实验 1：函数与控制

截止时间：6 月 25 日（星期四）晚上 11:59。

起始文件

下载 lab01.zip.

出勤要求

要获得实验课学分，除了到场参加实验课外，你还需要提交实验题目。

如果你因合理原因（例如生病或时间冲突）缺席实验课，或者由于某种原因未能完成签到，请在一周内发送邮件至 cs61a@berkeley.edu ，以补记出勤学分。

必做题

知识回顾

Important: 如果 python3 命令无法运行，请尝试使用 python 或 py.

下面是使用 Python 运行文件最常见的几种方式。

  1. 不带任何命令行选项时，Python 会运行指定文件中的代码，然后返回命令行。如果文件只包含函数定义，除非存在语法错误，否则不会看到任何输出。

    python3 lab00.py

  2. -i： -i 选项会先运行指定文件中的代码，再打开一个交互式会话（显示 >>> 提示符）。随后你可以对表达式求值，例如调用自己定义的函数。要退出，请输入 exit()。也可以使用键盘快捷键 Ctrl-D （Linux/Mac）或 Ctrl-Z Enter （Windows）。

    如果在交互式运行期间修改了 Python 文件，需要退出并重新启动解释器，修改才会生效。

    下面演示如何以交互方式运行 lab00.py ：

    python3 -i lab00.py

  3. -m doctest：运行文件中的 doctest，也就是函数文档字符串里的示例。

    文件中的每个测试都由 >>> 开头，后面跟着一段 Python 代码和预期输出。

    下面演示如何运行文件中的 doctest： lab00.py:

     python3 -m doctest lab00.py

    如果代码通过所有 doctest，终端不会显示任何输出；否则会显示未通过测试的详细信息。


在 CS 61A 中，我们使用名为 Ok 的程序对实验、家庭作业和项目进行自动评分。

要用 Ok 测试某个函数，请运行以下命令（把 FUNCTION 替换为函数名）：

python3 ok -q FUNCTION

如果函数中调用了 print ，并且输出内容以 "DEBUG:"开头，Ok 会忽略这一行。（否则，多余的 print 调用会产生额外输出，从而导致测试失败。）

print("DEBUG:", x)

更多功能请参阅 “使用 Ok”页面. 你也可以在这里快速生成大多数 Ok 命令： ok-help.


下面是 Python 3 中与除法有关的运算符示例：

真除法： /
（小数除法） 		整除： //
（向下取整除法） 		取模： %
（余数） 
>>> 1 / 5
0.2

>>> 25 / 4
6.25

>>> 4 / 2
2.0

>>> 5 / 0
ZeroDivisionError

>>> 1 // 5 # truncate result of true division
0

>>> 25 // 4
6

>>> 4 // 2
2

>>> 5 // 0
ZeroDivisionError

>>> 1 % 5
1

>>> 25 % 4
1

>>> 4 % 2
0

>>> 5 % 0
ZeroDivisionError

除以 0 时会发生 ZeroDivisionError 。

取模运算符有一个很实用的用途：检查一个数 % 是否能被另一个数 x 整除。 y:

x % y == 0

例如，要检查 x 是否为偶数，可以这样写： x % 2 == 0


你定义的大多数函数都会包含一条 return 语句，用来提供函数调用表达式的值。

当 Python 执行 return 语句时，函数调用会立即结束。如果 Python 运行到函数体末尾仍未执行 return 语句，函数将返回 None.

相比之下， print 函数用于显示值。与 return 语句不同，Python 对 print调用求值时，函数 不会 立即结束。

def what_prints():
    print('Hello World!')
    return 'Exiting this function.'
    print('This course is awesome!')

>>> what_prints()
Hello World!
'Exiting this function.'

还要注意， print 显示文本时 不会带引号，而 return 会保留引号。

Python 会显示什么？（WWPD）

问题 1：Return 与 Print

使用 Ok 完成下面的“Python 会显示什么？”（WWPD）题，检查你对知识的掌握情况：

python3 ok -q return-and-print -u

>>> def welcome():
...     print('Go')
...     return 'hello'
...
>>> def cal():
...     print('Bears')
...     return 'world'
...
>>> welcome()

______
Go
'hello'

>>> print(welcome(), cal())

______
Go
Bears
hello world

问题 2：WWPD——如果这样呢？

使用 Ok 完成下面的“Python 会显示什么？”（WWPD）题，检查你对知识的掌握情况：

python3 ok -q if-statements -u

提示: print （不同于 return），它会 不会 使函数退出。

>>> def ab(c, d):
...     if c > 5:
...         print(c)
...     elif c > 7:
...         print(d)
...     print('foo')
>>> ab(10, 20)

______
10
foo
>>> def bake(cake, make):
...     if cake == 0:
...         cake = cake + 1
...         print(cake)
...     if cake == 1:
...         print(make)
...     else:
...         return cake
...     return make
>>> bake(0, 29)

______
1
29
29

>>> bake(1, "mashed potatoes")

______
mashed potatoes
'mashed potatoes'

编写代码

问题 3：调试小测

下面是一份关于不同调试技巧的小测，这些技巧会在本课程中派上用场。答题时可以参考 调试指南 。

使用 Ok 检查你的理解：

python3 ok -q debugging-quiz -u

问题 4：下降阶乘

请编写函数 falling，它计算“下降阶乘”，接收两个参数 n 和 k，并返回从 k 开始向下连续 n 个整数的乘积。当 k 为 0 时，函数应返回 1。

def falling(n, k):
    """Compute the falling factorial of n to depth k.

