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6.数据类型

1. 数据类型综合应用与数据处理

1.1 题目背景

你正在开发一个学生成绩管理系统，需要处理各种类型的数据：学生信息、成绩计算、数据验证和格式化输出。该系统需要能够处理不同数据类型之间的转换，并进行各种数据操作。

1.2 题目要求

请实现以下三个函数：

1.2.1. 数据类型转换与验证函数

def process_student_data(student_info):
    """
    处理学生数据，进行类型转换和验证

    参数:
        student_info: 字典，包含学生信息
        格式: {"name": "张三", "age": "20", "score": "85.5", "is_passed": "true"}

    返回:
        处理后的字典，所有值都转换为正确的Python数据类型
        如果数据无效，返回None

    要求:
        - name: 转换为字符串，去除首尾空格
        - age: 转换为整数，范围1-100
        - score: 转换为浮点数，范围0.0-100.0
        - is_passed: 转换为布尔值（"true"/"false"字符串转为True/False）
        - 如果任何转换失败或超出范围，返回None
    """

1.2.2. 成绩计算与格式化函数

def calculate_and_format_grades(students):
    """
    计算学生成绩等级并格式化输出

    参数:
        students: 学生信息列表，每个元素是字典
        格式: [{"name": "张三", "score": 85.5}, ...]

    返回:
        格式化后的成绩报告字符串

    要求:
        - 根据分数计算等级：>=90为A，>=80为B，>=70为C，>=60为D，<60为F
        - 计算平均分、最高分、最低分
        - 统计各等级人数
        - 使用f-string格式化输出，保留2位小数
        - 输出格式要美观，包含表格样式
    """

1.2.3. 数据筛选与统计函数

def analyze_student_performance(students, filters=None):
    """
    分析学生表现数据

    参数:
        students: 学生信息列表
        filters: 筛选条件字典，可选参数
        格式: {"min_score": 80, "max_score": 95, "grade": "A"}

    返回:
        分析结果字典，包含：
        {
            "total_count": 总人数,
            "filtered_count": 筛选后人数,
            "average_score": 平均分,
            "grade_distribution": 等级分布,
            "top_performers": 前3名学生,
            "pass_rate": 及格率
        }

    要求:
        - 支持按分数范围筛选
        - 支持按等级筛选
        - 计算及格率（>=60分）
        - 找出前3名高分学生
        - 处理边界情况（空数据、无效筛选条件等）
    """

1.3 测试用例

# 测试数据
test_students = [
    {"name": " 张三 ", "age": "20", "score": "85.5", "is_passed": "true"},
    {"name": "李四", "age": "19", "score": "92.0", "is_passed": "true"},
    {"name": "王五", "age": "21", "score": "78.3", "is_passed": "false"},
    {"name": "赵六", "age": "22", "score": "65.7", "is_passed": "true"},
    {"name": "钱七", "age": "20", "score": "45.2", "is_passed": "false"}
]

# 筛选条件测试
test_filters = [
    {"min_score": 80, "max_score": 95},
    {"grade": "A"},
    {"min_score": 60}
]

1.4 预期输出示例

=== 学生成绩管理系统 ===

处理后的学生数据:
姓名: 张三, 年龄: 20, 分数: 85.5, 及格: True

成绩报告:
==========================================
学生姓名    分数    等级
==========================================
张三       85.50    B
李四       92.00    A
王五       78.30    C
赵六       65.70    D
钱七       45.20    F
==========================================
平均分: 73.34
最高分: 92.00
最低分: 45.20
等级分布: A:1人, B:1人, C:1人, D:1人, F:1人

分析结果:
总人数: 5, 筛选后: 2, 平均分: 88.75, 及格率: 60.0%

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