预测球队比赛成绩

一、程序设计（面向对象，面向过程）：

（一）体育竞技分析的IPO模式：

输入I(input)：两个球员的能力值，模拟比赛的次数（其中，运动员的能力值，可以通过发球方赢得本回合的概率来表示，一个能力值为0.8的球员，在他发球时，有80%的可能性赢得1分）

处理P(process)：模拟比赛过程

输出O(output)：两个球员获胜的概率

（二）采用自顶向下的设计方法

（三）排球比赛的模拟

（1）模拟原理： 通过输入各自的能力值(Ⅰ)，模拟比赛的进行( P )，最后输出模拟的结果( O )。

（2）P 简介：通过产生随机数得到每局比赛的难度，若小于能力值则表示赢得本局比赛，反之输掉本局比赛。

（3） 规则简介：

   1. 每场比赛采用 5局3胜制。

   2.前四局采用25分制，每个队只有在赢得至少25分，且同时超过对方2分时才胜一局。

   3.决胜局(第五局)采用15分制，先获得15分，且同时超过对方2分为胜。

（4）代码中所用的函数：

函数名称	函数说明
printInfo()	打印程序的介绍信息
getInputs()	获得用户输入的参数
printResult(n, winsA, winsB)	输出模拟比赛的结果
simNGames(n, probA, probB)	模拟n场比赛
simOneGame(probA, probB)	模拟一场比赛，包括五局，采取五局三胜制
simAGame(N, probA, probB)	模拟一局比赛
GameOver(N, scoreA, scoreB)	定义一局比赛的结束条件

（5）具体代码如下：

from random import random
def printInfo():
    '''
    function: 打印程序的介绍信息
    '''
    print("产品名称： 排球比赛模拟分析器")
    print("产品概述： 通过输入2个队伍A和B的能力值(0到1之间的小数表示)，能够模拟多次2个队伍A和B的排球竞技比赛，从而得出各自的胜率！")
    print("产品作者： HX-24
")

def getInputs():
    '''
    function: 获得用户输入的参数
    '''
    probA = eval(input("请输入队伍A的能力值(0~1)："))
    probB = eval(input("请输入队伍B的能力值(0~1)："))
    n = eval(input("请输入需要模拟比赛的场次数："))
    return probA, probB, n

def simNGames(n, probA, probB):
    '''
    function: 模拟n场比赛
    n: 模拟n场比赛
    probA, probB: 分别为队伍A和B的能力值
    winA, winB: 队伍A和B在一场比赛中获胜的局数
    winsA, winsB: 队伍A和B赢得比赛的场数，总共n场
    '''
    winsA, winsB = 0, 0
    for _ in range(n):
        winA, winB = simOneGame(probA, probB)
        if winA > winB:
            winsA += 1
        else:
            winsB += 1
    return winsA, winsB

def simOneGame(probA, probB):
    '''
    function: 模拟一场比赛，包括五局，采取五局三胜制
    probA, probB： 分别为队伍A和B的能力值
    return: 返回队伍A和B在本场比赛中获胜的局数
    scoreA, scoreB: 分别为队伍A和B一局比赛获得的分数
    winA, winB: 分别为队伍A和B一场比赛获胜的局数
    '''
    n = 1 # 代表本次比赛的局次
    winA, winB = 0, 0
    for _ in range(5):
        scoreA, scoreB = simNGame(n, probA, probB)
        if scoreA > scoreB:
            winA += 1
        else:
            winB += 1
        n += 1
        if winA == 3 or winB == 3:
            break
    return winA, winB

def simNGame(n, probA, probB):
    '''
    function: 模拟一局比赛
    N: 代表本次比赛的局次
    probA, probB： 分别为队伍A和B的能力值
    return: 返回队伍A和B在本局比赛中获得的分数
    '''
    scoreA, scoreB = 0, 0    # 分别为队伍A和B一局比赛获得的分数
    serving = 'A'            # 发球方
    while not GameOver(n, scoreA, scoreB):
        if serving == 'A':
            if random() > probA:
                scoreB += 1
                serving = 'B'
            else:
                scoreA += 1
        if serving == 'B':
            if random() > probB:
                scoreA += 1
                serving = 'A'
            else:
                scoreB += 1
    return scoreA, scoreB

