python初體驗 ——>>> 模擬體育競技

時間 2019-11-12

標籤 python 體驗模擬體育競技欄目 Python 简体版

原文原文鏈接

python初體驗 ——>>> 模擬體育競技python

1、排球訓練營app

1. 簡介：模擬不一樣的兩個隊伍進行排球的模擬比賽。dom

2. 模擬原理：經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 )。函數

P 簡介：經過產生隨機數獲得每局比賽的難度，若小於能力值則表示贏得本局比賽，反之輸掉本局比賽。學習

3. 規則簡介：編碼

① 每場比賽採用 5局3勝制。spa

② 前四局採用25分制，每一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。.net

③ 決勝局(第五局)採用15分制，先得到15分，且同時超過對方2分爲勝。code

4. 準備就緒，就差代碼來實現了orm

插入代碼以前，先對代碼作個簡單的介紹：

函數名稱	函數說明
printInfo()	打印程序的介紹信息
getInputs()	得到用戶輸入的參數
printResult(n, winsA, winsB)	輸出模擬比賽的結果
simNGames(n, probA, probB)	模擬 n場比賽
simOneGame(probA, probB)	模擬一場比賽，包括五局，採起五局三勝制
simAGame(N, probA, probB)	模擬一局比賽
GameOver(N, scoreA, scoreB)	定義一局比賽的結束條件

好了，看看代碼吧，雖然有點長，但應該能夠看懂 ^_^

  1 # -*- encoding:utf-8 -*-
  2 '''
  3 模擬排球競技
  4 @author: bpf
  5 '''
  6 # 比賽規則：
  7 # 1. 採用5局3勝制
  8 # 2. 前四局採用25分制，每一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)採用15分制，先得到15分，且同時超過對方2分爲勝
 10 
 11 from random import random
 12 from time import time
 13 def printInfo():
 14     '''
 15     function: 打印程序的介紹信息
 16     '''
 17     print("{:*^70}".format("產品簡介"))
 18     print("產品名稱： 排球競技模擬分析器")
 19     print("產品概述： 經過輸入2個隊伍A和B的能力值(0到1之間的小數表示)，可以模擬屢次2個隊伍A和B的排球競技比賽，從而得出各自的勝率！")
 20     print("產品做者： 步平凡 - 04")
 21     print("{:*^70}".format("模擬開始"))
 22 
 23 def getInputs():
 24     '''
 25     function: 得到用戶輸入的參數
 26     '''
 27     probA = eval(input("請輸入隊伍A的能力值(0~1)："))
 28     probB = eval(input("請輸入隊伍B的能力值(0~1)："))
 29     n = eval(input("請輸入須要模擬比賽的場次數："))
 30     return probA, probB, n
 31 
 32 def printResult(n, winsA, winsB):
 33     '''
 34     function: 輸出模擬比賽的結果
 35     '''
 36     print("{:*^70}".format("模擬結束"))
 37     print("競技分析開始，共模擬{}場比賽。".format(n))
 38     print(">>>隊伍A獲勝{}場比賽，佔比{:0.1%}".format(winsA,winsA/n))
 39     print(">>>隊伍B獲勝{}場比賽，佔比{:0.1%}".format(winsB,winsB/n))
 40 
 41 def simNGames(n, probA, probB):
 42     '''
 43     function: 模擬n場比賽
 44     n: 模擬n場比賽
 45     probA, probB: 分別爲隊伍A和B的能力值
 46     winA, winB: 隊伍A和B在一場比賽中獲勝的局數
 47     winsA, winsB: 隊伍A和B贏得比賽的場數，總共n場
 48     '''
 49     winsA, winsB = 0, 0
 50     for _ in range(n):
 51         winA, winB = simOneGame(probA, probB)
 52         if winA > winB:
 53             winsA += 1
 54         else:
 55             winsB += 1
 56     return winsA, winsB
 57 
 58 def simOneGame(probA, probB):
 59     '''
 60     function: 模擬一場比賽，包括五局，採起五局三勝制
 61     probA, probB： 分別爲隊伍A和B的能力值
 62     return: 返回隊伍A和B在本場比賽中獲勝的局數
 63     scoreA, scoreB: 分別爲隊伍A和B一局比賽得到的分數
 64     winA, winB: 分別爲隊伍A和B一場比賽獲勝的局數
 65     N: 表明本次比賽的局次
 66     '''
 67     winA, winB = 0, 0
 68     for N in range(5):
 69         scoreA, scoreB = simAGame(N, probA, probB)
 70         if scoreA > scoreB:
 71             winA += 1
 72         else:
 73             winB += 1
 74         if winA == 3 or winB == 3:
 75             break
 76     return winA, winB
 77 
 78 def simAGame(N, probA, probB):
 79     '''
 80     function: 模擬一局比賽
 81     N: 表明本次比賽的局次
 82     probA, probB： 分別爲隊伍A和B的能力值
 83     return: 返回隊伍A和B在本局比賽中得到的分數
 84     '''
 85     scoreA, scoreB = 0, 0    # 分別爲隊伍A和B一局比賽得到的分數
 86     serving = 'A'            # 發球方
 87     while not GameOver(N, scoreA, scoreB):
 88         if serving == 'A':
 89             if random() > probA:
 90                 scoreB += 1
 91                 serving = 'B'
 92             else:
 93                 scoreA += 1
 94         else:
 95             if random() > probB:
 96                 scoreA += 1
 97                 serving = 'A'
 98             else:
 99                 scoreB += 1
100     return scoreA, scoreB
101 
102 def GameOver(N, scoreA, scoreB):
103     '''
104     function: 定義一局比賽的結束條件
105     N: 表明當前局次(第五局爲決勝局)
106     return: 若比賽結束的條件成立返回真，不然爲假
107     '''
108     if N <= 4:
109         return (scoreA>=25 and abs(scoreA-scoreB)>=2) or (scoreB>=25 and abs(scoreA-scoreB)>=2)
110     else:
111         return (scoreA>=15 and abs(scoreA-scoreB)>=2) or (scoreB>=15 and abs(scoreA-scoreB)>=2)
112 
113 if __name__ == "__main__":
114     printInfo()
115     probA, probB, n = getInputs()
116     Time = time()
117     winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)
118     print("模擬用時: {:.1f}s".format(time()-Time))
119     printResult(n, winsA, winsB)

