python初體驗 ——>>> 模擬體育競技

一、排球訓練營

1. 簡介： 模擬不同的兩個隊伍進行排球的模擬比賽。

2. 模擬原理： 通過輸入各自的能力值(Ⅰ)，模擬比賽的進行( P )，最後輸出模擬的結果( O )。

P 簡介：通過產生隨機數得到每局比賽的難度，若小於能力值則表示贏得本局比賽，反之輸掉本局比賽。

3. 規則簡介：

① 每場比賽采用 5局3勝制。

② 前四局采用25分制，每個隊只有在贏得至少25分，且同時超過對方2分時才勝一局。

③ 決勝局(第五局)采用15分制，先獲得15分，且同時超過對方2分為勝。

4. 準備就緒，就差代碼來實現了

插入代碼之前，先對代碼做個簡單的介紹：

好了，看看代碼吧，雖然有點長，但應該可以看懂 ^_^

  1 # -*- encoding:utf-8 -*-
  2 ‘‘‘
  3 模擬排球競技
  4 @author: bpf
  5 ‘‘‘
  6 # 比賽規則：
  7 # 1. 采用5局3勝制
  8 # 2. 前四局采用25分制，每個隊只有在贏得至少25分，且同時超過對方2分時才勝一局
  9 # 3. 決勝局(第五局)采用15分制，先獲得15分，且同時超過對方2分為勝
 10 
 11
 
 from random import random
 12 def printInfo():
 13     ‘‘‘
 14     function: 打印程序的介紹信息
 15     ‘‘‘
 16     print("產品名稱： 排球競技模擬分析器")
 17     print("產品概述： 通過輸入2個隊伍A和B的能力值(0到1之間的小數表示)，能夠模擬多次2個隊伍A和B的排球競技比賽，從而得出各自的勝率！")
 18     print("產品作者： 步平凡 - 04\n")
 19 
 20 def getInputs():
 21     ‘‘‘
 22     function: 獲得用戶輸入的參數
 23     ‘‘‘
 24     probA = eval(input("請輸入隊伍A的能力值(0~1)："))
 25     probB = eval(input("請輸入隊伍B的能力值(0~1)："))
 26     n = eval(input("請輸入需要模擬比賽的場次數："))
 27     return probA, probB, n
 28 
 29 def simNGames(n, probA, probB):
 30     ‘‘‘
 31     function: 模擬n場比賽
 32     n: 模擬n場比賽
 33     probA, probB: 分別為隊伍A和B的能力值
 34     winA, winB: 隊伍A和B在一場比賽中獲勝的局數
 35     winsA, winsB: 隊伍A和B贏得比賽的場數，總共n場
 36     ‘‘‘
 37     winsA, winsB = 0, 0
 38     for _ in range(n):
 39         winA, winB = simOneGame(probA, probB)
 40         if winA > winB:
 41             winsA += 1
 42         else:
 43             winsB += 1
 44     return winsA, winsB
 45 
 46 def simOneGame(probA, probB):
 47     ‘‘‘
 48     function: 模擬一場比賽，包括五局，采取五局三勝制
 49     probA, probB： 分別為隊伍A和B的能力值
 50     return: 返回隊伍A和B在本場比賽中獲勝的局數
 51     scoreA, scoreB: 分別為隊伍A和B一局比賽獲得的分數
 52     winA, winB: 分別為隊伍A和B一場比賽獲勝的局數
 53     ‘‘‘
 54     N = 1 # 代表本次比賽的局次
 55     winA, winB = 0, 0
 56     for _ in range(5):
 57         scoreA, scoreB = simAGame(N, probA, probB)
 58         if scoreA > scoreB:
 59             winA += 1
 60         else:
 61             winB += 1
 62         N += 1
 63         if winA == 3 or winB == 3:
 64             break
 65     return winA, winB
 66 
 67 def simAGame(N, probA, probB):
 68     ‘‘‘
 69     function: 模擬一局比賽
 70     N: 代表本次比賽的局次
 71     probA, probB： 分別為隊伍A和B的能力值
 72     return: 返回隊伍A和B在本局比賽中獲得的分數
 73     ‘‘‘
 74     scoreA, scoreB = 0, 0    # 分別為隊伍A和B一局比賽獲得的分數
 75     serving = ‘A‘            # 發球方
 76     while not GameOver(N, scoreA, scoreB):
 77         if serving == ‘A‘:
 78             if random() > probA:
 79                 scoreB += 1
 80                 serving = ‘B‘
 81             else:
 82                 scoreA += 1
 83         if serving == ‘B‘:
 84             if random() > probB:
 85                 scoreA += 1
 86                 serving = ‘A‘
 87             else:
 88                 scoreB += 1
 89     return scoreA, scoreB
 90 
 91 def GameOver(N, scoreA, scoreB):
 92     ‘‘‘
 93     function: 定義一局比賽的結束條件
 94     N: 代表當前局次(第五局為決勝局)
 95     return: 若比賽結束的條件成立返回真，否則為假
 96     ‘‘‘
 97     if N <= 4:
 98         return (scoreA>=25 and scoreB>=25 and abs(scoreA-scoreB)>=2)
 99     else:
100         return (scoreA>=15 and abs(scoreA-scoreB)>=2) or (scoreB>=15 and abs(scoreA-scoreB)>=2)
101 
102 def printResult(n, winsA, winsB):
103     ‘‘‘
104     function: 輸出模擬比賽的結果
105     ‘‘‘
106     print("競技分析開始，共模擬{}場比賽。".format(n))
107     print(">>>隊伍A獲勝{}場比賽，占比{:0.1%}".format(winsA,winsA/n))
108     print(">>>隊伍B獲勝{}場比賽，占比{:0.1%}".format(winsB,winsB/n))
109 
110 if __name__ == "__main__":
111     printInfo()
112     probA, probB, n = getInputs()
113     winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)
114     printResult(n, winsA, winsB)

