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一、实验目的
- 熟练运用Python运算符。
- 熟练运用Python内置函数。
- 掌握Python的基本输入输出方法。
- 了解lambda表达式作为函数参数的用法。
- 掌握列表、元组、字典、集合的概念和基本用法。
- 了解Python函数式编程模式。
二、实验内容：
1. 在命令模式测试如下命令，通过结果理解并熟练掌握以下内置函数：
（1）程序代码：
>>> from random import randint
>>> a = [randint(1, 100) for i in range(10)]
>>> print(max(a), min(a), sum(a))
100 27 664
>>> sum(a)/len(a)
66.4
（2）运行结果（截图）：
（1）程序代码：
>>> x = list(range(11))
>>> import random
>>> random. shuffle(x)
>>> x
[0, 9, 6, 2, 1, 10, 8, 3, 5, 4, 7]
>>> sorted(x)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> y = ['aaaa', 'bc', 'd', 'b', 'ba']
>>> sorted(y, key=lambda item: (len(item), item))
['b', 'd', 'ba', 'bc', 'aaaa']
>>> sorted(x, key=lambda item: len(str(item)), reverse=True)
[10, 0, 9, 6, 2, 1, 8, 3, 5, 4, 7]
>>> sorted(x, key=str)
[0, 1, 10, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>>
（2）运行结果（截图）：
（1）程序代码：
>>> list(map(str, range(5)))
['0', '1', '2', '3', '4']
>>> def add5(v):
... return v+5
...
>>> list(map(add5, range(10)))
[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]
>>> def add(x, y):
... return x+y
...
>>> list(map(add, range(5), range(5, 10)))
[5, 7, 9, 11, 13]
>>>
（2）运行结果（截图）：
（1）程序代码：
>>> range(5)
range(0, 5)
>>> list()
[]
>>> list(range(1, 10, 2))
[1, 3, 5, 7, 9]
>>> list(range(9, 0, -2))
[9, 7, 5, 3, 1]
（2）运行结果（截图）：
（1）程序代码：
>>> list(zip('abed', [1, 2, 3]))
[('a', 1), ('b', 2), ('e', 3)]
>>> list(zip('123', 'abe', ',.!'))
[('1', 'a', ','), ('2', 'b', '.'), ('3', 'e', '!')]
>>> x = zip('abcd', '1234')
>>> list(x)
[('a', '1'), ('b', '2'), ('c', '3'), ('d', '4')]
（2）运行结果（截图）：
2. 编写程序，输入任意大的自然数，输出各位数字之和。
参考代码：
（1）程序代码：
num = input('请输入一个自然数:')
print(sum(map(int, num)))（2）运行结果（截图）：
3. 编写程序，输入两个集合 setA 和 setB，分别输出它们的交集、并集和差集 setA-setB。
参考代码：
（1）程序代码：
setA = eval(input('请输入一个集合:'))
setB = eval(input('再输入一个集合:'))
print('交集:', setA & setB)
print('并集:', setA | setB)
print('setA-setB', setA - setB)（2）运行结果（截图）：
4. 编写程序，输入一个包含若干整数的列表，输出一个新列表，要求新列表中只包含原列表中的偶数。
（1）程序代码：
lst = input('请输入一个包含若干整数的列表：')
lst = eval(lst)
print(list(filter(lambda x: x % 2 == 0, lst)))（2）运行结果（截图）：
5. 编写程序，输入两个分别包含若干整数的列表lstA和lstB，输出一个字典，要求使用列表lstA中的元素作为键，列表lstB中的元素作为值，并且最终字典中的元素数量取决于lstA和lstB中元素最少的列表的数量。
（1）程序代码：
lstA = eval(input('请输入包含若干整数的列表lstA：'))
