预测球队比赛成绩之模拟羽毛球比赛

一、程序设计方法 —— 自顶向下

自顶向下是解决复杂问题的有效方法。基本步骤是将一个总问题表达为若干个小问题组成的形式，再用同样的方法依次分解每个小问题，直至最终问题变得非常小。然后把所有的小问题组合起来，就可以得到一个程序。

二、程序设计

1.第一阶段： 总体框架及步骤

步骤一：打印程序的介绍性信息 —— printIntro()函数

def printIntro():
    print("学号尾数是37")
    print("这个程序模拟两个选手A和B的羽毛球比赛")
    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）")

步骤二：获得程序运行参数：proA，proB，n —— getInputs()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

步骤三：利用球员A和B的能力值，模拟n局比赛 —— simNGames()函数

步骤四：输出球员A和B获得比赛的场次及概率 —— printSummary()函数

def printSummary(winsA, winsB):
    n = winsA + winsB
    print("羽毛球比赛分析开始，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))

步骤五：将以上函数组合起来形成一个主函数 —— main()函数

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

2.第二阶段：对步骤三中模拟n局比赛进一步分解，变成n次模拟一场比赛 —— simOneGame()函数

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def simOneGame(probA, probB):
    scoreA, scoreB = 0, 0
    serving = "A"
    while not gameOver(scoreA, scoreB):
        if serving == "A":
            if random() < probA:
                scoreA += 1
            else:
                serving="B"
        else:
            if random() < probB:
                scoreB += 1
            else:
                serving="A"
    return scoreA, scoreB

3.第三阶段：根据比赛规则判断本局的结束 —— gameOver()函数

以下是羽毛球的比赛规则：

1. 21 分制，3局2胜为佳
2. 每球得分制
3. 每回合中，取胜的一方加 1 分
4. 当双方均为 20 分时，领先对方 2 分的一方赢得该局比赛
5. 当双方均为 29 分时，先取得 30 分的一方赢得该局比赛
6. 一局比赛的获胜方在下一局率先发球

def gameOver(a,b):
    if (a>=20 and b>=20):
        if(abs(a-b)==2 and a<=29 and b<=29):
            return True

        else:
            return a==30 or b==30
    else:
        return False

4.整个程序设计如下：

from random import random
#第一阶段
def printIntro():
    print("学号尾数是37")
    print("这个程序模拟两个选手A和B的羽毛球比赛")
    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）")
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
def simNGames(n, probA, probB):
    winsA, winsB = 0, 0
    for i in range(n):    #将模拟n场比赛分解为n次模拟一场比赛
        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)
        if scoreA > scoreB:
            winsA += 1
        else:
            winsB += 1
    return winsA, winsB
def printSummary(winsA, winsB):
    n = winsA + winsB
    print("羽毛球比赛分析开始，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 main():
    printIntro()
    probA, probB, n = getInputs()
    winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)
    printSummary(winsA, winsB)
#第二阶段    
def simOneGame(probA, probB):
    scoreA, scoreB = 0, 0
    serving = "A"
    while not gameOver(scoreA, scoreB):
        if serving == "A":
            if random() < probA:
                scoreA += 1
            else:
                serving="B"
        else:
            if random() < probB:
                scoreB += 1
            else:
                serving="A"
    return scoreA, scoreB
#第三阶段
def gameOver(a,b):
    if (a>=20 and b>=20):
        if(abs(a-b)==2 and a<=29 and b<=29):
            return True

        else:
            return a==30 or b==30
    else:
        return False

main()

运行输出结果：

学号尾数是37
这个程序模拟两个选手A和B的羽毛球比赛
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): 0.81

请输入选手B的能力值(0-1): 0.8

模拟比赛的场次: 1000
羽毛球比赛分析开始，共模拟1000场比赛
选手A获胜562场比赛，占比56.2%
选手B获胜438场比赛，占比43.8%

程序运行截图如下：

三、程序打包

使用pyinstaller打包，把Python脚本打包成可执行的文件。即把.py文件打包成.exe文件。

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