def GameOver(n, scoreA, scoreB):
    '''
    function: 定义一局比赛的结束条件
    N: 代表当前局次(第五局为决胜局)
    return: 若比赛结束的条件成立返回真，否则为假
    '''
    if n <= 4:
        return (scoreA>=25 and abs(scoreA-scoreB)>=2) or (scoreB>=25 and abs(scoreA-scoreB)>=2)
    else:
        return (scoreA>=15 and abs(scoreA-scoreB)>=2) or (scoreB>=15 and abs(scoreA-scoreB)>=2)

def printResult(n, winsA, winsB):
    '''
    function: 输出模拟比赛的结果
    '''
    print("竞技分析开始，共模拟{}场比赛。".format(n))
    print(">>>队伍A获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsA,winsA/n))
    print(">>>队伍B获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsB,winsB/n))

def main():
    printInfo()
    probA,probB,n=getInputs()
    winsA,winsB=simNGames(n,probA,probB)
    printResult(n,winsA,winsB)
main()

代码执行效果：

 二、篮球赛事的模拟

（一）赛事规则：

（1）篮球比赛

篮球比赛由两个队参加，每队出场5名队员。每队目标是在对方球篮得分，并阻止对方队在本方球篮得分。

篮球比赛由裁判员、记录台人员和技术代表(如到场)管理。

（2）球篮:本方/对方

被某队进攻的球篮是对方的球篮，由某队防守的球篮是本方的球篮。

（3）比赛的胜者

在比赛时间结束时得分较多的队，将是比赛的胜者。

（二）代码使用的函数：

函数名	函数说明
printIntro	打印程序的介绍信息
getInputs	输入选手的能力值
simNGame（n,proA,proB）	n场比赛
gameOver（a，b）	比赛的结束约束条件
simOneGame（proA,proB）	一局比赛
printsummary（winsA，winsB）	比赛结果

（三）具体代码如下：

from math import fabs
from random import random
def printIntro():
    '''
    function: 打印程序的介绍信息
    '''
    print("模拟篮球比赛的代码分析")
    print("这个程序模拟两支队伍A和B的篮球比赛")
    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）")
    print("作者：HX-24
")
def getInputs():
    a = eval(input("请输入A队的能力值(0-1): "))
    b = eval(input("请输入B队的能力值(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):
        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)
        if scoreA > scoreB:
            winsA += 1
        else:
            winsB += 1
    return winsA, winsB
def gameOver(a,b):
    return a>b or b>a
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
def printSummary(winsA, winsB):
    n = winsA + winsB
    print("篮球比赛分析开始，共模拟{}场比赛".format(n))
    print("A队获胜{}场比赛，占比{:0.1%}".format(winsA, winsA/n))
    print("B队获胜{}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)
main()

代码执行效果如下：

三、羽毛球比赛模拟

（一）赛事规则：

（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

（二）具体代码如下：

from math import fabs
from random import random
def printIntro():
    '''
    function: 打印程序的介绍信息
    '''
    print("模拟羽毛球比赛的代码分析")
    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）")
    print("作者：HX-24
")
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):
        scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)
        if scoreA > scoreB:
            winsA += 1
        else:
            winsB += 1
    return winsA, winsB
def gameOver(a,b):
    if (a==20 and b==20):
        return a==22 or b==22
    if(a==29 and b==29):
        return a==30 or b==30
    else:
        return a==21 or b==21
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
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)
main()

代码执行效果如下：

四、运用pyinstaller打包可以执行的文件

（一）使用pyinstaller时；在上述代码的main函数的最后加上 input() 语句，防止程序一运行完就自动退出。

（二）运行结果在pyinstaller中的显示：