教参05《计算机导论 第2版》教材程序案例代码

易建勋《计算机导论第2版》教参05：教材程序案例代码第20页共23页易建勋《计算机导论第2版》清华大学出版社教参05：教材程序案例源代码2017年8月本教材介绍的编程案例语言：C、Java、Python、R、Prolog、MPI、汇编、VHDL、HTML、JavaScript、MATLAB、SQL等，共计60个源程序代码。说明：以下程序中，黑色为程序代码；蓝色为程序运行输出；红色为提示符下输入的指令或数据。第1章【无】第2章/*【例2-7】C程序：helloworld程序*/#include<stdio.h>intmain(void){printf("hello,world\n");return0;}hello,world/*【例2-19】C程序：超市自动计费*/#include<stdio.h>intmain(void){floatw,x;printf("请输入购物金额\n");scanf("%f",&w);if(w<=100)x=0.9*w;elsex=0.9*100+0.7*(w-100);printf("应付款=%10.2f\n",x);return0;}/*【例2-20】C程序：求1+2+3….+100之和*/#include<stdio.h>intmain(void){inti=1,sum=0;while(i<=100){sum=sum+i;i++;}printf("Sum=%d\n",sum);return0;}/*【例2-21】C程序：求1+2+3….+100之和*/#include<stdio.h>intmain(void){inti=1,sum=0;do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf("sum=%d\n",sum);return0;}/*【例2-22】C程序：比较两数大小，输出较大的一个数*/#include<stdio.h>intmain(void){intmax();inta=5,b=8;intc;c=max(a,b);printf("max=%d\n",c);return0}intmax(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;return(z);}//【例2-24】Java程序：hello,world程序//文件名：helloworld.javaPackagemypack;publicclasshelloworld{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){System.out.println("hello,world");}}//【例2-25】Java程序：计算从1+2+3+…+100的累加和//文件名：Sum.javapublicclassSum{publicstaticvoidmain(String[]args){ints=0,i=0;{for(i<=100;i++)s+=i;}System.out.println("累加和为："+s);}}#【例2-30】Python程序：格式化字符串>>>'您好,%s,您有%s美元到账了。'%('小明',10000.68)'您好,小明,您有10000.68美元到账了。'#【例2-31】Python程序：输出图形界面HelloWorld程序#-*-coding:utf-8-*-importsys,tkinterroot=tkinter.Tk()root.title("HelloWorld")root.minsize(200,100)tkinter.Label(root,text="HelloWorld！你好，世界").pack()tkinter.Button(root,text="退出",command=sys.exit).pack()root.mainloop()#【例2-32】Python程序：创建网络爬虫程序#-*-coding:utf-8-*-importurllib.requesturl=""get=urllib.request.urlopen(url).read()print(get)#【例2-33】R程序：hello,world程序>print("hello,world")[1]hello,world#【例2-34】R程序：用R语言进行卡方检验，说明吸烟与肺癌之间是否有关系？>x<-c(60,3,32,11)>dim(x)<-c(2,2)>chisq.test(x)Pearson'sChi-squaredtestwithYates'continuitycorrectiondata:xX-squared=7.9327,df=1,p-value=0.004855#【例2-35】R程序：画出鸢尾花数据集的散点图>data(iris)>head(iris)>plot(iris)/*【例2-39】Prolog程序：判断李白（libai）的朋友是谁？*/Predicateslikes(symbol,symbol).friend(symbol,symbol).Clauseslikes(dufu,jiu).likes(yangguife,music).likes(yangguife,wudao).likes(gaolishi,tangminghuang).friend(libai,X):-likes(X,wudao),likes(X,music).？-friend(libai,X).X=yangguife1Solution/*【例2-40】Prolog程序：查询城市之间是否存在可行路径*/Predicatesnondetermroad(symbol,symbol).nondetermpath(symbol,symbol).Clausesroad(a,b).road(a,c).road(b,d).road(b,e).road(c,d).road(d,e).path(X,Y):-road(X,Y).path(X,Y):-road(X,Z),path(Z,Y).Goalpath(X,Y).？-path(a,e).yes？-path(e,a).no？