5. 運行結果展示，為了查看方便，我在cmd中運行代碼

二、足球訓練基地

1. 簡介： 模擬不同的兩個隊伍進行足球的模擬比賽。

2. 模擬原理： 通過輸入各自的能力值(Ⅰ)，模擬比賽的進行( P )，最後輸出模擬的結果( O )。

P 簡介：通過產生隨機數得到每局比賽的難度，若小於能力值則表示贏得本局比賽，反之輸掉本場比賽。

3. 規則簡介：

① 每場比賽采用回合制。

② 一名球員在一個回合中未能合法擊打時，回合結束。本回合勝方得一分、得球權。

③ 先得15分贏得一場比賽。

4. 代碼實現

By the way, 此代碼與上述主要不同之處在於： GameOver()，其他函數都類似

 1 # -*- encoding:utf-8 -*-
 2 ‘‘‘
 3 模擬足球競技
 4 @author: bpf
 5 ‘‘‘
 6 # 比賽規則：
 7 # 1. 采用回合制
 8 # 2. 一名球員在一個回合中未能合法擊打時，回合結束。本回合勝方得一分、得球權。
 9 # 3. 先得15分贏得一場比賽。
10 
11 from random import random
12 def printInfo():
13     ‘‘‘
14     function: 打印程序的介紹信息
15     ‘‘‘
16     print("產品名稱： 足球競技模擬分析器")
17     print("產品概述： 通過輸入2個隊伍A和B的能力值(0到1之間的小數表示)，能夠模擬多次2個隊伍A和B的排球競技比賽，從而得出各自的勝率！")
18     print("產品作者： 步平凡 - 04\n")
19 
20 def getInputs():
21     ‘‘‘
22     function: 獲得用戶輸入的參數
23     ‘‘‘
24     probA = eval(input("請輸入隊伍A的能力值(0~1)："))
25     probB = eval(input("請輸入隊伍B的能力值(0~1)："))
26     n = eval(input("請輸入需要模擬比賽的場次數："))
27     return probA, probB, n
28 
29 def simNGames(n, probA, probB):
30     ‘‘‘
31     function: 模擬n場比賽
32     n: 模擬n場比賽
33     probA, probB： 分別為隊伍A和B的能力值
34     winsA, winsB: 隊伍A和B贏得比賽的場數，總共n場
35     ‘‘‘
36     winsA, winsB = 0, 0
37     for _ in range(n):
38         scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)
39         if scoreA > scoreB:
40             winsA += 1
41         else:
42             winsB += 1
43     return winsA, winsB
44 
45 def simOneGame(probA, probB):
46     ‘‘‘
47     function: 模擬一場比賽
48     probA, probB： 分別為隊伍A和B的能力值
49     scoreA, scoreB: 分別為隊伍A和B一場比賽的分數
50     return: 返回隊伍A和B在本場比賽中獲得的分數
51     ‘‘‘
52     scoreA, scoreB = 0, 0
53     serving = ‘A‘            # 發球方
54     while not gameOver(scoreA, scoreB):
55         if serving == ‘A‘:
56             if random() > probA:
57                 scoreB += 1
58                 serving = ‘B‘
59             else:
60                 scoreA += 1
61         if serving == ‘B‘:
62             if random() > probB:
63                 scoreA += 1
64                 serving = ‘A‘
65             else:
66                 scoreB += 1
67     return scoreA, scoreB
68 
69 def gameOver(scoreA, scoreB):
70     ‘‘‘
71     function: 定義一場比賽的結束條件
72     return: 若比賽結束的條件成立返回真，否則為假
73     ‘‘‘
74     return scoreA==15 or scoreB==15
75 
76 def printResult(n, winsA, winsB):
77     ‘‘‘
78     function: 輸出模擬比賽的結果
79     ‘‘‘
80     print("競技分析開始，共模擬{}場比賽。".format(n))
81     print(">>>隊伍A獲勝{}場比賽，占比{:0.1%}".format(winsA,winsA/n))
82     print(">>>隊伍B獲勝{}場比賽，占比{:0.1%}".format(winsB,winsB/n))
83 
84 if __name__ == "__main__":
85     printInfo()
86     probA, probB, n = getInputs()
87     winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)
88     printResult(n, winsA, winsB)

