补充题:判断某一天是星期几。编写简洁程序,从键盘读入年份、月份和日期,根据上述定理(采用自然语言+数学语言描述 判断那一天是星期几且输出在屏幕上。 假设用户(程序的使用者)能正确地输入三个整数分别表示年份、月份和日期。程序应当依次检查输入的年份、月份和日期的有效性。首先检查年份,若年份小于1600,程序不做后续处理,输出“年份小于1600,星期几未知”后终止。否则,检查月份,若月份不是1至12之间的整数,程序不做后续处理,输出“输入的月份有误”后终止。否则,检查日期, 若日期不是有效的(比如2023年2月29日),则程序不做后续处理,输出“输入的日期有误”后终止。否则,程序根据上述定理判断用户输入的日期是星期几,且将结果输出在屏幕上。对于有效的用户输入,将程序的输出结果与电脑上日历程序显示的结果对比,以验证程序的正确性
时间: 2025-07-12 13:41:04 浏览: 19
<think>好的,我现在需要解决用户的问题:编写一个Python程序,输入年、月、日,判断该日期是星期几,并且进行有效性检查。首先,我得理清楚问题中的各个要求。
首先,用户要求程序依次检查年份、月份和日期的有效性。检查的顺序是年份必须大于等于1600,否则输出提示并终止。月份必须是1-12,否则同样处理。日期是否有效需要进一步判断,比如2月是否有29天,或者各月份的天数是否正确。
接下来,如何判断日期是否有效呢?可能需要一个函数来检查给定年月日的合法性。比如,对于2月,需要判断是否是闰年,然后确定天数。其他月份如4、6、9、11月有30天,其余月份有31天,除了2月。
然后是计算星期几的算法。用户提到使用某个定理,可能指的是基姆拉尔森计算公式(Zeller's Congruence),或者是蔡勒公式。我需要确认正确的公式。蔡勒公式适用于格里高利历,即1582年以后的日期,但用户这里要求年份不小于1600,所以适用。
蔡勒公式的公式是:h = (q + [13(m+1)/5] + K + [K/4] + [J/4] + 5J) mod 7。其中,h对应星期几(0=Saturday,1=Sunday,2=Monday,...6=Friday),或者可能有不同的变种。或者基姆拉尔森计算公式的版本可能更合适,比如:
h = (day + int(2.6 * month - 0.2) + year + year//4 + century//4 - 2*century) % 7
不过需要注意,这里的月份需要调整,因为1月和2月要当作上一年的13月和14月处理。例如,如果是1月或2月,年份减1,月份加12。
比如,假设输入的月份是1或2,则将其视为上一年的13或14月。例如,2023年1月转换为2022年13月。
然后,根据这个调整后的年月,带入公式计算。
例如,公式步骤:
1. 如果月份是1或2,调整年份和月份。
2. 取出年份的后两位(K)和前两位(J)。
3. 应用公式:h = (q + [13(m+1)/5] + K + [K//4] + [J//4] + 5*J) % 7
其中,h的值0=周六,1=周日,2=周一,依此类推。或者可能不同变种的结果不同,需要验证。
或者另一种基姆拉尔森公式的版本:
h = (d + int(2.6*m - 0.2) + y + y//4 + c//4 - 2*c) %7
其中,d是日期,m是调整后的月份(3-14),y是年份的后两位,c是年份的前两位。这时候h的结果中0=周日,1=周一,依此类推。或者可能其他结果,需要测试。
可能需要查阅正确的公式,并测试几个已知日期是否正确。例如,2023年9月18日是星期一,可以测试公式是否返回正确结果。
假设采用基姆拉尔森公式,步骤如下:
对于月份是1或2的情况,将其变为13或14,并将年份减1。例如,2023年1月变为2022年13月。
然后,分割年份为世纪部分和年份后两位。例如,调整后的年份为2022,那么c=20,y=22。
然后,计算:
h = (d + int((13*(m+1))/5) + y + y//4 + c//4 + 5*c) %7
或者另一种版本:
h = (d + int(2.6*m - 0.2) + y + y//4 + c//4 - 2*c) %7
可能不同的公式,需要验证。
例如,2023年9月18日:
如果月份是9,不需要调整。年份是2023,所以c=20,y=23.
带入第二种公式:
d=18, m=9, y=23, c=20.
计算:
h = (18 + int(2.6*9 -0.2) +23 +23//4 +20//4 -2*20) mod7
计算各步骤:
2.6*9=23.4,减0.2得23.2,取整23.
23//4=5,20//4=5. 所以总和是18+23+23 +5 +5 -40 = 18+23=41+23=64+5=69+5=74-40=34.
34 mod7=34-4*7=34-28=6 →6. 如果h的结果对应的是0=周日,1=周一,依此类推,那么6对应周六。但2023-9-18是周一,这说明这个公式可能有问题。
或者可能另一个版本的公式。这时候可能需要重新检查正确的公式。
或者使用蔡勒公式:
h = ( q + [ (13(m+1)/5 ) ] + K + [K/4] + [J/4] + 5J ) mod7
其中,q是日期,m是调整后的月份(3-14),年份调整后的年份是J*100 + K。例如,2023年9月,m=9,年份还是2023,所以 J=20,K=23.
