Python程序：找到长方体的体积、表面积和空间对角线

在本文中，我们将讨论如何计算长方体的体积、表面积和空间对角线。长方体是一个三维几何形状，类似于一个长方形盒子。它也被称为长方体。一个长方体有六个矩形面和十二条边。长方体的长、宽和高是不同的，但在立方体的情况下，所有的边都相等。本文中给出了两个例子。第一个例子使用用户定义的函数的概念，第二个例子使用已定义类的参数化构造函数来计算长方体的体积、表面积和空间对角线。

示例1：利用用户定义的函数。 （编码风格1）

代码解释和设计步骤

步骤1: 在Anaconda命令提示符中打开Jupyter Notebook，并在其单元格中开始编写代码。

步骤2: 使用三个函数：“cal_volume”、“cal_surface_area”和“cal_spac_diagonal”。

步骤3: 函数将长方体的长度、宽度和高度作为输入参数，表示长方体的尺寸。

步骤4: 使用体积的公式：长度（l）宽度（b）高度（h）。

步骤5: 使用表面积的公式：2 （长度（l）宽度（b）+ 宽度（b）高度（h）+ 高度（h）长度（l））。

步骤6: 通过将长方体的每个边乘以二并最后求和所有边的面积，来计算表面积。它将返回表面积的计算值。

步骤7: 使用空间对角线的公式：空间对角线=[（长度（l）^2 *宽度（b）^2 *长度（l）^2]^(1/2)。这用于使用勾股定理计算长方体的空间对角线。

步骤8: 返回计算出的值，如体积、表面积和空间对角线。

步骤9: 检查结果。

例子

import math
#User-defined function to calculate the volume
def calculate_volume(length, breadth, height):
    volume = length * breadth * height
    return volume
#Evaluate the Surface area
def calculate_surface_area(length, breadth, height):
    surface_area = 2 * (length * breadth + breadth * height + height * length)
    return surface_area
#Evaluate space diagonal of a cuboid
def calculate_space_diagonal(length, breadth, height):
    space_diagonal = math.sqrt(length ** 2 + breadth ** 2 + height ** 2)
    return space_diagonal

# Example 
length = 8
breadth = 5
height = 6

volume = calculate_volume(length, breadth, height)
surface_area = calculate_surface_area(length, breadth, height)
space_diagonal = calculate_space_diagonal(length, breadth, height)

print("Volume cuboid:", volume)
print("Surface Area cuboid:", surface_area)
print("Space Diagonal cuboid:", space_diagonal)

输出

Volume cuboid: 240
Surface Area cuboid: 236
Space Diagonal cuboid: 11.180339887498949

示例2：使用构造函数。

代码解释和设计步骤

步骤1: 在Anaconda提示符中打开Jupyter Notebook，并在其单元格中开始编写代码。

步骤2: 使用一个名为 ‘Cuboid’ 的类。

步骤3: ‘def init(self, length, width, height)’：这是’Cuboid’类的构造方法。

步骤4: 使用 ‘init’ 方法来初始化创建’Cuboid’对象的属性。

步骤5: ‘self’ 指的是类的实例。

步骤6: ‘init’方法接受四个参数： ‘self’、’length’、’breadth’ 和’height’。

步骤7: 使用三个函数： ‘cal_volume’、’cal_surface_area’、’cal_spac_diagonal’ 。

步骤8: 函数以长、宽和高作为输入参数，表示长方体的尺寸。

步骤9: 使用公式计算 体积: 长（l）* 宽（b）* 高（h）

步骤10: 使用公式计算 表面积: 2 （长度（l） 宽度（b）+ 宽度（b）* 高度（h）+ 高度（h）* 长度（l）） 。它通过将长方体的每个边乘以二再将所有面的面积相加来计算表面积。它将返回计算得到的表面积。

步骤11: 使用勾股定理计算长方体的空间对角线。

步骤12: 返回计算得到的体积、表面积和空间对角线值。

步骤13: 检查结果。

示例

import math
#define class
class Cuboid:
    def __init__(self, length, width, height):
        self.length = length
        self.width = width
        self.height = height

    def cal_volume(self):
        return self.length * self.width * self.height

    def cal_surface_area(self):
        return 2 * (self.length * self.width + self.width * self.height + self.height * self.length)

    def cal_space_diagonal(self):
        return math.sqrt(self.length ** 2 + self.width ** 2 + self.height ** 2)

# Example
length = 11
width = 4
height = 7

cuboid = Cuboid(length, width, height)

volume = cuboid.cal_volume()
surface_area = cuboid.cal_surface_area()
space_diagonal = cuboid.cal_space_diagonal()

print("Volume cuboid:", volume)
print("Surface Area cuboid:", surface_area)
print("Space Diagonal cuboid:", space_diagonal)

输出

Volume cuboid: 308
Surface Area cuboid: 298
Space Diagonal cuboid: 13.638181696985855

在编码样式2中，我们可以定义一个’Cuboid’类来封装长、宽和高。根据长方体的属性，我们可以使用该类的这些方法来获取结果。

在本文中，我们使用不同的函数示例展示了如何计算长方体的体积、表面积和空间对角线。这在各种场景中都可以很有用，如建筑和施工、包装和物流、3D建模和计算机图形学、数学和教育、科学研究等。