2025年Python二級考試沖刺押題：項目實戰(zhàn)案例解析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、請閱讀以下項目需求，并據此完成任務。小明想開發(fā)一個簡單的學生成績管理系統(tǒng)。系統(tǒng)需要能夠加載一個存儲有學生信息的文本文件，文件格式如下：```學生ID,姓名,數(shù)學成績,語文成績,英語成績001,張三,85,90,88002,李四,78,82,95003,王五,92,88,91```系統(tǒng)應包含以下功能：1.從文件中讀取學生數(shù)據，并將數(shù)據存儲在一個合適的數(shù)據結構中。每個學生的信息（ID,姓名,數(shù)學成績,語文成績,英語成績）應作為一個獨立的記錄。2.計算每個學生的總分和平均分，并將結果更新到存儲結構中。3.定義一個函數(shù)`get_top_students(num)`，該函數(shù)接收一個參數(shù)`num`，返回當前成績排名前`num`名的學生記錄列表（按總分降序排列）。每個學生記錄應包含`ID`,`姓名`,`總分`,`平均分`。4.定義一個函數(shù)`search_by_name(name)`，該函數(shù)接收一個姓名`name`，返回所有名字中包含`name`的學生記錄列表（按ID升序排列）。每個學生記錄應包含`ID`,`姓名`,`數(shù)學成績`,`語文成績`,`英語成績`。5.將更新后的學生數(shù)據（包含總分和平均分）按照與文件相同的格式，覆蓋原文件存儲。請根據以上需求，完成相應的Python代碼實現(xiàn)。你需要設計合適的數(shù)據結構來存儲學生信息，并實現(xiàn)上述所有功能。請在代碼中添加必要的注釋，說明你的設計思路和關鍵步驟。二、現(xiàn)有以下一段用于處理文件名的Python代碼，其中包含了一些錯誤或可以改進的地方。請閱讀代碼，并指出其中至少三處錯誤或不當之處，說明原因，并提出改進建議。```pythonimportosdefrename_files_in_directory(path,prefix="new_"):"""批量重命名指定目錄下所有文件，添加前綴"""try:files=os.listdir(path)forfilenameinfiles:ifos.path.isfile(os.path.join(path,filename)):#檢查是否為文件old_path=os.path.join(path,filename)new_name=prefix+filenamenew_path=os.path.join(path,new_name)#os.rename(old_path,new_path)#原本這里沒有寫注釋os.rename(old_path,new_path)#如果沒有錯誤，這行是正確的print("文件重命名完成。")exceptFileNotFoundError:print("指定的目錄不存在。")exceptOSErrorase:print(f"發(fā)生操作系統(tǒng)錯誤：{e}")#假設要重命名當前目錄下的所有文件rename_files_in_directory(".")```請具體說明每一處錯誤或不當之處，并給出修改后的代碼片段（如果需要）。三、請編寫一個Python函數(shù)`find_prime_factors(n)`，該函數(shù)接收一個正整數(shù)`n`作為參數(shù)。*函數(shù)需要計算并返回`n`的所有質因數(shù)（PrimeFactors）。*質因數(shù)是指能整除該整數(shù)的質數(shù)。*返回結果應是一個列表，其中包含按從小到大順序排列的所有質因數(shù)。*示例：*`find_prime_factors(28)`應返回`[2,2,7]`（因為28=2*2*7）*`find_prime_factors(29)`應返回`[29]`（29是質數(shù)）*`find_prime_factors(1)`應返回`[]`（約定1沒有質因數(shù)）請實現(xiàn)該函數(shù)，并在函數(shù)內部實現(xiàn)質因數(shù)的查找邏輯，無需使用任何外部庫。四、請編寫Python代碼，實現(xiàn)以下功能：1.從標準輸入（例如使用`input()`函數(shù)）接收一行文本。2.對該文本進行分詞，假設分詞規(guī)則是：以空格分隔單詞。忽略標點符號（如逗號、句號、感嘆號等）。3.統(tǒng)計每個單詞出現(xiàn)的次數(shù)，使用`collections`模塊中的`Counter`類來幫助統(tǒng)計。4.找出出現(xiàn)次數(shù)最多的前3個單詞（按出現(xiàn)次數(shù)降序排列，如果次數(shù)相同，則按單詞字典序升序排列）。5.將這三個單詞及其出現(xiàn)的次數(shù)打印出來，格式為：`"單詞:出現(xiàn)次數(shù)"`，單詞和次數(shù)之間用冒號和空格分隔。