Python算法之旅字典的狂舞之石头剪刀布

字典的狂舞之石头剪刀布

小美：阿福，你玩过石头剪刀布游戏吗？

阿福：这是什么问题？谁还能没玩过石头剪刀布？要知道它可是一种世界闻名的猜拳游戏。它起源于中国，而后传到日本、朝鲜等地，随着亚欧贸易的不断发展它传到了欧洲，到了近现代逐步风靡世界。简单明了的规则（石头打剪刀，布包石头，剪刀剪布），使得石头剪刀布游戏没有任何规则漏洞可钻，单次玩法比拼运气，多回合玩法比拼心理博弈，使得石头剪刀布这个古老的游戏同时拥有“意外”与“技术”两种特性，深受世界人民喜爱。

小美：哟，你还知道的挺多。那你会编写程序和电脑玩石头剪刀布游戏吗？

阿福：这个应该不难，不就是几条分支语句吗？我今天就让你看看我扎实的基本功。

问题1：

函数功能：根据游戏规则和甲乙玩家出拳情况，输出石头剪子布游戏的结果。

函数名：rock_paper_scissors(s1:str,s2:str)->str

参数表：s1,s2– 字符串，分别表示甲乙两个人的出拳，只可能取值在{“石头”,”剪刀”,”布”}中。

返回值：字符串，存储了游戏结果，只可能取值在{“甲胜”,”乙胜”,”平局”}中。

示例1：s1=”石头”，s2=”剪刀”，返回”甲胜”；

示例2：s1=”石头”，s2=”布”，返回”乙胜”；

示例3：s1=”石头”，s2=”石头”，返回”平局”。

代码1：

defrock_paper_scissors(s1:str, s2:str)->str:

??? if s1 == s2:

??????? ans = “平局”

??? elif (s1 == “石头” and s2 == “剪刀” or

????????? s1 == “剪刀” and s2 == “布” or

????????? s1 == “布” and s2 == “石头”):?

??????? ans = “甲胜”

??? else:

??????? ans = “乙胜”

??? return ans

小美：嗯，程序的确符合算法要求，思路也还算清晰。但你不觉得代码有点长吗？

阿福：这还长？

小美：是啊，特别是那个elif语句，里面条件表达式太长了，and和or交织在一起，这样容易出错。

阿福：那倒是。不过也没办法，它就是要分成3种情况来判断。难道你有更好的方法？

小美：哈哈，初中生要向小学生请教了！我给你点提醒吧：利用Python里面的字典数据结构。

阿福：字典？我知道字典，它是用键值对存储元素的一种数据结构。但是它跟这道题目如同没什么关系啊。

小美：瞧瞧你这脑回路，亏你还知道键值对！我问你，本题中的出拳名称是不是各不相同，而且可以用字符串来存储？

阿福：是啊，我刚才就是这样做的。各不相同、字符串。。。。。。。哦，我明白了！我们可以使用出拳名称来作为字典元素的键，而后每种拳法的天敌作为其对应的值。例如R[“石头”]=”布”，表示”石头”的天敌是”布”，这样即可以直接利用字典的键值对来确定出拳的输赢关系了。

小美：总算开窍了。

阿福：没错，小美，今天从你这学到一招。现在我把代码写出来，你看看对不对。

代码2：

def rock_paper_scissors(s1:str,s2:str)->str:

??? #用字典存储各种手法的天敌关系

??? R= {“石头”:”布”, “剪刀”:”石头”, “布”:”剪刀”}

???if s1 == R[s2]: #s1是s2的天敌

???????ans = “甲胜”

???elif s2 == R[s1]:?

???????ans = “乙胜”

???else:

???????ans = “平局”

return ans

知识小贴士：

字典是一种可变容器模型，可存储任意类型对象，具备极快的查找速度。字典的每个元素都是一个键值对，其值可以取任何数据类型，但键必需是唯一且不可变的，如字符串，数字或者元组，这种结构类型也称之为映射。

古老师：哎呀，不好心思来晚了。学如逆水行舟，不进则退。阿福你要努力啊，不然就要被小学生超过了。不过你们今天使用的方法有点意思，利用字典的键值对，可以直接设置两个对象的关系，避免复杂的条件判断，的确是处理配对类问题的好方法。这样吧，我今天也不教新东西了，就给你们提供一个拓展练习，巩固一下今天的内容吧。

问题2：

碱基链配对：脱氧核糖核酸（DNA）由两条互补的碱基链以双螺旋的方式结合而成。而构成DNA的碱基共有4种，分别为腺瞟呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。我们知道，在两条互补碱基链的对应位置上，A总是和T配对，G总是和C配对。你的任务就是根据一条单链上的碱基序列，给出对应的互补链上的碱基序列。

函数功能：根据输入的一条单链上的碱基序列，给出对应的互补链上的碱基序列。

函数名：match(chain:str)-> str

参数表：chain– 字符串，表示一条碱基链。这个字符串只含有大写字母A、T、G、C。

返回值：一个只含有大写字母A、T、G、C的字符串，为与输入的碱基链互补的碱基链。

示例1：chain=’ATATGGATGGTGTTTGGCTCTG’，返回’TATACCTACCACAAACCGAGAC’。

彩蛋：

阿福：小美啊，古老师出的这个题目和你出给我的几乎一模一样，我就不做重复的练习了。今天的话题是你挑起来的，这个光荣而艰巨的任务就交给你吧。

小美：不就是为4种碱基设置配对关系吗？这有何难！看我的。

代码3：

def match(chain:str) -> str:

??? #用字典存储各种碱基的配对关系

??? R= {‘A’:’T’, ‘T’:’A’, ‘G’:’C’, ‘C’:’G’}

??? a= []

???for c in chain:

???????a.append(R[c])

???return ”.join(a)