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【安安教具】-【数学】-【实数】模拟器 教你如何用python制作实数模拟器 python小项目创作_python如何生成一个无理数

作者：AllinToyou | 2024-05-29 16:43:22

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python如何生成一个无理数

哈喽~今天开始分享数学类模拟器，首先展示的是实数模拟器~~~

主界面：

watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA5a6J5a6J5pWZ5YW3,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

功能页面如下：

watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA5a6J5a6J5pWZ5YW3,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

简单来说就是随机生成一个数，然后根据这个数字进行判断选择合适的类别，像上图就是一个无理数，而且是负无理数。。。因为其属于无限不循环小数。

接下来演示使用：

实数模拟器

那么这样一个实数模拟器要如何进行开发呢？

首先我们分析一下：

实数按类别可分为：1.正有理数 2.零 3.负有理数 4.正无理数 5.负无理数

而其中，正有理数和负有理数有两种表现形式：1.分数形式 2.无限循环小数形式

这样分析，就很清晰啦~

开始展示源代码：

前端页面：

  1. class basedesk():#底板
  2.     def __init__(self, master):
  3.         self.master = master
  4.         self.master.title("实数模拟器")
  5.         self.master.configure(bg='#B1FFF9')
  6.         self.master.geometry("1000x600")
  7.         mainwindow(self.master)
  8. class mainwindow():#主界面
  9.     def __init__(self, master):
  10.         self.master = master
  11.         self.window = tk.Frame(self.master, bg='#e5ffe5')
  12.         self.window.place(x=0,y=0,width=1000,height=600)
  13.         self.window.showname_label=tk.Label(self.window,text="实数模拟器",fg='#26734d', bg='#ffe5ff',font=("Helvetic",60,"bold"),relief=RAISED).place(x=0, y=10,width=1000, height=150)
  14.         self.window.enter_btn=tk.Button(self.window,text="开始",bg='#ffffe5',fg='#333399',font=("Helvetic", 60, "bold"),command=self.changetofunction).place(x=360, y=300,width=250, height=150)
  15.     def changetofunction(self,):
  16.         self.window.destroy()
  17.         functionwindow(self.master)
  18. class functionwindow():
  19.     def __init__(self, master):
  20.         self.master = master
  21.         self.window = tk.Frame(self.master, bg='#e5f9ff')
  22.         self.window.place(x=0, y=0, width=1000, height=600)
  23.         self.window.shownumber_listbox = tk.Listbox(self.window, font=("Helvetica", 20),justify='center')
  24.         self.window.shownumber_listbox.place(x=100, y=50, width=800, height=200)
  25.         self.master.name_label = tk.Label(self.master, text="请选择该数字的类别:", font=("Helvetic", 30, "bold"), bg='#e5f9ff').place(x=10, y=450)
  26.         self.window.btn1 = tk.Button(self.window, text="正有理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_1).place(x=25, y=536,width=150,height=50)
  27.         self.window.btn2 = tk.Button(self.window, text="零", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_2).place(x=225, y=536, width=150, height=50)
  28.         self.window.btn3 = tk.Button(self.window, text="负有理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_3).place(x=425, y=536, width=150, height=50)
  29.         self.window.btn4 = tk.Button(self.window, text="正无理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_4).place(x=625, y=536, width=150, height=50)
  30.         self.window.btn5 = tk.Button(self.window, text="负无理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_5).place(x=825, y=536, width=150, height=50)
  31.         self.make_a_new_number()

 生成新数字：

  1.     def make_a_new_number(self):
  2.         #首先50%的概率生成有理数，50%的概率生成无理数
  3.         if np.random.rand()>=0.5:
  4.             self.make_a_rational_number()
  5.         else:
  6.             self.make_a_irrational_number()
  7.         self.make_a_new_show()
  8.     def make_a_new_show(self):
  9.         self.window.shownumber_listbox.delete(0,END)
  10.         self.window.shownumber_listbox.insert(END,self.shownum)

各个选项的函数：

  1.     def choose_1(self):
  2.         if self.answer==1:
  3.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  4.         else:
  5.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  6.             return
  7.         self.make_a_new_number()
  8.     def choose_2(self):
  9.         if self.answer==2:
  10.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  11.         else:
  12.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  13.             return
  14.         self.make_a_new_number()
  15.     def choose_3(self):
  16.         if self.answer==3:
  17.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  18.         else:
  19.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  20.             return
  21.         self.make_a_new_number()
  22.     def choose_4(self):
  23.         if self.answer==4:
  24.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  25.         else:
  26.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  27.             return
  28.         self.make_a_new_number()
  29.     def choose_5(self):
  30.         if self.answer==5:
  31.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  32.         else:
  33.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  34.             return
  35.         self.make_a_new_number()

