2025年P(guān)ython項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)試卷：案例解析與專項(xiàng)訓(xùn)練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、案例分析假設(shè)你需要開發(fā)一個簡單的學(xué)生成績管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持以下基本功能：1.錄入學(xué)生信息（包括學(xué)號、姓名、班級）。2.錄入各科成績（如數(shù)學(xué)、英語、計(jì)算機(jī)）。3.查詢學(xué)生成績信息（根據(jù)學(xué)號或姓名）。4.計(jì)算并輸出學(xué)生的平均分和排名。請針對上述需求，完成以下分析：1.設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（例如，可以使用類或字典來實(shí)現(xiàn)），并簡要說明選擇該結(jié)構(gòu)的原因。2.描述一下處理“錄入學(xué)生信息”功能時，可能遇到的數(shù)據(jù)驗(yàn)證問題，并提出相應(yīng)的解決方案。3.如果使用文件來持久化存儲數(shù)據(jù)，你會選擇哪種文件格式（如CSV,JSON,Pickle等）？說明選擇理由，并簡述數(shù)據(jù)存儲和讀取的基本思路。4.考慮到未來可能的功能擴(kuò)展（例如增加成績統(tǒng)計(jì)圖表、生成成績單等），你的當(dāng)前設(shè)計(jì)有哪些可以改進(jìn)的地方，以保持系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性？二、專項(xiàng)訓(xùn)練1.編寫一個Python函數(shù)，該函數(shù)接收一個字符串列表作為參數(shù)，返回一個新列表，新列表中只包含原列表中長度大于5的字符串，并按字符串長度從大到小排序。2.使用Python的`requests`庫，編寫代碼片段，向"/todos/1"發(fā)送GET請求，獲取JSON響應(yīng)數(shù)據(jù)，并提取出其中的`title`字段和`completed`字段值，打印輸出。3.假設(shè)有一個名為`data.csv`的文件，內(nèi)容如下：```csvname,age,cityAlice,30,NewYorkBob,25,LosAngelesCharlie,35,Chicago```請編寫Python代碼，使用`csv`模塊讀取該文件，并將所有記錄中`city`為"Chicago"的學(xué)生的`name`和`age`信息提取出來，存儲到一個列表中。列表的每個元素是一個包含`name`和`age`的字典。4.定義一個函數(shù)`calculate_score`，該函數(shù)接收三個參數(shù)：`scores`（一個字典，包含科目名稱和對應(yīng)成績），`max_score`（一個字典，包含科目名稱和對應(yīng)滿分），`passing_score`（一個整數(shù)，表示及格線）。函數(shù)返回一個包含兩個鍵值對的新字典：`'average'`鍵對應(yīng)的值是所有科目的平均分（按滿分折算），`'pass_rate'`鍵對應(yīng)的值是及格科目（成績>=`passing_score`）所占的百分比（保留兩位小數(shù)）。假設(shè)所有科目都已參加考試。5.編寫代碼，創(chuàng)建一個空列表`my_list`，然后使用循環(huán)和`range`函數(shù)，向該列表中依次添加數(shù)字1到10（包含1和10）。之后，使用列表推導(dǎo)式，生成一個新列表，其中包含`my_list`中每個元素的平方值，并將結(jié)果打印輸出。試卷答案一、案例分析1.設(shè)計(jì)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：*方案：可以使用類（Class）來表示學(xué)生。定義一個`Student`類，包含屬性：`student_id`（學(xué)號）、`name`（姓名）、`class_name`（班級）、`grades`（一個字典，存儲科目名與成績的映射）。```pythonclassStudent:def__init__(self,student_id,name,class_name):self.student_id=student_id=nameself.class_name=class_nameself.grades={}#{'math':90,'english':85,...}```*選擇原因：使用類可以將學(xué)生的數(shù)據(jù)和與該學(xué)生相關(guān)的操作（如添加成績、計(jì)算平均分）封裝在一起，結(jié)構(gòu)清晰，易于管理和擴(kuò)展。對象模型能很好地映射現(xiàn)實(shí)中的實(shí)體。2.數(shù)據(jù)驗(yàn)證與解決方案：*可能問題：*學(xué)號格式不統(tǒng)一（如包含字母、特殊字符，或長度不符）。*姓名包含非法字符或?yàn)榭铡?班級名稱格式不規(guī)范。