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CS 61A 2024 春季 Lab 0 解决方案

Lab 0 解决方案​

实验解答文件​

所有学生都需要完成此实验，它会计入你的实验分数。建议在第一次实验课（Lab 1）之前在家完成。

简介​

本实验将指导你如何设置电脑以完成作业，并介绍Python的基础知识。如果在实验过程中遇到任何问题，欢迎参加答疑时间，在Ed论坛上提问，或者参加你所在小组的实验课。

实验内容概要如下：

  • 环境配置：安装本课程所需的基本软件。具体包括以下几个部分：

    • 安装终端：安装一个终端，用于和本课程的文件进行交互，并运行 OK 命令。如果你的电脑已经安装了终端，并且熟悉其使用，可以跳过此步骤。
    • 安装 Python 3：在你的电脑上安装 Python 编程语言。如果已经安装了 Python 3.7 或更高版本（推荐 Python 3.9），可以跳过此步骤。
    • 安装文本编辑器：安装用于编辑本课程的 .py 文件的软件（例如 VSCode、Atom 等）。如果你已经有常用的文本编辑器，可以跳过此步骤。

  • 演练：使用终端：本节将指导你如何使用终端和 Python 解释器。如果你已经熟练掌握终端和 Python 解释器的使用，可以跳过本节。

  • 演练：组织你的文件：本节将指导你如何使用终端来组织和浏览本课程的文件。 务必至少浏览一下本节，因为它包含本课程特有的重要信息。如果你已经熟悉使用终端进行目录导航，本节的大部分内容对你来说应该比较简单。

  • 必做：完成作业：你必须完成本节才能获得相应的分数。 本节将练习你在实验、作业和项目作业中会遇到的各种问题类型。 本作业的主要目的是让你熟悉我们的软件。

  • 必做：提交作业：你必须完成本节才能获得相应的分数。 本节将指导你如何在完成上一节的作业后进行提交，并验证是否成功在 Gradescope 上提交。

  • 附录：常用的 Python 命令行选项：这些命令在调试时非常有用，但不是完成本实验的必要条件。 我们提供这些信息是为了方便你在整个课程中使用。

设置​

请根据你的操作系统选择相应的指南来配置你的设备。

备选方案​

如果你在安装 Python 解释器、文本编辑器和终端时遇到问题，或者你使用的设备（例如 iPad）不允许安装软件，可以尝试以下临时方案来完成作业，同时寻找更合适的硬件设备。

使用 Soda 实验室的电脑​

你需要一个教学账号，才能够登录并使用 Soda 中的任何一台实验室电脑。你可以查看你现有的教学账号，以及为相关课程创建新的教学账号，请访问：https://inst.eecs.berkeley.edu/connecting.html。

你可以通过你的 CalNet ID 登录该网站。要为此课程创建一个教学账号，请点击“Get a new account”（获取新账号），找到目的为“cs61a”的那一行。

创建账号后，你就可以用它登录 Soda 实验室的电脑，并使用该电脑完成课程作业。

在线编辑器作为替代方案​

重要提示： 以下列出的两种替代方案都不是本课程的最佳选择。我们建议你能够使用自己的本地环境，或者使用 Soda 实验室的电脑（你可以使用你的课程教学账号访问）。

61A 代码：

你可以使用 61A Code，这是课程的在线环境，你可以在其中编辑、运行、调试程序，进行可视化操作，并与工作人员分享。61A Code 的文档可以在这里找到：61A Code docs。

注意： 你将无法在 61A Code 中运行 ok 命令，你需要运行这些命令来解锁测试、运行测试和提交作业。

在 61A Code 上完成此作业的步骤：

  1. 访问 61A Code。
  2. 打开一个现有文件：进入你的 cs61a 文件夹，然后进入作业文件夹 (lab00)，你可以在其中找到此作业的文件。
  3. 系统将提示你授权编辑器。你可以点击“Confirm”（确认）。回到编辑器本身，你就可以打开你想编辑的文件。
  4. 要打开终端，请点击“Console”（控制台）。
  5. 你可以使用编辑器编写代码，并使用控制台运行你的代码。

Datahub：

另一种替代本地环境的选择是使用加州大学伯克利分校的 Datahub。

在 Datahub 上完成此作业的步骤：

  1. 访问 Datahub。
  2. 将作业 zip 文件上传到 datahub。
  3. 点击左上角的“New”（新建），然后选择终端即可打开。
  4. 导航到 zip 文件所在的位置并运行 unzip lab00.zip。
  5. 打开代码文件 (lab00.py) 并输入代码，然后保存。
  6. 现在你可以提交你的实验了。

你的第一个作业​

在进行作业时，请确保你的终端的工作目录是正确的（这很可能就是你解压缩作业的地方）。

1) Python 会怎么做？(WWPD)​

实验作业的其中一个组成部分是预测 Python 解释器的行为。

请在你的终端输入以下内容，开始本节:

python3 ok -q python-basics -u

系统会提示你输入各种语句或表达式的结果。你必须正确输入才能继续，答错了也没关系。

第一次运行 Ok 的时候，会提示你输入你的 bCourses 邮箱。请按照这些说明进行操作。我们会用这个信息在评分的时候把你的代码和你关联起来。

>>> x = 20
>>> x + 2
______22
>>> x
______20
>>> y = 5
>>> y = y + 3
>>> y * 2
______16
>>> y + x
______28

