4.60M

Category:

programming

Введение в язык Python. Вычисления

1. Программирование на языке Python

1
Программирование
на языке Python
§ 54. Введение в язык Python
§ 55. Вычисления
§ 56. Ветвления
§ 57. Циклические алгоритмы
§ 58. Циклы по переменной
§ 59. Процедуры
§ 60. Функции
§ 61. Рекурсия
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

2. Программирование на языке Python

2
Программирование
на языке Python
§ 54. Введение в язык Python
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

3. Простейшая программа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
3
Простейшая программа
# Это пустая программа
? Что делает эта программа?
комментарии после #
не обрабатываются
кодировка utf-8
по умолчанию)
# -*- coding: utf-8 -*# Это пустая программа Windows: cp1251
"""
Это тоже комментарий
"""
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

4. Вывод на экран

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
4
Вывод на экран
print ( "2+2=?" )
print ( "Ответ: 4" )
автоматический
переход на новую
строку
Протокол:
2+2=?
Ответ: 4
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
print ( '2+2=?' )
print ( 'Ответ: 4' )
http://kpolyakov.spb.ru

5. Сложение чисел

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
5
Сложение чисел
Задача. Ввести с клавиатуры два числа и найти их сумму.
Протокол:
Введите два целых числа
25 30
пользователь
25+30=55
компьютер
компьютер считает сам!
? 1. Как ввести числа в память?
2. Где хранить введенные числа?
3. Как вычислить?
4. Как вывести результат?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

6. Сумма: псевдокод

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
6
Сумма: псевдокод
ввести два числа
вычислить их сумму
вывести сумму на экран
Псевдокод – алгоритм на
русском языке с элементами
языка программирования.
! Компьютер не может исполнить псевдокод!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

7. Переменные

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
7
Переменные
Переменная – это величина, имеющая имя, тип
и значение. Значение переменной можно
изменять во время работы программы.
Значение
Имя
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

8. Имена переменных

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
8
Имена переменных
МОЖНО использовать
• латинские буквы (A-Z, a-z)
заглавные и строчные буквы различаются
• русские буквы (не рекомендуется!)
• цифры
имя не может начинаться с цифры
• знак подчеркивания _
НЕЛЬЗЯ использовать
• скобки
• знаки +, =, !, ? и др.
Какие имена правильные?
AXby R&B 4Wheel Вася “PesBarbos”
TU154 [QuQu] _ABBA A+B
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

9. Как записать значение в переменную?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
9
Как записать значение в переменную?
! При записи нового значения
оператор
присваивания
a = 5
a = 7
старое удаляется из памяти!
a
5
7
Оператор – это команда языка
программирования (инструкция).
Оператор присваивания – это команда для
записи нового значения переменной.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

10. Ввод значения с клавиатуры

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
10
Ввод значения с клавиатуры
a
5
! 1. Программа ждет, пока пользователь введет
значение и нажмет Enter.
2. Введенное значение записывается в
переменную a (связывается с именем a)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

11. Ввод значения с клавиатуры

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
11
Ввод значения с клавиатуры
a = input()
b = input()
ввести строку с клавиатуры
и связать с переменной a
Протокол:
21
33
2133
с=a + b
print ( c )
? Почему?
! Результат функции input – строка символов!
преобразовать в
целое число
a = int( input() )
b = int( input() )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

12. Ввод двух значений в одной строке

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
12
Ввод двух значений в одной строке
a, b = map ( int, input().split() )
21 33 input()
ввести строку с клавиатуры
21 33 input().split()
целые
применить
разделить строку на
части по пробелам
21 33 map ( int, input().split() )
эту
операцию
к каждой части
a, b = map ( int, input().split() )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

13. Ввод с подсказкой

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
13
Ввод с подсказкой
a = input ( "Введите число: " )
Введите число: 26
подсказка
? Что не так?
a = int( input("Введите число: ") )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

14. Изменение значений переменной

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
14
Изменение значений переменной
a = 5
b = a + 2
a = (a + 2)*(b – 3)
b = b + 1
28
a
b
=(5+2)*(7-3)
5
7
=5+2
8
=7+1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

15. Вывод данных

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
15
Вывод данных
print ( a )
значение
переменной
значение и
текст
print ( "Ответ: ", a )
перечисление через запятую
print ( "Ответ: ", a+b )
вычисление
выражения
print ( a, "+", b, "=", c )
2 + 3 = 5
через пробелы
print ( a, "+", b, "=", c, sep = "" )
2+3=5
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
убрать разделители
http://kpolyakov.spb.ru

16. Сложение чисел: простое решение

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
16
Сложение чисел: простое решение
a = int ( input() )
b = int ( input() )
c=a+b
print ( c )
? Что плохо?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

17. Сложение чисел: полное решение

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
17
Сложение чисел: полное решение
print ( "Введите два числа: " )
a = int ( input() )
подсказка
b = int ( input() )
c=a+b
print ( a, "+", b, "=", c )
Протокол:
компьютер
Введите два целых числа
25 30
пользователь
25 + 30 = 55
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

18. Форматный вывод

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
18
Форматный вывод
print( f"{a}+{b}={a+b}"
5 знаков на число
a = 5
print ( f"{a:5}{a*a:5}{a*a*a:5}" )
5
25
125
5 знаков 5 знаков 5 знаков
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

19. Типы переменных

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
19
Типы переменных
• int
• float
• bool
• str
# целое
# вещественное
# логические значения
# символьная строка
a=5
print ( type(a) )
a = 4.5
print ( type(a) )
a = True
print ( type(a) )
a = "Вася"
print ( type(a) )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'bool'>
<class 'str'>
http://kpolyakov.spb.ru

20. Зачем нужен тип переменной?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
20
Зачем нужен тип переменной?
Тип определяет:
• область допустимых значений
• допустимые операции
• объём памяти
• формат хранения данных
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

21. Размещение переменных в памяти

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
21
Размещение переменных в памяти
! При записи нового значения
оператор
присваивания
a = 5
старое удаляется из памяти!
a
a = 4.5
5
4.5
b = a
b
a = 10
a
«сборщик
мусора»
10
4.5
b
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

22. Арифметическое выражения

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
22
Арифметическое выражения
3
1
2
4
5
6
a = (c + b**5*3 - 1) / 2 * d
Приоритет (старшинство):
1) скобки
2) возведение в степень **
3) умножение и деление
4) сложение и вычитание
a = (c + b*5*3 - 1) \
/2*d
a = (c + b*5*3
- 1) / 2 * d
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
c b5 3 1
a
d
2
перенос на
следующую строку
перенос внутри
скобок разрешён
http://kpolyakov.spb.ru