-run.X=aY=b；X=aY=c；X=bY=d；X=bY=e；X=cY=d；X=dY=e；……#【例2-42】Python程序：MPI程序并行计算#-*-coding:gbk-*-frommpi4pyimportMPIprint("我的rank是：%d"%MPI.rank)D:\>mpirun–np4pythontest.py我的rank是：0我的rank是：3我的rank是：1我的rank是：2第3章#【例3-28】Python程序：文本分词处理#-*-coding:utf-8-*-importjiebaseg_list=jieba.cut("我来到北京清华大学",cut_all=True)print("全模式：","/".join(seg_list))seg_list=jieba.cut("我来到北京清华大学",cut_all=False)print("默认模式：","/".join(seg_list))seg_list=jieba.cut("已结婚的和尚未结婚的青年")print(",".join(seg_list))全模式：我/来/来到/到/北/北京/京/清/清华/清华大学/华/华大/大/大学/学默认模式：我/来到/北京/清华大学已,结婚,的,和,尚未,结婚,的,青年（注：没有分词为：已结婚的和尚，未结婚的青年）#【例3-42】Python程序：穷举法求素数#-*-coding:utf-8-*-lower=int(input("输入区间最小值:"))upper=int(input("输入区间最大值:"))fornuminrange(lower,upper+1):ifnum>1:foriinrange(2,num):if(num%i)==0:breakelse:print(num)>>>输入区间最小值：1>>>输入区间最大值：100>>>2357111317192329313741434753596167717379838997#【例3-44】Python程序：蒙特卡罗算法计算Pi值#-*-coding:utf-8-*-fromrandomimport*fromtimeimport*defMC(n):k=0;foriinrange(n):x=random()y=random()if(x*x+y*y)<=1:k=k+1returnfloat(k)/n*4defmain():n=input("请输入模拟次数，n=")n=int(n)t0=clock()print("蒙特卡罗算法模拟的Pi值为：",MC(n))t1=clock()print("程序处理时间为：%.2fs"%(t1-t0))main()>>>请输入模拟次数，n=1000000蒙特卡罗算法模拟的Pi值为：3.14352程序处理时间为：6.11s#【例3-46】Python程序：汉诺塔的盘子搬动#-*-coding:utf-8-*-defhanoi(n,a,b,c):ifn==1:print(a,'-->',c)else:hanoi(n-1,a,c,b)hanoi(1,a,b,c)hanoi(n-1,b,a,c)n=int(input('请输入汉诺塔的盘子数：'))hanoi(n,'a','b','c')>>>请输入汉诺塔的盘子数：3a-->ca-->bc-->ba-->cb-->ab-->ca-->c第4章#【例4-10】Python程序：打印乘法口诀表foriinrange(1,10):forjinrange(1,i+1):print(i,'*',j,'=',i*j)print('')>>>1*1=12*1=22*2=43*1=33*2=63*3=94*1=44*2=84*3=124*4=165*1=55*2=105*3=155*4=205*5=256*1=66*2=126*3=186*4=246*5=306*6=367*1=77*2=147*3=217*4=287*5=357*6=427*7=498*1=88*2=168*3=248*4=328*5=408*6=488*7=568*8=649*1=99*2=189*3=279*4=369*5=459*6=549*7=639*8=729*9=81#【例4-16】Python程序：用递归函数求阶乘#-*-coding:utf-8-*-deffac(n):ifn==0:return1returnn*fac(n-1)>>>fac(5)120#【例4-17】Python程序：用递归算法画Koch曲线fromturtleimport*defkoch(k,L):if(k==0):forward(L)else:foranglein(60,-120,60,0):koch(k-1,L/3)left(angle)koch(3,250)#【例4-18】Python程序：用迭代算法求阿米巴细菌数#-*-coding:UTF-8-*-x=2**20foriinrange(1,15):x=x/2i=i+1print('初始阿米巴细菌数量为：',x)>>>初始阿米巴细菌数量为：64.0#【例4-19】Python程序：冒泡排序#-*-coding:utf-8-*-defbubbleSort(nums):foriinrange(len(nums)-1):forjinrange(len(nums)-i-1):ifnums[j]>nums[j+1]:nums[j],nums[j+1]=nums[j+1],nums[j]print(nums)returnnumsnums=[7,2,5,3,1]print(bubbleSort(nums))>>>[2,5,3,1,7][2,3,1,5,7][2,1,3,5,7][1,2,3,5,7][1,2,3,5,7]#【例4-20】Python程序：插入排序#-*-coding:utf-8-*-#definsertSort(nums):foriinrange(len(nums)):key=iwhilekey>0:ifnums[key-1]>nums[key]:nums[key-1],nums[key]=nums[key],nums[key-1]key-=1print(nums)returnnumsnums=[7,2,5,3,1]print(insertSort(nums))>>>[7,2,5,3,1][2,7,5,3,1][2,5,7,3,1][2,3,5,7,1][1,2,3,5,7][1,2,3,5,7]#【例4-21】Python程序：快速排序#-*-coding:utf-8-*-defquickSort(num,L,R):ifL>=R:returnflag=Lforiinrange(L+1,R+1):ifnum[flag]>num[i]:tmp=num[i]delnum[i]num.insert(flag,tmp)flag+=1quickSort(num,L,flag-1)quickSort(num,flag+1,R)num=[3,6,4,2,11,10,5]quickSort(num,0,6)print(num)>>>[2,3,4,5,6,10,11]#【例4-22】Python程序：二分查找#-*-coding:UTF-8-*-defsearch_data(list,data_find):mid=int(len(list)/2)iflist[mid]>=1:iflist[mid]>data_find:print("您要找的元素比中间值[%s]小..."