2) 实现函数​

实验里经常会要求大家实现函数。用你的文本编辑器打开 lab00.py。你应该会看到一个名为 twenty_twenty_four 的函数，它有一个空白的 return 语句。你只需要修改那个空白部分，把它替换成一个结果为 2024 的表达式。你能想出最有创意的表达式吗？

编辑完之后，别忘了保存作业！最好打开自动保存功能 (在 VS Code 的文件菜单里)。

3) 运行测试​

在 CS 61A 中，我们将使用一个名为 ok 的程序来测试我们的代码。ok 会包含在本课程的每个作业中。

回到终端，确认一下你是不是在之前创建的 lab00 目录里 (记得 cd 命令可以更改目录)。

在这个目录里，你可以输入 ls 命令来确认有没有这四个文件:

  • lab00.py: 你刚刚编辑的起始文件
  • ok: 我们的测试程序
  • lab00.ok: Ok 的配置文件

现在来测试一下代码，看看有没有问题。你可以用下面的命令来运行 ok:

python3 ok

请记住，如果你使用的是 Windows 并且 python3 命令不起作用，请尝试仅使用 python 或 py。 有关更多信息，请参见安装 Python 3部分，如果遇到困难，请寻求帮助！

如果你代码写对了，并且成功解锁了测试，应该就能看到测试通过的信息:

=====================================================================
Assignment: Lab 0
=====================================================================

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Running tests

---------------------------------------------------------------------
Test summary
    2 test cases passed! No cases failed.

如果你没通过测试，ok 会显示类似下面的信息:

---------------------------------------------------------------------
Doctests for twenty_twenty_four

>>> from lab00 import *
>>> twenty_twenty_four()
0

# Error: expected
#     2024
# but got
#     0

---------------------------------------------------------------------
Test summary
    0 test cases passed before encountering first failed test case

在文本编辑器里改代码，直到所有测试都通过为止。

每次运行 Ok 时，Ok 都会尝试备份你的工作。如果出现“连接超时”的提示，不用担心，这不会影响你的评分。

虽然 ok 是 CS 61A 的主要作业“自动评分器”，但你可能会发现编写一些 doctests 形式的测试用例很有帮助。之后，你可以使用 -m doctest 这个 Python 选项 来运行这些测试。

任务 C：提交作业​

现在你已经完成了你的第一个 CS 61A 作业，是时候提交它了。你可以按照以下步骤提交你的作业并获得分数。

使用 Gradescope 提交​

  1. 使用你的 CalNet ID，通过学校凭证登录 Gradescope。登录后，你会进入你的控制面板。

  2. 在你的控制面板上，选择课程 CS61A。你应该已经被添加到 Gradescope 中。如果没有，请在 Ed 上发一个私帖。你会在列表中看到可以提交的课程作业，以及作业的状态、发布日期和截止日期。

  3. 单击作业 Lab 0 以打开它。

  4. 当出现对话框时，点击显示“拖放”字样的灰色区域。

  5. 然后选择你为本次作业编辑过的 lab00.py 代码文件。

    gradescope submit

  6. 选择文件后，点击“上传”按钮。上传成功后，屏幕上会显示确认消息，你也会收到一封邮件。

    gradescope upload

  7. 接下来，等待几分钟，让自动评分程序对你的代码文件进行评分。你的最终得分会显示在右侧，应该和你在本地测试的结果一致。你可以在右上角找到一个名为“代码”的标签页，查看你提交的代码。如果有任何错误，你可以编辑 lab00.py 文件，然后点击屏幕底部的“重新提交”来重新提交。你可以在截止日期前多次重新提交作业。

    gradescope results

你无需将 WWPD 问题的答案提交到 Gradescope。实验成绩主要基于代码编写部分。

恭喜，你刚刚提交了你的第一个 CS 61A 作业！

附录：有用的 Python 命令行选项​

以下是几种常用的 Python 文件运行方式。

  1. 不使用任何命令行选项，将会运行指定文件中的代码，然后返回到命令行界面。如果文件只包含函数定义，且没有语法错误，则不会有任何输出。

    python3 lab00.py

  2. -i: -i 选项运行指定文件中的代码，然后打开一个交互式终端（带有 >>> 提示符）。然后你可以执行表达式，例如调用你定义的函数。要退出交互式终端，请输入 exit() 命令。您也可以在 Linux/Mac 机器上使用键盘快捷键 Ctrl-D，或在 Windows 上使用 Ctrl-Z Enter。

    如果在交互模式下编辑了Python文件，需要先退出并重启解释器，修改才能生效。

    以下是如何以交互方式运行 lab00.py：

    python3 -i lab00.py

  3. -m doctest: 运行文件中的 doctest，这些 doctest 是函数文档字符串中的示例。

    文件中的每个测试都以 >>> 开头，后面跟着Python代码和期望的输出结果。

    以下是如何运行 lab00.py 中的 doctest：

     python3 -m doctest lab00.py

    如果代码通过了所有doctest，则不会有任何输出。否则，会显示关于失败测试的信息。