基于Python语言的Excel函数学习系统的设计与实现

马艳平 宋艳 路致远

摘要：在Excel函数学习和使用中，普遍存在函数种类繁多、分类复杂、功能不清诸多问题，既容易出现混淆，又不能使学员迅速完成任务。鉴于这样问题的存在，该文设计了基于Python语言下函数学习系统来解决上述问题，为学员提供一种简单、便捷、科学的学习平台。

关键词：Python;Excel函数;学习系统

中图分类号：TP317      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）06-0060-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 概述

20世纪40年代初，深度学习思维已经成为高端人士的学习思维模式，但普及这一学习思维模式始终未能实现，随着信息化时代的到来，人们对学习效率和方法有了更高的要求，特别是程序设计语言备受关注当下，迫切需要通过基于程序设计的方式来改变这种状况，使得学习简便化、人性化。Excel是Office 办公自动化主要软件之一，主要功能是处理电子表格，尤其对表格中各种复杂的数据处理、统计分析和辅助决策等功能，受到大家的青睐，因而广泛地应用于管理、统计、财经、金融等众多领域[1]。对于高职院校学员而言，要想实现上述功能，发挥Excel的数据处理强大优势，函数的学习是基础任务，也是Excel学习的重点和难点。如何让学员在学习Excel函数过程中迅速掌握函数使用方法，提高学习效率，是教育工作者一直在研究的问题。其中Excel函数（2010版）多达411个函数，分为12类别，主要有财务、统计、日期与时间等类型。详见如表1所示。

1） 开发的语言Python作为一种先进的计算机语言，具有简洁、易读、可扩展等特性[2]，被各个企业广泛应用，同时Phthon 具有丰富且强大的库，它最大的优点是接近自然语言，能将作者的思维逐条实践检验，然后在IDLE平台将若干条语言整合成为一个子段，完成从学习过渡到实践。由于扩展性好，可将其他语言制作的各种模块进行联合，如 Java、C++ 等计算机语言，同时也是新手一个低门槛低成本的学习语言的模式。Python 编程应用最常见的一种方式就是，第一步用 Python 形成模块化程序，然后用更合适的其他语言对其中的内容进行填写，最后封装，非常适合做一些简单的短时间的小程序系统开发[3]。

2） 开发平台采用Windows7+ Python3.6，Python 作为脚本语言，运用广泛，无论是基础的程序处理、数据爬虫，还是 Web 开发以及游戏设计等[4]，是一款开发效率很高的软件。因此，本研究基于高职学生学习Excel函数需求进行功能设计，实现以需求为标的导向的学习，提高学习效率。

2 学习系统总体构想和设计

本系统采用了C/S架构模式，结合Python的环境下进行开发，主要针对学习Excel函数时所遇问题进行设计功能，比如：利用功能找函数、背函数、纠错函数等功能。

1） C/S体系结构

C/S 架构基于两层分布式结构[5]，服务器负责数据的管理，客户机负责完成与用户的交互任务。第一層服务器负责客户机的响应，接受请求，以数据库的形式反馈给客户端，给客户端提供数据管理、更新，实现数据库查询、修改、存储等功能并传给客户端。第二层客户机主要负责向服务器端提出诉求，请问题反馈给服务器层，并等待处理结果。C/S体系结构如图1所示。

2） 系统功能简介

本系统的设计是为了提高学员学习函数的效率，有效的利用函数解决实际问题的需求出发，实现了学习的数字化、系统化及网络化的目标，该系统功能模块结构设计如图2所示。

主函数中将“顺序函数字典”转换为二维列表，其中每个元素是一个的列表，包括函数名、功能及状态标记，初始默认的状态为“3”。依据用户输入的数字进行功能选择。

①函数F功能。该功能用户通过输入端输入函数后，系统根据函数名称在列表中负责找出该函数的功能，如有则输出函数、功能及所处的状态标记，如没有则显示“无此函数”，返回主界面，让用户重新输入。

②功能F函数。该功能用户通过输入端输入需求（关键词），系统根据输入的关键词在中找出对应的函数，如有该功能函数，则输出函数、功能及相应的状态参数;如没找到，则显示查无此功能，返回主界面，让用户重新输入。

③记函数。用户输入记忆单词的数量，系统在自动在列表中检索状态为“3”的函数，按顺序显示提供给用户记忆，同时在字典中的函数状态修改为“4”，表示该函数序列已被记忆。

④背函数。系统显示的功能，待用户输入对应的函数，并且系统自动做出判断，得出“正确”或“错误”的提示，按照用户输入的数量，系统提供N个函数，供背诵，并且状态记为2，背诵结束，系统显示正确率。

⑤纠错。利用列表，将状态为“2”的函数按顺序依次显示出来，用户输入对应的功能，如果和列表中第二元素内容一致，而显示“正确”，否则显示“错误”，可连续纠错，退出时显示本次纠错率。

⑥退出。退出学习系统，返回Python系统。

3 系统功能设计及实施

1） 系统功能设计

该系统共有五个子程序，分别为函数F功能、功能F函数、记函数、背诵、纠错及退出系统，根据用户输入信息不同，选择功能不能。首先将字典数据转换为二维列表数据，其中列表元素是由函数、功能、状态参数组成的一维列表，输入ch的值，开始调用子函数，具体逻辑设计：

①当ch=“1”时，系统调用“yfz”函数，提示用户输入函数，系统依据输入函数在列表中去查找对应的选项，当列表中的第一项内容与输入函数一致时，系统显示出函数及对应的功能，若列表中没有一致的函数时，系统显示“查无此函数”，返回主函数重新录入ch;