计算各项:
q=18, m=9 →(13*(9+1))/5 =13*10/5=26 →取整数部分26。
K=23,K/4=5.75 →取整数5.
J=20,J/4=5.
5J=100.
总和是18 +26 +23 +5 +5 +100= 177 →177 mod7=177-25*7=177-175=2 →h=2。根据蔡勒公式,0=周六,1=周日,2=周一,所以结果正确,得到h=2对应周一。所以这个公式是对的。
这时候,蔡勒公式的正确版本应该是h的计算结果对应:0=周六,1=周日,2=周一,依此类推。因此,当计算得到的h为2时,输出应为星期一。
因此,正确的公式应该采用蔡勒的版本。所以,现在需要将输入的日期转换为正确的参数,并计算。
现在,总结步骤:
1. 检查年份是否>=1600,否则输出提示并退出。
2. 检查月份是否在1-12之间,否则输出错误。
3. 检查日期是否有效:
a. 判断月份对应的天数,考虑闰年。
b. 闰年判断:能被4整除但不能被100整除,或能被400整除。
4. 如果日期无效,输出错误。
5. 如果有效,计算星期几:
a. 调整月份和年份:如果月份是1或2,则视为上一年的13或14月。
b. 分割年份为世纪J和年份后两位K。
c. 应用蔡勒公式得到h。
d. 根据h的值对应星期几(0=周六,1=周日,2=周一,直到6=周五)。
接下来,如何将这些步骤转化为代码?
首先,输入部分:从键盘读取三个整数,可以使用input函数,再split处理,或者三次输入。例如:
year = int(input("请输入年份:"))
month = int(input("请输入月份:"))
day = int(input("请输入日期:"))
然后进行有效性检查:
有效性检查的顺序是:
年份检查:如果year <1600,输出提示并退出。
然后检查月份是否在1-12之间,否则输出错误。
接着检查日期是否有效。
判断日期是否有效的方法:
编写一个函数is_valid_date(year, month, day):
在该函数中,首先处理月份的天数:
如果是闰年,则二月有29天,否则28天。
其他月份的天数如:
months_days = [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]
如果是闰年,将二月天数改为29。
闰年的判断条件是:
def is_leap(year):
return year %4 ==0 and (year %100 !=0 or year%400 ==0)
然后,根据月份,判断天数是否在1到该月最大天数之间。
例如,如果月份是4(4月),天数不能超过30。
具体步骤:
def is_valid_date(year, month, day):
if month <1 or month>12:
return False
months_days = [31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31]
if is_leap(year):
months_days[1] =29
max_day = months_days[month-1]
return 1<= day <= max_day
然后,在程序中:
检查年份后,检查月份,然后调用该函数检查日期是否有效。
如果日期无效,输出错误。
如果所有检查通过,则计算星期几。
调整月份和年份:
如果原月份是1或2,则调整后的月份是13或14,年份减1。
例如,原日期是2023-2-5 →调整为2022-14-5.
然后分割调整后的年份为J(世纪)和 K(年份后两位)。例如,调整后的年份为2022 →J=20,K=22.
然后代入蔡勒公式:
h = (day + (13*(adjusted_month +1)//5) + K + (K//4) + (J//4) + 5*J) %7
注意这里使用的是整除符//。
例如,调整后的月份是9,那么13*(9+1)/5 =13*10//5=26。
计算h的值,然后根据h的值对应星期几:
h的值对应的星期:
0 = 星期六
1 = 星期日
2 = 星期一
3 = 星期二
4 = 星期三
5 = 星期四
6 = 星期五
例如,当h=2时,输出星期一。
所以,程序中需要将h转换为对应的星期名称。
可以用一个列表,例如:
week_days = ["星期六", "星期日", "星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五"]
然后,h的值对应下标,直接取出即可。
现在,将这些步骤写成代码:
调整月份和年份:
adjusted_year = year
adjusted_month = month
if adjusted_month <3:
adjusted_month +=12
adjusted_year -=1
然后计算J和K:
J = adjusted_year //100 # 世纪数
K = adjusted_year %100 # 年份后两位
然后代入公式:
h = (day + (13*(adjusted_month +1)//5) + K + (K//4) + (J//4) +5*J) %7
注意:这里的公式是否正确?
例如,测试2023年9月18日:
adjusted_month=9,adjusted_year=2023,所以J=20,K=23.
计算各项:
day=18
(13*(9+1)//5)=13*10//5=130//5=26.
K=23 → K//4=5.
J//4=20//4=5.
5*J=100.
总和:18+26=44 +23=67 +5=72 +5=77 +100=177 →177 mod7.
