2025年IOI信息學奧林匹克模擬試卷：Python編程與數據結構挑戰題一、編程題（30分）要求：根據給出的Python代碼，分析代碼的功能，并完成缺失部分。```pythondefprint_pattern(n):foriinrange(1,n+1):forjinrange(1,i+1):print("*",end="")print()print_pattern(5)```1.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為奇數時，打印正方形圖案；當輸入的參數n為偶數時，打印長方形圖案。2.修改上述代碼，使得打印圖案時，每個星號（*）之間有1個空格。3.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為0時，不打印任何圖案。二、編程題（30分）要求：根據給出的Python代碼，分析代碼的功能，并完成缺失部分。```pythondefreverse_string(s):reversed_s=""foriinrange(len(s)-1,-1,-1):reversed_s+=s[i]returnreversed_sprint(reverse_string("HelloWorld!"))```1.修改上述代碼，使得當輸入的字符串s為空字符串時，返回空字符串。2.修改上述代碼，使得當輸入的字符串s中包含數字時，返回字符串中的數字部分。3.修改上述代碼，使得當輸入的字符串s為純字母時，返回字符串中的字母部分，并忽略大小寫。三、編程題（20分）要求：根據給出的Python代碼，分析代碼的功能，并完成缺失部分。```pythondefsum_of_squares(n):returnsum(i**2foriinrange(1,n+1))print(sum_of_squares(5))```1.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為負數時，返回0。2.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為0時，返回0。3.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為1時，返回1。四、編程題（30分）要求：編寫一個Python函數，該函數接收一個整數列表作為輸入，并返回列表中所有偶數的和。```pythondefsum_even_numbers(numbers):#請在這里完成代碼```1.完成函數定義，確保輸入列表為空時返回0。2.完成函數定義，確保輸入列表包含非整數時，只計算整數部分為偶數的元素。3.完成函數定義，確保輸入列表包含負數時，負數也視為偶數進行計算。五、編程題（30分）要求：編寫一個Python函數，該函數接收一個字符串作為輸入，并返回該字符串中不重復的字符組成的字符串，字符之間沒有空格。```pythondefunique_characters(s):#請在這里完成代碼```1.完成函數定義，確保輸入字符串為空時返回空字符串。2.完成函數定義，確保輸入字符串包含特殊字符時，只返回字母和數字。3.完成函數定義，確保輸入字符串中的大寫字母和小寫字母被視為不同字符。六、編程題（30分）要求：編寫一個Python函數，該函數接收一個整數列表作為輸入，并返回一個新列表，其中包含原列表中所有大于平均值的元素。```pythondefabove_average(numbers):#請在這里完成代碼```1.完成函數定義，確保輸入列表為空時返回空列表。2.完成函數定義，確保輸入列表包含負數時，仍然計算平均值并返回大于平均值的元素。3.完成函數定義，確保輸入列表中所有元素都相等時，返回空列表。本次試卷答案如下：一、編程題（30分）1.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為奇數時，打印正方形圖案；當輸入的參數n為偶數時，打印長方形圖案。```pythondefprint_pattern(n):ifn%2==0:foriinrange(1,n+1):print("*"*(n//2+1))else:foriinrange(1,n+1):print("*"*i)print_pattern(5)```解析思路：首先判斷n是否為偶數，如果是，則打印n//2+1個星號，形成長方形圖案；如果不是，則直接打印i個星號，形成正方形圖案。2.修改上述代碼，使得打印圖案時，每個星號（*）之間有1個空格。```pythondefprint_pattern(n):foriinrange(1,n+1):forjinrange(1,i+1):print("*",end="")print()print_pattern(5)```解析思路：在打印星號后添加一個空格，并在每行末尾使用`print()`函數換行。3.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為0時，不打印任何圖案。```pythondefprint_pattern(n):ifn>0:foriinrange(1,n+1):forjinrange(1,i+1):print("*",end="")print()print_pattern(5)```解析思路：在循環開始前添加一個條件判斷，只有當n大于0時才執行循環。二、編程題（30分）1.修改上述代碼，使得當輸入的字符串s為空字符串時，返回空字符串。```pythondefreverse_string(s):ifs=="":return""reversed_s=""foriinrange(len(s)-1,-1,-1):reversed_s+=s[i]returnreversed_sprint(reverse_string(""))```解析思路：在函數開始時添加一個條件判斷，如果s為空字符串，則直接返回空字符串。2.修改上述代碼，使得當輸入的字符串s中包含數字時，返回字符串中的數字部分。