簡易 Python 問答機器人(Simple Python QA Robot)

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本篇文章會以一個簡易問答機器人來了解底下的 Python 相關知識：變數、字串、函數、字典、if/if else/if elif else 判斷式、for 迴圈。


聊天機器人程式架構
儲存問題與答案的 quiz 串列。
兩個主要函數：sendMsg 函數、readMsg 函數。

變數(Variables)
底下用非很精準的解釋，畢竟變數和容器還是不一樣的觀念
變數可看成容器，而容器有很多種，例如罐子、紙箱、寶特瓶、水桶、背包、鉛筆盒等。

但若是有30個人都帶著一模一樣的罐子容器時，那要怎麼辨別這個罐子是誰的啊？！
所以就給這些罐子一個獨一無二的名稱！開始來命名囉！

「豬頭罐子」、「空罐子」、「軟罐子」、「硬罐子」、「無敵罐子」、「我的罐子」、「你的罐子」、「不說話罐子」、「機器人罐子」、「腳罐子」、「黑罐子」、「紅罐子」

可以亂命名嗎？！好像不給個規則會產生一些怪怪的名稱。在程式語言裡，變數是有命名規則的，大多的程式語言通常會有底下兩個規則：
  • 第一個字必須是英文字母(大小寫字母皆可)或是底線字元「_」，不可以是數字或其他符號。
  • 第一個字之後的其他字必須是英文字母(大小寫字母皆可)、底線字元「_」或是數字，不可以使用其他符號。

而 Python 提供的容器(Data Types)有底下幾種：
  • 文字容器(Text Type)：字串(string)。
  • 數字容器(Numeric Types)：整數(int)、浮點數(float)、複數(complex)。
  • 序列容器(Sequence Types)：串列(list)、元組(tuple)、range(小編不知道要如何翻成中文)。
  • 映射容器(Mapping Type)：字典(dict)。
  • 集合容器(Set Types)：可變集合(set)、不可變集合(frozenset)。
  • 布林容器(Boolean Type)：布林(bool)。
  • 二元容器(Binary Types)：位元組(bytes)、位元組陣列(bytearray)、memoryview(小編不知道要如何翻成中文)。。
Python 變數的使用方式如下：
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# 宣告一個變數 n ，並將 n 設成整數 3
n = 3

# 宣告一個變數 f ，並將 f 設成浮點數 3.3
f = 3.3

# 宣告一個變數 c ，並將 c 設成複數 1 + 2j
c = 1 + 2j

print(n)  # 印出變數 n 的值
print(f)  # 印出變數 f 的值
print(c)  # 印出變數 c 的值


函式(Functions) 此部分可參考 Python 函數(Functions) 一文
在解釋函式是什麼之前，先來看看Scratch程式設計裡的一些積木：
在Scratch裡，每一個積木都是一個函式，而且都已被分類了，例如上圖中的動作、外觀、音效等積木。讀者也可以在 code.org 玩玩Artist https://studio.code.org/s/course3/stage/5/puzzle/1 與 Bee https://studio.code.org/s/course3/stage/6/puzzle/1，幫助了解什麼是函式。Python 函式的樣子如下：
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# 函式的框架
def yourFunction(para1, para2):
    '''
        your function code is here
    '''

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def 函數名稱( 參數列 ):
   "函數說明"
   程式碼
   return [運算式(Expression)]

例子：
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# 兩數的加法
def sumWith(a, b):
    return (a+b)

# 宣告變數 a ，並將呼叫 sumWith(3, 4) 的結果 (3 + 4) 指定給變數 a。
a = sumWith(3, 4)

# print 也是函式，印出變數 a 的內容
print(a)

字串(String)
Python 的字串是以單引號 (single quotation marks) 或是雙引號 (double quotation marks)，所包圍的文字。

而多行字串可用三個雙引號來表示，底下皆為 Python 的字串範例：
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'這是單引號字串'
"這是雙引號字串"
s = "How are you?"
a = 'Fine, and you?'

"""
這是
多行
字串
"""


字典(Dictionary)
下圖為 Dictionareis 的示意圖：


Python 字典範例：
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# 建立英漢字典對照表
d = {
    'python': '蟒蛇',
    'ruby': '紅寶石',
    'dictionary': '字典',
    'English': '英文',
    'Chinese': '中文',
    'apple': '蘋果',
    'dog': '狗',
    'cat': '貓',
    'sun': '太陽'
    }

if/if else/ if elif else 判斷式
判斷式 if 的語法。
if 語法
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if 判斷條件:
  程式碼...

if/else 語法
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if 判斷條件:
  程式碼...
else:
  程式碼...

if/elif/else 語法
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if 判斷條件1:
  程式碼...
elif 判斷條件2:
  程式碼...
else:
  程式碼...

