分

通过计算技术解决温度转换

• 方法1: 根据两种温度的换算公式，写一个温度转换程序，由人为输入温度度数，程序将转换后的温度输出。
• 方法2：网络上有类似的在线程序，写一个网络程序，由人为输入的温度发送到互联网上，获得转换结果后输出。
• 方法3：写一个程序，可以通过GPS定位，获得使用者当前的位置，再通过网络获取当前位置的温度信息，自动进行转换（不需要使用者输入）。
• 方法4：写一个程序，可以通过程序监听温度信息发布渠道，比如收音机、电视等，通过语音识别、图像识别等方法自动获得温度信息的数值，自动完成转换。

1.4 程序编写的步骤

分析问题：分析问题的计算部分；
确定问题：将计算部分划分为确定的IPO三部分；
设计算法：完成计算部分的核心方法；
编写程序：实现整个程序；
调试测试：使程序在各种情况下都能正确运行；
升级维护：使程序长期正确运行，适应需求的微小变化；

2、华氏温度与摄氏度的互相转换

2.1 需求分析

王二小最近准备要去美国旅行，但是对于去美国以后每天需要穿什么衣服表示很困惑。
因为到了美国以后，对于王二小来说会遇到一个苦恼的问题：美国地区的温度采用华氏温度度量，而我们中国的公民更为习惯使用摄氏温度，因此，在美国无论天气预报还是空调调节，小王都很难习惯。同样，对于来中国旅游的美国游客，也有温度习惯不同带来的烦恼。那么这个困惑王二小的问题能否用Python编程语言来实现转换功能呢？

2.2 IPO模式设计程序

根据程序设计IPO模式，简化以上问题程序设计思路：

• 步骤一：确定IPO

• 步骤二：编写程序

• 步骤三：调试程序

2.3 程序设计具体步骤

• 1、分析问题的计算部分
  采用公式转换方式解决计算问题；

• 2、确定功能

  输入： 华氏或者摄氏温度值、温度标识

  处理：温度转换算法

  输出：华氏或者摄氏温度值、温度标识

  F表示华氏度，99F代表华氏99度。

  C表示摄氏度，88表示摄氏度88度

• 3、设计算法

  根据华氏度和摄氏度温度定义，转换公式如下：
  C=（F-32）/1.8

  F=C*1.8+32

  其中，C代表摄氏温度，F表示华氏温度

• 4、编写程序

#TempConvert.py
TempConvert=input("请输入带有符号的温度值：")
print('您输入的温度数值为'+ TempConvert)
if TempConvert[-1] in ['F','f']:
   C=(eval(TempConvert[0:-1])-32)/1.8
   print("转换后的的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempConvert[-1] in ['C','c']:
   F=1.8*eval(TempConvert[0:-1])+32
   print("转换后的温度是:{:.2f}".format(F))
else:
   print("输入格式有误")

• 5、调试、运行程序

在系统命令上运行如下命令

python TempConvert.py

或者：使用IDE打开上述文件，按F5运行，输入数值，输出结果。