一道對10年間中國行政區劃個數進行對比的Python考試題

本文起意來自于某 Python 考證班的一道考試題，題目要求使用 import csv 導入子產品，對10年間的中國行政區劃個數進行對比，編者将采用3種方法進行解題。其中，前2種方法按考題要求使用了  csv 子產品功能，并且不可再導入其他子產品；第3種方法，作為一種探讨，沒有調用 csv 子產品，也實作了相關功能。現做如下分享：

資料來源：

從國家統計局官網 https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01 查詢近10年中國行政區劃資料，如下圖：

感興趣讀者可以直接打開網頁複制相關資料，建立 excel 表格，粘貼并删除第9行以下資料，将【年】替除，另存為【中國行政區劃個數.csv】檔案，即可運作後邊分享的程式。

程式設計目标：

以2012年為基準資料，能直覺檢視10年資料變化情況：

1）讀取【中國行政區劃個數.csv】檔案得到原始資料，内容如下圖：

2）将2013年至2021所有年份的數值都減去2012年對應的數值；

3）将核減後的新資料存到【中國行政區劃個數對比2012年增減情況.csv】新檔案中，存儲内容如下圖：

程式分享：

import csv

filename_in   = './中國行政區劃個數.csv'
filename_out1 = './中國行政區劃個數對比2012年增減情況_DictReader.csv'
filename_out2 = './中國行政區劃個數對比2012年增減情況_reader.csv'
filename_out3 = './中國行政區劃個數對比2012年增減情況_str.csv'

#【方法一】
# 調用 csv 子產品中 DictReader 類的方法讀取 csv 檔案的對象，生成資料字典，減值計算修改指派，
# 最後，調用 csv 子產品中 DictWriter 類的方法将字典資料寫入指定的檔案中

# 步驟一：讀取原始資料，形成資料字典 csv_data
with open(filename_in, 'r', encoding='utf-8') as csvfile:
    # DictReader 類用 csv 檔案第1行作為字典 key 屬性名，并傳回一個能周遊 csv 檔案
    # 所有行的 csv.DictReader(字典對象) csv_r
    csv_r = csv.DictReader(csvfile)
    csv_data ={} # 初始化 csv 資料字典
    key = 0      # 初始化 csv 資料字典鍵名
    for row in csv_r: # 周遊 csv 字典對象 csv_r 生成 collections.OrderedDict(采集有序字典) row
        key += 1      # 數值累加生成新鍵名
        dict ={}      # 初始化【行字典】
        # 利用 items()函數，以清單傳回可周遊的(鍵,值)元組數組
        for k,v in row.items(): # 周遊 collections.OrderedDict 采集有序字典
            if k != '名額':     # 若為非【名額】列，将數值轉化為整數指派 K 鍵的行字典，用于下一步計算
                dict[k] = int(v)
            else:
                dict[k] = v     # 否則将【名額】列直接指派 K 鍵的行字典
        csv_data[key] = dict    # 将【行字典】指派給 key 鍵值的 csv_data字典
        # 利用 items()函數，以清單傳回可周遊的(鍵,值)元組數組，計算2013-2021年數量 減2012的內插補點
        for k,v in csv_data.items():
            v0 = v['2012'] # 将 2012年數量指派 V0，用于以下2行程式使用
            for y in range(2012,2022):
                v[str(y)] -= v0

# 步驟二：将資料字典 csv_data 按步驟寫入指定的檔案
fieldname=['名額'] + [str(y) for y in range(2021,2011,-1)] # 利用 for 三元表達式組合生成表頭内容
# 以隻寫模式打開指定的檔案，若不存在則建立，若存在則覆寫。為避免空行顯示，設定參數：newline=''
with open(filename_out1, 'w', encoding='utf-8',newline='') as f:
    # 調用 csv 子產品中類 DictWriter 方法得到 writer 對象
    writer = csv.DictWriter(f,fieldnames=fieldname)
    # 用 writer 對象調用 writeheader() 構造方法，将 fieldnames 參數寫入 csv檔案第一行或稱列标題、表頭
    writer.writeheader()
    #調用 writerows() 方法将修改的資料字典的鍵值寫進 csv 檔案中
    for k,v in csv_data.items():
        writer.writerow(v)