5. 運行結果展現，爲了查看方便，我在cmd中運行代碼

2、足球訓練基地

1. 簡介：模擬不一樣的兩個隊伍進行足球的模擬比賽。

2. 模擬原理：經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：經過產生隨機數獲得半場比賽的回合數，再經過產生隨機數獲得每回合比賽的難度，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 比賽分爲兩半場，每場爲45分鐘。

　　上半場: 一方挑選進攻的球門，另外一方得到開球權；

　　下半場: 互換攻守方向，上半場沒得到開球權的一方得到開球權。

②在進球后開球時，開球方爲失球一方。

③ 比賽結束時得分多的球隊獲勝，若是兩隊得分相同或均未得分，比賽爲平局。

4. 代碼實現

By the way, 此代碼與上述主要不一樣之處在於： GameOver()，其餘函數都相似

函數名稱	函數說明
printInfo()	打印程序的介紹信息
getInputs()	得到用戶輸入的參數
printResult(n, winsA, winsB)	輸出模擬比賽的結果
simNGames(n, probA, probB)	模擬n場比賽
simOneGame(probA, probB)	模擬一場比賽，包括上半場和下半場
simAGame(N, probA, probB)	模擬半場比賽
GameOver(N, scoreA, scoreB)	定義半場比賽的結束條件

