一、实验目的

使用Python解决简单问题

二、实验要求

自主编写并运行代码，按照模板要求撰写实验报告

三、实验步骤

本次实验共有4题：

1. 自行给定一个从小到大排好序的数组，输入一个数并将其插入到原始数组中，新的数组还是满足从小到大的排列顺序
2. 随机生成两个4*4的矩阵X和Y，要求用for循环取出X,Y矩阵对应位置的值，将其相减后放入新的矩阵Z中
3. 随机输入一个矩阵，求它的逆矩阵并验证猜数字游戏，随机生成一个数x(1<x<10000)，玩家每次输入一个数y，如果y大于或小于x，则给出相应提示，如y=x则表示数字猜对了。
   四、实验结果

T1

"""
自行给定一个从小到大排好序的数组
输入一个数并将其插入到原始数组中
新的数组还是满足从小到大的排列顺序
"""
import randomlength = random.randint(5, 10)  # 生成数组的长度
arr = []
for i in range(0, length):arr.append(random.randint(-100, 100))arr = sorted(arr)
print('原数组如下：' + str(arr))print("请输入一个数：")
num = int(input())
arr.append(num)
arr = sorted(arr)
print('重新排序后：' + str(arr))

T2

"""
随机生成两个4*4的矩阵X和Y
要求用for循环取出X,Y矩阵对应位置的值
将其相减后放入新的矩阵Z中
"""
import randomimport numpy as npx = np.zeros(shape=(4, 4))
y = np.zeros(shape=(4, 4))for i in range(0, 4):for j in range(0, 4):x[i][j] = random.randint(-100, 100)y[i][j] = random.randint(-100, 100)print('随机数组x：')
print(x)
print('随机数组y：')
print(y)# 等价于矩阵相减，此处使用for循环
z = np.zeros(shape=(4, 4))
for i in range(0, 4):for j in range(0, 4):z[i][j] = x[i][j] - y[i][j]
print('x - y = ')
print(z)

T3

按照实验要求，本题测试应该使用随机的矩阵（code 3实现）。但是逆矩阵各数值可能是无理数，且由于浮点数的精度问题，导致求出的逆矩阵各数值只是“近似”，进而导致验证出现问题，求解正确的逆矩阵被判定为求解错误.
故使使用一个相对特殊的情况进行求解（code 3-1实现）

"""
Code 3
随机输入一个矩阵，求它的逆矩阵并验证
遇到精度问题
"""
import randomimport numpy as npline = random.randint(2, 10)
row = line  # 方阵才有逆
x = np.random.randint(-100, 100, (line, row))"""
按照实验要求应该使用由随机数生成的矩阵
但是由于浮点数的精度问题，且逆矩阵各数值可能是无理数
所以导致求出的逆矩阵各数值只是“近似”
进而导致验证出现问题
"""
print('原矩阵：')
print(x)inv = np.matrix(np.linalg.inv(x))
print('原矩阵的逆：')
print(inv)res = np.matrix(x) * inv
print(res)"""
Code 3-1
随机输入一个矩阵，求它的逆矩阵并验证
"""
import numpy as npprint('请输入方阵大小：')
size = int(input())
s = ''
irr = 0for i in range(0, int(size)):s = s + input()mat = np.zeros(shape=(size, size))for i in range(0, len(s)):mat[int(irr / size)][irr % size] = s[irr]irr = irr + 1inv = np.matrix(np.linalg.inv(mat))res = mat * inv
print(inv)
print(res)

T4

"""
猜数字游戏，随机生成一个数x(1<x<10000),玩家每次输入一个数y
如果y大于或小于x，则给出相应提示，如y=x则表示数字猜对了。
"""
import randomx = random.randint(1, 10000)def check(flag):if int(flag) > int(x):bigger()return Falseelif int(flag) < int(x):smaller()return Falseelse:print('Congratulations!')return Truedef bigger():print('too big')def smaller():print('too small')while True:y = input()if check(y):exit(0)

五、实验体会

查询资料，显示Python中使用双精度浮点数来存储小数，8字节64位存储空间分配了52位来存储浮点数的有效数字，11位存储指数，1位存储正负号（本质上是二进制表示的科学计数法），舍入（round）的规则为“0 舍 1 入”。
如果需要更高精度，可以使用类型Decimal并使用decimal.Decimal() 来存储精确的数字。或者使用Fraction模块来表示分数进行运算。