*輸入的成績不是有效的數(shù)字，或超出合理范圍（如0-100）。*重復(fù)錄入同一個學(xué)生的信息。*解決方案：*對學(xué)號，可在錄入時使用正則表達(dá)式檢查格式，或設(shè)定固定長度和允許的字符集。*對姓名，檢查是否為空，是否只包含字母、漢字、空格等合法字符。*對班級名稱，可預(yù)設(shè)一個有效的班級列表，或檢查格式是否符合要求。*對成績，檢查是否為數(shù)字類型，且在0到100之間?？梢允褂胉try...except`捕獲轉(zhuǎn)換錯誤，或直接范圍判斷。*在添加學(xué)生信息前，根據(jù)學(xué)號在系統(tǒng)中查找，若已存在則提示錯誤或不允許重復(fù)添加。3.數(shù)據(jù)持久化方案：*選擇的文件格式：推薦使用JSON格式。*選擇理由：*JSON是輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，易于閱讀和編寫，也易于Python解析和生成。*能夠直接映射到Python的字典和列表結(jié)構(gòu)，方便存儲和讀取學(xué)生信息。*相比CSV，能更好地處理復(fù)雜的嵌套結(jié)構(gòu)（雖然本案例相對簡單）。*相比Pickle，更安全，不適用于跨不同Python解釋器之間的數(shù)據(jù)交換，但在此場景下足夠。*基本思路：*存儲時：遍歷學(xué)生列表或字典，將每個`Student`對象轉(zhuǎn)換為字典（`grades`屬性也轉(zhuǎn)為字典），然后使用`json.dump()`將所有學(xué)生字典序列化為JSON字符串，寫入文件。*讀取時：使用`json.load()`讀取文件內(nèi)容得到JSON字符串，再使用`json.loads()`將字符串反序列化為Python字典列表或字典。對于每個學(xué)生字典，再創(chuàng)建一個`Student`對象。4.設(shè)計(jì)改進(jìn)建議：*模塊化：將不同功能（如數(shù)據(jù)錄入、查詢、計(jì)算、文件操作）拆分到不同的模塊或函數(shù)中，降低代碼耦合度。*使用數(shù)據(jù)庫：對于更復(fù)雜或數(shù)據(jù)量更大的系統(tǒng)，考慮使用SQLite或更高級的數(shù)據(jù)庫（如MySQL,PostgreSQL）替代文件存儲，提供更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和查詢能力。*設(shè)計(jì)模式：引入設(shè)計(jì)模式，如MVC（模型-視圖-控制器）或ORM（對象關(guān)系映射），提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。*錯誤處理：增強(qiáng)錯誤處理機(jī)制，對各種可能的異常情況進(jìn)行捕獲和處理，提高系統(tǒng)健壯性。*用戶界面：如果需要圖形化或Web界面，可以設(shè)計(jì)獨(dú)立的UI層，與業(yè)務(wù)邏輯層分離。二、專項(xiàng)訓(xùn)練1.```pythondeffilter_and_sort_strings(str_list):#使用列表推導(dǎo)式過濾和排序filtered_sorted=sorted([sforsinstr_listiflen(s)>5],key=len,reverse=True)returnfiltered_sorted```*解析思路：*過濾：列表推導(dǎo)式`[sforsinstr_listiflen(s)>5]`遍歷輸入的`str_list`，對每個字符串`s`檢查其長度`len(s)`是否大于5，如果是，則保留該字符串，否則丟棄。*排序：`sorted(...,key=len,reverse=True)`對過濾后的列表進(jìn)行排序。`key=len`指定排序依據(jù)為字符串的長度，`reverse=True`表示按長度從大到小排序（降序）。*返回：返回排序后的列表。2.```pythonimportrequestsurl="/todos/1"try:response=requests.get(url)response.raise_for_status()#檢查請求是否成功data=response.json()title=data['title']completed=data['completed']print(f"Title:{title},Completed:{completed}")exceptrequests.RequestExceptionase:print(f"Errorfetchingdata:{e}")exceptKeyErrorase:print(f"Erroraccessingdatakey:{e}")exceptExceptionase:print(f"Anunexpectederroroccurred:{e}")```*解析思路：*導(dǎo)入庫：導(dǎo)入`requests`庫用于發(fā)起HTTP請求。*定義URL：設(shè)置目標(biāo)URL。*發(fā)送GET請求：使用`requests.get(url)`發(fā)送GET請求。*異常處理：*`response.raise_for_status()`：如果響應(yīng)狀態(tài)碼表示錯誤（如404或500），會拋出異常。