23. Деление

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
23
Деление
Классическое деление:
a = 9; b = 6
x = 3 / 4
# = 0.75
x = a / b
# = 1.5
x = -3 / 4 # = -0.75
x = -a / b # = -1.5
Целочисленное деление (округление «вниз»!):
a = 9; b = 6
x = 3 // 4
# = 0
x = a // b
# = 1
x = -3 // 4 # = -1
x = -a // b # = -2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

24. Сокращенная запись операций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
24
Сокращенная запись операций
a += b # a = a + b
a -= b # a = a - b
a *= b # a = a * b
a /= b # a = a / b
a //= b # a = a // b
a %= b # a = a % b
a += 1
увеличение на 1
Множественное присваивание:
a = b = 0
a, b = 1, 2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
# b = 0, a = b
# a = 1; b = 2
http://kpolyakov.spb.ru

25. Программирование на языке Python

25
Программирование
на языке Python
§ 55. Вычисления
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

26. Остаток от деления

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
26
Остаток от деления
% – остаток от деления
d = 85
b = d // 10
# 8
a = d % 10
# 5
d = a % b
# 5
d = b % a
# 3
Для отрицательных чисел:
a = -7
b = a // 2
d = a % 2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
# -4
# 1
! Как в математике!
остаток 0
-7 = (-4)*2 + 1
http://kpolyakov.spb.ru

27. Вещественные числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
27
Вещественные числа
! Целая и дробная части числа разделяются
точкой!
Форматы вывода:
x = 123.456
print( x )
print( f"{x:10.2f}" )
всего знаков
123.456
123.46
в дробной части
print( f"{x:10.2g}" )
1.2e+02
значащих цифр
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
1,2 102
http://kpolyakov.spb.ru

28. Вещественные числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
28
Вещественные числа
Экспоненциальный формат:
x = 1./30000
print( f"{x:e}" )
x = 12345678.
print( f"{x:e}" )
x = 123.456
print( f"{x:e}" )
print( f"{x:10.2e}" )
всего знаков
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
3,333333 10–5
3.333333e-05
1.234568e+07
1,234568 107
1.234560e+02
1.23e+02
в дробной
части
http://kpolyakov.spb.ru

29. Стандартные функции

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
29
Стандартные функции
abs(x) — модуль числа
int(x) — преобразование к целому числу
round(x) — округление
x = abs( -1.6 )
# 1.6
x = int( -1.6 )
# -1
x = round( -1.6 ) # -2
bin(x) — в двоичную систему
oct(x) — в восьмеричную систему
hex(x) — в шестнадцатеричную систему
x = bin( 29 )
x = oct( 29 )
x = hex( 29 )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
# '0b11101'
# '0o35'
# '0x1d'
http://kpolyakov.spb.ru

30. Математические функции

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
30
Математические функции
подключить
математический модуль
import math
math.pi
— число «пи»
math.sqrt(x) — квадратный корень
math.sin(x) — синус угла, заданного в радианах
math.cos(x) — косинус угла, заданного в радианах
math.exp(x) — экспонента ех
math.ln(x)
— натуральный логарифм
math.floor(x) — округление «вниз»
math.ceil(x) — округление «вверх»
x = math.floor(1.6) # 1
x = math.ceil(1.6) # 2
x = math.floor(-1.6) #-2
x = math.ceil(-1.6) #-1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

31. Документирование программы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
31
Документирование программы
from math import sqrt
print( "Введите a, b, c:" )
a, b, c = map(float, input().split())
D = b*b - 4*a*c
if D < 0:
print("Нет")
else:
x1 = (-b + sqrt(D))/(2*a)
x2 = (-b - sqrt(D))/(2*a)
print( f"x1={x1:5.3f} x2={x2:5.3f}" )
? Что делает?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

32. Документирование программы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
32
Документирование программы
Руководство пользователя:
• назначение программы
• формат входных данных
• формат выходных данных
• примеры использования программы
Назначение:
программа для решения уравнения
ax bx c 0
2
Формат входных данных:
значения коэффициентов a, b и c вводятся с
клавиатуры через пробел в одной строке
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

33. Документирование программы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
33
Документирование программы
Формат выходных данных:
значения вещественных корней уравнения;
если вещественных корней нет, выводится
слово «нет»
Примеры использования программы:
2
1. Решение уравнения x 5 x 1 0
Введите a, b, c: 1 -5 1
x1=4.791 x2=0.209
2
2. Решение уравнения x x 6 0
Введите a, b, c: 1 1 6
Нет.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

34. Случайные числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
34
Случайные числа
Случайно…
• встретить друга на улице
• разбить тарелку
• найти 10 рублей
• выиграть в лотерею
Случайный выбор:
• жеребьевка на
соревнованиях
• выигравшие номера
в лотерее
Как получить случайность?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

35. Случайные числа на компьютере

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
35
Случайные числа на компьютере
Электронный генератор
• нужно специальное устройство
• нельзя воспроизвести результаты
Псевдослучайные числа – обладают свойствами
случайных чисел, но каждое следующее число
вычисляется по заданной формуле.
Метод середины квадрата (Дж. фон Нейман)
зерно
564321
318458191041
458191
в квадрате • малый период
(последовательность
повторяется через 106 чисел)
209938992481
938992
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

36. Линейный конгруэнтный генератор

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
36
Линейный конгруэнтный генератор
X = (a*X+b) % c | интервал от 0 до c-1
X = (X+3) % 10 | интервал от 0 до 9
X = 0 3 6 9 2 5 8
зерно
8 1 4 7 0
зацикливание
! Важен правильный выбор параметров
a, b и с!
Компилятор GCC:
a = 1103515245
b = 12345
c = 231
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

37. Генератор случайных чисел

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
37
Генератор случайных чисел
import random
англ. random – случайный
Целые числа на отрезке [a,b]:
X = random.randint(1,6) # псевдосл. число
Y = random.randint(1,6) # уже другое!
Генератор на [0,1):
X = random.random()
Y = random.random()
# псевдослучайное число
# это уже другое число!
Генератор на [a, b] (вещественные числа):
X = random.uniform(1.2, 3.5)
Y = random.uniform(1.2, 3.5)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