lstB = eval(input('请输入包含若干整数的列表lstB：'))
result = dict(zip(lstA, lstB))
print(result)（2）运行结果（截图）：
6. 编写程序，输入一个包含若干整数的列表，输出新列表，要求新列表中的所有元素来自于输入的列表，并且降序排列。
（1）程序代码：
lst = eval(input('请输入包含若干整数的列表lst：'))
print(sorted(lst, reverse=True))（2）运行结果（截图）：
7. 编写程序，输入一个字符串，输出期中出现次数最多的字符及其出现的次数。要求使用字典。
（1）程序代码：
data = input('请输入一个字符串: ')
d = dict()
for ch in data:d[ch] = d.get(ch, 0) + 1mostCommon = max(d.items(), key=lambda item: item[1])
print(mostCommon)（2）运行结果（截图）：
三、实验任务
- 学习教材第1章、第2章内容，根据实验内容练习相关编程知识。
- 独立完成如下编程任务并提交实验报告。（报告撰写要求详见模板文档）
1. 编写程序，输入一个包含若干整数的列表，输出列表中所有整数连乘的结果。
（1）程序代码：
lst = eval(input('请输入一个包含若干整数的列表: '))
result = 1
for num in lst:result *= num
print("列表中所有整数连乘的结果为:", result)（2）运行结果（截图）：
2. 编写程序，生成包含1000个0~100的随机整数，并统计每个元素的出现次数。
（1）程序代码：
import random
random_numbers = [random.randint(0, 100) for _ in range(1000)]
count_dict = {}
for num in random_numbers:count_dict[num] = count_dict.get(num, 0) + 1
print("每个元素的出现次数统计:", count_dict)（2）运行结果（截图）：
部分截图
3. 编写程序，生成包含20个随机数的列表，然后将前10个元素升序排序，后10个元素降序排列，并输出结果。
（1）程序代码：
import random
random_numbers = [random.randint(0, 100) for _ in range(20)]
first_half = sorted(random_numbers[:10])
second_half = sorted(random_numbers[10:], reverse=True)
sorted_list = first_half + second_half
print("排序后的列表:", sorted_list)（2）运行结果（截图）：
部分截图
4. 编写程序，用户输入一个列表和2个整数作为下标，然后输出列表中介于2个下标闭区间直接的元素组成的子列表。例如用户输入[ 1,2,3,4,5,6 ] 和2，5，程序输出[ 3,4,5,6 ]。
（1）程序代码：
lst = eval(input('请输入一个列表: '))
start_index = int(input('请输入起始下标: '))
end_index = int(input('请输入结束下标: '))
sub_list = lst[start_index:end_index+1]
print("子列表:", sub_list)（2）运行结果（截图）：
四、实验总结：
知识点小结
在本次实验中，我深入学习并实践了Python的多个核心概念和技巧。我掌握了Python的基本运算符，这让我能够进行基础的数学计算和逻辑判断。
我也通过实际编程，熟练运用了Python的内置函数，比如max(), min(), sum(), sorted()等，这些函数极大地简化了我的数据处理工作。
此外，我还了解了lambda表达式的用法，尤其是在对列表进行排序和筛选时，lambda表达式提供了极大的便利。
对于Python的序列类型，如列表、元组、字典和集合，我通过实验加深了理解，并学会了如何有效地使用它们来存储和操作数据。我也接触了函数式编程的概念，通过使用map(), filter()等函数，我学会了如何将问题分解成更小的、可复用的部分，并通过函数的组合来解决它们。
实验体会
通过这次实验，我体会到了理论知识与实践操作相结合的重要性。我发现，只有将所学的概念应用到具体的编程任务中，才能真正理解和掌握它们。
未解决的问题
在实验过程中，在理解某些内置函数的高级用法和优化代码性能方面。我发现，对于一些复杂的编程问题，我还需要更多的练习和学习才能找到最佳的解决方案。
改进的方法
为了进一步提高Python编程能力，我计划采取以下几个措施：
1. 深入学习：我将通过阅读Python官方文档、参考书籍和在线教程来加深对Python内置函数和数据结构的理解。
2. 大量练习：我打算通过完成更多的编程练习和项目来提高我的编程技巧，特别是在数据处理和算法设计方面。
3. 反思总结：我会定期回顾和总结我的学习过程，找出知识盲点和不足之处，并制定相应的学习计划。