*`try...except`塊用于捕獲請求過程中可能發(fā)生的異常（如網(wǎng)絡(luò)問題、URL錯誤），以及后續(xù)處理中可能出現(xiàn)的異常（如JSON解析錯誤、鍵不存在）。*解析JSON：使用`response.json()`將JSON響應(yīng)內(nèi)容解析為Python字典。*提取數(shù)據(jù)：使用字典鍵`'title'`和`'completed'`訪問所需數(shù)據(jù)。*輸出：打印提取出的`title`和`completed`值。3.```pythonimportcsvresults=[]withopen('data.csv',mode='r',encoding='utf-8')asfile:reader=csv.DictReader(file)forrowinreader:ifrow['city']=='Chicago':student_info={'name':row['name'],'age':row['age']}results.append(student_info)#results將包含符合條件的字典列表```*解析思路：*導(dǎo)入庫：導(dǎo)入`csv`庫用于處理CSV文件。*初始化列表：創(chuàng)建空列表`results`用于存儲最終結(jié)果。*打開文件：使用`withopen(...)asfile:`語句打開`data.csv`文件，確保文件最后能自動關(guān)閉。指定`mode='r'`表示讀取，`encoding='utf-8'`指定編碼。*創(chuàng)建DictReader：`csv.DictReader(file)`讀取文件，將每行數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為字典，字典的鍵為CSV文件的表頭（第一行）。*遍歷行：使用`forrowinreader:`遍歷文件中的每一行（每一行數(shù)據(jù)是一個字典）。*條件判斷：檢查當(dāng)前行的`'city'`鍵對應(yīng)的值是否為`'Chicago'`。*提取并存儲：如果條件滿足，從當(dāng)前行字典中提取`'name'`和`'age'`鍵對應(yīng)的值，創(chuàng)建一個包含這兩個鍵值對的新字典`student_info`，然后將其添加到`results`列表中。*結(jié)果：遍歷結(jié)束后，`results`列表將包含所有來自芝加哥的學(xué)生信息字典。4.```pythondefcalculate_score(scores,max_scores,passing_score):total_weighted_score=0.0total_weight=0.0pass_count=0total_subjects=len(scores)forsubject,scoreinscores.items():max_score=max_scores.get(subject,100)#獲取該科目的滿分，默認(rèn)為100weight=max_score/100.0#假設(shè)滿分100代表100%權(quán)重total_weighted_score+=score*weighttotal_weight+=weightifscore>=passing_score:pass_count+=1average=total_weighted_score/total_weightiftotal_weight>0else0pass_rate=(pass_count/total_subjects)*100iftotal_subjects>0else0return{'average':average,'pass_rate':round(pass_rate,2)}```*解析思路：*初始化變量：初始化累加器`total_weighted_score`（用于計(jì)算加權(quán)總分）、`total_weight`（用于計(jì)算總權(quán)重）、`pass_count`（用于計(jì)算及格科目數(shù)量）。`total_subjects`存儲科目總數(shù)。*遍歷科目：使用`forsubject,scoreinscores.items():`遍歷`scores`字典中的每個科目和對應(yīng)成績。*獲取滿分和計(jì)算權(quán)重：對于每個科目，從`max_scores`字典中獲取其滿分（使用`get`方法并提供默認(rèn)值100），計(jì)算該科目的權(quán)重（滿分/100）。*計(jì)算加權(quán)分和總權(quán)重：將該科目的成績乘以其權(quán)重，加到`total_weighted_score`中。將權(quán)重本身加到`total_weight`中。*統(tǒng)計(jì)及格科目：判斷該科目的成績是否大于或等于`passing_score`，如果是，則`pass_count`加一。*計(jì)算平均分：平均分=`total_weighted_score/total_weight`。需要判斷`total_weight`是否大于0，避免除以零。*計(jì)算及格率：及格率=(`pass_count/total_subjects`)*100