38. Генератор случайных чисел

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
38
Генератор случайных чисел
from random import *
подключить все!
Целые числа на отрезке [a,b]:
X = randint(10,60) # псевдослучайное число
Y = randint(10,60) # это уже другое число!
Генератор на [0,1):
X = random(); # псевдослучайное число
Y = random() # это уже другое число!
Генератор на [a, b] (вещественные числа):
X = uniform(1.2, 3.5) # псевдосл. число
Y = uniform(1.2, 3.5) # уже другое число!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

39. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
39
Задачи
«A»: Ввести с клавиатуры три целых числа, найти их сумму,
произведение и среднее арифметическое.
Пример:
Введите три целых числа:
5 7 8
5+7+8=20
5*7*8=280
(5+7+8)/3=6.667
«B»: Ввести с клавиатуры координаты двух точек (A и B) на
плоскости (вещественные числа). Вычислить длину
отрезка AB.
Пример:
Введите координаты точки A:
5.5 3.5
Введите координаты точки B:
1.5 2
Длина отрезка AB = 4.272
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

40. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
40
Задачи
«C»: Получить случайное трехзначное число и вывести
через запятую его отдельные цифры.
Пример:
Получено число 123.
Его цифры 1, 2, 3.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

41. Программирование на языке Python

41
Программирование
на языке Python
§ 56. Ветвления
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

42. Условный оператор

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
42
Условный оператор
Задача: изменить порядок действий в зависимости от
выполнения некоторого условия.
полная
форма
да
нет
ветвления
a > b?
M=a
M=b
вывод M
отступы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Если a = b?
if a > b:
M = a
else:
M = b
http://kpolyakov.spb.ru

43. Условный оператор: неполная форма

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
43
Условный оператор: неполная форма
M=a
да
b > a?
нет
M = a
if b > a:
M = b
M=b
неполная
форма
ветвления
вывод M
Решение в стиле Python:
M = max(a, b)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
M = a if a > b else b
http://kpolyakov.spb.ru

44. Условный оператор

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
44
Условный оператор
if a < b:
с = a
a = b
b = c
? Что делает?
b
a
4
6
2
6
4
? Можно ли обойтись
без переменной c?
Решение в стиле Python:
?
4
c
a, b = b, a
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

45. Знаки отношений

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
45
Знаки отношений
> <
больше, меньше
>=
больше или равно
<=
меньше или равно
==
равно
!=
не равно
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

46. Вложенные условные операторы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
46
Вложенные условные операторы
Задача: в переменных a и b записаны возрасты Андрея и
Бориса. Кто из них старше?
Сколько вариантов?
if a == b:
print("Одного возраста")
else:
if a > b:
print("Андрей старше")
else:
print("Борис старше")
?
? Зачем нужен?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
вложенный
условный оператор
http://kpolyakov.spb.ru

47. Каскадное ветвление

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
47
Каскадное ветвление
if a == b:
print("Одного возраста")
elif a > b:
print("Андрей старше")
else:
print("Борис старше")
! elif = else if
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

48. Каскадное ветвление

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
48
Каскадное ветвление
cost = 1500
if cost < 1000:
print ( "Скидок нет." )
elif cost < 2000:
первое сработавшее
условие
print ( "Скидка 2%." )
elif cost < 5000:
print ( "Скидка 5%." )
else:
print ( "Скидка 10%." )
? Что выведет?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
Скидка 2%.
http://kpolyakov.spb.ru

49. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
49
Задачи
«A»: Ввести три целых числа, найти максимальное из
них.
Пример:
Введите три целых числа:
1 5 4
Максимальное число 5
«B»: Ввести пять целых чисел, найти максимальное из
них.
Пример:
Введите пять целых чисел:
1 5 4 3 2
Максимальное число 5
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

50. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
50
Задачи
«C»: Ввести последовательно возраст Антона, Бориса и
Виктора. Определить, кто из них старше.
Пример:
Возраст Антона: 15
Возраст Бориса: 17
Возраст Виктора: 16
Ответ: Борис старше всех.
Пример:
Возраст Антона: 17
Возраст Бориса: 17
Возраст Виктора: 16
Ответ: Антон и Борис старше Виктора.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

51. Сложные условия

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
51
Сложные условия
Задача: набор сотрудников в возрасте 25-40 лет
(включительно). сложное условие
if v >= 25 and v <= 40 :
print("подходит")
else:
print("не подходит")
and «И»
or «ИЛИ»
not «НЕ»
Приоритет :
1) отношения (<, >, <=, >=, ==, !=)
2)not («НЕ»)
3)and («И»)
4)or («ИЛИ»)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

52. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
52
Задачи
«A»: Напишите программу, которая получает три числа и
выводит количество одинаковых чисел в этой
цепочке.
Пример:
Введите три числа:
5 5 5
Все числа одинаковые.
Пример:
Введите три числа:
5 7 5
Два числа одинаковые.
Пример:
Введите три числа:
5 7 8
Нет одинаковых чисел.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

53. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
53
Задачи
«B»: Напишите программу, которая получает номер
месяца и выводит соответствующее ему время года
или сообщение об ошибке.
Пример:
Введите номер месяца:
5
Весна.
Пример:
Введите номер месяца:
15
Неверный номер месяца.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

54. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
54
Задачи
«C»: Напишите программу, которая получает возраст
человека (целое число, не превышающее 120) и
выводит этот возраст со словом «год», «года» или
«лет». Например, «21 год», «22 года», «25 лет».
Пример:
Введите возраст: 18
Вам 18 лет.
Пример:
Введите возраст: 21
Вам 21 год.
Пример:
Введите возраст: 22
Вам 22 года.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

55. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
55
Задачи
«A»: Напишите условие, которое определяет
заштрихованную область.
а)
а
б) б
y
) x2 y 2 4
y
)
в
y sin( x)
)
y 0,5
x
y x
x
x 2
«B»: Напишите условие, которое определяет
заштрихованную область.
а)
б)
y
в)
y x
y
y 1
y
x2 y 2 1
y x 1
x
y x2
0
y 2 x
x
x2 y2 1
x
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

56. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
56
Задачи
«C»: Напишите условие, которое определяет
заштрихованную область.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

57. Программирование на языке Python

57
Программирование
на языке Python
§ 57. Циклические
алгоритмы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

