PYTHON程序设计实验教程

本书共70个Python实验案例, 内容涵盖Python中的基本数据类型、数据类型之间的转换、运算符、内置函数、选择结构、循环结构、字符串、列表、元组、字典、集合、函数的创建和使用、异常处理结构、模块及其使用方法、文件操作等。实验案例主要涉及绘图、文本游戏、古典密码、机器学习和网络爬虫等应用领域。

第1章 Python基础 1 1.1  打印水仙花数 1 1.1.1 实验目的 1 1.1.2 实验内容 1 1.1.3 实验原理 1 1.1.4 参考代码 1 1.2  打印乘法表 3 1.2.1 实验目的 3 1.2.2 实验内容 3 1.2.3 实验原理 3 1.2.4 参考代码 3 1.3  使用试除法打印正整数N以内的所有素数 4 1.3.1 实验目的 4 1.3.2 实验内容 4 1.3.3 实验原理 4 1.3.4 参考代码 5 1.4  使用筛选法打印正整数N以内的所有素数 6 1.4.1 实验目的 6 1.4.2 实验内容 6 1.4.3 实验原理 6 1.4.4 参考代码 6 1.5  使用小素数表生成正整数N以内的所有素数 7 1.5.1 实验目的 7 1.5.2 实验内容 7 1.5.3 实验原理 7 1.5.4 参考代码 8 1.6  使用六倍法打印正整数N以内的所有素数 9 1.6.1 实验目的 9 1.6.2 实验内容 9 1.6.3 实验原理 9 1.6.4 参考代码 9 1.7  使用蒙特卡洛方法计算圆周率的近似值 10 1.7.1 实验目的 10 1.7.2 实验内容 11 1.7.3 实验原理 11 1.7.4 参考代码 11 1.8  6174猜想的验证 12 1.8.1 实验目的 12 1.8.2 实验内容 12 1.8.3 实验原理 12 1.8.4 参考代码 13 1.9  约瑟夫问题的求解 14 1.9.1 实验目的 14 1.9.2 实验内容 14 1.9.3 实验原理 14 1.9.4 参考代码 15 1.10  生成随机密码 16 1.10.1 实验目的 16 1.10.2 实验内容 16 1.10.3 实验原理 16 1.10.4 参考代码 16 1.11  判断随机密码的安全性强弱 17 1.11.1 实验目的 17 1.11.2 实验内容 17 1.11.3 实验原理 17 1.11.4 参考代码 17 1.12  暴力破解MD5值 20 1.12.1 实验目的 20 1.12.2 实验内容 20 1.12.3 实验原理 20 1.12.4 参考代码 20 1.13  制作简单的文本进度条 21 1.13.1 实验目的 21 1.13.2 实验内容 21 1.13.3 实验原理 22 1.13.4 参考代码 22 1.14  制作单行动态进度条 23 1.14.1 实验目的 23 1.14.2 实验内容 23 1.14.3 实验原理 23 1.14.4 参考代码 23 1.15  打印最长子字符串 24 1.15.1 实验目的 24 1.15.2 实验内容 24 1.15.3 实验原理 24 1.15.4 参考代码 24 第2章 Python中的复合数据结构 26 2.1  批量修改文件名 26 2.1.1 实验目的 26 2.1.2 实验内容 26 2.1.3 实验原理 26 2.1.4 参考代码 26 2.2  DNA序列的翻译 27 2.2.1 实验目的 27 2.2.2 实验内容 28 2.2.3 实验原理 28 2.2.4 参考代码 30 2.3  身份证号码的合法性检测 31 2.3.1 实验目的 31 2.3.2 实验内容 31 2.3.3 实验原理 31 2.3.4 参考代码 32 2.4  tkinter版身份证号码的合法性检测 33 2.4.1 实验目的 33 2.4.2 实验内容 33 2.4.3 实验原理 33 2.4.4 参考代码 33 2.5  模拟三门问题 35 2.5.1 实验目的 35 2.5.2 实验内容 36 2.5.3 实验原理 36 2.5.4 参考代码 36 2.6  统计英文文章中的单词及其频数 38 2.6.1 实验目的 38 2.6.2 实验内容 38 2.6.3 实验原理 38 2.6.4 参考代码 39 2.7  统计中文文章中的词语及其频数 40 2.7.1 实验目的 40 2.7.2 实验内容 40 2.7.3 实验原理 40 2.7.4 参考代码 41 2.8  政府工作报告词云 42 2.8.1 实验目的 42 2.8.2 实验内容 43 2.8.3 实验原理 43 2.8.4 参考代码 43 2.9  