177 ÷7=25*7=175,余2 →h=2 →对应星期一。正确。
另一个测试:2020年2月29日(闰年):
调整后的月份是14,年份是2019。
J=20,K=19.
h的计算:
day=29.
adjusted_month=14 →13*(14+1)//5=13*15//5=195/5=39.
K=19 →19//4=4.
J//4=5.
5*J=100.
总和:29+39=68 +19=87 +4=91 +5=96 +100=196.
196 mod7=0 →h=0 →星期六。实际2020年2月29日是星期六吗?查日历确认。是的,2020-02-29确实是星期六。所以正确。
这样,公式是正确的。
现在将这些步骤写入代码:
代码结构:
year = int(input("请输入年份:"))
if year <1600:
print("年份小于1600,星期几未知")
exit()
month = int(input("请输入月份:"))
if month <1 or month>12:
print("输入的月份有误")
exit()
day = int(input("请输入日期:"))
def is_leap(year):
return year%4 ==0 and (year%100 !=0 or year%400 ==0)
def is_valid_date(year, month, day):
if month <1 or month>12:
return False
months_days = [31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31]
if is_leap(year):
months_days[1] =29
max_day = months_days[month-1]
return 1<= day <= max_day
if not is_valid_date(year, month, day):
print("输入的日期有误")
exit()
# 计算星期几
adjusted_month = month
adjusted_year = year
if adjusted_month <3:
adjusted_month +=12
adjusted_year -=1
J = adjusted_year //100
K = adjusted_year %100
h = (day + (13*(adjusted_month +1)//5) + K + (K//4) + (J//4) +5*J) %7
week_days = ["星期六", "星期日", "星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五"]
print(f"{year}年{month}月{day}日是{week_days[h]}")
测试样例:
测试2023年9月18日,应该输出星期一。运行代码:
adjusted_month=9 →不需要调整。J=2023//100=20, K=23.
h =18 + 13*(10)//5=26 →18+26=44 +23=67 →+23//4=5 →67+5=72 →+20//4=5 →72+5=77 →+5*20=100 →77+100=177 mod7=177-25*7=177-175=2 →h=2 →week_days[2]是星期一。正确。
测试2020年2月29日:
adjusted_month=2 →调整为14, adjusted_year=2019.
J=20, K=19.
h=29 +13*(15)//5=39 →29+39=68 →+19=87 →+19//4=4 →87+4=91 →+20//4=5 →91+5=96 →+5*20=100 →96+100=196 →196 mod7=0 →星期六。正确。
测试错误输入:
比如输入2023年2月29日:年份2023不是闰年,二月最多28天。所以日期无效,输出错误。
现在,代码中的有效性检查函数是否正确?
例如,当输入月份为2,日期为29时,判断是否是闰年。如果是,有效,否则无效。
所以代码是正确的。
综上,整个程序应该满足用户的要求。</think>以下是实现日期有效性检查和星期几判断的Python程序:
```python
year = int(input("请输入年份:"))
if year < 1600:
print("年份小于1600,星期几未知")
exit()
month = int(input("请输入月份:"))
if month < 1 or month > 12:
print("输入的月份有误")
exit()
day = int(input("请输入日期:"))
def is_leap(y):
return y % 4 == 0 and (y % 100 != 0 or y % 400 == 0)
def is_valid_date(y, m, d):
month_days = [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]
if is_leap(y):
month_days[1] = 29
return 1 <= d <= month_days[m-1]
if not is_valid_date(year, month, day):
print("输入的日期有误")
exit()
# 调整年月(蔡勒公式要求1、2月视为上年13、14月)
adjusted_month = month
adjusted_year = year
if month < 3:
adjusted_month += 12
adjusted_year -= 1
# 分割世纪和年份
J = adjusted_year // 100 # 世纪
K = adjusted_year % 100 # 年份后两位
# 计算星期几
h = (day + 13*(adjusted_month + 1)//5 + K + K//4 + J//4 + 5*J) % 7
week_days = ["星期六", "星期日", "星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五"]
print(f"{year}年{month}月{day}日是{week_days[h]}")
```
**实现原理说明**:
1. **输入校验**:通过三层校验确保输入的合法性,年份≥1600,月份1-12,日期有效性通过月份天数表判断
2. **日期调整**:将1、2月视为上年的13、14月以适配蔡勒公式
3. **蔡勒公式**:
- `J` 表示调整后的世纪数
- `K` 表示调整后的年份后两位
- 计算结果`h`直接对应星期列表索引(0=星期六,6=星期五)
**公式推导示例**:
以2023年9月18日为例:
```python
adjusted_month = 9 → 保持原值
adjusted_year = 2023 → 保持原值
J = 20(世纪数)
K = 23(年份后两位)
h = (18 + 13*(9+1)//5 + 23 + 23//4 + 20//4 + 5*20) % 7
= (18 + 26 + 23 + 5 + 5 + 100) % 7
= 177 % 7
= 2 → 对应索引2:"星期一"
```
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