58. Что такое цикл?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
58
Что такое цикл?
Цикл – это многократное выполнение одинаковых
действий.
Два вида циклов:
• цикл с известным числом шагов (сделать 10 раз)
• цикл с неизвестным числом шагов (делать, пока не
надоест)
Задача. Вывести на экран 10 раз слово «Привет».
? Можно ли решить известными методами?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

59. Повторения в программе

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
59
Повторения в программе
print("Привет“)
print("Привет")
...
print("Привет")
? Что плохо?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

60. Блок-схема цикла

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
60
Блок-схема цикла
начало
сделали 10 раз?
да
конец
нет
print("Привет!")
тело цикла
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

61. Как организовать цикл?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
61
Как организовать цикл?
счётчик = 0
пока счётчик < 10:
print("Привет“)
увеличить счётчик на 1
результат операции
автоматически
сравнивается с нулём!
счётчик = 10
пока счётчик > 0:
print("Привет")
уменьшить счётчик на 1
? Какой способ удобнее для процессора?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

62. Цикл с условием

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
62
Цикл с условием
Задача. Определить количество цифр в десятичной
записи целого положительного числа, записанного в
переменную n.
n
счётчик
счётчик = 0
пока n > 0:
1234
0
отсечь последнюю цифру n
123
1
увеличить счётчик на 1
12
2
? Как отсечь последнюю цифру?
n = n // 10
1
0
3
4
? Как увеличить счётчик на 1?
счётчик = счётчик + 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
счётчик += 1
http://kpolyakov.spb.ru

63. Считаем цифры

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
63
Считаем цифры
начальное значение
счётчика
заголовок
цикла
условие
продолжения
count = 0
while n > 0 :
n = n // 10
count += 1
тело цикла
! Цикл с предусловием – проверка на входе в цикл!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

64. Максимальная цифра числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
64
Максимальная цифра числа
Задача. Определить максимальную цифру в
десятичной записи целого положительного числа,
записанного в переменную n.
n = int(input())
пока остались
M = -1
цифры
последняя while n > 0:
цифра
d = n % 10
if d > M:
? Что плохо!
поиск
M = d
максимума
n = n // 10
отсечь
print( M )
последнюю
цифру
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

65. Цикл с условием

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
65
Цикл с условием
При известном количестве шагов:
k=0
while k < 10:
print ( "привет" )
k += 1
Зацикливание:
k=0
while k < 10:
print ( "привет" )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

66. Сколько раз выполняется цикл?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
66
Сколько раз выполняется цикл?
a = 4; b = 6
while a < b: a += 1
2 раза
a=6
a = 4; b = 6
while a < b: a += b
1 раз
a = 10
a = 4; b = 6
while a > b: a += 1
0 раз
a=4
a = 4; b = 6
while a < b: b = a - b
1 раз
b = -2
a = 4; b = 6
while a < b: a -= 1
зацикливание
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

67. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
67
Задачи
«A»: Напишите программу, которая получает два целых числа
A и B (0 < A < B) и выводит квадраты всех натуральных
чисел в интервале от A до B.
Пример:
Введите два целых числа:
10 12
10*10=100
11*11=121
12*12=144
«B»: Напишите программу, которая получает два целых числа и
находит их произведение, не используя операцию
умножения. Учтите, что числа могут быть отрицательными.
Пример:
Введите два числа:
10 -15
10*(-15)=-150
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

68. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
68
Задачи
«C»: Ввести натуральное число N и вычислить сумму
всех чисел Фибоначчи, меньших N. Предусмотрите
защиту от ввода отрицательного числа N.
Пример:
Введите число N:
10000
Сумма 17709
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

69. Задачи-2

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
69
Задачи-2
«A»: Ввести натуральное число и найти сумму его цифр.
Пример:
Введите натуральное число:
12345
Сумма цифр 15.
«B»: Ввести натуральное число и определить, верно ли, что в
его записи есть две одинаковые цифры, стоящие рядом.
Пример:
Введите натуральное число:
12342
Нет.
Пример:
Введите натуральное число:
12245
Да.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

70. Задачи-2

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
70
Задачи-2
«C»: Ввести натуральное число и определить, верно ли,
что в его записи есть две одинаковые цифры (не
обязательно стоящие рядом).
Пример:
Введите натуральное число:
12342
Да.
Пример:
Введите натуральное число:
12345
Нет.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

71. Алгоритм Евклида

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
71
Алгоритм Евклида
Алгоритм Евклида. Чтобы найти НОД двух натуральных
чисел, нужно вычитать из большего числа меньшее до
тех пор, пока они не станут равны. Это число и есть
НОД исходных чисел.
НОД(14,21) = НОД(14,7) = НОД(7, 7) = 7
пока a != b:
если a > b:
a -= b # a = a - b
иначе:
b -= a # b = b - a
while a != b:
if a > b:
a -= b
else:
b -= a
НОД(1998,2) = НОД(1996,2) = … = НОД(2, 2) = 2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

72. Алгоритм Евклида

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
72
Алгоритм Евклида
Модифицированный алгоритм Евклида. Заменять
большее число на остаток от деления большего на
меньшее до тех пор, пока меньшее не станет равно
нулю. Другое (ненулевое) число и есть НОД чисел.
НОД(1998,2) = НОД(0,2) = 2
пока a!=0
???: and b!=0:
если a > b:
a = a % b
иначе:
b = b % a
если a != 0:
вывести a
иначе:
вывести b
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Какое условие?
? Как вывести
результат?
http://kpolyakov.spb.ru

73. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
73
Задачи
«3»: Ввести с клавиатуры два натуральных числа и найти их
НОД с помощью алгоритма Евклида.
Пример:
Введите два числа:
21 14
НОД(21,14)=7
«4»: Ввести с клавиатуры два натуральных числа и найти их
НОД с помощью модифицированного алгоритма
Евклида. Заполните таблицу:
a
64168
358853
6365133
17905514
549868978
b
82678
691042
11494962
23108855
298294835
НОД(a,b)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

74. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
74
Задачи
«5»: Ввести с клавиатуры два натуральных числа и сравнить
количество шагов цикла для вычисления их НОД с
помощью обычного и модифицированного алгоритмов
Евклида.
Пример:
Введите два числа:
1998 2
НОД(1998,2)=2
Обычный алгоритм: 998
Модифицированный: 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

75. Цикл с постусловием

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
75
Цикл с постусловием
Задача. Обеспечить ввод положительного числа в
переменную n.
бесконечный
цикл
while True:
print ( "Введите положительное число:" )
n = int ( input() )
if n > 0: break
тело цикла
условие
прервать
выхода
цикл
• при входе в цикл условие не проверяется
• цикл всегда выполняется хотя бы один раз
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