《三国演义》中的人物出场统计 45 2.9.1 实验目的 45 2.9.2 实验内容 45 2.9.3 实验原理 45 2.9.4 参考代码 46 2.10  简化版英文拼写检查程序 47 2.10.1 实验目的 47 2.10.2 实验内容 47 2.10.3 实验原理 48 2.10.4 参考代码 49 2.11  批量生成人员随机信息 51 2.11.1 实验目的 51 2.11.2 实验内容 51 2.11.3 实验原理 51 2.11.4 参考代码 52 2.12  磁盘垃圾文件清理器 55 2.12.1 实验目的 55 2.12.2 实验内容 55 2.12.3 实验原理 55 2.12.4 参考代码 56 第3章 Python基本图形的绘制 58 3.1  太极图的绘制 58 3.1.1 实验目的 58 3.1.2 实验内容 58 3.1.3 实验原理 58 3.1.4 参考代码 59 3.2  蟒蛇的绘制 60 3.2.1 实验目的 60 3.2.2 实验内容 60 3.2.3 实验原理 60 3.2.4 参考代码 60 3.3  风轮的绘制 61 3.3.1 实验目的 61 3.3.2 实验内容 61 3.3.3 实验原理 61 3.3.4 参考代码 62 3.4  科赫雪花的绘制 62 3.4.1 实验目的 62 3.4.2 实验内容 62 3.4.3 实验原理 63 3.4.4 参考代码 63 3.5  七段数码管的绘制 64 3.5.1 实验目的 64 3.5.2 实验内容 65 3.5.3 实验原理 65 3.5.4 参考代码 66 第4章 文本游戏设计 68 4.1  猜数游戏 68 4.1.1 实验目的 68 4.1.2 实验内容 68 4.1.3 实验原理 68 4.1.4 参考代码 68 4.2  tkinter版猜数游戏 70 4.2.1 实验目的 70 4.2.2 实验内容 70 4.2.3 实验原理 70 4.2.4 参考代码 70 4.3  汉诺塔游戏 76 4.3.1 实验目的 76 4.3.2 实验内容 77 4.3.3 实验原理 77 4.3.4 参考代码 77 4.4  聪明版的反尼姆游戏 82 4.4.1 实验目的 82 4.4.2 实验内容 82 4.4.3 实验原理 83 4.4.4 参考代码 83 4.5  猜单词游戏 85 4.5.1 实验目的 85 4.5.2 实验内容 85 4.5.3 实验原理 85 4.5.4 参考代码 86 4.6  井字棋游戏 93 4.6.1 实验目的 93 4.6.2 实验内容 93 4.6.3 实验原理 93 4.6.4 参考代码 93 第5章 古典密码 103 5.1  反向密码的加密过程和解密过程 103 5.1.1 实验目的 103 5.1.2 实验内容 103 5.1.3 实验原理 103 5.1.4 参考代码 104 5.2  凯撒密码的加密过程和解密过程 104 5.2.1 实验目的 104 5.2.2 实验内容 105 5.2.3 实验原理 105 5.2.4 参考代码 105 5.3  自动测试程序 106 5.3.1 实验目的 106 5.3.2 实验内容 106 5.3.3 实验原理 106 5.3.4 参考代码 107 5.4  凯撒密码密文的暴力破解 108 5.4.1 实验目的 108 5.4.2 实验内容 108 5.4.3 实验原理 109 5.4.4 参考代码 109 5.5  自动检测英文文本 112 5.5.1 实验目的 112 5.5.2 实验内容 112 5.5.3 实验原理 112 5.5.4 参考代码 113 5.6  列置换密码的加密过程 115 5.6.1 实验目的 115 5.6.2 实验内容 116 5.6.3 实验原理 116 5.6.4 参考代码 117 5.7  列置换密码的解密过程 117 5.7.1 实验目的 117 5.7.2 实验内容 117 5.7.3 实验原理 118 5.7.4 参考代码 119 5.8  列置换密码密文的暴力破解 119 5.8.1 实验目的 119 5.8.2 实验内容 120 5.8.3 实验原理 120 5.8.4 参考代码 120 5.9  使用列置换密码加密和解密文本文件 121 5.9.1 实验目的 121 5.9.2 实验内容 122 5.9.3 实验原理 122 5.9.4 参考代码 122 5.10  模运算和乘法密码 124 5.10.1 实验目的 124 5.10.2 实验内容 124 5.10.3 实验原理 124 5.10.4 参考代码 127 5.11  