生成有理数：

  1.     def make_a_rational_number(self):
  2.         if np.random.rand() >= 0.6:
  3.             self.make_a_positive_rational_number()#生成正有理数
  4.         elif np.random.rand() >= 0.2:
  5.             self.make_a_negative_rational_number()#生成负有理数
  6.         else:
  7.             self.make_a_zero()#生成零

生成无理数：

  1.     def make_a_irrational_number(self):
  2.         if np.random.rand() >= 0.66:
  3.             self.make_a_positive_irrational_number()  # 生成正无理数
  4.         elif np.random.rand() >= 0.33:
  5.             self.make_a_negative_irrational_number()  # 生成负无理数
  6.         else:
  7.             self.make_a_zero()  # 生成零

每个类别都有一定的概率被选取

生成正有理数：

  1.     def make_a_positive_rational_number(self):
  2.         self.answer=1#设置正确答案为选项1
  3.         a=np.random.randint(1,10)
  4.         b = np.random.randint(1, 10)
  5.         if np.random.rand()>=0.5:#生成分数
  6.             self.shownum=str(a)+'/'+str(b)
  7.         else:#生成小数
  8.             self.shownum=str(a/b)+'...'

生成0：

  1.     def make_a_zero(self):
  2.         self.answer=2#设置正确答案为选项2
  3.         self.shownum ='0'

生成负有理数：

  1.     def make_a_negative_rational_number(self):
  2.         self.answer=3#设置正确答案为选项3
  3.         a = np.random.randint(1, 10)
  4.         b = np.random.randint(1, 10)
  5.         if np.random.rand() >= 0.5:  # 生成分数
  6.             self.shownum = '-'+str(a) + '/' + str(b)
  7.         else:  # 生成小数
  8.             self.shownum = '-'+str(a / b) + '...'

生成正无理数：

  1.     def make_a_positive_irrational_number(self):
  2.         self.answer=4#设置正确答案为选项4
  3.         a=np.random.random()*10
  4.         self.shownum =str(a)+ '...'

生成负无理数：

  1.     def make_a_negative_irrational_number(self):
  2.         self.answer=5#设置正确答案为选项5
  3.         a=np.random.random()*10
  4.         self.shownum ='-'+str(a)+ '...'