  1 # -*- encoding:utf-8 -*-
  2 '''
  3 模擬足球競技
  4 @author: bpf
  5 '''
  6 # 比賽規則：
  7 # 1. 比賽分爲兩場，每場爲45分鐘
  8 #       上半場: 一方挑選進攻的球門，另外一方得到開球權
  9 #       下半場: 互換攻守方向，上半場沒得到開球權的一方得到開球權
 10 # 2. 在進球后開球時，開球方爲失球一方
 11 # 3. 在沒有違反任何比賽規則時，進攻球隊得分。
 12 # 4. 比賽結束時得分多的球隊獲勝，若是兩隊得分相同或均未得分，比賽爲平局。
 13 
 14 from random import random, randint
 15 from time import time
 16 def printInfo():
 17     '''
 18     function: 打印程序的介紹信息
 19     '''
 20     print("{:*^70}".format("產品簡介"))
 21     print("產品名稱： 足球競技模擬分析器")
 22     print("產品概述： 經過輸入2個隊伍A和B的能力值(0到1之間的小數表示)，可以模擬屢次2個隊伍A和B的排球競技比賽，從而得出各自的勝率！")
 23     print("產品做者： 步平凡 - 04")
 24     print("{:*^70}".format("模擬開始"))
 25 
 26 def getInputs():
 27     '''
 28     function: 得到用戶輸入的參數
 29     '''
 30     probA = eval(input("請輸入隊伍A的能力值(0~1)："))
 31     probB = eval(input("請輸入隊伍B的能力值(0~1)："))
 32     n = eval(input("請輸入須要模擬比賽的場次數："))
 33     return probA, probB, n
 34 
 35 def printResult(n, via, winsA, winsB):
 36     '''
 37     function: 輸出模擬比賽的結果
 38     '''
 39     print("{:*^70}".format("模擬結束"))
 40     print("競技分析開始，共模擬{}場比賽。".format(n))
 41     print(">>>隊伍A獲勝{}場比賽，佔比{:0.1%}".format(winsA,winsA/n))
 42     print(">>>隊伍B獲勝{}場比賽，佔比{:0.1%}".format(winsB,winsB/n))
 43     print(">>>兩隊平局{}場，佔比{:0.1%}".format(via,via/n))
 44 
 45 def simNGames(n, probA, probB):
 46     '''
 47     function: 模擬n場比賽
 48     n: 模擬n場比賽
 49     probA, probB： 分別爲隊伍A和B的能力值
 50     winsA, winsB: 隊伍A和B贏得比賽的場數，總共n場
 51     '''
 52     via, winsA, winsB = 0, 0, 0
 53     for _ in range(n):
 54         scoreA, scoreB = simOneGame(probA, probB)
 55         if scoreA == scoreB:
 56             via += 1
 57         elif scoreA > scoreB:
 58             winsA += 1
 59         else:
 60             winsB += 1
 61     return via, winsA, winsB
 62 
 63 def simOneGame(probA, probB):
 64     '''
 65     function: 模擬一場比賽, 分上半場和下半場
 66     probA, probB： 分別爲隊伍A和B的能力值
 67     scoreA, scoreB: 分別爲隊伍A和B一場比賽的分數
 68     return: 返回隊伍A和B在本場比賽中得到的分數
 69     '''
 70     winA, winB = 0, 0
 71     for N in range(2):
 72         scoreA, scoreB = simAGame(N, probA, probB)
 73         winA += scoreA
 74         winB += scoreB
 75     return winA, winB
 76 
 77 def simAGame(N, probA, probB):
 78     '''
 79     function: 模擬半場比賽
 80     probA, probB： 分別爲隊伍A和B的能力值
 81     scoreA, scoreB: 分別爲隊伍A和B半場比賽的分數
 82     return: 返回隊伍A和B在本半場比賽中得到的分數
 83     '''
 84     scoreA, scoreB = 0, 0
 85     if N == 0:
 86         serving = 'A'            # 發球方
 87     else:
 88         serving = 'B'
 89     for _ in range(gameOver()):
 90         if serving == 'A':
 91             if random() < probA:
 92                 scoreA += 1
 93                 serving = 'B'
 94         else:
 95             if random() < probB:
 96                 scoreB += 1
 97                 serving = 'A'
 98     return scoreA, scoreB
 99 
100 def gameOver():
101     '''
102     function: 定義半場比賽的結束條件
103     經過randint產生一個隨機數做爲半場比賽的回合數, 若達到半場比賽的回合數則結束比賽
104     return: 若比賽結束的條件成立返回真，不然爲假
105     '''
106     return randint(3, 10)
107 
108 if __name__ == "__main__":
109     printInfo()
110     probA, probB, n = getInputs()
111     Time = time()
112     via, winsA, winsB = simNGames(n, probA, probB)
113     print("模擬用時: {:.1f}s".format(time()-Time))
114     printResult(n, via, winsA, winsB)

5. 運行結果展現，爲了查看方便，我仍在cmd中運行代碼

3、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一樣，因此本次模擬分析多支隊伍進行乒乓球比賽。

2. 模擬原理：經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：經過產生隨機數獲得每局比賽的難度，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，採起兩兩配對，但只遍歷一次，所以，本代碼功能不完善，僅供參考。