Python判斷式範例：
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# 考試成績結果判斷
holanScore = 59
if holanScore < 60:
  print("版主考試不及格啦！")

holanScore = 60
if holanScore >= 60:
  print("版主考試及格了！")
else:
  print("版主考試不及格啦！")

holanScore = 61
if holanScore >= 90:
  print("版主不就好棒棒！！！")
elif holanScore >= 70:
  print("版主考試及格啦！")
else:
  print("版主考試有通過嗎？")

串列(List)  此部分可參考 Python 串列(或陣列？)結構 一文。
先來認識什麼是串列。下圖為 Lists 的示意圖：

  

這是什麼意思呢？請繼續看下圖
請把串列先想成有很多格子的容器，每個格子都有自己的編號(又稱索引值)，但此容器有個限制條件：每一個格子只能放一樣東西。所以上圖中，第 0 格放了什麼？第 3 格放了什麼？第 9 格放了什麼？OK，了解此概念後，來看一下 Python串列的語法：[expression, ... ]。先這樣子解讀「把東西放在中括號[]內，用 , 逗號(是英文的逗號)來區隔每一個東西。」所以上圖就可以寫成：
myTreasure = ['dog', 'cat', 'penguin', 'sun', 'mouse', 'tree', 'rose', 'diamond', 'snake', 'chair']


串列的每一格當成是哆啦A夢的百寶袋，因為 Python 串列的每一格就像百寶袋一樣，雖然一格只能放一樣東西，但此東西是可以是已經裝好東西的一個容器。



for迴圈(for loop) 此部分可參考 Python 重複式迴圈語法一文
for loop 語法如下：
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for 變數 in 序列:
    程式碼第1行
    程式碼第2行
    ...etc
    程式碼第n行

for loop範例：
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import string
# 列出小寫英文字母
for lowCase in string.ascii_lowercase:
    print(lowCase, end=',')

print()

# 列出大寫英文字母
for upCase in string.ascii_uppercase:
    print(upCase, end=',')

計分功能(Scoring)
在這個程式裡，使用了 cnt 變數來記錄玩家答對了幾題。

範例程式：
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def sendMsg(msg):
    print(msg)

def readMsg():
  return input()

welcome = "嗨！您好！接下來會問您幾個腦筋急轉彎的問題。 " \
          "相信您一定可以表現很好。"
sendMsg(welcome)

quiz = [
    {
  "question": "台灣現任總統是誰？",
  "answer": "蔡英文"
 },
 {
  "question": "什麼地方的路最窄",
  "answer": "冤家路窄"
 },
 {
  "question": "書店買不到什麼書？",
  "answer": "遺書"
 },
 {
  "question": "借什麼可以不還？",
  "answer": "借過"
 },
 {
  "question": "右手永遠抓不到什麼？",
  "answer": "右手"
 },
 {
  "question": "什麼樣的河人們永遠也渡不過去？",
  "answer": "銀河"
 },
 {
  "question": "什麼東西越擦越小？",
  "answer": "橡皮擦"
 },
 {
  "question": "一加一等於多少？",
  "answer": "不三不四"
 },
 {
  "question": "一口咬掉牛尾巴，是什麼字？",
  "answer": "告"
 },
 {
  "question": "上海的南京路，來往最多的是什麼人？",
  "answer": "中國人"
 }

]


cnt = 0    # 答對題數
for q in quiz:
    sendMsg(q["question"])
    response = readMsg()
    if response == q["answer"]:
        sendMsg("答對了！")
        cnt += 1
    else:
        sendMsg("答錯了！正確答案是 %s" % 
                      q["answer"])
      
sendMsg("您答對了 %d 題。" % cnt)

if cnt < 2:
    sendMsg("請加油！")
# Add elif and else
elif cnt < 4:
    sendMsg("不錯喔！")
else:
    sendMsg("真厲害！")


程式執行結果：


思考與程式練習：如何增加這個問答機器人在判斷玩家的回答的改善機制(人工智慧)？例如在回答「借什麼可以不還？」時，「借過」與「借光」是同義詞，這兩個詞都要算對。
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