%list[mid])search_data(list[:mid],data_find)eliflist[mid]<data_find:print("您要找的元素比中间值[%s]大..."%list[mid])search_data(list[mid:],data_find)else:print("找到了您需要找的元素[%s]！"%list[mid])else:print("不好意思，没有找到您需要的元素。")if__name__=='__main__':list=[12,15,21,33,34,42,55,58,60,80]search_data(list,58)>>>您要找的元素比中间值[42]大...找到了您需要找的元素[58]！第5章#【例5-5】Python程序：二进制整数转换为十进制数>>>int("11010101",2)213#【例5-7】Python程序：十进制整数转换为二进制整数>>>bin(234)'0b11101010'#【例5-9】Python程序：二进制整数转换为十六进制整数>>>hex(int("11010101",2))'0xd5'#【例5-11】Python程序：十六制整数转换为二进制数整数>>>bin(int("4b",16))'0b1001011'#【例5-24】Python程序：小数运算的截断误差>>>0.1+0.1+0.10.30000000000000004>>>.1+.1+.1+.1+.1+.1+.1+.10.7999999999999999#【例5-45】Python程序：求字符的ASCII编码>>>ord('A')65>>>chr(97)'a'#【例5-67】Python程序：压缩子目录下所有文件importzipfileimportosf=zipfile.ZipFile('my.zip','w',zipfile.ZIP_DEFLATED)startdir="d:\\test\\pic"fordirpath,dirnames,filenamesinos.walk(startdir):forfilenameinfilenames:f.write(os.path.join(dirpath,filename))f.close()#【例5-74】Python程序：字符串生成CRC检验编码>>>importzlib>>>s=b'hello,word!'>>>print(zlib.crc32(s))3035098857--【例5-93】VHDL程序：用VHDL语言设计一位二进制全加器逻辑电路libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.all;entityadderisport(a,b,ci:inbit;sum:outbit);endadder;architectureall_adderofadderisbeginsum<=axorbxorci;co<=((aorb)andci)or(aandb);endall_adder;第6章【无】#【例6-0】Python程序：第7章//【例7-4】HTML程序：建立一个简单的测试网页<HTML><HEAD><TITLE>测试</TITLE></HEAD><BODY><fontsize="8"><P>这是我的测试网页</P><P>这是第2行信息</P></font></BODY></HTML>//【例7-5】JavaScript程序：把JavaScript脚本代码嵌入网页中<HTML><BODY><p>假设y=5，计算x=y+2，并显示结果。</p><buttononclick="myFunction()">点击这里</button><pid="demo"></p><script>functionmyFunction(){vary=5;varx=y+2;vardemoP=document.getElementById("demo")demoP.innerHTML="x="+x;}</script></BODY></HTML>#【例7-9】Python程序：用base64做字符串的加密和解密#-*-coding:gbk-*-importbase64s='helloworld.你好，世界'print('源字符串=',s)defmain():bytesString=s.encode(encoding="utf-8")print('转换为字节码=',bytesString)encodestr=base64.b64encode(bytesString)print('加密字节码=',encodestr)print('加密后的编码=',encodestr.decode())decodestr=base64.b64decode(encodestr)print('解密后的编码=',decodestr.decode())if__name__=='__main__':main()>>>源字符串=helloworld.你好，世界转换为字节码=b'helloworld.\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd\xef\xbc\x8c\xe4\xb8\x96\xe7\x95\x8c'加密字节码=b'aGVsbG8gd29ybGQu5L2g5aW977yM5LiW55WM'加密后的编码=aGVsbG8gd29ybGQu5L2g5aW977yM5LiW55WM解密后的编码=helloworld.你好，世界#【例7-11】Python程序：对字符串进行RSA加密和解密#-*-coding:utf-8-*-importrsamessage='hello'print('明文=',message)(pubkey,privkey)=rsa.newkeys(1024)print('生成密钥=',pubkey,privkey)withopen('public.pem','w+')asf:f.write(pubkey.save_pkcs1().decode())withopen('private.pem','w+')asf:f.write(privkey.save_pkcs1().decode())withopen('public.pem','r')asf:pubkey=rsa.PublicKey.load_pkcs1(f.read().encode())withopen('private.pem','r')asf:privkey=rsa.PrivateKey.load_pkcs1(f.read().encode())crypto=rsa.encrypt(message.encode(),pubkey)print('公钥加密=',crypto)message=rsa.decrypt(crypto,privkey).decode()print('私钥解密=',message)signature=rsa.sign(message.encode(),