由于在数学中认为无理数的数量远远远远远大于有理数的数量，因此我们不用担心随机生成的数是有理数，因为这个概率实在是太小了。。。

最后展示完整代码：

  1. from tkinter import *
  2. from tkinter import messagebox
  3. import tkinter as tk
  4. import numpy as np
  5. class basedesk():#底板
  6.     def __init__(self, master):
  7.         self.master = master
  8.         self.master.title("实数模拟器")
  9.         self.master.configure(bg='#B1FFF9')
  10.         self.master.geometry("1000x600")
  11.         mainwindow(self.master)
  12. class mainwindow():#主界面
  13.     def __init__(self, master):
  14.         self.master = master
  15.         self.window = tk.Frame(self.master, bg='#e5ffe5')
  16.         self.window.place(x=0,y=0,width=1000,height=600)
  17.         self.window.showname_label=tk.Label(self.window,text="实数模拟器",fg='#26734d', bg='#ffe5ff',font=("Helvetic",60,"bold"),relief=RAISED).place(x=0, y=10,width=1000, height=150)
  18.         self.window.enter_btn=tk.Button(self.window,text="开始",bg='#ffffe5',fg='#333399',font=("Helvetic", 60, "bold"),command=self.changetofunction).place(x=360, y=300,width=250, height=150)
  19.     def changetofunction(self,):
  20.         self.window.destroy()
  21.         functionwindow(self.master)
  22. class functionwindow():
  23.     def __init__(self, master):
  24.         self.master = master
  25.         self.window = tk.Frame(self.master, bg='#e5f9ff')
  26.         self.window.place(x=0, y=0, width=1000, height=600)
  27.         self.window.shownumber_listbox = tk.Listbox(self.window, font=("Helvetica", 20),justify='center')
  28.         self.window.shownumber_listbox.place(x=100, y=50, width=800, height=200)
  29.         self.master.name_label = tk.Label(self.master, text="请选择该数字的类别:", font=("Helvetic", 30, "bold"), bg='#e5f9ff').place(x=10, y=450)
  30.         self.window.btn1 = tk.Button(self.window, text="正有理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_1).place(x=25, y=536,width=150,height=50)
  31.         self.window.btn2 = tk.Button(self.window, text="零", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_2).place(x=225, y=536, width=150, height=50)
  32.         self.window.btn3 = tk.Button(self.window, text="负有理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_3).place(x=425, y=536, width=150, height=50)
  33.         self.window.btn4 = tk.Button(self.window, text="正无理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_4).place(x=625, y=536, width=150, height=50)
  34.         self.window.btn5 = tk.Button(self.window, text="负无理数", bg='#A5BF2F', fg='#FFFFFF',font=("Helvetic", 20, "bold"),command=self.choose_5).place(x=825, y=536, width=150, height=50)
  35.         self.make_a_new_number()
  36.     def choose_1(self):
  37.         if self.answer==1:
  38.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  39.         else:
  40.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  41.             return
  42.         self.make_a_new_number()
  43.     def choose_2(self):
  44.         if self.answer==2:
  45.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  46.         else:
  47.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  48.             return
  49.         self.make_a_new_number()
  50.     def choose_3(self):
  51.         if self.answer==3:
  52.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  53.         else:
  54.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  55.             return
  56.         self.make_a_new_number()
  57.     def choose_4(self):
  58.         if self.answer==4:
  59.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  60.         else:
  61.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  62.             return
  63.         self.make_a_new_number()
  64.     def choose_5(self):
  65.         if self.answer==5:
  66.             messagebox.showinfo("提示","回答正确！")
  67.         else:
  68.             messagebox.showerror("错误","回答错误！")
  69.             return
  70.         self.make_a_new_number()
  71.     def make_a_new_number(self):
  72.         #首先50%的概率生成有理数，50%的概率生成无理数
  73.         if np.random.rand()>=0.5:
  74.             self.make_a_rational_number()
  75.         else:
  76.             self.make_a_irrational_number()
  77.         self.make_a_new_show()
  78.     def make_a_new_show(self):
  79.         self.window.shownumber_listbox.delete(0,END)
  80.         self.window.shownumber_listbox.insert(END,self.shownum)
  81.     def make_a_rational_number(self):
  82.         if np.random.rand() >= 0.6:
  83.             self.make_a_positive_rational_number()#生成正有理数
  84.         elif np.random.rand() >= 0.2:
  85.             self.make_a_negative_rational_number()#生成负有理数
  86.         else:
  87.             self.make_a_zero()#生成零
  88.     def make_a_irrational_number(self):
  89.         if np.random.rand() >= 0.66:
  90.             self.make_a_positive_irrational_number()  # 生成正无理数
  91.         elif np.random.rand() >= 0.33:
  92.             self.make_a_negative_irrational_number()  # 生成负无理数
  93.         else:
  94.             self.make_a_zero()  # 生成零
  95.     def make_a_positive_rational_number(self):
  96.         self.answer=1#设置正确答案为选项1
  97.         a=np.random.randint(1,10)
  98.         b = np.random.randint(1, 10)
  99.         if np.random.rand()>=0.5:#生成分数
  100.             self.shownum=str(a)+'/'+str(b)
  101.         else:#生成小数
  102.             self.shownum=str(a/b)+'...'
  103.     def make_a_zero(self):
  104.         self.answer=2#设置正确答案为选项2
  105.         self.shownum ='0'
  106.     def make_a_negative_rational_number(self):
  107.         self.answer=3#设置正确答案为选项3
  108.         a = np.random.randint(1, 10)
  109.         b = np.random.randint(1, 10)
  110.         if np.random.rand() >= 0.5:  # 生成分数
  111.             self.shownum = '-'+str(a) + '/' + str(b)
  112.         else:  # 生成小数
  113.             self.shownum = '-'+str(a / b) + '...'
  114.     def make_a_positive_irrational_number(self):
  115.         self.answer=4#设置正确答案为选项4
  116.         a=np.random.random()*10
  117.         self.shownum =str(a)+ '...'
  118.     def make_a_negative_irrational_number(self):
  119.         self.answer=5#设置正确答案为选项5
  120.         a=np.random.random()*10
  121.         self.shownum ='-'+str(a)+ '...'
  122.  
  123.  
  124. if __name__ == '__main__':#主函数
  125.     root = tk.Tk()
  126.     root.resizable(False, False)
  127.     basedesk(root)
  128.     root.mainloop()

 

 

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