5. 運行結果展示，為了查看方便，我仍在cmd中運行代碼

三、晉級模擬

1. 簡介： 前2次分別對於排球和足球的模擬比賽分析，比賽規則的差距 體現 在代碼上的不同，所以本次模擬分析多支隊伍進行乒乓球比賽。

2. 模擬原理： 通過輸入各自的能力值(Ⅰ)，模擬比賽的進行( P )，最後輸出模擬的結果( O )。

P 簡介：通過產生隨機數得到每局比賽的難度，若小於能力值則表示贏得本局比賽，反之輸掉本局比賽。當有多個隊伍時，采取兩兩配對，但只遍歷一次，因此，本代碼功能不完善，僅供參考。

3. 規則簡介：

① 每場比賽采用回合制。

② 一名球員在一個回合中未能合法擊打時，回合結束。本回合勝方得一分、得球權。

③ 先得15分贏得一場比賽。

4. 代碼實現

　　本次代碼與上述不同，本次采用類的方法來實現，不過基於本人對於乒乓球不熟悉及python用法有限，本次代碼的功能有所限制，只能模擬數量為偶數的隊伍進行比賽。待技術提升，會對代碼進行改善和加強。

  1 # -*- encoding:utf-8 -*-
  2 ‘‘‘
  3 模擬排球競技
  4 @author: bpf
  5 ‘‘‘
  6 # 比賽規則：
  7 # 1. 一場比賽： 單打：采用七局四勝制
  8 #              雙打淘汰賽、團體賽：采用五局三勝制
  9 # 2. 一局比賽： 先得11分為勝，10平後，多得2分為勝
 10 
 11 from random import random
 12 from pandas import DataFrame
 13 class SportCompetitionAnalyze:
 14 
 15     def PrintInfo(self):
 16         ‘‘‘
 17         function: 打印程序的介紹信息
 18         ‘‘‘
 19         print("產品名稱： 乒乓球競技模擬分析器(采取單打淘汰賽制)")
 20         print("產品概述： 通過輸入多個隊伍的能力值(0到1之間的小數表示)，能夠模擬多次多個隊伍的乒乓球競技比賽，從而得出各自的勝率！")
 21         print("產品作者： 步平凡 - 04\n")
 22     
 23     def GetInputs(self):
 24         ‘‘‘
 25         function: 獲得用戶輸入的參數
 26         ‘‘‘
 27         self.n = eval(input("請輸入需要模擬比賽的場次數："))
 28         self.probAbilityList = list(map(eval, input("請輸入各隊伍/球員的能力值(0~1), 請用英文逗號隔開：").split(‘,‘)))
 29         self.probNum = len(self.probAbilityList)
 30         self.simNGames()
 31 
 32     def simNGames(self):
 33         ‘‘‘
 34         function: 模擬n場比賽
 35         probwinsList: 存儲每支隊伍贏得比賽的場數 的列表
 36         winA, winB: 隊伍A和B在一場比賽中獲勝的局數
 37         winsA, winsB: 隊伍A和B贏得比賽的場數，總共n場
 38         ‘‘‘
 39         self.probwinsList = []
 40         for i in range(0, self.probNum, 2):
 41             print("隊伍:", i+1, ‘&‘ ,i+2, "比賽中...")
 42             winsA, winsB = 0, 0
 43             for _ in range(self.n):
 44                 winA, winB = self.simOneGame(self.probAbilityList[i], self.probAbilityList[i+1])
 45                 if winA > winB:
 46                     winsA += 1
 47                 else:
 48                     winsB += 1
 49             self.probwinsList.append(winsA)
 50             self.probwinsList.append(winsB)
 51 
 52     def simOneGame(self, probA, probB):
 53         ‘‘‘
 54         function: 模擬一場比賽，包括七局，采取七局四勝制
 55         scoreA, scoreB: 分別為隊伍A和B一局比賽的分數
 56         winA, winB: 分別為隊伍A和B一場比賽贏的局數
 57         return: 返回雙方贏的局數
 58         ‘‘‘
 59         winA, winB = 0, 0
 60         for _ in range(7):
 61             scoreA, scoreB = self.simAGame(probA, probB)
 62             if scoreA > scoreB:
 63                 winA += 1
 64             else:
 65                 winB += 1
 66             if winA >=4 or winB >= 4:
 67                 break
 68         return winA, winB
 69 
 70     def simAGame(self, probA, probB):
 71         ‘‘‘
 72         function: 模擬一局比賽
 73         N: 代表本次比賽的局次
 74         probA, probB： 分別為隊伍A和B的能力值
 75         return: 返回隊伍A和B在本局比賽中獲得的分數
 76         ‘‘‘
 77         scoreA, scoreB = 0, 0
 78         serving = ‘A‘              # 發球方
 79         while not self.GameOver(scoreA, scoreB):
 80             if serving == ‘A‘:
 81                 if random() > probA:
 82                     scoreB += 1
 83                     serving = ‘B‘
 84                 else:
 85                     scoreA += 1
 86             else:
 87                 if random() > probB:
 88                     scoreA += 1
 89                     serving = ‘A‘
 90                 else:
 91                     scoreB += 1
 92         return scoreA, scoreB
 93 
 94     def GameOver(self, scoreA, scoreB):
 95         ‘‘‘
 96         function: 定義贏得一局的條件: 一方先得11分且超過對方2分
 97         ‘‘‘
 98         return (scoreA >= 11 and abs(scoreA-scoreB)>=2) or (scoreB >= 11 and abs(scoreA-scoreB)>=2)
 99 
100     def PrintResult(self):
101         ‘‘‘
102         function: 輸出模擬比賽的結果
103         data: 存儲每支的比賽信息
104         ‘‘‘
105         print("競技分析結束，每組共模擬{}場比賽。".format(self.n))
106         data = []
107         for i in range(self.probNum):
108             tmplist = []
109             tmplist.append(self.probAbilityList[i])      # 存儲能力值
110             tmplist.append(self.probwinsList[i])         # 存儲獲勝的場數
111             tmplist.append(self.probwinsList[i]/self.n)  # 存儲勝率
112             data.append(tmplist)
113         dataSheet = DataFrame(data , index=list(range(1, self.probNum+1)), columns=list(["Ability", "wins", "rate"]))
114         #dataSheet.sort_values(by="wins", inplace=True)  # 對比賽勝率rate進行排序
115         print(dataSheet)
116     
117 if __name__ == "__main__":
118     pingpong = SportCompetitionAnalyze()
119     pingpong.PrintInfo()
120     pingpong.GetInputs()
121     pingpong.PrintResult()

5. 代碼寫好了，看一下運行效果怎麽樣唄 ^v^

Tips：為了使用方便，可以使用python的第三方庫pyinstaller進行打包，生成exe文件，可以方便運行。

接下來，我們試一下吧~~~

① 首先要安裝pyinstaller庫

在cmd中輸入下面一句代碼，詳情就不介紹了。

pip install pyinstaller

② 使用方法： pyinstaller <文件名> 》具體使用方法《

註： 使用pyinstaller時，路徑不能出現中文，否則出現編碼出錯；最好在上述代碼的main函數的最後加上 input() 語句，防止程序一運行完就自動退出。

之後雙擊運行exe文件即可 ↓↓↓

好了，今天就分享到這裏，學習去咯~~~

python初體驗 ——>>> 模擬體育競技