privkey,'SHA-1')print('私钥签名=',signature)rsa.verify(message.encode(),signature,pubkey)print('公钥验证=',rsa.verify(message.encode(),signature,pubkey))>>>明文=hello生成密钥=PublicKey(1429977183659451469……2801212494575691416397461)公钥加密=b'7\xd1lx\x8f\x004\x92T\x92\xf9\xbb\f2\x83\xc6Tk\x9aq\xc5'私钥解密=hello私钥签名=b'*\x15t\xf6\xa5\x0bo\xe9]\xd3\xc0……\x15\xb7,\xce\x0c\xdfh\xc1'公钥验证=True#【例7-15】Python程序：生成字符串的哈希值#-*-coding:gbk-*-importhashlibdefmd5(s):m=hashlib.md5()m.update(s.encode(encoding="utf-8"))returnm.hexdigest()print(md5('abc123456'))>>>0659c7992e268962384eb17fafe88364第8章#【例8-6】Python程序：创建一个mytest.db数据库>>>fromsqlite3importdbapi2>>>conn=dbapi2.connect("d:\\test\\mytest.db")>>>conn.close()#【例8-7】Python程序：在内存中创建一个数据库>>>fromsqlite3importdbapi2>>>conn=dbapi2.connect(":memory:")#【例8-8】Python程序：建立SQLite数据表>>>fromsqlite3importdbapi2>>>conn=dbapi2.connect("d:\\test\\mytest.db")>>>sql_create="CREATETABLEIFNOTEXISTSmytb(xmchar,cjreal,kctext)">>>conn.execute(sql_create)<sqlite3.Cursorobjectat0x0000000003200730>#【例8-9】Python程序：在SQLite中定义一个游标对象>>>fromsqlite3importdbapi2>>>conn=dbapi2.connect("d:\\test\\mytest.db")>>>cur=conn.cursor()#【例8-10】Python程序：在SQLite数据库中插入记录>>>fromsqlite3importdbapi2>>>conn=dbapi2.connect("d:\\test\\mytest.db")>>>cur=conn.cursor()>>>sql_create="CREATETABLEIFNOTEXISTSmytb(xmchar,cjreal,kctext)">>>conn.execute(sql_create)>>>sql_insert="INSERTINTOmytb(xm,cj,kc)values(?,?,?)">>>cur.execute(sql_insert)>>>cur.execute(sql_insert,('张三',85,'计算机'))>>>cur.execute(sql_insert,('李四',92,'计算机'))>>>cur.execute(sql_insert,('王五',80,'数据库'))>>>cur.rowcount>>>mit()#【例8-11】Python程序：在SQLite数据库中查询记录>>>cur.execute("SELECT*FROMmytb")>>>recs=cur.fetchall()>>>print("共",len(recs),"条记录")共3条记录>>>print(recs)[('张三',86.0,'计算机'),('李四',92.0,'计算机'),('王五',70.0,'数据库')]>>>cur.execute("SELECTname,sqlFROMsqlite_masterWHEREtype='table'")>>>recs=cur.fetchall()>>>print(recs)[('mytb','CREATETABLEmytb(xmchar,cjreal,kctext)')]#【例8-12】Python程序：在SQLite数据库中更新和删除记录>>>fromsqlite3importdbapi2>>>conn=dbapi2.connect("d:\\test\\mytest.db")>>>cur.execute('UPDATEmytbSETxm=?WHEREcj=?',('张三',0))>>>cur.execute('DELETEFROMmytbWHEREcj>90')>>>cur.execute("DELETEFROMmytb")>>>cur.execute('DROPTABLEmytb')>>>mit()>>>cur.close()>>>conn.close()#【例8-0】Python程序：SQLite数据库的建库、建表、插入数据操作#-*-coding:UTF-8-*-importsqlite3conn=sqlite3.connect('t1.db')cur=conn.cursor()cur.execute('''createtableceshi(usertext,notetext)''')cur.execute('''insertintoceshi(user,note)values('王五','领导')''')cur.execute('''insertintoceshi(user,note)values('张三','教师')''')cur.execute('''insertintoceshi(user,note)values('李四','学生')''')mit()cur.execute('''select*fromceshi''').fetchall()rec=cur.execute('''select*fromceshi''')print(cur.fetchall())conn.close()>>>[('王五','领导'),('张三','教师'),('李四','学生')]#【例8-16】Python程序：计算图8-20中细胞的数量#-*-coding:UTF-8-*-fromPILimportImagefrompylabimport*fromscipy.ndimageimportmeasurements,morphologyim=array(Image.open('D:\\test\\p.jpg').convert('L'))im=1