IGCSE计算机科学：手把手教你读懂和调试一段简单的Python代码

一、代码示例：学生成绩管理系统

# 学生成绩管理系统
students = []  # 存储学生信息的列表

def add_student():
    """添加学生信息"""
    name = input("请输入学生姓名：")
    score = int(input("请输入学生成绩："))
    student = {"name": name, "score": score}
    students.append(student)
    print(f"学生{name}添加成功！")

def show_students():
    """显示所有学生信息"""
    if len(students) == 0:
        print("暂无学生信息！")
    else:
        print("学生信息如下：")
        for student in students:
            print(f"姓名：{student['name']}，成绩：{student['score']}")

def calculate_average():
    """计算平均成绩"""
    if len(students) == 0:
        print("暂无学生信息，无法计算平均分！")
        return
    
    total = 0
    for student in students:
        total += student["score"]
    
    average = total / len(students)
    print(f"平均成绩为：{average:.2f}")

def find_student():
    """查找学生信息"""
    name = input("请输入要查找的学生姓名：")
    for student in students:
        if student["name"] == name:
            print(f"找到学生：{student['name']}，成绩：{student['score']}")
            return
    
    print(f"未找到学生{name}")

def main():
    """主函数"""
    while True:
        print("\n===== 学生成绩管理系统 =====")
        print("1. 添加学生")
        print("2. 显示所有学生")
        print("3. 计算平均成绩")
        print("4. 查找学生")
        print("5. 退出系统")
        
        choice = input("请选择操作（1-5）：")
        
        if choice == "1":
            add_student()
        elif choice == "2":
            show_students()
        elif choice == "3":
            calculate_average()
        elif choice == "4":
            find_student()
        elif choice == "5":
            print("感谢使用，再见！")
            break
        else:
            print("输入错误，请重新选择！")

# 程序入口
if __name__ == "__main__":
    main()

二、代码逐行解读

1. 变量定义

students = []  # 存储学生信息的列表

• students是一个空列表，用于存储学生信息
• 每个学生信息是一个字典，包含name（姓名）和score（成绩）两个键

2. 添加学生函数

def add_student():
    name = input("请输入学生姓名：")
    score = int(input("请输入学生成绩："))
    student = {"name": name, "score": score}
    students.append(student)
    print(f"学生{name}添加成功！")

• input()函数获取用户输入
• int()将输入的字符串转换为整数
• {}创建字典，存储学生信息
• append()将学生信息添加到列表中
• f-string格式化输出

3. 显示学生函数

def show_students():
    if len(students) == 0:
        print("暂无学生信息！")
    else:
        print("学生信息如下：")
        for student in students:
            print(f"姓名：{student['name']}，成绩：{student['score']}")

• len(students)获取列表长度
• for循环遍历所有学生
• student['name']访问字典中的值

4. 计算平均分函数

def calculate_average():
    if len(students) == 0:
        print("暂无学生信息，无法计算平均分！")
        return
    
    total = 0
    for student in students:
        total += student["score"]
    
    average = total / len(students)
    print(f"平均成绩为：{average:.2f}")

• return提前结束函数执行
• total += student["score"]累加所有成绩
• average = total / len(students)计算平均值
• :.2f保留两位小数

5. 查找学生函数

def find_student():
    name = input("请输入要查找的学生姓名：")
    for student in students:
        if student["name"] == name:
            print(f"找到学生：{student['name']}，成绩：{student['score']}")
            return
    
    print(f"未找到学生{name}")

• 遍历列表，逐个比较姓名
• 找到后立即返回，提高效率
• 遍历完仍未找到，输出提示信息

6. 主函数

def main():
    while True:
        print("\n===== 学生成绩管理系统 =====")
        print("1. 添加学生")
        print("2. 显示所有学生")
        print("3. 计算平均成绩")
        print("4. 查找学生")
        print("5. 退出系统")
        
        choice = input("请选择操作（1-5）：")
        
        if choice == "1":
            add_student()
        elif choice == "2":
            show_students()
        elif choice == "3":
            calculate_average()
        elif choice == "4":
            find_student()
        elif choice == "5":
            print("感谢使用，再见！")
            break
        else:
            print("输入错误，请重新选择！")

• while True:无限循环，直到用户选择退出
• if-elif-else多分支选择结构
• break跳出循环，结束程序

7. 程序入口

if __name__ == "__main__":
    main()

• 判断当前文件是否作为主程序运行
• 如果是，则执行main()函数

三、常见错误与调试技巧

错误1：类型错误

# 错误代码
score = input("请输入成绩：")
total += score  # 报错：不能将字符串和整数相加

# 正确代码
score = int(input("请输入成绩："))

• 使用type()函数检查变量类型
• 使用print()输出中间结果

错误2：键错误

# 错误代码
print(student[name])  # 报错：name未定义

# 正确代码
print(student['name'])

• 检查字典键名是否正确
• 使用student.keys()查看所有键

错误3：索引错误

# 错误代码
students = []
print(students[0])  # 报错：列表为空

# 正确代码
if len(students) > 0:
    print(students[0])

• 使用len()检查列表长度
• 使用try-except捕获异常

错误4：逻辑错误

# 错误代码：无法正确查找学生
for student in students:
    if student["name"] == name:
        print("找到学生")
    else:
        print("未找到学生")  # 每次循环都会输出

# 正确代码
found = False
for student in students:
    if student["name"] == name:
        print("找到学生")
        found = True
        break

if not found:
    print("未找到学生")

• 使用print()在关键位置输出调试信息
• 逐步执行代码，观察变量变化

四、调试工具推荐

1. IDLE调试器

• 设置断点：在代码行号前双击
• 单步执行：按F5运行，F10单步执行
• 查看变量：在调试窗口查看变量值

2. print()调试法

def calculate_average():
    print("进入calculate_average函数")
    print(f"students长度：{len(students)}")
    
    total = 0
    for student in students:
        print(f"当前学生：{student}")
        total += student["score"]
        print(f"当前总分：{total}")
    
    average = total / len(students)
    print(f"平均分：{average}")
    return average

3. try-except异常捕获

try:
    score = int(input("请输入成绩："))
except ValueError:
    print("输入错误，请输入数字！")
    score = 0

五、考试答题技巧

1. 读懂题目要求

• 仔细阅读题目描述，明确程序功能
• 圈出关键词：输入、输出、处理逻辑

2. 先写伪代码

• 用中文描述算法步骤
• 理清逻辑关系，避免思路混乱

3. 分模块编写

• 先写主函数框架
• 再逐个实现子函数
• 每完成一个模块就测试一次

4. 注释清晰

• 为每个函数添加注释，说明功能
• 为关键代码添加注释，解释逻辑

5. 测试用例

• 设计边界测试：空列表、最大值、最小值
• 设计异常测试：输入非数字、输入负数

六、备考建议

1. 掌握基础语法

• 变量、数据类型、运算符
• 条件语句、循环语句
• 函数定义与调用
• 列表、字典、字符串操作

2. 多做练习题

• 完成教材中的编程题
• 做历年真题，熟悉题型
• 限时练习，提高速度

3. 建立错题本

• 记录编程中遇到的错误
• 分析错误原因，总结解决方法
• 定期复习，避免重复犯错

4. 理解算法思想

• 理解排序、查找等基本算法
• 掌握递归、分治等算法思想
• 能够分析算法的时间复杂度

结语