3. 規則簡介：

① 一場比賽：單打：採用七局四勝制；雙打淘汰賽、團體賽：採用五局三勝制。

② 一局比賽：先得11分爲勝，10平後，多得2分爲勝

③ 一局比賽：每隊發球2次後，接發球方即成爲發球方，依此類推，直至該局比賽結束或者到雙方比分都達到10分時，發球和接發次序仍然不變，但每隊只輪發一次球

4. 代碼實現

　　本次代碼與上述不一樣，本次採用類的方法來實現，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，只能模擬數量爲偶數的隊伍進行比賽。待技術提高，會對代碼進行改善和增強。

  1 # -*- encoding:utf-8 -*-
  2 '''
  3 模擬乒乓球競技
  4 @author: bpf
  5 '''
  6 # 比賽規則：
  7 # 1. 一場比賽： 單打：採用七局四勝制
  8 #              雙打淘汰賽、團體賽：採用五局三勝制
  9 # 2. 一局比賽： 先得11分爲勝，10平後，多得2分爲勝
 10 # 3. 一局比賽： 每隊發球2次後，接發球方即成爲發球方,依此類推，直至該局比賽結束
 11 #            或者到雙方比分都達到10分時，發球和接發次序仍然不變，但每隊只輪發一次球
 12 
 13 from random import random
 14 from pandas import DataFrame
 15 from time import time
 16 class SportCompetitionAnalyze:
 17 
 18     def PrintInfo(self):
 19         '''
 20         function: 打印程序的介紹信息
 21         '''
 22         print("{:*^70}".format("產品簡介"))
 23         print("產品名稱： 乒乓球競技模擬分析器(採起單打淘汰賽制)")
 24         print("產品概述： 經過輸入多個隊伍的能力值(0到1之間的小數表示)，可以模擬屢次多個隊伍的乒乓球競技比賽，從而得出各自的勝率！")
 25         print("產品做者： 步平凡 - 04")
 26         print("{:*^70}".format("模擬開始"))
 27     
 28     def GetInputs_for_Singal(self):
 29         '''
 30         function: 得到用戶輸入的參數 得到單打各隊員的能力值
 31         '''
 32         self.n = eval(input("請輸入須要模擬比賽的場數："))
 33         self.probAbilityList_Original = list(map(eval, input("(注：經過輸入的次序進行兩兩配對, 即前兩個分別爲隊員A和B;以此類推。)\n\
 34             請輸入各隊員的能力值(0~1), 請用英文逗號隔開(輸入個數爲2的倍數): ").split(',')))
 35         self.probAbilityList = self.probAbilityList_Original
 36         self.probNum = len(self.probAbilityList)
 37     
 38     def GetInputs_for_Double(self):
 39         '''
 40         function: 得到用戶輸入的參數 得到雙打各隊伍各隊員的能力值
 41         probAbilityList: 使用各隊伍中兩隊員的平均能力值做爲該隊伍的能力值 --- 雙打
 42         probAbilityList_Original: 存儲原生的各隊員能力值, 後續可用
 43         '''
 44         self.probAbilityList, self.probAbilityList_Original = [], []
 45         self.n = eval(input("請輸入須要模擬比賽的場數："))
 46         Original = list(map(eval, input("(注：經過輸入的次序進行四四配對, 即前四個爲隊伍A和B;以此類推。)\n\
 47             請輸入各隊員的能力值(0~1), 請用英文逗號隔開(輸入個數爲4的倍數): ").split(',')))
 48         for i in range(0, len(Original), 2):
 49             self.probAbilityList.append((Original[i] + Original[i+1])/2)
 50             self.probAbilityList_Original.append(list([Original[i], Original[i+1]]))
 51         self.probNum = len(self.probAbilityList)
 52     
 53     def PrintResult(self):
 54         '''
 55         function: 輸出模擬比賽的結果
 56         data: 存儲每支的比賽信息
 57         '''
 58         print("{:*^70}".format("模擬結束"))
 59         print("競技分析結束，每組共模擬{}場比賽。".format(self.n))
 60         data = []
 61         for i in range(self.probNum):
 62             tmplist = []
 63             tmplist.append(self.probAbilityList_Original[i])  # 存儲能力值
 64             tmplist.append(self.probwinsList[i])              # 存儲獲勝的場數
 65             tmplist.append(self.probwinsList[i]/self.n)       # 存儲勝率
 66             data.append(tmplist)
 67         dataSheet = DataFrame(data , index=list(range(1, self.probNum+1)), columns=list(["Ability", "wins", "rate"]))
 68         #dataSheet.sort_values(by="wins", inplace=True)       # 對比賽勝率rate進行排序, 會混亂比賽隊伍的關係, 所以不採用
 69         print(dataSheet)
 70 
 71     def simNGames(self, GAMES, WINS):
 72         '''
 73         function: 模擬n場比賽
 74         probwinsList: 存儲每支隊伍贏得比賽的場數 的列表
 75         winA, winB: 隊伍A和B在一場比賽中獲勝的局數
 76         winsA, winsB: 隊伍A和B贏得比賽的場數，總共n場
 77         '''
 78         self.probwinsList = []
 79         for i in range(0, self.probNum, 2):
