# Python 練習題
###### tags: `tutor` `python`
本文所有內容與資料皆由本人蒐集與撰寫，轉載請註明出處。

- [Python 教學講義](https://hackmd.io/w5n1Ow8NSea_-UAeXTJDSw?view)
- 亦可參考 [ZeroJudge](https://zerojudge.tw/Problems)

## If-else 與基本語法練習
- BMI 計算機
撰寫一個程式，讀入使用者的身高、體重
並判斷使用者為過輕、正常、或異常
若異常則再判斷為過重、輕度、中度、或重度
BMI = 體重 除以 身高的平方
體重的單位為公斤，身高的單位為公尺

- 買賣交易小工具
撰寫一個程式，可以讀入使用者的以下輸入：
- 商品售價
- 現有預算
- 購買意願（Y/N）

並做以下判斷，將結果回傳至螢幕上：
- 若沒有購買意願，則印出再見並結束執行
- 若有購買意願，但預算不夠，則印出預算不夠
- 若有購買意願且預算夠，印出最大可購買的數量與剩餘的錢

舉例：

    >>> 商品售價：500
    >>> 現有預算：1000
    >>> 購買意願：Y
    Output：最大可購買 2 個，沒有剩餘的錢。

    >>> 商品售價：500
    >>> 現有預算：1100
    >>> 購買意願：Y
    Output：最大可購買 2 個，剩餘 100 元。

    >>> 商品售價：800
    >>> 現有預算：600
    >>> 購買意願：Y
    Output：預算不夠
    
    >>> 商品售價：800
    >>> 現有預算：600
    >>> 購買意願：N
    Output：再見

- 三數比大小（1）
撰寫一個程式，讀入三個整數
兩兩比對，判斷三個整數大小，並依照其大小輸出
舉例：
輸入3、6、4，輸出6 4 3
輸入6、6、5，輸出6 6 5

- 三數比大小（2）
撰寫一個程式，讀入三個整數
兩兩比對，判斷三個整數大小，並依照其大小關係輸出對應結果
舉例：
輸入3、6、4，輸出6>4>3
輸入6、6、5，輸出6=6>5

## 迴圈練習
- 菱形
給定輸入整數n，印出高度為2n的菱形
可以用任何符號代替星號，其他的地方為空白


- 遊戲執行
撰寫一個程式，不斷詢問使用者是否繼續遊玩
若使用者輸入Y則繼續詢問，輸入N則印出結束並結束
若輸入其他東西則顯示輸入錯誤並再詢問一次

- 九九乘法表（Hint：雙重迴圈）
印出九九乘法表，順序為：1x1=1，1x2=2，1x3=3 ... 9x9=81

- 階乘總和
給定輸入整數n，計算1!+2!+3!+...n!

- 費波納契數列
給定輸入整數n，輸出前n項費波納契數列
舉例：n = 8，輸出為 1 1 2 3 5 8 13 21

## 函數
- 找最大
撰寫一個函數，輸入為 list，回傳 list 中最大的數字
並實際使用幾個例子呼叫函數以測試正確性（不要使用 max()）
舉例：
input - [1,2,3,4,5]
output - 5

- 歐幾里得距離
請參考下列函數說明，完成兩個函數
提示：函數預設值、在函數中使用函數

    def eucidean_distance(x1y1, x2y2=[0,0]):
        """
        x1y1: list of 2 integers (兩個整數)
        x2y2: list of 2 integers (兩個整數，預設值為 [0,0])
        return: the distance between the two points (回傳兩點距離)
        """
        # TODO
        # Implement the function to calculate the distance between two points
        # 完成此函數，計算兩點之間的距離
        pass

    def find_closer(x1y1, x2y2):
        """
        x1y1: list of 2 integers (兩個整數)
        x2y2: list of 2 integers (兩個整數)
        return: the closer point to the origin and its distance (回傳較接近原點的座標，與其距離)
        """
        # TODO
        # Implement the function to find the closer point to the origin 
        # 完成此函數，回傳較接近原點的座標與其距離 (有兩個回傳值)
        pass

    # Test Cases，輸出應該要跟下面的一樣
    dis = eucidean_distance([3,4])
    print(dis) # 5.0
    dis = eucidean_distance([3,4], [9,12]) 
    print(dis) # 10.0

    point, dis = find_closer([3,4], [6,8])
    print(point) # [3,4]
    print(dis) # 5.0

    point, dis = find_closer([1,1], [6,8])
    print(point) # [1,1]
    print(dis) # 1.4142135623730951

