1. 实验目的

（1）了解如何用简单的数据结构描述问题

（2）掌握用Python 语言内置的几种基本数据结构（列表、元组、字典）解决问题的方法。

2. 实验任务

实验任务3-1  GPA计算

题目描述：

GPA，或称平均学分绩点，是世界上比较通用的比较不同学生学习整体成果的指标。北航的GPA采用4分制，算法如下：

设百分制成绩为x，相应的GPA=（60≤x≤100），60分GPA为1，60分以下为0。现输入N个百分制成绩x₁，x₂...x_N（1≤N≤100，N为正整数）对应的学分分别为h₁，h₂...h_N。请编程计算总GPA，保留到小数点后三位（0≤x≤100，x为整数；0.5≤h≤6，h为0.5的整数倍）。总GPA的计算公式为

输入格式：

输入数据包含2N+1行。

第1行为一个正整数N， 表示百分制成绩的个数。

第2至N+1行为N个百分制成绩x₁，x₂...x_N。

第N+2至第2N+1行为对应的学分h₁，h₂...h_N。

输出格式：

输出数据包含一行，为计算出的的总GPA（保留到小数点后三位）。

实验指导：

1.列表的使用方法

python中的列表（list）是最基本的数据结构，用于存储数据。序列中的每一个元素都被分配了一个数字，作为索引地址，默认第一个索引是0，第二个索引是1，以此类推。创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。如下所示：

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]

list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ]

如果要创建一个空列表，可以直接使用函数list()或使用一组空的方括号，例如：

list3 = []

或

list3 = list()

同一个列表内的各项数据可以是不同类型的，例如整数、字符串等。如果需要访问列表内的数据，使用索引地址进行，例如：

print(list1[0], list1[1])

显示得到的结果为：

physics chemistry

如果要向列表内添加数据，可以使用append()函数，数据会被自动添加到列表末尾，并顺次赋予一个新的索引地址，例如：

list1.append('math')

print(list1[4])

显示得到的结果为：

math

2.

参考运行结果：

 

实验任务3-2学生信息

题目描述：

每个学生都有一个学号和姓名。请你编写一个程序，输入n个学生的学号和姓名，记录下来，再输入k个学号进行查询，对于每个学号，如果在查询中则输出对应学生姓名，否则输出错误信息“Not Found!”

输入格式：

输入数据包含2n+k+2行：

第一行为一个整数n，表示学生数量；

接下来2n行，为n个学生的信息，每两行依次为一个学生的学号和姓名，学号保证由大小写字母和数字组成，姓名保证由大小写字母、数字、空格、下划线组成；

接下来一行，为一个整数k，表示待查询的学号个数；

接下来k行，为查询的k个学号，保证由大小写字母和数字组成。

输出格式：

输出数据包含k行，每行包含一个字符串，对每个查询，分别输出对应学生姓名或“Not Found!”。

实验指导：

python中的字典（dict）是基本数据结构之一，用于存储映射型数据。创建一个字典，可以将用逗号分隔的映射对用大括号包住，如:

dic = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}

其中，key（即每个映射对冒号前的部分）不能为列表、字典这种易于增删的值，而应是字符串、元组或数值；value（即每个映射对冒号后的部分）没有类型要求。

如果要创造一个空字典，可以使用dict()或者一对空的大括号：

dic1 = dict()

dic2 = {}

print(dic1 == dic2) #输出True

添加字典元素时，可直接使用方括号，如dic['zero'] = 0；修改某个key对应的value也可以使用相同的方法。

当使用dic[key]获取(而不是添加、修改)字典中的值，也就是说dic[key]出现在=左端以外的地方的时候，如果字典中没有对应的键值，程序会报错中止。为了避免这种状况，可以利用dic.get(key,default)函数查找对应键的值，若存在则返回对应值，不存在则返回default参数的值。在这个函数中default参数可以省略，默认为None，如:

a = dic.get('one',-1)  # a为1

b = dic.get('seven',-1)     # b为-1

dic['seven'] = 7

c = dic.get('seven',-1)     # c为7

参考运行结果：

注意：在网络OJ评测时，评测系统只检验输出内容是否正确，与你输出的时间无关；也就是说，无论你是读入储存所有查询再依次计算，还是对每次查询立即计算，其结果对于OJ系统来说均是一致的。

实验任务3-3 命名风格

题目描述：

在编程中，保持良好的编程习惯是很重要的，这其中包括一点就是变量的命名风格。合适的变量命名风格能使代码可读性更高。一种命名风格是将每个单词的首字母大写，例如DataBaseUser，由于大小写字母连在一起看起来特别像骆驼的驼峰，所以这种命名风格被称作驼峰命名法(CamelCase)。另外一种下划线命名方法是保持单词小写，在单词之间用下划线连接，例如data_base_user。请你编写一个函数，实现将驼峰命名法转变为下划线命名法。