 80             print("隊員:", i+1, 'VS' ,i+2, "比賽中...")
 81             winsA, winsB = 0, 0
 82             for _ in range(self.n):
 83                 winA, winB = self.simOneGame(self.probAbilityList[i], self.probAbilityList[i+1], GAMES, WINS)
 84                 if winA > winB:
 85                     winsA += 1
 86                 else:
 87                     winsB += 1
 88             self.probwinsList.append(winsA)
 89             self.probwinsList.append(winsB)
 90 
 91     def simOneGame(self, probA, probB, GAMES, WINS):
 92         '''
 93         function: 模擬一場比賽  》》》 GAMES局 WINS勝
 94                 單打比賽，包括七局，採起七局四勝制
 95                 雙打比賽，包括五局，採起五局三勝制
 96         scoreA, scoreB: 分別爲隊伍A和B一局比賽的分數
 97         winA, winB: 分別爲隊伍A和B一場比賽贏的局數
 98         return: 返回雙方贏的局數
 99         '''
100         winA, winB = 0, 0
101         for _ in range(GAMES):
102             scoreA, scoreB = self.simAGame(probA, probB)
103             if scoreA > scoreB:
104                 winA += 1
105             else:
106                 winB += 1
107             if winA >=WINS or winB >= WINS:
108                 break
109         return winA, winB
110 
111     def simAGame(self, probA, probB):
112         '''
113         function: 模擬一局比賽
114         probA, probB： 分別爲隊伍A和B的能力值
115         return: 返回隊伍A和B在本局比賽中得到的分數
116         '''
117         scoreA, scoreB = 0, 0
118         serving = 'A'              # 發球方
119         servingNum = 2             # 每方的發球次數
120         while not self.GameOver(scoreA, scoreB):
121             if scoreA >= 10 and scoreB >= 10:
122                 servingNum = 1
123             for _ in range(servingNum):
124                 if random() > probA:
125                     scoreB += 1
126                 else:
127                     scoreA += 1
128             serving = 'B'
129             for _ in range(servingNum):
130                 if random() > probB:
131                     scoreA += 1
132                 else:
133                     scoreB += 1
134             serving = 'A'
135         return scoreA, scoreB
136 
137     def GameOver(self, scoreA, scoreB):
138         '''
139         function: 定義贏得一局的條件: 先得11分爲勝，10平後，多得2分爲勝
140         '''
141         if scoreA >= 11 or scoreB >= 11:
142             return (abs(scoreA-scoreB)>=2)
143         elif (scoreA == 10 and scoreB > 11) or (scoreB == 10 and scoreA > 11):
144             return (abs(scoreA-scoreB)>=2)
145         else:
146             return 0
147     
148 def print_MENU():
149     print("程序簡介：模擬乒乓球競技")
150     print("程序功能：\n\t1. 模擬多隊員進行單打比賽\n\t2. 模擬多隊伍多隊員進行雙打比賽")
151     while 1:
152         choose = input("功能選擇：NO.")
153         if choose in ['1', '2']:
154             return eval(choose)
155         else:
156             print("輸入有誤, 請從新輸入!")
157     
158 def simGameMenu():
159     choose = print_MENU()
160     if choose == 1:
161         pingpong = SportCompetitionAnalyze()
162         pingpong.PrintInfo()
163         pingpong.GetInputs_for_Singal()
164         Time = time()
165         pingpong.simNGames(7, 4)
166         print("模擬用時: {:.1f}s".format(time()-Time))
167         pingpong.PrintResult()
168     else:
169         pingpong = SportCompetitionAnalyze()
170         pingpong.PrintInfo()
171         pingpong.GetInputs_for_Double()
172         Time = time()
173         pingpong.simNGames(5, 3)
174         print("模擬用時: {:.1f}s".format(time()-Time))
175         pingpong.PrintResult()
176 
177 if __name__ == "__main__":
178     simGameMenu()