- 找因數
請參考下列函數說明，完成兩個函數
提示：for 迴圈判斷，在函數中使用函數

    def find_factor(n):
        """
        n: integer (整數)
        return: list of factors of n (清單，n 的因數)
        """
        # TODO
        # Implement the function to find the factors of n
        # 回傳 n 的因數
        pass

    def find_multiple_factor(list):
        """
        list: list of integers (整數清單)
        return: list of factors of all integers in the list (清單中還有清單，所有整數的因數)
        """
        # TODO
        # Implement the function to find the factors of all integers in the list
        # 回傳所有整數的因數
        pass

    def find_common_factor(x, y):
        """
        x: integer (整數)
        y: integer (整數)
        return: list of common factors of x and y (清單，x 和 y 的共同因數)
        """
        # TODO
        # Implement the function to find the common factors of x and y
        # 回傳 x 和 y 的共同因數
        pass

    # Test Cases，輸出應該要跟下面的一樣
    factors = find_factor(12)
    print(factors) # [1, 2, 3, 4, 6, 12]
    factors = find_factor(15)
    print(factors) # [1, 3, 5, 15]

    all_factors = find_multiple_factor([12, 15])
    print(all_factors) # [[1, 2, 3, 4, 6, 12], [1, 3, 5, 15]]
    all_factors = find_multiple_factor([9, 12])
    print(all_factors) # [[1, 3, 9], [1, 2, 3, 4, 6, 12]]

    common_factors = find_common_factor(12, 15)
    print(common_factors) # [1, 3]
    common_factors = find_common_factor(6, 24)
    print(common_factors) # [1, 2, 3, 6]

## 其他資料類別練習
- 驗證身份證號碼
撰寫一個函數，輸入為身份證字串如 'A123456789'，驗證其是否為真實身份證
回傳為布林值，可自由印出提示訊息
驗證規則可參考[這裡](https://web.fg.tp.edu.tw/~anny/idtest.htm?fbclid=IwAR0pI0ymRmanb3sx2noxsfYO1UgzSBVyh3VIM-U3Sl_TaGg6ZrezNT5srwg)，當檢查碼為0時即為有效身份證號碼
需先判定輸入格式正確（共10碼、第一碼為英文、後九碼為數字、第二碼為1或2）
可使用 isaplha()、isdigit() 來判定
字母與數字的對照可使用 dict 來儲存，如下：

    map = {'A':10, 'B':11, 'C':12, 'D':13, 'E':14,
     'F':15, 'G':16, 'H':17, 'I':34, 'J':18,
     'K':19, 'L':20, 'M':21, 'N':22, 'O':35,
     'P':23, 'Q':24, 'R':25, 'S':26, 'T':27,
     'U':28, 'V':29, 'W':32, 'X':30, 'Y':31,
     'Z':33 }

- 商品價目表
已知餅乾20元有3包、飲料30元有2罐、麵包10元有1個、泡麵15元有5包、爆米花50元有1個、茶葉蛋8元有10個、便當90元有5個
請將上述資訊存入字典，並撰寫一個程式
輸入為商品名稱與欲購買數量
輸出為是否可以購買，以及總花費
舉例：
input - 泡麵 3
output - 可以購買，共需 45 元

- 字母頻率表
撰寫一個函數，輸入為一個英文字串
回傳一個字典，其中 key 為每個出現過的字母， value 為其出現次數
舉例：
input - 'brontosaurus'
output - {'b': 1, 'r': 2, 'o': 2, 'n': 1, 't': 1, 's': 2, 'a': 1, 'u': 2}

- Inverse Dictionary
撰寫一個函數，輸入為一個字典
將其所有 key 與 value 對調，再以字典形式回傳
若原始 value 有重複則用 list.append()
參考以下例子：
input - {'b': 1, 'r': 2, 'o': 2, 'n': 1, 't': 1, 's': 2, 'a': 1, 'u': 2}
output - {1: ['b', 'n', 't', 'a'], 2: ['r', 'o', 's', 'u']}

- 基本集合操作之一
給定兩集合 A、B，試求其聯集、交集與差集（A-B）

- 基本集合操作之二
給定三事件集合 A、B、C，試求
- A 且 B 且 C
- A 且 B 且 非C
- A 或 B 或 C
- A 或 B 且 非C
- 非A 且 非B 且 C
參考文氏圖：
## 複習：條件、清單、字串、迴圈、字典
給定一個列表 book_list，內含多本書的資訊，每本書都是一個字典，字典中包含三個欄位："book_name"，"author"，"ratings"。

請寫一個函式，計算每本書的平均評分（ratings 的平均分數），並以"book_name by author"為鍵，平均評分為值，回傳一個字典 book_rating，僅記錄評分大於3分的書。