仿射密码的加密过程和解密过程 128 5.11.1 实验目的 128 5.11.2 实验内容 128 5.11.3 实验原理 128 5.11.4 参考代码 128 5.12  仿射密码密文的暴力破解 130 5.12.1 实验目的 130 5.12.2 实验内容 131 5.12.3 实验原理 131 5.12.4 参考代码 131 5.13  简单替换密码的加密过程和解密过程 133 5.13.1 实验目的 133 5.13.2 实验内容 133 5.13.3 实验原理 133 5.13.4 参考代码 134 5.14  简单替换密码密文的破解 136 5.14.1 实验目的 136 5.14.2 实验内容 137 5.14.3 实验原理 137 5.14.4 参考代码 139 5.15  维吉尼亚密码的加密过程和解密过程 148 5.15.1 实验目的 148 5.15.2 实验内容 148 5.15.3 实验原理 148 5.15.4 参考代码 150 5.16  字母频率分析 151 5.16.1 实验目的 151 5.16.2 实验内容 151 5.16.3 实验原理 151 5.16.4 参考代码 152 5.17  维吉尼亚密码密文的破解――字典攻击方法 154 5.17.1 实验目的 154 5.17.2 实验内容 154 5.17.3 实验原理 155 5.17.4 参考代码 155 5.18  维吉尼亚密码密文的破解――卡西斯基测试方法 156 5.18.1 实验目的 156 5.18.2 实验内容 156 5.18.3 实验原理 156 5.18.4 参考代码 159 5.19  生成一个大素数 169 5.19.1 实验目的 169 5.19.2 实验内容 169 5.19.3 实验原理 169 5.19.4 参考代码 169 5.20  生成用于进行公钥加密的密钥 172 5.20.1 实验目的 172 5.20.2 实验内容 172 5.20.3 实验原理 172 5.20.4 参考代码 172 5.21  基于RSA算法实现公钥密码的加密过程和解密过程 175 5.21.1 实验目的 175 5.21.2 实验内容 175 5.21.3 实验原理 175 5.21.4 参考代码 177 第6章 机器学习案例实战 182 6.1  使用Matplotlib模块绘制线形图 182 6.1.1 实验目的 182 6.1.2 实验内容 182 6.1.3 实验原理 182 6.1.4 参考代码 182 6.2  绘制南丁格尔玫瑰图 185 6.2.1 实验目的 185 6.2.2 实验内容 185 6.2.3 实验原理 185 6.2.4 参考代码 186 6.3  使用朴素贝叶斯算法对短信进行分类 188 6.3.1 实验目的 188 6.3.2 实验内容 188 6.3.3 实验原理 188 6.3.4 参考代码 189 6.4  使用逻辑回归算法对中文新闻语料库进行分类 190 6.4.1 实验目的 190 6.4.2 实验内容 191 6.4.3 实验原理 191 6.4.4 参考代码 191 6.5  自制KNN分类器 193 6.5.1 实验目的 193 6.5.2 实验内容 193 6.5.3 实验原理 193 6.5.4 参考代码 195 6.6  使用KNN分类器对鸢尾花数据集进行分类 196 6.6.1 实验目的 196 6.6.2 实验内容 196 6.6.3 实验原理 196 6.6.4 参考代码 197 6.7  使用K-means算法对社交媒体帖子进行聚类 199 6.7.1 实验目的 199 6.7.2 实验内容 199 6.7.3 实验原理 199 6.7.4 参考代码 199 6.8  使用线性回归算法预测波士顿房价 202 6.8.1 实验目的 202 6.8.2 实验内容 202 6.8.3 实验原理 202 6.8.4 参考代码 203 第7章 Python爬虫 206 7.1  爬取豆瓣网上250部最佳电影的信息 206 7.1.1 实验目的 206 7.1.2 实验内容 206 7.1.3 实验原理 206 7.1.4 参考代码 207 7.2  淘宝网上商品比价定向爬虫 209 7.2.1 实验目的 209 7.2.2 实验内容 209 7.2.3 实验原理 209 7.2.4 参考代码 210 7.3  使用Scrapy爬取某个城市一周的天气预报 212 7.3.1 实验目的 212 7.3.2 实验内容 212 7.3.3 实验原理 212 7.3.4 参考代码 214 参考文献 218