输入格式：

输入数据包含一行，为一个用驼峰命名法命名的变量名。

输出格式：

输出数据包含一行，为转换后的用下划线命名法命名的变量名。

实验指导：

    1.设计思路

观察两种命名法，可以发现两种命名法互相转化的方法。于是，我们只需将输入的字符串转化为列表，逐个字符处理后，将列表中重新调整的各项连接即可。

2.字符串常用处理方法

通过list()可以将输入的字符串转换为列表来进行操作。list(“abc”) 的结果为['a', 'b', 'c']。将列表各项连接成字符串的函数语法为：sep.join(seq)

参数说明

sep: 分隔符，可以为空（''）

seq: 要链接的元素序列，可以为字符串、元组、列表等。

以sep作为分隔符，将seq所有的元素合并成一个新的字符串。

返回值: 返回一个以分隔符sep连接各个元素后生成的字符串。

如以下程序：

l=['2','3','4']

t=' '     #此处为一个空格构成的字符串，不是空串

s=t.join(l)

print(s)

你将获得“2 3 4”作为输出结果。

参考运行结果：

实验任务3-4 简单数据管理

题目描述：

上面的程序段定义了一个列表，包含美国阿拉巴马州、阿拉斯加州的部分郡级行政单位信息。我们提供了political_divisions.py程序，定义了political_divisions列表，以类似的格式包含了美国七个州的部分行政区信息。

political_divisions列表包含若干项目，每个项目为一个字典项，表示一个州份。每个州份分别包含三个字典项：

name项对应的值为一个字符串，表示州的名称；

abbreviation项对应的值为一个字符串，表示州的缩写；

counties项对应的值为一个列表，表示州所含的部分郡级行政单位名称。

现在要求你编写一个程序，可以对political_divisions.py程序中的political_division列表之内的信息进行两种查询操作：

操作1：给定一个州的名称或缩写，并给出一个字母，输出字典内包含的所有首字母为该字母的郡（counties）的信息；

如: 1 AK B表示搜索所有阿拉斯加州以B开头的郡级行政单位名称；

操作2：给出一个郡名称，输出字典内所有包含同名郡的州的缩写；

如： 2 Washington表示搜索所有包含名为Washington的郡级行政单位的州份缩写。

请你对用户的n个查询操作，分别完成查询操作。

输入格式：

输入数据共n+1行:

第一行为一个整数n，表示所有查询的总次数；

接下来的n行，每行包含一个查询:

对于第一种查询，数字1后有一个空格，其后为表示州名称或缩写的字符串，由大小写字母组成，其后再跟一个空格，为查询的首字母，大小写均有可能；

对于第二种查询，数字2后有一个空格，其后为表示郡级行政单位名称的字符串，由大小写字母和空格组成。

输出格式：

输出包含n行，每行包含数个以英文逗号+空格隔开的字符串，包含每次查询的所有结果，以字典序排列；最后一个结果后没有逗号。

实验指导：

1.设计思路

对于两种查询，我们的思路都是类似的，即遍历所有可能的选项，筛选出其中符合条件的，然后使用相应格式输出。对于第一种查询，我们可以遍历州份，找到对应的州，再从其郡的名单里筛选出符合要求首字母的郡名；对于第二种查询，我们需要遍历所有郡名，找到对应的州的缩写。

本题内容较为综合，不论是输入处理，还是最后排序输出，都包含了一些值得关注的细节。依写法不同，可能需要多重循环嵌套。

2.for循环与数据结构配合使用

for循环不仅可以和range结构搭配，也可以用于遍历数据结构，具体用法为 for element in structure。当structure是列表或元组时，element依次被赋值为structure内部的各项内容的值；当structure是字典时，element依次被赋值为字典的每个key值。

试研究以下程序：

odds = [1,3,5,7]

for num in odds:

print(num)        #输出1，3，5，7

dishes = {'eggs': 2, 'sausage': 1}

for obj in dishes:

print(obj)           #输出eggs，sausage

for obj in dishes:

print(dishes[obj])   #输出2，1

3.内置的排序方法

对一个包含相同数据类型的列表，Python提供了内置的排序方法。如对于列表lis，lis.sort()会直接调整lis的内部元素顺序，使其顺序从小到大。使用sorted(lis)则可以直接获得一份lis的有序拷贝。具体结果可以自行试验完成。

参考运行结果：