76. Программирование на языке Python

76
Программирование
на языке Python
§ 58. Циклы по переменной
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

77. Цикл с переменной

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
77
Цикл с переменной
Задача. Вывести 10 раз слово «Привет!».
? Можно ли сделать с циклом «пока»?
i=0
while i < 10 :
print("Привет!")
i += 1
Цикл с переменной:
for i in range(10) :
print("Привет!")
в диапазоне
[0,10)
! Не включая 10!
range(10) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

78. Цикл с переменной

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
78
Цикл с переменной
Задача. Вывести все степени двойки от 21 до 210.
? Как сделать с циклом «пока»?
k=1
while k <= 10 :
print ( 2**k )
k += 1
Цикл с переменной:
for k in range(1,11) :
print ( 2**k )
в диапазоне
[1,11)
! Не включая 11!
range(1,11) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

79. Цикл с переменной: другой шаг

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
79
Цикл с переменной: другой шаг
10,9,8,7,6,5,4,3,2,1
шаг
for k in range(10,0,-1) :
print ( k**2 )
? Что получится?
1,3,5,7,9
for k in range(1,11,2) :
print ( k**2 )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
1
9
25
49
81
100
81
64
49
36
25
16
9
4
1
http://kpolyakov.spb.ru

80. Сколько раз выполняется цикл?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
80
Сколько раз выполняется цикл?
a=1
for i in range( 3): a += 1
a= 4
a=1
for i in range( 3,1): a += 1
a= 1
a=1
for i in range( 1,3,-1): a += 1
a= 1
a=1
for i in range( 3,1,-1): a += 1
a= 3
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

81. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
81
Задачи
«A»: Найдите все пятизначные числа, которые при
делении на 133 дают в остатке 125, а при делении
на 134 дают в остатке 111.
«B»: Натуральное число называется числом
Армстронга, если сумма цифр числа, возведенных
в N-ную степень (где N – количество цифр в числе)
равна самому числу. Например, 153 = 13 + 53 + 33.
Найдите все трёхзначные Армстронга.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

82. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
82
Задачи
«С»: Натуральное число называется автоморфным, если
оно равно последним цифрам своего квадрата.
Например, 252 = 625. Напишите программу, которая
получает натуральное число N и выводит на экран
все автоморфные числа, не превосходящие N.
Пример:
Введите N:
1000
1*1=1
5*5=25
6*6=36
25*25=625
76*76=5776
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

83. Вложенные циклы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
83
Вложенные циклы
Задача. Вывести все простые числа в диапазоне
от 2 до 1000.
сделать для n от 2 до 1000
если число n простое то
вывод n
нет делителей [2.. n-1]:
проверка в цикле!
? Что значит «простое число»?
for n in range(2, 1001):
if число n простое:
print( n )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

84. Вложенные циклы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
84
Вложенные циклы
for n in range(2, 1001):
count = 0
for k in range(2,n):
if n % k == 0:
count += 1
if count == 0:
print( n )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
вложенный цикл
http://kpolyakov.spb.ru

85. Вложенные циклы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
85
Вложенные циклы
for i in range(1,4):
for k in range(1,4):
print( i, k )
? Как меняются переменные?
! Переменная внутреннего
цикла изменяется быстрее!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
1 1
1 2
1 3
2 1
2 2
2 3
3 1
3 2
3 3
http://kpolyakov.spb.ru

86. Вложенные циклы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
86
Вложенные циклы
for i in range(1,5):
for k in range(1,i+1):
print( i, k )
? Как меняются переменные?
! Переменная внутреннего
цикла изменяется быстрее!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
1 1
2 1
2 2
3 1
3 2
3 3
4 1
4 2
4 3
4 4
http://kpolyakov.spb.ru

87. Поиск простых чисел – как улучшить?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
87
Поиск простых чисел – как улучшить?
n k m, k m k 2 n k n
? Что плохо?
while k <= math.sqrt(n):
…
count = 0
k=2
Как ещё улучшить?
while k*k <= n :
if n % k == 0:
выйти из цикла
count += 1
while k*k <= n:
k += 1
if n % k == 0: break
k += 1
если вышли
if k*k > n:
по условию
print ( n )
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

88. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
88
Задачи
«A»: Напишите программу, которая получает натуральные
числа A и B (A<B) и выводит все простые числа в
интервале от A до B.
Пример:
Введите границы диапазона:
10 20
11 13 17 19
«B»: В магазине продается мастика в ящиках по 15 кг,
17 кг, 21 кг. Как купить ровно 185 кг мастики, не
вскрывая ящики? Сколькими способами можно это
сделать?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

89. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
89
Задачи
«C»: Ввести натуральное число N и вывести все
натуральные числа, не превосходящие N и
делящиеся на каждую из своих цифр.
Пример:
Введите N:
15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 15
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

90. Программирование на языке Python

90
Программирование
на языке Python
§ 59. Процедуры
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

91. Зачем нужны процедуры?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
91
Зачем нужны процедуры?
print ( "Ошибка программы" )
много раз!
Процедура:
define
определить
def Error():
print( "Ошибка программы" )
n = int ( input() )
if n < 0:
вызов
Error()
процедуры
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

92. Что такое процедура?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
92
Что такое процедура?
Процедура – вспомогательный алгоритм, который
выполняет некоторые действия.
• текст (расшифровка) процедуры записывается
до её вызова в основной программе
• в программе может быть много процедур
• чтобы процедура заработала, нужно вызвать её по
имени из основной программы или из другой
процедуры
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

93. Процедура с параметрами

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
93
Процедура с параметрами
Задача. Вывести на экран запись целого числа (0..255) в
8-битном двоичном коде.
много раз!
Алгоритм:
178 101100102
? Как вывести первую цифру?
7
6 5 4
3 2 1
0
n:= 1 0 1 1 0 0 1 02
n // 128
разряды
n % 128
? Как вывести вторую цифру?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
n1 // 64
http://kpolyakov.spb.ru

94. Процедура с параметрами

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
94
Процедура с параметрами
Задача. Вывести на экран запись целого числа (0..255) в
8-битном двоичном коде.
Решение:
n
k
вывод
k = 128
178
128
1
while k > 0:
print ( n // k,
end = "" )
n=n%k
k = k // 2
178 10110010
зависит
! Результат
от n!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
50
50
18
64
32
16
0
1
1
2
2
2
8
4
2
0
0
1
0
0
1
0
0
http://kpolyakov.spb.ru

