程式設計挑戰與商業應用程式設計例項

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程式設計的基礎在於邏輯思維的培養，而商業應用程式設計則更需要將抽象的商業邏輯轉化為具體的程式碼。本文首先介紹一系列程式設計挑戰，從基礎的數值運算到流程控制，循序漸進地引導讀者思考並解決問題。接著，我們探討幾個商業應用程式設計的案例，例如貸款計算、學費預測、退休規劃等，展示如何運用程式設計解決實際商業問題。最後，我們深入探討陣列這種重要的資料結構，理解其特性、優勢和應用場景，並學習如何在程式設計中有效地運用陣列來組織和操作資料，進一步提升程式設計的效率和效能，為開發更複雜的商業應用程式奠定基礎。

玄貓的程式設計挑戰

在這個章節中，我們將探討一些基礎的程式設計挑戰，旨在幫助你培養邏輯思維和問題解決能力。每個挑戰都會提供一個明確的目標和需求，你需要設計出合理的程式邏輯來實作它。

挑戰 1：輸出 g 和 h 的值

給定以下程式碼：

while g < h:
    g = g + 1
endwhile
output g, h

請問，當 g 和 h 分別為 5.1 和 5.2 時，程式將輸出什麼？

挑戰 2：輸出 1 到 15 的所有數字

設計一個程式，輸出從 1 到 15 的所有數字。

挑戰 3：輸出 1 到 15 的所有數字及其乘以玄貓的值

設計一個程式，輸出從 1 到 15 的所有數字，並且每個數字都乘以玄貓的值。

挑戰 4：輸出 2 到 200 的所有偶數

設計一個程式，輸出從 2 到 200 的所有偶數。

挑戰 5：輸出 10 到 0 的倒序數字

設計一個程式，輸出從 10 到 0 的倒序數字。

挑戰 6：輸出 1 到使用者輸入數字的所有數字之和

設計一個程式，允許使用者輸入一個數字，然後輸出從 1 到該數字的所有數字之和。

挑戰 7：輸出使用者輸入數字之和直到輸入 0

設計一個程式，允許使用者不斷輸入數字，直到輸入 0。然後輸出所有輸入數字之和。

挑戰 8：輸出最高和最低數字

設計一個程式，允許使用者輸入任意數量的數字，直到輸入負數。然後輸出最高和最低的數字。

看圖說話：

  graph LR
    A[開始] --> B[輸入數字]
    B --> C[判斷是否為負數]
    C -->|是| D[輸出最高和最低數字]
    C -->|否| B

這個圖表展示了挑戰 8 的基本邏輯流程。當使用者輸入一個數字時，程式會判斷是否為負數。如果是，則輸出最高和最低的數字；如果否，則繼續允許使用者輸入數字。

解決方案：

def challenge_8():
    numbers = []
    while True:
        num = float(input("請輸入一個數字："))
        if num < 0:
            break
        numbers.append(num)
    print("最高數字：", max(numbers))
    print("最低數字：", min(numbers))

challenge_8()

這個程式使用了一個列表來儲存使用者輸入的數字，當使用者輸入負數時，程式會跳出迴圈並輸出最高和最低的數字。

Step Up E-Z Loans 應用程式設計

a. 基本設計

Step Up E-Z Loans 的應用程式需要接受客戶的貸款金額和每月付款金額，然後輸出客戶每月的貸款餘額，直到貸款還清。

程式流程

  1. 輸入貸款金額和每月付款金額。
  2. 計算每月的利息和本金。
  3. 更新貸款餘額。
  4. 輸出當月的貸款餘額。
  5. 重複步驟 2-4，直到貸款餘額為 0。

b. 修改設計

在基本設計的基礎上，增加每月付款後增加 1% 的金融費用。

程式流程

  1. 輸入貸款金額和每月付款金額。
  2. 計算每月的利息和本金。
  3. 更新貸款餘額。
  4. 增加 1% 的金融費用。
  5. 輸出當月的貸款餘額。
  6. 重複步驟 2-5，直到貸款餘衡為 0。

