自学编程第23课:Python 宇宙天体数据查询器——把＂太阳系＂装进电脑

Tyree最近迷上了太空。他看了好多纪录片，能把八大行星的名字倒背如流，还知道木星上有大红斑，火星有太阳系最高的火山。

有一天他跟我说：“如果，我想做一个程序，输入行星名字，就能显示它的直径、距离太阳多远、有什么特点。就像一个小型天文百科，多好啊！”

我说：“这个主意好。我们可以用字典来存每个行星的信息，再用文件保存，以后想加新的星球直接改文件就行。”

他兴奋地说：“那我还要加一个功能——随机抽一个‘今日星球’，每天学习一个！”

接下来我们开干！今天我们就来做这个宇宙天体数据查询器。你会学到怎么用字典存储多组数据，怎么从文件读取并转换成字典，以及怎么让用户按名字查询或随机抽取。

01

先设计：一条天体数据存什么

首先我们要建一个文本，记录天体信息！每个天体里我们存四项信息：名称、直径（公里）、距离太阳（万公里）、有趣的特点。

我们把这些数据存到一个文本文件里，每行一个天体，用| 隔开（因为特点里可能有逗号，用竖线比较安全）。

新建一个命名space.txt 的文本，内容如下：

水星|4879|5791|最靠近太阳，白天热晚上冷，没有大气。

金星|12104|10820|有浓密的二氧化碳大气，温室效应严重，最热的行星。

地球|12756|14960|我们的家，唯一有生命的星球。

火星|6792|22794|有太阳系最高的火山——奥林帕斯山。

木星|139820|77857|太阳系最大的行星，有大红斑风暴。

土星|116460|143350|最漂亮的光环，密度比水还小（能浮在水上）。

天王星|50724|287250|侧着身子自转，像滚着走的球。

海王星|49244|449510|风暴速度最快，有太阳系最强烈的风。

Tyree一边敲一边说：“以后我还可以加冥王星，虽然它是矮行星。”我说行，你想加什么都行。

02

写函数：从文件读取数据，存成字典

我们要把文件里的每行数据读出来，转成一个字典。

字典的“键”是行星名字，“值”是它的各项信息（可以用小字典或列表）。这里我们用列表存三个值：直径、距离、特点。

下面来看下一些代码的注释：

data = {} 创建一个空字典。

with open(...)打开文件，'r' 只读模式。如果文件不存在，except 抓住错误并返回空字典。

循环里split("|") 把一行切成四块：名字、直径、距离、特点。

data[name] = {...}：用行星名字作为“钥匙”，后面跟一个字典，里面存直径、距离、特点。这样以后通过 data["地球"]["直径"] 就能拿到数值。

直径和距离用int() 转成整数，方便以后做比较（比如找出最大的行星）。

Tyree问：“为什么要再套一层字典？直接用三个变量不行吗？”我告诉他：如果你只有三五个行星，用三个列表也行。

但用字典的好处是，你想查“木星的特点”可以直接 data["木星"]["特点"]，不用去记它在第几个位置。他试了试，觉得方便。

03

写查询函数：根据名字显示信息

用户输入行星名字（支持简繁体、大小写），程序从字典里找出信息并打印。

name in data 检查字典里有没有这个键。

如果有，取出信息字典，然后按字段打印。

如果没有，给个提示。Tyree说：“我想输入英文也能查。”我说可以加别名映射，但我们先做中文版，后面挑战你再自己扩展。

04

写随机抽取函数：今日星球

从所有行星中随机抽一个，打印它的信息，还可以加一句“今日幸运星球”。

代码中 list(data.keys()) 把字典的所有键（行星名字）变成一个列表。

random.choice 随机选一个。

然后打印信息。Tyree每天早上抽一个，说：“今天我属于土星，要戴光环。”

05

写比较函数：找出最大/最小行星

增加一个功能：找出直径最大或距离太阳最近的行星。

data.items() 返回 (键, 值) 的列表。

max(..., key=...) 是高级用法：用 lambda 指定按“直径”字段比较大小。

你可以扩展更多比较（如距离最远）。

Tyree看到木星的直径最大，得意地说：“果然木星老大。”

06

主菜单：把所有功能串起来

下面来作主程序，它的作用就是将几个功能代码块连起来：

前面定义的几个函数都用上了，形成了一个新的函数了。

07

完整代码（可直接运行）

下面把全部功能块连接起来，形成一个完整的程序代码，然后直接运行起来：

就是将上面那五个代码块按顺序放在一起：

def load_space_data():

def query_planet(data):

def random_planet(data):

def compare_planets(data, mode="max"):

def main():

 运行后，可以选择查看各类 信息。自己输入要查看的行星 ，就会出现它的相关信息了。当然你还可以丰富一下里面的内容，让兴趣者可以得到更多的相关信息！

08

今天学到了什么

字典{}：用名字当钥匙，快速存取信息，不用记下标。

从文件构造字典：读取每行，解析成键值对，存入字典。

random.choice(list(data.keys()))：随机抽取字典中的一个键。

max(data.items(), key=lambda x: x[1]["直径"])：找出字典里某个字段最大值对应的键值对（稍微进阶）。

数据与代码分离：行星数据存在文件里，想加新天体只需要改文件，不动代码。

Tyree把冥王星也加进去了，还加了一句“我可是被降级的”。他说：“以后我的电脑就是小型天文台。”

好了，今天课程就到这，下节课我们来作一个更有趣的项目：三体名言抽卡器！

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