python如何求长方形周长面积

Python如何求长方形周长和面积

长方形的周长和面积计算公式：周长 = 2 * (长 + 宽)，面积 = 长 * 宽。通过编写简单的Python代码，我们可以方便地计算长方形的周长和面积。利用Python编写函数、输入输出操作、基本的数学计算等，可以轻松地解决这一问题。下面将详细介绍如何在Python中实现这些功能。

一、编写计算长方形周长和面积的函数

在Python中，我们可以通过定义函数来封装具体的计算逻辑，以便在需要时调用。首先，我们定义一个函数来计算长方形的周长和面积。

def calculate_rectangle(length, width):
    perimeter = 2 * (length + width)
    area = length * width
    return perimeter, area

在上述代码中，我们定义了一个名为calculate_rectangle的函数，该函数接受两个参数length（长）和width（宽），并返回计算得到的周长和面积。

二、获取用户输入并调用函数

为了使程序更加灵活，我们可以通过用户输入来获取长方形的长和宽，然后调用上述定义的函数来计算周长和面积。以下是实现这一功能的代码：

def main():
    # 获取用户输入
    length = float(input("请输入长方形的长度："))
    width = float(input("请输入长方形的宽度："))
    # 调用函数计算周长和面积
    perimeter, area = calculate_rectangle(length, width)
    # 输出结果
    print(f"长方形的周长为：{perimeter}")
    print(f"长方形的面积为：{area}")
调用主函数
if __name__ == "__main__":
    main()

在这段代码中，我们定义了一个main函数，该函数首先通过input函数获取用户输入的长和宽，并将其转换为浮点数。然后调用先前定义的calculate_rectangle函数，得到周长和面积，最后将计算结果打印出来。

三、处理异常情况

在实际使用中，我们还需要考虑到用户可能输入非法值（例如负数或非数值字符）的情况。为了提高程序的健壮性，我们可以加入异常处理机制来捕获和处理这些情况。

def main():
    try:
        # 获取用户输入
        length = float(input("请输入长方形的长度："))
        width = float(input("请输入长方形的宽度："))
        # 检查输入的有效性
        if length <= 0 or width <= 0:
            raise ValueError("长度和宽度必须为正数。")
        # 调用函数计算周长和面积
        perimeter, area = calculate_rectangle(length, width)
        # 输出结果
        print(f"长方形的周长为：{perimeter}")
        print(f"长方形的面积为：{area}")
    except ValueError as e:
        print(f"输入错误：{e}")
调用主函数
if __name__ == "__main__":
    main()

在这段代码中，我们使用try...except语句来捕获ValueError异常。如果用户输入的值不是数值类型或输入的长度和宽度为负数或零，将会抛出异常并打印错误信息。

四、优化代码结构

为了使代码结构更清晰，我们可以将输入、计算和输出功能分别封装到不同的函数中。这样不仅提高了代码的可读性，也便于后期维护和扩展。

def get_user_input():
    try:
        length = float(input("请输入长方形的长度："))
        width = float(input("请输入长方形的宽度："))
        if length <= 0 or width <= 0:
            raise ValueError("长度和宽度必须为正数。")
        return length, width
    except ValueError as e:
        print(f"输入错误：{e}")
        return None
def calculate_rectangle(length, width):
    perimeter = 2 * (length + width)
    area = length * width
    return perimeter, area
def display_results(perimeter, area):
    print(f"长方形的周长为：{perimeter}")
    print(f"长方形的面积为：{area}")
def main():
    user_input = get_user_input()
    if user_input:
        length, width = user_input
        perimeter, area = calculate_rectangle(length, width)
        display_results(perimeter, area)
if __name__ == "__main__":
    main()

在上述代码中，我们分别定义了get_user_input、calculate_rectangle和display_results三个函数，分别负责获取用户输入、计算周长和面积以及显示结果。这样一来，代码结构更加清晰，逻辑也更加明确。

五、扩展功能

除了基本的周长和面积计算外，我们还可以扩展功能，例如计算长方形的对角线长度、判断是否为正方形等。

1. 计算对角线长度

根据勾股定理，长方形的对角线长度可以通过以下公式计算：

[ 对角线长度 = \sqrt{长^2 + 宽^2} ]

我们可以在calculate_rectangle函数中加入这一计算逻辑：

import math
def calculate_rectangle(length, width):
    perimeter = 2 * (length + width)
    area = length * width
    diagonal = math.sqrt(length<strong>2 + width</strong>2)
    return perimeter, area, diagonal

同时，在main函数中也需要相应地更新输出结果：

def display_results(perimeter, area, diagonal):
    print(f"长方形的周长为：{perimeter}")
    print(f"长方形的面积为：{area}")
    print(f"长方形的对角线长度为：{diagonal}")
def main():
    user_input = get_user_input()
    if user_input:
        length, width = user_input
        perimeter, area, diagonal = calculate_rectangle(length, width)
        display_results(perimeter, area, diagonal)

2. 判断是否为正方形

如果长方形的长和宽相等，则该长方形就是一个正方形。我们可以在显示结果时加入这一判断：

def display_results(perimeter, area, diagonal, is_square):
    print(f"长方形的周长为：{perimeter}")
    print(f"长方形的面积为：{area}")
    print(f"长方形的对角线长度为：{diagonal}")
    if is_square:
        print("这是一个正方形。")
    else:
        print("这不是一个正方形。")
def main():
    user_input = get_user_input()
    if user_input:
        length, width = user_input
        perimeter, area, diagonal = calculate_rectangle(length, width)
        is_square = length == width
        display_results(perimeter, area, diagonal, is_square)