95. Процедура с параметрами

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
95
Процедура с параметрами
Параметры – данные, изменяющие
работу процедуры.
def printBin( n ):
k = 128
while k > 0:
локальная
переменная
print ( n // k, end = "" )
n = n % k;
k = k // 2
printBin ( 99 )
Несколько параметров:
значение параметра
(аргумент)
def printSred( a, b ):
print ( (a + b)/2 )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

96. Локальные и глобальные переменные

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
96
Локальные и глобальные переменные
глобальная
переменная
локальная
переменная
a=5
def qq():
a=1
print ( a ) 1
qq()
print ( a ) 5
a=5
5
def qq():
print ( a )
qq()
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
a=5
def qq():
global a
a=1
qq()
print ( a )
работаем с
глобальной
переменной
1
http://kpolyakov.spb.ru

97. Неправильная процедура

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
97
Неправильная процедура
x = 5; y = 10
def xSum():
print ( x+y )
xSum()
? Что плохо?
def xSum():
print ( x+y )
1) процедура связана с глобальными переменными,
нельзя перенести в другую программу
2) печатает только сумму x и y, нельзя напечатать
сумму других переменных или сумму x*y и 3x
? Как исправить?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
передавать
данные через
параметры
http://kpolyakov.spb.ru

98. Правильная процедура

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
98
Правильная процедура
Глобальные:
x
y
5
10
z
w
17
3
def Sum2(a, b):
print ( a+b )
x = 5; y = 10
Sum2( x, y )
z=17; w=3
Sum2( z, w )
Sum2( z+x, y*w )
Локальные:
a
b
17
22
5
10
30
3
15
20
52
1) процедура не зависит от глобальных
переменных
2) легко перенести в другую программу
3) печатает только сумму любых выражений
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

99. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
99
Задачи
«A»: Напишите процедуру, которая принимает параметр –
натуральное число N – и выводит на экран линию из N
символов '–'.
Пример:
Введите N:
10
---------«B»: Напишите процедуру, которая выводит на экран в
столбик все цифры переданного ей числа, начиная с
первой.
Пример:
Введите натуральное число:
1234
1
2
3
4
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

100. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
100
Задачи
«C»: Напишите процедуру, которая выводит на экран
запись переданного ей числа в римской системе
счисления.
Пример:
Введите натуральное число:
2013
MMXIII
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

101. Программирование на языке Python

101
Программирование
на языке Python
§ 60. Функции
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

102. Что такое функция?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
102
Что такое функция?
Функция – это вспомогательный алгоритм, который
возвращает значение-результат (число, символ или
объект другого типа).
s = input()
n = int( s )
x = randint( 10, 20 )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

103. Что такое функция?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
103
Что такое функция?
Задача. Написать функцию, которая вычисляет младшую
цифру числа (разряд единиц).
число
1234
lastDigit
последняя цифра
4
def lastDigit( n ):
d = n % 10
результат работы
функции – значение d
return d
передача
результата
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
# вызов функции
k = lastDigit( 1234 )
print( k )
http://kpolyakov.spb.ru

104. Сумма цифр числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
104
Сумма цифр числа
Задача. Написать
функцию, которая
вычисляет сумму
цифр числа.
def sumDigits( n ):
sum = 0
while n!= 0:
sum += n % 10
передача
n = n // 10
результата
return sum
# основная программа
sumDigits(12345)
? Что плохо?
# сохранить в переменной
n = sumDigits(12345)
# сразу вывод на экран
print ( sumDigits(12345) )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

105. Использование функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
105
Использование функций
x = 2*sumDigits( n+5 )
z = sumDigits( k ) + sumDigits( m )
if sumDigits( n ) % 2 == 0:
print ( "Сумма цифр чётная" )
print ( "Она равна", sumDigits( n ) )
! Функция, возвращающая целое число, может
использоваться везде, где и целая величина!
Одна функция вызывает другую:
def middle ( a, b, c ):
mi = min ( a, b, c )
ma = max ( a, b, c )
return a + b + c - mi - ma
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
вызываются
min и max
? Что вычисляет?
http://kpolyakov.spb.ru

106. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
106
Задачи
«A»: Напишите функцию, которая находит наибольший
общий делитель двух натуральных чисел.
Пример:
Введите два натуральных числа:
7006652 112307574
НОД(7006652,112307574) = 1234.
«B»: Напишите функцию, которая определяет сумму
цифр переданного ей числа.
Пример:
Введите натуральное число:
123
Сумма цифр числа 123 равна 6.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

107. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
107
Задачи
«C»: Напишите функцию, которая «переворачивает»
число, то есть возвращает число, в котором цифры
стоят в обратном порядке.
Пример:
Введите натуральное число:
1234
После переворота: 4321.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

108. Как вернуть несколько значений?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
108
Как вернуть несколько значений?
def divmod ( x, y ):
d = x // y
d – частное,
m=x%y
m – остаток
return d, m
a, b = divmod ( 7, 3 )
print ( a, b )
# 2 1
q = divmod ( 7, 3 )
print ( q )
# (2, 1)
q[0]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
кортеж – набор
элементов
q[1]
http://kpolyakov.spb.ru

109. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
109
Задачи
«A»: Напишите функцию, которая переставляет три
переданные ей числа в порядке возрастания.
Пример:
Введите три натуральных числа:
10 15 5
5 10 15
«B»: Напишите функцию, которая сокращает дробь вида
M/N.
Пример:
Введите числитель и знаменатель дроби:
25 15
После сокращения: 5/3
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

110. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
110
Задачи
«C»: Напишите функцию, которая вычисляет
наибольший общий делитель и наименьшее общее
кратное двух натуральных чисел.
Пример:
Введите два натуральных числа:
10 15
НОД(10,15)=5
НОК(10,15)=30
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

111. Логические функции

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
111
Логические функции
Логическая функция – это функция, возвращающая
логическое значение (True/False).
def even(n):
if n % 2 == 0:
return True
else:
return False
def even(n):
return (n % 2 == 0)
k = int( input() )
if even( k ):
print( "Число", k, "чётное." )
else:
print( "Число", k, "нечётное." )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

112. Логические функции

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
112
Логические функции
Задача. Найти все простые числа в диапазоне
от 2 до 1000.
for i in range(2,1001):
if i
isPrime(i)
- простое :
print ( i )
функция,
возвращающая
логическое значение
(True/False)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