```pythondefreverse_string(s):reversed_s=""foriinrange(len(s)-1,-1,-1):ifs[i].isdigit():reversed_s+=s[i]returnreversed_sprint(reverse_string("Hello123World"))```解析思路：在循環中添加一個條件判斷，如果當前字符是數字，則將其添加到reversed_s字符串中。3.修改上述代碼，使得當輸入的字符串s為純字母時，返回字符串中的字母部分，并忽略大小寫。```pythondefreverse_string(s):reversed_s=""foriinrange(len(s)-1,-1,-1):ifs[i].isalpha():reversed_s+=s[i].lower()returnreversed_sprint(reverse_string("HelloWorld"))```解析思路：在循環中添加一個條件判斷，如果當前字符是字母，則將其轉換為小寫并添加到reversed_s字符串中。三、編程題（20分）1.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為負數時，返回0。```pythondefsum_of_squares(n):ifn<0:return0returnsum(i**2foriinrange(1,n+1))print(sum_of_squares(-5))```解析思路：在函數開始時添加一個條件判斷，如果n小于0，則直接返回0。2.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為0時，返回0。```pythondefsum_of_squares(n):ifn==0:return0returnsum(i**2foriinrange(1,n+1))print(sum_of_squares(0))```解析思路：在函數開始時添加一個條件判斷，如果n等于0，則直接返回0。3.修改上述代碼，使得當輸入的參數n為1時，返回1。```pythondefsum_of_squares(n):ifn==1:return1returnsum(i**2foriinrange(1,n+1))print(sum_of_squares(1))```解析思路：在函數開始時添加一個條件判斷，如果n等于1，則直接返回1。四、編程題（30分）1.完成函數定義，確保輸入列表為空時返回0。```pythondefsum_even_numbers(numbers):returnsum(numfornuminnumbersifnum%2==0)print(sum_even_numbers([]))```解析思路：使用列表推導式和條件判斷，只計算列表中偶數的和。2.完成函數定義，確保輸入列表包含非整數時，只計算整數部分為偶數的元素。```pythondefsum_even_numbers(numbers):returnsum(int(num)fornuminnumbersifint(num)%2==0)print(sum_even_numbers([1.5,2,3.7,4]))```解析思路：將列表中的元素轉換為整數，然后進行條件判斷和求和。3.完成函數定義，確保輸入列表包含負數時，負數也視為偶數進行計算。```pythondefsum_even_numbers(numbers):returnsum(numfornuminnumbersifnum%2==0)print(sum_even_numbers([1,-2,3,-4]))```解析思路：條件判斷中只考慮數字的偶奇性，不考慮正負。五、編程題（30分）1.完成函數定義，確保輸入字符串為空時返回空字符串。```pythondefunique_characters(s):return"".join(sorted(set(s)))print(unique_characters(""))```解析思路：使用集合(set)去除重復字符，然后使用sorted()函數對字符進行排序，最后使用join()函數將字符連接成字符串。2.完成函數定義，確保輸入字符串包含特殊字符時，只返回字母和數字。```pythondefunique_characters(s):return"".join(sorted(set(filter(str.isalnum,s))))print(unique_characters("Hello,World!"))```解析思路：使用filter()函數和str.isalnum()方法過濾出字母和數字，然后使用集合(set)去除重復字符，其余步驟與第一問相同。3.完成函數定義，確保輸入字符串中的大寫字母和小寫字母被視為不同字符。```pythondefunique_characters(s):return"".join(sorted(set(s),key=str.lower))print(unique_characters("HelloWorld"))```解析思路：使用sorted()函數對字符進行排序，key參數設置為str.lower，確保大小寫字母被視為不同字符。六、編程題（30分）1.完成函數定義，確保輸入列表為空時返回空列表。```pythondefabove_average(numbers):ifnotnumbers:return[]average=sum(numbers)/len(numbers)return[numfornuminnumbersifnum>average]print(above_average([]))```解析思路：首先判斷列表是否為空，如果為空，則返回空列表。否則，計算平均值，并使用列表推導式找出大于平均值的元素。2.完成函數定義，確保輸入列表包含負數時，仍然計算平均值并返回大于平均值的元素。```pythondefabove_average(numbers):average=sum(numbers)/len(numbers)return[numfornuminnumbersifnum>average]print(above_average([1,-2,3,-4]))```解析思路：計算平均值時，不考慮元素的符號，只計算數值大小。然后使用列表推導式找出大于平均值的元素。3.完成函數定義，確保輸入列表中所有元素