Python语言程序设计基础课程(入门级)ppt课件.pptx
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1、PythonPython语言程序设计基础语言程序设计基础课程课程(入门级)(入门级)PythonPython开发环境配置开发环境配置Python开发环境配置- Python语言概述语言概述- Python语言语言Windows系统开发环境系统开发环境- Python语言语言Mac系统开发环境系统开发环境- Python语言语言Linux系统开发环境系统开发环境- Python语言语言Web开发环境开发环境三选一三选一- Python程序编写与运行程序编写与运行Python语言概述CC BY-NC-SA 4.0 嵩天Python pain,译为,译为“蟒蛇蟒蛇”Python语言拥有者是语言拥有者
2、是Python Software Foundation(PSF)PSF是非盈利组织,致力于保护是非盈利组织,致力于保护Python语言开放、开源和发展语言开放、开源和发展Python语言的诞生Guido van RossumPython语言创立者语言创立者2002年,年,Python 2.x2008年,年,Python 3.x Python,由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明,第一个公开发行版发行于1991年。 作为python的作者,是什么促使他设计了这个语言呢? 在80年代,个人电脑的配置低,程序员不得不努力思考如何最大化利用空间,让guido感到苦恼。他认为这样编写
3、程序实在是太过于耗费时间,于是他想到了shell。shell可以像胶水一样,将UNIX下的许多功能连接在一起。许多C语言下上百行的程序,在shell下只用几行就可以完成。然而,shell的本质是调用命令,它并不是一个真正的语言,shell不能全面的调动计算机的功能。 后来他进入CWI(数学和计算机研究所)工作,并参加了ABC语言的开发。1989年圣诞节期间,在阿姆斯特丹,Guido为了打发圣诞节的无趣,决心开发一个新的脚本解释程序,做为ABC 语言的一种继承。而取名python,是取自他挚爱的一部电视剧Monty Pythons Flying Circus 。1991年,第一个Python编译
4、器诞生,它是用C语言实现的,guido为防止重蹈ABC的覆辙,着重注意python的可扩展性,并且也沿用了C中的大部分语法习惯,而这,使python得到guido同事的欢迎。他们迅速的反馈使用意见,并参与到Python的改进。 1990年代初,计算机的性能大大提高。许多程序员以及资深计算机用户频繁使用Internet进行交流,这使得python没有了硬件上的束缚与传播上的困难,再加上python易于使用的特点,使python得到了一定程度上的传播。python相当的开放,任何人可对python进行拓展或改造。由Guido决定是否将新的特征加入到python或者标准库中。后来的python2.0
5、,转为完全开源的开发方式,python的数据库的扩展速度与传播速度也由此更进一步。 到今天,Python的框架已经确立。Python语言以对象为核心组织代码(Everything is object),支持多种编程范式(multi-paradigm),采用动态类型(dynamic typing),自动进行内存回收(garbage collection)。Python支持解释运行(interpret),并能调用C库进行拓展。Python有强大的标准库 (battery included)。这也是python相较于C,java一类语言的优势。Python语言是一个由编程牛人领导设计并开发的编程语言
6、语言是一个由编程牛人领导设计并开发的编程语言Python语言是一个有开放、开源精神的编程语言语言是一个有开放、开源精神的编程语言Python语言应用于火星探测、搜索引擎、引力波分析等众多领域语言应用于火星探测、搜索引擎、引力波分析等众多领域TIOBE INDEX:编程语言流行程度排行榜1、语法简洁2、与平台无关3、粘性扩展4、开源理念5、通用灵活6、强制可读7、支持中文8、模式多样9、类库丰富Python语言的特点语言的特点PythonPython语言语言的优点的优点优点一:优雅、简单、明确(减少花哨、晦涩或以“炫技”为目的的代码)让数据分析师们摆脱了程序本身语法规则的泥潭,更快的进行数据分析
7、C语言Python语言优点二:强大的标准库完善的基础代码库,覆盖了网络通信、文件处理、数据库接口、图形系统、XML处理等大量内容,被形象地称为“内置电池”(batteries included)Python使用者“调包侠”优点三:良好的可扩展性优点三:良好的可扩展性大量的第三方模块,覆盖了科学计算、Web开发、数据接口、图形系统等众多领域,开发的代码通过很好的封装,也可以作为第三方模块给别人使用。如Pandas、Numpy、Seaborn、Scikit-learn等等优点四:免费、开源缺点一:运行速度慢缺点二:加密难缺点三:缩进规则缺点四:多线程灾难Python语言的缺点Python语言与Ja
8、va动态类型和静态类型Python中一切皆对象括号与缩进应用领域Python语言与R语言机器学习的一把利器可读性强,便于上手灵活性强:可与其他如Web应用程序进行整合 以统计推断为导向 数据分析之外的领域有所限制 包凌乱且一致性较差Python语言与R语言的应用场景对比网络爬虫连接数据库内容管理系统API构建 统计分析 互动式图标/面板Python的两种编程方式交互式和文件式交互式和文件式- 交互式:对每个输入语句即时运行结果,适合语法练习交互式:对每个输入语句即时运行结果,适合语法练习- 文件式:批量执行一组语句并运行结果,编程的主要方式文件式:批量执行一组语句并运行结果,编程的主要方式实例