Input:

book_list = [{"book_name": "To Kill a Mockingbird", "author": "Harper Lee", "ratings": [4, 5, 4, 5, 5]},
    {"book_name": "Pride and Prejudice", "author": "Jane Austen", "ratings": [3, 4, 2, 4, 4]},
    {"book_name": "1984", "author": "George Orwell", "ratings": [5, 5, 4, 4, 5]},
    {"book_name": "The Great Gatsby", "author": "F. Scott Fitzgerald", "ratings": [2, 3, 3, 2, 3]},
    {"book_name": "One Hundred Years of Solitude", "author": "Gabriel García Márquez", "ratings": [5, 5, 5, 5, 4]},
    {"book_name": "Moby-Dick", "author": "Herman Melville", "ratings": [2, 2, 2, 2, 2]},
    {"book_name": "Brave New World", "author": "Aldous Huxley", "ratings": [3, 4, 4, 5, 4]}
]

Output:

{
    'To Kill a Mockingbird by Harper Lee': 4.6,
    '1984 by George Orwell': 4.6,
    'One Hundred Years of Solitude by Gabriel García Márquez': 4.8,
    'Pride and Prejudice by Jane Austen': 3.4,
    'Brave New World by Aldous Huxley': 4.0
}

## 檔案操作、例外處理練習
使用例外處理（`try-except`），試著讀入 'file.txt'
當讀檔成功時，印出檔案所有內容，讀檔失敗時則產生 'ReadFileError'（`raise`）

## Lambda
- 函數改寫：試著將「計算歐幾里得距離」改寫為 Lambda
- map()：將「找最大」 map 到一個 list 中的各個元素，測試其是否正確（可以使用 max()）
Input: [[1,2,3,4,5],[100,10,1,0],[2,5,10,6,8,3]]
Output: [5, 100, 10]
- filter() & sorted()：
使用 filter() 與 sorted()，將以下 list 依照給定條件排序或篩選
各項元素分別代表名字、身高、體重、分數

    grade = [('Bobby', 175, 65, 80), 
            ('Amy', 160, 50, 90), 
            ('Kent', 180, 90, 65),
            ('Dennis', 170, 70, 70),
            ('Jeremy', 178, 102, 95),
            ('Wednesday', 165, 55, 100)]

- 依照名字字母順序（A~Z）排序
- 依照名字長度小到大排序
- 依照身高從大排到小
- 依照身高從小排到大
- 篩選出BMI>=25的人
- 篩選出分數>=90分的人，並依分數從高到低排序

## 套件使用練習
以下題請挑一題用上課提到的不同方法各撰寫一次（如下），請自行搜尋所需要使用的函數。
在學習 Python 的路途上，自行尋找適合套件/函數的能力是很重要的，在學習完基礎後多半也是透過自主搜尋跟大量練習來熟悉 Python 的用法。
- `import [package]`
- `from [package] import [module/function]`
- `import [package] as [name]`

題目：
- 使用 `os` 套件印出當前路徑裡下的所有檔案
- 使用 `math` 套件內的函數計算階乘（e.g. 5！= 120）
- 使用 `random` 套件撰寫一個程式，每次執行時會給出一個隨機整數，範圍介於 1~100000 之間
- 使用 `random` 套件撰寫一個程式，給定一個 List，每次執行會回傳該 List 中的隨機元素
- 使用 `datetime` 套件撰寫一個程式，每次執行時會印出現在時間，需包含年/月/日/時/分/秒
- 使用 `time` 套件計算執行以下程式碼所需時間：

    cnt = 0
    while cnt <= 1000000:
        cnt += 1

- 使用 `matplotlib.pyplot` 套件繪出以下圖表，第二張圖中，y值使用 `random` 隨機產生，而 x 與 y 皆為 1 - 10 之間的整數：

## Class
- 銀行帳戶
設計一個銀行帳戶類別（Account），每個帳戶都有自己的帳號（account_number）、所有者的姓名（owner_name）、餘額（balance），並提供以下功能：
- 存款（deposit）
- 提款（withdraw）
- 查詢帳戶信息（get_account_info）
- 轉賬（transfer），將款項從一個帳戶轉移到另一個帳戶

- 學生
設計一個學生類別（Student），每個學生都有自己的學號（student_id）、姓名（name）、年級（grade）、和科目成績（subject_scores），並提供以下功能：
- 新增一科成績（add_subject_score），可以新增一科科目的成績，包括科目名稱和成績。
- 查詢全部科目成績（get_all_subject_scores），可以獲取該學生的所有科目成績。
- 計算平均成績（calculate_average_score），可以計算該學生的平均成績。
- 獲取學生資訊（get_student_info），可以獲取該學生的所有資訊，包括學號、姓名、年級、科目成績和平均成績。