請實現(xiàn)上述功能的完整代碼。試卷答案一、```pythonimportcsvdefload_student_data(filename):"""從文件加載學生數(shù)據，返回列表字典格式"""data=[]withopen(filename,mode='r',encoding='utf-8')asf:reader=csv.reader(f)headers=next(reader)#讀取表頭forrowinreader:iflen(row)==5:#確保數(shù)據完整record={'ID':row[0],'姓名':row[1],'數(shù)學':int(row[2]),'語文':int(row[3]),'英語':int(row[4])}data.append(record)returndatadefcalculate_totals_averages(data):"""計算每個學生的總分和平均分，并更新數(shù)據"""forstudentindata:total=student['數(shù)學']+student['語文']+student['英語']average=total/3student['總分']=totalstudent['平均分']=averagedefget_top_students(data,num):"""返回成績排名前num的學生記錄列表"""#按總分降序排列，如果總分相同，則按ID升序排列sorted_data=sorted(data,key=lambdax:(-x['總分'],x['ID']))returnsorted_data[:num]defsearch_by_name(data,name_str):"""返回名字包含name_str的學生記錄列表"""#使用列表推導式過濾名字包含指定字符串的學生result=[studentforstudentindataifname_str.lower()instudent['姓名'].lower()]#按ID升序排列result.sort(key=lambdax:x['ID'])returnresultdefsave_student_data(filename,data):"""將更新后的學生數(shù)據保存回文件"""withopen(filename,mode='w',encoding='utf-8',newline='')asf:writer=csv.writer(f)#寫入表頭writer.writerow(['學生ID','姓名','數(shù)學成績','語文成績','英語成績','總分','平均分'])#寫入學生數(shù)據forstudentindata:writer.writerow([student['ID'],student['姓名'],student['數(shù)學'],student['語文'],student['英語'],student['總分'],student['平均分']])#主程序示例filename='students.txt'#假設文件名data=load_student_data(filename)calculate_totals_averages(data)top3=get_top_students(data,3)search_results=search_by_name(data,'小')#示例搜索save_student_data(filename,data)```解析：1.需求分析：首先明確需要處理的數(shù)據格式（CSV），核心功能包括讀取、計算、排序、篩選、寫入。2.數(shù)據結構選擇：使用列表存儲學生記錄，每個記錄用字典表示，方便通過鍵訪問和修改屬性（ID,姓名,各科成績,總分,平均分）。3.功能實現(xiàn)：*`load_student_data`:使用`csv.reader`讀取文件，將每行數(shù)據轉換為字典，存儲到列表中。處理表頭和空數(shù)據。*`calculate_totals_averages`:遍歷學生列表，計算每人的總分和平均分，更新字典。*`get_top_students`:使用`sorted`函數(shù)對列表進行排序，`key`參數(shù)定義排序規(guī)則（先按總分降序`lambdax:-x['總分']`，再按ID升序`lambdax:x['ID']`），使用切片`[:num]`獲取前N名。*`search_by_name`:使用列表推導式遍歷列表，檢查學生姓名是否包含指定字符串（忽略大小寫），然后對結果進行排序。*`save_student_data`:使用`csv.writer`將更新后的數(shù)據寫回文件，包括表頭和新數(shù)據。注意`newline=''`避免空行。4.細節(jié)處理：考慮文件不存在異常（在主程序中處理），成績轉換為整數(shù)，大小寫不敏感的搜索。二、錯誤/不當之處及改進建議：1.