Python实例：“体育竞技分析”问题分析

概述1.体育竞技分析需求：高手过招，失之毫厘，差之千里。那么毫厘是多少？如何科学学分析体育竞技比赛输入：球员的水平输出：可预测的比赛成绩体育竞技分析：模拟N场比赛计算思维：抽象+自动化模拟：抽象比赛过程+自动化执行N场比赛当N越大时，比赛结果分析会越科学比赛规则双人击球比赛 1. 体育竞技分析

需求：高手过招，失之毫厘，差之千里。那么毫厘是多少？如何科学学分析体育竞技比赛

输入：球员的水平

输出：可预测的比赛成绩

体育竞技分析：模拟N场比赛

计算思维：抽象 + 自动化

模拟：抽象比赛过程 + 自动化执行N场比赛

当N越大时，比赛结果分析会越科学

比赛规则

双人击球比赛：A & B，回合制，5局3胜

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开始时一方先发球，直至判分，接下来胜者发球

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球员只能在发球局得分，15分胜一局

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自顶向下分析设计方法

自顶向下是解决复杂问题的有效方法：

将一个总问题表达为若干个小问题组成的形式

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使用同样方法进一步分解小问题

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直至，小问题可以用计算机简单明了的解决

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在计算机中使用自顶向下分析方法开展程序设计，简称自顶向下设计。自顶向下可以用在任何的领域。例如：

改善居住条件问题，该怎么解决？

思路：

1.需要种树绿化、整顿马路、修建楼房等

2.将种树绿化分解为买树苗种上，再细分...

3.将整顿马路分解为规划道路、施工等，再细分...

4.将修建楼房分解为选址、设计、施工等，再细分...

自底向上执行

逐步组建复杂系统，并且能够进行有效测试的方法。简单的讲就是对一个软件系统，我们可以对其中的每一个实践单元，进行分单元测试。将测试好的单元进行组合再进行测试，再组合再测试，逐步组装成复杂系统。

分单元测试，逐步组装

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按照自顶向下相反的路径 *** 作

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直至，系统各部分以组装的思路都经过测试和验证

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2. 体育竞技分析实例讲解

体育竞技分析问题是根据球员的不同能力值模拟N场比赛，并且分析获胜次数的这样一个过程

程序总体框架及步骤

步骤1：打印程序的介绍性信息@H_419_26@步骤2：获得程序运行参数：proA, proB, n@H_419_26@步骤3：利用球员A和B的能力值，模拟n局比赛@H_419_26@步骤4：输出球员A和B获胜比赛的场次及概率@H_419_26@

4个步骤分别可以对应4个函数，这4个函数时是根据步骤来定义的。

步骤1：printInfo()步骤2：getinputs()步骤3：simNGames()步骤4：printSummary()

第一阶段：程序总体框架及步骤

将体育竞技分析问题看成一个主函数 main() ,将这个函数分成了4个步骤，分别对应图中的4个子函数。

这就是第一阶段自顶向下设计的分解。

def main():    printIntro()    probA, probB, n = getinputs()    winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)    printSummary(winsA, winsB)

# 详细实现# 第一个函数，介绍性内容，提高用户体验def printIntro():    print("这个程序模拟两个选手A和B的某种竞技比赛")    print("程序运行需要A和B的能力值(以0到1之间的小数表示)")    # 第二个函数def getinputs():    a = eval(input("请输入选手A的能力值(0-1): "))    b = eval(input("请输入选手B的能力值(0-1): "))    n = eval(input("模拟比赛的场次: "))    return a, b, n # 第三个函数def printSummary(winsA, winsB):    n = winsA + winsB    print("竞技分析开始，共模拟{}场比赛".format(n))    print("选手A获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsA, winsA/n))    print("选手B获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsB, winsB/n))

第二阶段：步骤3 模拟N局比赛

模拟N局比赛相当于N次模拟一局比赛。在这个阶段，将模拟N局比赛作为一个总问题，然后再将其分解，分解为一个新的问题，并且将它循环N次。

simOneGame() 函数用于模拟一局比赛，接受 proA、porB的值并返回 scoreA和acoreB。模拟N次比赛需要调用N次模拟一局比赛。

下面是模拟N局比赛的代码：

def simNGames(n, probA, probB):	# 设定A和B获胜场次的变量winsA和winsB    winsA, winsB = 0, 0    # 循环N次    for i in range(n):    	# 调用 simOneGame()函数来模拟一场比赛        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)        if scoreA > scoreB:            winsA += 1    	else:            winsB += 1    return winsA, winsB