Hunterville College 學費計算程式

a. 基本設計

Hunterville College 的學費計算程式需要輸出未來 10 年的學費，每年增加 3%。

程式流程

  1. 輸入初始學費。
  2. 計算每年的學費，增加 3%。
  3. 輸出當年的學費。
  4. 重複步驟 2-3，共 10 年。

b. 修改設計

修改程式，讓使用者輸入學費增加率。

程式流程

  1. 輸入初始學費和學費增加率。
  2. 計算每年的學費，增加使用者輸入的學費增加率。
  3. 輸出當年的學費。
  4. 重複步驟 2-3，共 10 年。

c. 修改設計

修改程式，讓使用者輸入第一年的學費增加率，之後每年的學費增加率增加 0.5%。

程式流程

  1. 輸入初始學費和第一年的學費增加率。
  2. 計算每年的學費，增加使用者輸入的學費增加率。
  3. 更新學費增加率，增加 0.5%。
  4. 輸出當年的學費。
  5. 重複步驟 2-4，共 10 年。

Skulling Financial Services 退休規劃計算器

基本設計

Skulling Financial Services 的退休規劃計算器需要讓使用者輸入工作年數和每年儲蓄金額，然後輸出退休後每年的儲蓄餘額。

程式流程

  1. 輸入工作年數和每年儲蓄金額。
  2. 計算每年的儲蓄金額，增加 3% 的利息。
  3. 輸出當年的儲蓄餘額。
  4. 重複步驟 2-3，直到儲蓄餘額為 0 或 30 年。

Hollywood Movie Rating Guide 電影評分程式

a. 基本設計

Hollywood Movie Rating Guide 的電影評分程式需要讓使用者輸入評分（0-4），然後輸出平均評分。

程式流程

  1. 輸入評分。
  2. 檢查評分是否在 0-4 之間，如果不在範圍內，請使用者重新輸入。
  3. 計算平均評分。
  4. 輸出平均評分。

b. 修改設計

修改程式，讓使用者有三次機會輸入有效評分，如果三次都無效，則顯示錯誤訊息。

程式流程

  1. 輸入評分。
  2. 檢查評分是否在 0-4 之間，如果不在範圍內，請使用者重新輸入。
  3. 如果使用者三次都無效，則顯示錯誤訊息。
  4. 計算平均評分。
  5. 輸出平均評分。

Café Noir Coffee Shop 客戶市場研究程式

基本設計

Café Noir Coffee Shop 的客戶市場研究程式需要讓使用者輸入郵遞區號、年齡和訂單數量，然後輸出客戶數量和平均年齡。

程式流程

  1. 輸入郵遞區號、年齡和訂單數量。
  2. 檢查郵遞區號是否有效，如果無效，請使用者重新輸入。
  3. 檢查年齡是否在 10-110 之間，如果不在範圍內，請使用者重新輸入。
  4. 檢查訂單數量是否在 1-10 之間，如果不在範圍內，請使用者重新輸入。
  5. 計算客戶數量和平均年齡。
  6. 輸出客戶數量和平均年齡。

MAINTENANCE05-01.txt 檔案修改

基本設計

MAINTENANCE05-01.txt 檔案需要修改以符合新的規格。

程式流程

  1. 讀取檔案內容。
  2. 修改檔案內容以符合新的規格。
  3. 儲存修改後的檔案內容。

DEBUG05-01.txt、DEBUG05-02.txt、DEBUG05-03.txt 和 DEBUG05-04.jpg 檔案除錯

基本設計

DEBUG05-01.txt、DEBUG05-02.txt、DEBUG05-03.txt 和 DEBUG05-04.jpg 檔案需要除錯以修正錯誤。

程式流程

  1. 讀取檔案內容。
  2. 檢查檔案內容是否有錯誤，如果有，則修正錯誤。
  3. 儲存修正後的檔案內容。

Game Zone 遊戲區

基本設計

Game Zone 遊戲區需要設計一個猜數字遊戲，讓使用者猜一個隨機生成的數字。

程式流程

  1. 生成一個隨機數字。
  2. 讓使用者猜數字。
  3. 檢查使用者的猜測是否正確，如果正確，則結束遊戲，如果不正確，則提示使用者猜高或猜低。
  4. 重複步驟 2-3，直到使用者猜對數字。