#【方法二】
# 調用 csv 子產品中 reader 類的方法按行讀取 csv 檔案的疊代對象

# 調用 open() 函數打開指定檔案，擷取 csvfile 檔案對象
csvfile = open(filename_in, 'r', encoding='utf-8')
# 用 csv.reader() 方法傳遞 csvfile 檔案對象參數，建立可周遊的 csv.reader 類型疊代對象
csv_r = csv.reader(csvfile)
n = 0 # 初始化表頭判斷參數
for row in csv_r: #周遊疊代對象 csv_r, 生成 row 清單資料
    if n == 0: # 為表頭第一行，
        # 以隻寫模式打開指定的檔案，若不存在則建立，若存在則覆寫。為避免空行顯示，設定參數：newline=''
        with open(filename_out2,'w',encoding='utf-8',newline='') as f:
            # 将 row 行清單資料轉換為字元串、替換掉多餘字元，行尾加換行符 \n，寫入檔案
            f.write(str(row).replace("'",'').replace("[",'').replace("]",'')+'\n')
        n = 1 # 完成表頭添加後，将判斷參數置1
    else:
        m = 0 # 初始化行清單位置參數
        for v in row[::-1]: # 周遊反序行清單，進行內插補點計算并指派
            if m == 0 :     # 若 m == 0, 進入計算程式，為下一步計算做準備
                v0 = int(v) # 将2012年字元串資料轉換為整數型資料指派v0，
            m -= 1          # 随周遊将行清單位置參數減1
            if m != -11:    # 如果 m != -11 判斷為非【名額】字段，
                row[m] = int(v)-v0 # 執行 int(v)-v0 內插補點指派計算
        # 以 'a' 追加模式打開指定的檔案
        with open(filename_out2,'a',encoding='utf-8',newline='') as f:
            # 将 row 行清單資料轉換為字元串、替換掉'[]多餘字元，行尾加換行符 \n，寫入檔案
            f.write(str(row).replace("'",'').replace("[",'').replace("]",'')+'\n')

#【方法三】
# 不調用 csv 子產品，用 file 檔案對象 readlines() 函數的方法按行讀取 file 檔案的疊代對象

# 調用 open() 函數打開指定檔案，擷取 file 檔案對象
file = open(filename_in, 'r', encoding='utf-8')
lines = file.readlines() # 利用 readlines() 按行讀取整個檔案内容并放到 lines 清單中
n = 0 # 初始化表頭判斷參數
for row in lines:  #周遊行資料清單
    row = row.replace('\n','') # 去每行資料除行尾的 \n
    if n == 0: # 為表頭第一行，
        # 以隻寫模式打開指定的檔案，若不存在則建立，若存在則覆寫。為避免空行顯示，設定參數：newline=''
        with open(filename_out3,'w',encoding='utf-8',newline='') as f:
            f.write(str(row)+'\n') # 将 row 第一行資料轉換為字元串，行尾加換行符 \n，寫入檔案
        n = 1 # 完成表頭添加後，将判斷參數置1
    else:
        m = 0 # 初始化行清單位置參數
        list = row.split(',') # 将字元串型的每行資料轉換為行清單資料
        for v in list[::-1]:  # 周遊反序行清單，進行內插補點計算并指派
            if m == 0 :       # 若 m == 0, 進入計算程式，為下一步計算做準備
                v0 = int(v)   # 将2012年字元串資料轉換為整數型資料指派v0，
            m -= 1            # 随周遊将行清單位置參數減1
            if m != -11:      # 如果 m != -11 判斷為非【名額】字段，
                list[m] = int(v)-v0 # 執行 int(v)-v0 內插補點指派計算
        # 以 'a' 追加模式打開指定的檔案
        with open(filename_out3,'a',encoding='utf-8',newline='') as f:
            # 将 list 行清單資料轉換為字元串、替換掉'[]多餘字元，行尾加換行符 \n，寫入檔案
            f.write(str(list).replace("'",'').replace("[",'').replace("]",'')+'\n')
           

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