在比赛竞技规则中，如果一方先获得15分，则该局比赛结束。所以A和B在进行比较时，如果分数超过一个特定值，就能判断比赛结束。

下面使用函数 gameOver() 来表示一局比赛结束的判断标准。

def simOneGame(probA, probB):    scoreA, scoreB = 0, 0    # 表示选手A先发球    serving = "A"    # 只要当前比赛不结束，选手就要进行相关 *** 作    while not gameOver(scoreA, scoreB):        if serving == "A":        	# random()生成一个随机变量，如果该变量在A能力范围内，A获得一分        	if random() < probA:    			scoreA += 1    		else:    			serving="B"    	else:   			if random() < probB:    			scoreB += 1    		else:    			serving="A"    return scoreA, scoreB    def gameOver(a,b):	return a==15 or b==15

将一个体育竞技分析的大问题，逐步分解为一个又一个确定的，可以用程序明确表达的功能模块，这就是自顶向下设计。

全部代码如下：

from random import random# 详细实现# 第一个函数，介绍性内容，提高用户体验def printIntro():    print("这个程序模拟两个选手A和B的某种竞技比赛")    print("程序运行需要A和B的能力值(以0到1之间的小数表示)")# 第二个函数def getinputs():    a = eval(input("请输入选手A的能力值(0-1): "))    b = eval(input("请输入选手B的能力值(0-1): "))    n = eval(input("模拟比赛的场次: "))    return a, b, n# 第三个函数def printSummary(winsA, winsB):    n = winsA + winsB    print("竞技分析开始，共模拟{}场比赛".format(n))    print("选手A获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsA, winsA / n))    print("选手B获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsB, winsB / n))def gameOver(a, b):    return a == 15 or b == 15def simOneGame(probA, probB):    scoreA, scoreB = 0, 0    # 表示选手A先发球    serving = "A"    # 只要当前比赛不结束，选手就要进行相关 *** 作    while not gameOver(scoreA, scoreB):        if serving == "A":            # random()生成一个随机变量，如果该变量在A能力范围内，A获得一分            if random() < probA:                scoreA += 1            else:                serving = "B"        else:            if random() < probB:                scoreB += 1            else:                serving = "A"    return scoreA, scoreBdef simNGames(n, probA, probB):    # 设定A和B获胜场次的变量winsA和winsB    winsA, winsB = 0, 0    # 循环N次    for i in range(n):        # 调用 simOneGame()函数来模拟一场比赛        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)        if scoreA > scoreB:            winsA += 1        else:            winsB += 1    return winsA, winsBdef main():    printIntro()    probA, probB, n = getinputs()    winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)    printSummary(winsA, winsB)main()

运行结果：

这个程序模拟两个选手A和B的某种竞技比赛程序运行需要A和B的能力值(以0到1之间的小数表示)请输入选手A的能力值(0-1): 0.45请输入选手B的能力值(0-1): 0.5模拟比赛的场次: 10000竞技分析开始，共模拟10000场比赛选手A获胜3743场比赛，占比37.4%选手B获胜6257场比赛，占比62.6%

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3.体育竞技分析实例举一反三

理解自顶向下的设计思维：分而治之

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理解自底向上的执行思维：模块化集成

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自顶向下是“系统”思维的简化

@H_419_26@

扩展比赛参数，增加对更多能力对比情况的判断

@H_419_26@

扩展比赛设计，增加对真实比赛结果的预测

@H_419_26@

扩展分析逻辑，反向推理，用胜率推算能力？

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以上内容资料均来源于中国大学MOOC网-北京理工大学Python语言程序设计课程
课程地址：https://www.icourse163.org/course/BIT-268001

总结

以上是内存溢出为你收集整理的Python实例：“体育竞技分析”问题分析全部内容，希望文章能够帮你解决Python实例：“体育竞技分析”问题分析所遇到的程序开发问题。

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