②当ch=“2”时，系统调用“zfy”函数，提示输入功能关键词，依据关键词，在列表中查找，当列表中的第二项内容与输入关键词一致时，系统显示与关键词相关的所有函数及对应的功能，并对查找的结果显示统计的数据，用户依据实际需求进行选择操作，若列表中没有符合的关键词时，系统显示“查无此功能”，返回主函数重新录入ch;

③当ch=“3”时，系统调用“jhs”子函数，确定记单词n个，系统在列表中查找状态为“3”的数据，按照用户输入的n，显示n个元素中第一项、第二项内容，并且系统修改状态“3”为“4”，用户对函数及功能进行背诵，背诵完成返回主函数，提示用户重新录入ch;

④当ch=“4”时，系统调用“bhs”子函数，确定背诵数n个在列表中查找状态“4”的数据，按顺序显示功能，要求用户输入函数与其对应，若用户输入的函数与功能在列表中的功能对应的函数一致时，系统显示“正确”，并且将状态参数改为“1”，否则系统显示“错误”，状态参数改为“2”，并且显示出正确的答案。背诵结束后，系统统计出当前背诵的正确率，返回主函数重新录入ch;

⑤当ch=“5”时，系统调用“jchs”子函数，系统对状态参数“2”内容进行纠错，纠错的次数为用户输入n次。系统显示功能，用户输入函数与其对应，若与列表中功能对应的函数一致，则显示正确率，将状态参数改为“1”，若与列表中功能对应的函数不一致，则显示正确率，将状态参数不变，每交互一次系统重新计算正确率，返回主函数重新录入ch;

⑥当ch=“6”时，系统调用“tc”子函数，退出系统返回。

学习系统流程如图3所示。

2） 系统功能实施

实施部分代码如下所示。其中知识来源于[6]

#Excel函数学习系统

#铜职院基础部信息教研室

def jchs（）：

i=0

j=0

zq=0

m=1

k=2

#判断输入函数与系统提供功能是否对应#

while （i<len（list1） and j<n）：

if list1[i][k]=="2"：

sr=input（list1[i][m]）

if sr==list1[i][0]：

list1[i][k]="1"

print（"正确"）

zq=zq+1

else：

list1[i][k]="2"

print（"错误"）

print（"正确答案"，list1[i][0]）

#主函数#

list1=[]

f1=open（"顺序函数本.txt"，"r"）

for line in f1：

lb=line.strip（'＼n'）.split（ ）

list1.append（lb）

f1.close（）

n=eval（input（"输入函数个数"））

ch=""

while（ch！="6"）：

print（"欢迎使用excel函数学习系统"，'＼n'）

ch=input（"请选择  1.函数→功能 2.功能→函数 3.记函数 4.背函数 5.纠错 6.退出＼n"）

if ch=="1"：

yfz（）

elif ch=="2"：

zfy（）

elif ch=="3"：

jhs（）

elif ch=="4"：

bhs（）

elif ch=="5"：

jchs（）

elif ch=="6"：

tc（）

3） 用户学习及统计的实施过程

系统的设计实现最终要落实在实施效果上，实施效果是检验设计合理性和实用性最主要的手段。由于平台的使用者是Excel函数学习和使用的用户，故而设计体现了以用户为主体、系统为导向，遵循“在工作中学习，在学习中工作”的理念，本着界面人性化、菜单条理化、思路清晰化思想完成了设计，现举例说明用户实施过程。

①函数F功能

示例：当用户输入ch值为1时，调用“yfz”子函数，提示用户“请输入一个函数”，此时用户想要了解vlookup（）函数详细功能解释，第一次输入函数名lookup（）后，系统提示“没有此函数”，表示函数库中不存在此函数，如图4所示。当确认输入函数有误再重新输入函数名vlookup（）后，系统显示出该函数及对应的功能，如图5所示。

②纠错

示例：当用户输入ch值为5时，调用“jchs”子函数，首先系统显示当前状态参数为“2”的函数功能让用户进行依次纠错，纠错次数由用户输入确定。如果输入函数正确，则将显示“正确”，计算出目前累计正确率百分之值，且将状态参数修改为“1”，如果输入函数错误，显示“错误”，状态参数值不变，计算出正确率百分之值，纠错次数减1，直至纠错次数为0，则返回主界面。操作过程如图6所示。

系统执行过后，字典中参数状态发生了变化。如图7所示。

4 结束语

总的来说，基于 Python语言的信息查询系统会具有一个非常好的前景，随着系统发展平台的延伸，系统的使用会更加广泛。本文系统的设计，为信息化教学提供了便利，主要表现在：1）填补了在信息化平台上Excel函数学习过程中的空白，是一个很有效的学习平台;2）为教学提供了便利条件，学习与教学实现了规范化管理，通过字典能有效的统计出学习情况;3）为类似的字典、库资源学习奠定了更好的平台基础。

参考文献：

[1] 殷文俊.Excel函数讲授方法刍议[J].电脑知识与技术，2020，16（6）：77-78，81.

[2] 杨东宽，赵晓侠，杨微微，等.Python在线考试系统的分析与设计[J].电脑知识与技术，2021，17（11）：71-73.

[3] 高敏.基于Python的計算机等级考试查询系统[J].中国新通信，2021，23（3）：113-114.

[4] 葛书荣.基于Python语言编程特点及应用之探讨[J].网络安全技术与应用，2021（10）：37-38.

[5] 朱建平.基于C/S和B/S混合架构的无线发射台自动化综合监控系统设计与实现[J].电视技术，2021，45（11）：133-136.

[6] 李东方，文欣秀，张向东.Python程序设计基础[M].2版.北京：电子工业出版社，2020.

【通联编辑：谢媛媛】