113. Функция: простое число или нет?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
113
Функция: простое число или нет?
def isPrime ( n ):
for d in range(2,n):
if n % d == 0:
return False
return True
нет ни одного
? Что плохо?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
делителя
http://kpolyakov.spb.ru

114. Функция: простое число или нет?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
114
Функция: простое число или нет?
n a b, a b a n
Пусть a n Тогда b n a b n .
! Перебор до квадратного корня!
def isPrime ( n ):
for d in range(2, round(n**0.5)+1
round(n**0.5)+1 ):
if n % d == 0:
return False
return True
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

115. Функция: простое число или нет?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
115
Функция: простое число или нет?
! Только с целыми числами!
d n d d n
def isPrime ( n ):
d=2
while d*d <= n and n % d != 0:
d += 1
if d*d > n:
return (d*d > n)
return True
else:
return False
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

116. Логические функции: использование

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
116
Логические функции: использование
! Функция, возвращающая логическое значение,
может использоваться везде, где и логическая
величина!
n = int ( input() )
while isPrime(n):
print ( n, "– простое число" )
n = int ( input() )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

117. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
117
Задачи
«A»: Напишите логическую функцию, которая
определяет, является ли переданное ей число
совершенным, то есть, равно ли оно сумме своих
делителей, меньших его самого.
Пример:
Введите натуральное число:
28
Число 28 совершенное.
Пример:
Введите натуральное число:
29
Число 29 не совершенное.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

118. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
118
Задачи
«B»: Напишите логическую функцию, которая
определяет, являются ли два переданные ей числа
взаимно простыми, то есть, не имеющими общих
делителей, кроме 1.
Пример:
Введите два натуральных числа:
28 15
Числа 28 и 15 взаимно простые.
Пример:
Введите два натуральных числа:
28 16
Числа 28 и 16 не взаимно простые.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

119. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
119
Задачи
«С»: Простое число называется гиперпростым, если любое
число, получающееся из него откидыванием нескольких
последних цифр, тоже является простым. Например,
число 733 – гиперпростое, так как и оно само, и числа 73
и 7 – простые. Напишите логическую функцию, которая
определяет, верно ли, что переданное ей число –
гиперпростое. Используйте уже готовую функцию
isPrime, которая приведена в учебнике.
Пример:
Введите натуральное число:
733
Число 733 гиперпростое.
Пример:
Введите натуральное число:
19
Число 19 не гиперпростое.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

120. Программирование на языке Python

120
Программирование
на языке Python
§ 61. Рекурсия
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

121. Что такое рекурсия?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
121
Что такое рекурсия?
У попа была собака, он её любил,
Она съела кусок мяса, он её убил,
В землю закопал,
Надпись написал:
У попа была собака, он её любил,
Она съела кусок мяса, он её убил,
В землю закопал,
Надпись написал:
…
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

122. Что такое рекурсия?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
122
Что такое рекурсия?
Натуральные числа:
• 1 – натуральное число
• если n – натуральное число,
то n 1 – натуральное число
индуктивное
определение
Рекурсия — это способ определения множества
объектов через само это множество на основе
заданных простых базовых случаев.
Числа Фибоначчи:
• F1 F2 1
• Fn Fn 1 Fn 2 при n 2
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

123. Фракталы

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
123
Фракталы
Фракталы – геометрические фигуры, обладающие
самоподобием.
Треугольник Серпинского:
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

124. Ханойские башни

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
124
Ханойские башни
1
2
3
• за один раз переносится один диск
• класть только меньший диск на больший
• третий стержень вспомогательный
перенести (n, 1, 3)
перенести (n-1, 1, 2)
1 -> 3
перенести (n-1, 2, 3)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

125. Ханойские башни – процедура

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
125
Ханойские башни – процедура
сколько
откуда
куда
номер
def Hanoi ( n, k, m ): вспомогательного
рекурсия p = 6 - k - m
стержня (1+2+3=6!)
Hanoi ( n-1, k, p )
print ( k, "->", m )
Hanoi ( n-1, p, m )
рекурсия
? Что плохо?
! Рекурсия никогда не остановится!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

126. Ханойские башни – процедура

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
126
Ханойские башни – процедура
Рекурсивная процедура (функция) — это процедура
(функция), которая вызывает сама себя напрямую или
через другие процедуры и функции.
def Hanoi ( n, k, m ):
if n == 0: return
p=6-k-m
Hanoi ( n-1, k, p )
print ( k, "->", m )
Hanoi ( n-1, p, m )
условие выхода из
рекурсии
# основная программа
Hanoi( 4, 1, 3 )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

127. Вычисление суммы цифр числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
127
Вычисление суммы цифр числа
Задача. Написать рекурсивную функцию, которая
вычисляет сумму цифр числа.
s = sumDigits( 1234 )
1
2
3
4
n
sumDigits( 123 ) + 4
n // 10
n % 10
sumDigits( n )= sumDigits( n // 10 )+(n % 10)
sumDigits( n )= n для n < 10
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Это всё?
http://kpolyakov.spb.ru

128. Вычисление суммы цифр числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
128
Вычисление суммы цифр числа
последняя
цифра
def sumDigits ( n ):
if n < 10: return n
d = n % 10
sum = d + sumDigits ( n // 10 )
return sum
рекурсивный вызов
? Где условие окончания рекурсии?
sumDigits( 1234 )
4 + sumDigits( 123 )
4 + 3 + sumDigits( 12 )
4 + 3 + 2 + sumDigits( 1 )
4 + 3 + 2 + 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

129. Вычисление суммы цифр числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
129
Вычисление суммы цифр числа
sumDigits ( 123 )
d=3
sum = 3 + sumDigits ( 12 )
sumDigits ( 12 )
d=2
sum = 2 + sumDigits ( 1 )
sumDigits ( 1 )
return 1
return 6
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
return 3
http://kpolyakov.spb.ru

130. Вывод двоичного кода числа

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
130
Вывод двоичного кода числа
Задача. Написать рекурсивную процедуру, которая
выводит двоичную запись числа. условие выхода из
рекурсии
def printBin ( n ):
if n == 0: return
printBin ( n // 2 )
print ( n % 2, end = "" )
напечатать все
цифры, кроме
последней
вывести
последнюю цифру
printBin(
01))
printBin(
printBin(
24))
printBin(
printBin(
))
printBin(919
? Как без рекурсии?
10011
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

