“奥运排行榜”教学思路世界观热点

2023-03-02 07:56:32 来源：程序员客栈

说在前面

“奥运排行榜”是一个源于实际的排序问题，每个国家的信息是一条记录，包含编号、国家/地区、人口数量、各奖牌数等数据项，根据不同的排序标准，对各条记录进行排序。

(资料图片)

教材程序采用一个二维数组来存储数据，每个元素表示一条记录，排序时可以对整条记录进行交换操作。教材还提供了“思考与练习”，继续研究不同数据结构和排序要求下，冒泡排序的不同实现方法，要求学生理解数据结构与算法的关系，值得深入探讨。

教材文本

教材处理

教材程序首先读取csv文件，再逐行将数据插入到二维数组a中，数组a的每个元素都是一个字符串列表，例如a[1]的值为["8", "中国", "136407", "51", "21", "28", "100"]。

程序在执行冒泡排序时，以金牌数为关键字进行降序排序，故需要先使用int()函数将a[j][3]转换成整数，再作比较。

因为a[0]的值是标题，所以不参与排序，这虽然能够解决问题，但造成了隐患，最好是不要把标题存储到a中，这样排序时就可以放心大胆地套用代码模板了。可以引导学生自行编程解决奥运排行榜问题，并比较其与教材程序的异同。

学生任务单

阅读教材P132例1“奥运排行榜”，思考如下问题：

（1）教材程序中变量a是何种数据结构？其元素值（例如a[3]）是什么数据类型？

（2）教材程序是如何对数组a排序的？a[0]是否参与的排序？为什么？

（3）下列程序也能解决奥运排行榜问题，试比较其与教材程序的异同，并完成填空。

import csv

#数据读入

csvFile = open("jp.csv", "r") #打开相应数据文件

reader = list(csv.reader(csvFile)) # 转换成列表，以便跳过第一行

a = []

for item in reader[1:]:

a.append(item)

csvFile.close()

#排序

for i in range(1,len(a)):

for j in range(填空1):

if 填空2:

a[j], a[j+1] = 填空3

#数据写入

csvFile2 = open("jp2.csv","w", newline="")

writer = csv.writer(csvFile2, dialect="excel")

writer.writerow(reader[0]) #先写入标题

for i in a:

writer.writerow(填空4)

csvFile2.close()

（4）书中程序采用1个二维数组来存储数据，若改成以7个一维数组来存储数据，又该如何编程实现以金牌数为关键字进行降序排序功能？

参考代码如下，请将缺失的代码补充完整。

import csv

#数据读入

csvFile = open("jp.csv", "r") #打开相应数据文件

reader = list(csv.reader(csvFile)) #转换成列表，以便跳过第一行

a1 = [item[0] for item in reader[1:]] #编号

a2 = [填空1] #国家/地区

a3 = [item[2] for item in reader[1:]] #人口数量

a4 = [item[3] for item in reader[1:]] #金牌

a5 = [item[4] for item in reader[1:]] #银牌

a6 = [item[5] for item in reader[1:]] #铜牌

a7 = [填空2] #总数

#排序

for i in range(1,len(a1)):

for j in range(len(a1) - i):

if int(a4[j]) < int(a4[j+1]):

填空3（包含多行语句）

#数据写入

csvFile2 = open("jp2.csv","w", newline="")

writer = csv.writer(csvFile2, dialect="excel")

writer.writerow(reader[0]) #先写入标题

for i in range(len(a1)):

writer.writerow(填空4)

csvFile2.close()

（5）依然采用1个二维数组来存储数据，若将排序关键字改为“国民人均奖牌数”，并按升序排序，该如何编程实现以金牌数为关键字进行降序排序功能？

问题解析

（1）a是一个二维数组，其元素值是一个字符串数组，其中a[3]的值为["53", "美国", "32262", "36", "38", "36", "110"]，a[3][3]也是一个字符串，可以使用int(a[3][3])将其转换成整数，表示金牌数量。

（2）书中程序采用冒泡排序算法，以金牌数为关键字，对数组a进行降序排序。因为a[0]存储的是标题，故不参与排序。程序的内层循环从下标1开始遍历数组，这样可以跳过a[0]。

（3）填空1：len(a) - i；

填空2：int(a[j][3]) < int(a[j+1][3])；

填空3：a[j+1], a[j]；

填空4：i。

（4）填空1：item[1] for item in reader[1:]；

填空2：item[1] for item in reader[1:]；

填空3： a1[j], a1[j+1] = a1[j+1], a1[j]

a2[j], a2[j+1] = a2[j+1], a2[j]

a3[j], a3[j+1] = a3[j+1], a3[j]

a4[j], a4[j+1] = a4[j+1], a4[j]

a5[j], a5[j+1] = a5[j+1], a5[j]

a6[j], a6[j+1] = a6[j+1], a6[j]

a7[j], a7[j+1] = a7[j+1], a7[j]

填空4：[a1[i],a2[i],a3[i],a4[i],a5[i],a6[i],a7[i]]。

（5）参考代码如下：

import csv

#数据读入

csvFile = open("jp.csv", "r") #打开相应数据文件

reader = list(csv.reader(csvFile)) # 转换成列表，以便跳过第一行

a = []

for item in reader[1:]:

a.append(item)

csvFile.close()

#排序：关键字“国民人均奖牌数”，按升序排序

for i in range(1,len(a)):

for j in range(len(a) - i):

if int(a[j][6])/int(a[j][2]) > int(a[j+1][6])/int(a[j+1][2]):

a[j], a[j+1] = a[j+1], a[j]

#数据写入

csvFile2 = open("jp2.csv","w", newline="")

writer = csv.writer(csvFile2, dialect="excel")

writer.writerow(reader[0]) #先写入标题

for i in a:

writer.writerow(i)

csvFile2.close()

课后作业

任务（4）以7个一维数组来存储数据，当以金牌数为关键字进行降序排序时，不仅是对a4排序，其他6个数组的元素值也要相应变化，效率不高。因为这7个数组的结构一致，相同下标对应同一个国家，故我们可以增加一个索引数组b，专门用来存储这7个数组的下标，这样只需对索引数组b排序，数组a1-a7可以保持不变。输出数组元素时，只要设置正确的索引值，就能实现排序的效果。

这种排序方法被称为“索引排序”，参考代码如下，请将缺失的代码补充完整。

import csv

#数据读入

csvFile = open("jp.csv", "r") #打开相应数据文件

reader = list(csv.reader(csvFile)) #转换成列表，以便跳过第一行

a1 = [item[0] for item in reader[1:]] #编号

a2 = [填空1] #国家/地区

a3 = [item[2] for item in reader[1:]] #人口数量

a4 = [item[3] for item in reader[1:]] #金牌

a5 = [item[4] for item in reader[1:]] #银牌

a6 = [item[5] for item in reader[1:]] #铜牌

a7 = [填空2] #总数