錯誤/不當之處：`os.listdir(path)`會返回目錄下的所有條目，包括子目錄。如果意圖僅重命名文件，需要過濾掉子目錄。原因：直接對`os.listdir`的結果進行`os.path.isfile`判斷，效率不高，且邏輯可以更清晰。改進建議：使用`os.scandir()`或`pathlib.Path`的`iterdir()`并結合`is_file()`方法，這些方法在迭代時會自動過濾出文件，效率更高。2.錯誤/不當之處：`try...except`塊中沒有具體處理`OSError`的不同子類。例如，`os.rename`可能因為權限問題拋出`PermissionError`（繼承自`OSError`），此時給出統(tǒng)一的錯誤信息不夠友好。原因：通用錯誤處理掩蓋了具體問題。改進建議：可以捕獲更具體的異常類，或者捕獲`OSError`后檢查`e`的類型或屬性，給出更具體的錯誤提示。3.錯誤/不當之處：函數(shù)內部沒有處理`prefix`為空或非法字符的情況。原因：對輸入參數(shù)的魯棒性考慮不足。改進建議：在函數(shù)開始處添加對`prefix`的檢查，例如`ifnotisinstance(prefix,str)orprefix.startswith('.'):raiseValueError(...)`。修改后的代碼片段示例（針對第1點改進）：```python#使用os.scandir()改進文件過濾defrename_files_in_directory_scandir(path,prefix="new_"):"""批量重命名指定目錄下所有文件，添加前綴"""try:withos.scandir(path)asit:forentryinit:ifentry.is_file():#直接檢查是否為文件old_path=entry.pathnew_name=prefix+new_path=os.path.join(path,new_name)os.rename(old_path,new_path)print("文件重命名完成。")exceptFileNotFoundError:print("指定的目錄不存在。")exceptPermissionErrorase:#捕獲權限錯誤print(f"沒有權限重命名文件：{e}")exceptOSErrorase:#其他操作系統(tǒng)錯誤print(f"發(fā)生操作系統(tǒng)錯誤：{e}")```三、```pythondeffind_prime_factors(n):"""計算并返回n的所有質因數(shù)，結果為列表"""ifn<=1:return[]factors=[]#處理2的因子whilen%2==0:factors.append(2)n//=2#處理奇數(shù)因子i=3whilei*i<=n:whilen%i==0:factors.append(i)n//=ii+=2#如果n是大于2的質數(shù)ifn>2:factors.append(n)returnfactors```解析：1.需求分析：需要找到所有能整除`n`的質數(shù)，并以列表形式返回，按從小到大排序。2.質因數(shù)定義：質因數(shù)是質數(shù)且能整除目標數(shù)。3.算法設計：*特殊情況處理：如果`n<=1`，根據定義返回空列表。*處理2的因子：由于2是唯一的偶數(shù)質數(shù)，先通過循環(huán)將所有2的因子提取出來，并將2添加到結果列表中，同時將`n`除以2。這能確保后續(xù)只處理奇數(shù)因子。*處理奇數(shù)因子：從最小的奇數(shù)質數(shù)3開始，使用一個循環(huán)。循環(huán)條件是`i*i<=n`，這是因為一個合數(shù)`n`必有一個不大于其平方根的質因數(shù)。在循環(huán)內部，如果`i`是`n`的因子，則將`i`添加到結果列表，并將`n`除以`i`。每次循環(huán)結束后，`i`增加2，跳過偶數(shù)。*剩余質數(shù)：循環(huán)結束后，如果`n`大于2，那么`n`本身就是一個質數(shù)，將其添加到結果列表中。4.效率考慮：該算法的時間復雜度約為O(√n)，對于查找質因數(shù)是相對高效的。四、```pythonfromcollectionsimportCounterimportstringdefcount_words_and_top_n(input_text,top_n=3):"""接收文本，分詞統(tǒng)計，打印出現(xiàn)次數(shù)最多的前top_n個單詞"""#1.移除標點符號forpunctinstring.punctuation:input_text=input_text.replace(punct,'')#2.轉換為小寫并分割words=input_text.lower().split()#3.統(tǒng)計詞頻word_counts=Counter(words)#4.獲取