131. Алгоритм Евклида

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
131
Алгоритм Евклида
Алгоритм Евклида. Чтобы найти НОД двух натуральных
чисел, нужно вычитать из большего числа меньшее до
тех пор, пока меньшее не станет равно нулю. Тогда
второе число и есть НОД исходных чисел.
def NOD ( a, b ):
if a == 0 or b == 0:
условие окончания
рекурсии
return a + b;
if a > b:
return NOD( a - b, b )
else:
return NOD( a, b – a )
рекурсивные вызовы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

132. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
132
Задачи
«A»: Напишите рекурсивную функцию, которая
вычисляет НОД двух натуральных чисел, используя
модифицированный алгоритм Евклида.
Пример:
Введите два натуральных числа:
7006652 112307574
НОД(7006652,112307574)=1234.
«B»: Напишите рекурсивную функцию, которая
раскладывает число на простые сомножители.
Пример:
Введите натуральное число:
378
378 = 2*3*3*3*7
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

133. Задачи

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
133
Задачи
«C»: Дано натуральное число N. Требуется получить и
вывести на экран количество всех возможных
различных способов представления этого числа в
виде суммы натуральных чисел (то есть, 1 + 2 и 2 + 1
– это один и тот же способ разложения числа 3).
Решите задачу с помощью рекурсивной функции.
Пример:
Введите натуральное число:
4
Количество разложений: 4.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

134. Как работает рекурсия?

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
134
Как работает рекурсия?
Факториал:
1, N 1
N !
N ( N 1)!, N 1
def Fact(N):
print ( "->", N )
if N <= 1: F = 1
else:
F = N * Fact ( N – 1 )
print ( "<-", N )
return F
-> N = 3
-> N = 2
-> N = 1
<- N = 1
<- N = 2
<- N = 3
? Как сохранить состояние функции перед
рекурсивным вызовом?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

135. Стек

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
135
Стек
Стек – область памяти, в которой хранятся локальные
переменные и адреса возврата.
SP
значение
параметра
адрес
возврата
SP
Fact(3)
3
A
локальная
переменная
F
SP
Fact(2)
3
A
F
2
AF
F
SP
Fact(1)
3
A
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
F
2
AF
F
1
AF
F
http://kpolyakov.spb.ru

136. Рекурсия – «за» и «против»

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
136
Рекурсия – «за» и «против»
• с каждым новым вызовом расходуется память в стеке
(возможно переполнение стека)
• затраты на выполнение служебных операций при
рекурсивном вызове
программа становится более короткой и понятной
возможно переполнение стека
замедление работы
! Любой рекурсивный алгоритм можно заменить
нерекурсивным!
def Fact ( n ):
f=1
for i in range(2,n+1):
итерационный
f *= i
алгоритм
return f
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

137. Анализ рекурсивных функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
137
Анализ рекурсивных функций
Задача. Что выведет эта программа?
def f( x ):
1, x 3
if x < 3:
f ( x)
return 1
f ( x 1) 2,
else:
return f( x-1 ) + 2
x 3
print( f( 5 ) )
Метод подстановки:
f(5) = f(4) + 2 = 5 + 2 = 7
f(4) = f(3) + 2 = 3 + 2 = 5
f(3) = f(2) + 2 = 1 + 2 = 3
f(2) = 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
f (5)
f (4)
f (3)
линейная
структура
f (2)
http://kpolyakov.spb.ru

138. Анализ рекурсивных функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
138
Анализ рекурсивных функций
Задача. Что выведет эта программа?
def f( x ):
1
,
x
3
if x < 3: f ( x)
return 1
f ( x 1) 2 f ( x 2),
else:
return f(x-1) + 2* f(x-2)
print( f( 5 ) )
дерево
f (5) 11
f (3) 3
f (4) 5
3 f (3)
1 f (2)
f (2)
1
f (1) 1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
x 3
f (2)
1
f (1)
1
http://kpolyakov.spb.ru

139. Анализ рекурсивных функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
139
Анализ рекурсивных функций
Чему равно f (5)?
1, x 3
f ( x)
f ( x 1) 2 f ( x 2), x 3
Табличный метод :
x
f (x)
1
1
2
1
3
3
*2
начальные
значения
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
4
5
*2
5
11
*2
f(3) = f(2) + 2*f(1) = 3
f(4) = f(3) + 2*f(2) = 5
f(5) = f(4) + 2*f(3) = 11
http://kpolyakov.spb.ru

140. Анализ рекурсивных функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
140
Анализ рекурсивных функций
Задача. Сколько звёздочек выведет эта программа?
def f( x ):
if x > 0: g(x-1)
def g( x ):
print( "*" )
if x > 1: f(x-3)
f( 11 )
f (11)
g(10)
*
f (7)
g(6)
*
f (3)
g(2)
f (-1)
*
Ответ: 3
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

141. Анализ рекурсивных функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
141
Анализ рекурсивных функций
Задача. Сколько звёздочек выведет эта программа?
def f( x ):
1, x 0
if x > 0:
f ( x)
g( x-1 )
g ( x 1) f ( x 2) 1, x 0
f( x-2 )
print( "*" )
def g( x ):
print( "*" )
if x > 1: f(x-3)
1, x 1
g ( x)
1 f ( x 3), x 1
f( 9 )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

142. Анализ рекурсивных функций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
142
Анализ рекурсивных функций
1, x 0
f ( x)
g ( x 1) f ( x 2) 1, x 0
1, x 1
g ( x)
1 f ( x 3), x 1
x
f (x)
g(x)
–1
1
1
0
1
1
1
3
1
2
3
2
3
6
2
4
6
4
5 6 7 8 9
11 11 19 19 32
4 7 7 12 12
f (1) = g(0) + f (–1) + 1 = 3
f (2) = g(1) + f (0) + 1 = 3
Ответ: 32
g (2) = 1 + f (–1) = 2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

143. Конец фильма

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
143
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
[email protected]
ЕРЕМИН Евгений Александрович
к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной
дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь
[email protected]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

144. Источники иллюстраций

Алгоритмы и программирование, язык Python, 10 класс
144
Источники иллюстраций
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
old-moneta.ru
www.random.org
www.allruletka.ru
www.lotterypros.com
logos.cs.uic.edu
ru.wikipedia.org
www.cgtrader.com
иллюстрации художников издательства «Бином»
авторские материалы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

English Русский Rules