    >>> falling(6, 3)  # 6 * 5 * 4
    120
    >>> falling(4, 3)  # 4 * 3 * 2
    24
    >>> falling(4, 1)  # 4
    4
    >>> falling(4, 0)
    1
    """
    "*** YOUR CODE HERE ***"

使用 Ok 测试你的代码：

python3 ok -q falling

问题 5：能被 k 整除

请编写函数 divisible_by_k ，它接收正整数 n 和 k。该函数按从小到大的顺序，打印所有不大于 n 且能被 k 整除的正整数，最后返回所打印数字的数量。

def divisible_by_k(n, k):
    """
    >>> a = divisible_by_k(10, 2)  # 2, 4, 6, 8, and 10 are divisible by 2
    2
    4
    6
    8
    10
    >>> a
    5
    >>> b = divisible_by_k(3, 1)  # 1, 2, and 3 are divisible by 1
    1
    2
    3
    >>> b
    3
    >>> c = divisible_by_k(6, 7)  # There are no integers up to 6 that are divisible by 7
    >>> c
    0
    """
    "*** YOUR CODE HERE ***"

使用 Ok 测试你的代码：

python3 ok -q divisible_by_k

问题 6：连续两个 8

请编写一个接收数字的函数，判断它的十进制数位中是否包含两个相邻的 8。

def double_eights(n):
    """Return true if n has two eights in a row.
    >>> double_eights(8)
    False
    >>> double_eights(88)
    True
    >>> double_eights(2882)
    True
    >>> double_eights(880088)
    True
    >>> double_eights(12345)
    False
    >>> double_eights(80808080)
    False
    """
    "*** YOUR CODE HERE ***"

使用 Ok 测试你的代码：

python3 ok -q double_eights

课程大纲小测

问题 7：课程大纲小测

请填写 课程大纲小测，以确认你已经理解课程大纲页面中的各项规定。

在本地检查得分

你可以运行以下命令，在本地检查本次作业每道题的得分：

python3 ok --score

这不会提交作业！ 确认得分符合预期后，请将作业提交到 Gradescope，以获得作业学分。

提交作业

请上传所有你修改过的文件，将本次作业提交到 对应的 Gradescope 作业入口。 Lab 00 中提供了详细说明。

正确完成所有题目可得 1 分。 Please ensure your TA has taken your attendance before leaving.

可选题

以下题目为选做题。即使不完成，你仍能获得本次作业的学分；不过它们很适合用来练习，建议还是做一做！

问题 8：选取一个数位

请实现 digit，它接收正整数 n 和 k ，且函数体只能包含一条 return 语句。它应返回 n 中位于最右侧数位（个位）左边第 k 位的数字。如果 k 为 0，则返回最右侧数位；如果不存在位于其左边第 n 中位于最右侧数位（个位）左边第 k 位的数字，则返回 0。

Hint: 可以使用 // 和 % 以及内置 pow 函数来取出 n.

def digit(n, k):
    """Return the k-th digit from the right of n for positive integers n and k.

    >>> digit(3579, 2)
    5
    >>> digit(3579, 0)
    9
    >>> digit(3579, 10)
    0
    """
    return ____

使用 Ok 测试你的代码：

python3 ok -q digit

问题 9：中间大小的数

请实现 middle ：只写一个 return 表达式，返回三个互不相同的整数中既不是最大值、也不是最小值的那个数 a、 b和 c.

Hint: 可以先把所有数合在一起，再利用内置 min 和 max 函数减去不需要返回的数。

>>> max(1, 2, 3)
3
>>> min(-1, -2, -3)
-3
def middle(a, b, c):
    """Return the number among a, b, and c that is not the smallest or largest.
    Assume a, b, and c are all different numbers.

    >>> middle(3, 5, 4)
    4
    >>> middle(30, 5, 4)
    5
    >>> middle(3, 5, 40)
    5
    >>> middle(3, 5, 40)
    5
    >>> middle(30, 5, 40)
    30
    """
    return ____

使用 Ok 测试你的代码：

python3 ok -q middle

问题 10：数位求和

请编写一个函数，接收非负整数并返回其各个数位之和。（整除和取模运算在这里可能很有帮助！）

def sum_digits(y):
    """Sum all the digits of y.

    >>> sum_digits(10) # 1 + 0 = 1
    1
    >>> sum_digits(4224) # 4 + 2 + 2 + 4 = 12
    12
    >>> sum_digits(1234567890)
    45
    >>> a = sum_digits(123) # make sure that you are using return rather than print
    >>> a
    6
    """
    "*** YOUR CODE HERE ***"

使用 Ok 测试你的代码：

python3 ok -q sum_digits