修改設計

修改遊戲，以模擬擲兩個骰子，讓使用者猜一個數字，如果猜對則贏得遊戲，如果三次都猜不對則電腦贏得遊戲。

程式流程

  1. 讓使用者猜一個數字。
  2. 模擬擲兩個骰子。
  3. 檢查使用者的猜測是否正確，如果正確，則結束遊戲，如果不正確，則提示使用者猜高或猜低。
  4. 重複步驟 2-3，直到使用者猜對數字或三次都猜不對。

修改設計

修改遊戲，以模擬 Pig 遊戲，讓使用者和電腦輪流擲兩個骰子，目標是先得到 100 分。

程式流程

  1. 初始化使用者和電腦的分數。
  2. 讓使用者擲兩個骰子，如果沒有出現 1，則加上骰子的點數，如果出現 1，則結束回合，如果出現兩個 1，則重置分數。
  3. 讓電腦擲兩個骰子，如果沒有出現 1，則加上骰子的點數，如果出現 1，則結束回合，如果出現兩個 1，則重置分數。
  4. 重複步驟 2-3，直到使用者或電腦得到 100 分。

陣列的應用與優勢

在程式設計中，陣列是一種重要的資料結構，允許我們儲存和管理多個相同資料型別的值。陣列的每個元素都有其索引值，可以用來存取和操作特定的元素。陣列的優勢在於它可以提供一個有序的儲存和顯示系統，讓程式設計師可以更容易地組織和操作資料。

陣列的特性

陣列有一些重要的特性，包括：

  • 所有元素必須是相同的資料型別
  • 陣列的大小是固定的，不能在執行時改變
  • 陣列的元素可以透過索引值存取和操作

陣列的應用

陣列可以用於多種情況，例如：

  • 儲存和管理多個相同資料型別的值
  • 實作多維資料結構
  • 最佳化程式的效能和記憶體使用

陣列的優點

陣列有以下優點：

  • 提供一個有序的儲存和顯示系統
  • 可以更容易地組織和操作資料
  • 可以提高程式的效能和記憶體使用

陣列的實作

陣列可以透過多種方式實作，例如：

  • 使用陣列變數
  • 使用指標和記憶體管理
  • 使用高階資料結構，如向量和列表

陣列的操作

陣列可以進行多種操作，例如：

  • 存取和操作特定的元素
  • 迭代和操作所有元素
  • 搜尋和查詢特定的元素

陣列的範例

以下是一個簡單的陣列範例：

# 定義一個陣列
my_array = [1, 2, 3, 4, 5]

# 存取和操作特定的元素
print(my_array[0])  # 輸出：1
my_array[0] = 10
print(my_array[0])  # 輸出：10

# 迭代和操作所有元素
for element in my_array:
    print(element)

# 搜尋和查詢特定的元素
index = my_array.index(3)
print(index)  # 輸出：2

看圖說話：

  flowchart TD
    A[陣列] --> B[元素]
    B --> C[索引值]
    C --> D[存取和操作]
    D --> E[迭代和操作]
    E --> F[搜尋和查詢]

在這個範例中，我們定義了一個陣列 my_array，然後存取和操作特定的元素，迭代和操作所有元素，搜尋和查詢特定的元素。這個範例展示了陣列的基本操作和應用。

從程式設計挑戰到金融應用程式設計，再到檔案處理和遊戲開發，本篇文章涵蓋了廣泛的程式設計主題。深入剖析這些應用案例的核心要素可以發現，程式設計的本質在於邏輯思維和問題解決能力的培養。分析不同程式設計任務的挑戰與瓶頸，我們可以看出，無論是簡單的數字輸出還是複雜的遊戲設計，都需要清晰的程式流程和資料結構設計。從實務落地的角度來看，掌握基礎的程式設計概念和技巧，例如迴圈、條件判斷、陣列操作等，對於解決實際問題至關重要。展望未來，隨著科技的發展，程式設計能力將成為 increasingly valuable 的技能，而培養邏輯思維和解決問題的能力將是個人發展的主流方向。玄貓認為，對於有志於提升自身競爭力的個人而言，持續學習和精行程式設計能力將帶來最佳效果。

玄貓

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。