9、1: 圆面积的计算根据半径根据半径r计算圆面积计算圆面积 r = 25 area = 3.1415 * r * r print(area)1963.4375000000002 print( :.2fF.format(area)1963.44交互式交互式实例1: 圆面积的计算根据半径根据半径r计算圆面积计算圆面积r = 25输出结果如下:area = 3.1415 * r * rprint(area)1963.43750000000021963.44print( :.2fF.format(area)保存为CalCircle.py文件并运行文件式文件式实例2: 同切圆绘制绘制多个同切圆绘制多个同切
10、圆import turtleturtle.pensize(2)turtle.circle(10)turtle.circle(40)turtle.circle(80)turtle.circle(160)文件式文件式保存为TangentCirclesDraw.py文件并运行实例2: 同切圆绘制绘制多个同切圆绘制多个同切圆 import turtle turtle.pensize(2) turtle.circle(10) turtle.circle(40) turtle.circle(80) turtle.circle(160)交互式交互式实例3: 五角星绘制绘制一个五角星绘制一个五角星 from
11、turtle import * color(red, red) begin_fill() for i in range(5):fd(200)rt(144) end_fill()交互式交互式实例3: 五角星绘制绘制一个五角星绘制一个五角星from turtle import *color(red, red)begin_fill()for i in range(5):fd(200)rt(144)end_fill()done()文件式文件式保存为StarDraw.py文件并运行本章小结Python开发环境配置- Python语言的发展历史语言的发展历史- 选取一种系统平台构建选取一种系统平台构建Py
12、thon开发环境开发环境- 尝试编写与运行尝试编写与运行3个个Python小程序小程序Python语言程序设计实例4: 温度转换问题分析设计算法设计算法根据华氏和摄氏温度定义,利用转换公式如下:根据华氏和摄氏温度定义,利用转换公式如下:C = ( F 32 ) / 1.8F = C * 1.8 + 32其中,其中, C表示摄氏温度,表示摄氏温度, F表示华氏温度表示华氏温度#TempConvert.pyTempStr = input(请输入带有符号的温度值: )if TempStr-1 in F, f:C = (eval(TempStr0:-1) - 32)/1.8print(转换后的温度是:
13、.2fC.format(C)elif TempStr-1 in C, c:F = 1.8*eval(TempStr0:-1) + 32print(转换后的温度是:.2fF.format(F)else:print(输入格式错误)编写上述代码,并保存为编写上述代码,并保存为TempConver t.py文件文件运行效果IDLE打开文件,按打开文件,按F5运行运行Python语言程序设计PythonPython程序语法元素分析程序语法元素分析Python程序语法元素分析- 程序的格式框架程序的格式框架- 命名与保留字命名与保留字- 数据类型数据类型- 语句与函数语句与函数- Python程序的输入输
14、出程序的输入输出- 温度转换温度转换代码分析代码分析程序的格式框架程序的格式框架#TempConvert.pyTempStr = input(请输入带有符号的温度值: )if TempStr-1 in F, f:C = (eval(TempStr0:-1) - 32)/1.8print(转换后的温度是:.2fC.format(C)elif TempStr-1 in C, c:F = 1.8*eval(TempStr0:-1) + 32print(转换后的温度是:.2fF.format(F)else:print(输入格式错误)代码高亮:编程的色彩辅助体系,不是语法要求代码高亮:编程的色彩辅助体系
15、,不是语法要求#TempConvert.pyTempStr = input(请输入带有符号的温度值: )if TempStr-1 in F, f:C = (eval(TempStr0:-1) - 32)/1.8print(转换后的温度是:.2fC.format(C)elif TempStr-1 in C, c:F = 1.8*eval(TempStr0:-1) + 32print(转换后的温度是:.2fF.format(F)else:print(输入格式错误)缩进缩进:一行代码开始前的空白区域,表达程序的格式框架:一行代码开始前的空白区域,表达程序的格式框架#TempConvert.pyDAR
16、TS = 1000TempStr = input(请输入带有符号的温度值: )if TempStr-1 in F, f:C = (eval(TempStr0:-1) - 32)/1.8print(转换后的温度是:.2fC.format(C)elif TempStr-1 in C, c:F = 1.8*eval(TempStr0:-1) + 32print(转换后的温度是:.2fF.format(F)else:hits = 0.0clock()for i in range(1, DARTS):x, y = random(), random()dist = sqrt(x*2 + y*2)if di
17、st r=10 #将10赋值给r而下面这段代码注释则包含了代码中隐藏的信息,如果不加注释,很难让人看懂这个是什么意思(虽然在实际中可能可以根据上下文判定,但需要浪费不必要的思考时间)。 r=10 #半径,单位是米选择好的变量名,可以减少注释的需要,但长名字也会让复杂表达式更难阅读,所以这两者之间需要衡量舍取。#TempConvert.pyTempStr = input(请输入带有符号的温度值: )if TempStr-1 in F, f:C = (eval(TempStr0:-1) - 32)/1.8print(转换后的温度是:.2fC.format(C)elif TempStr-1 in C
18、, c:F = 1.8*eval(TempStr0:-1) + 32print(转换后的温度是:.2fF.format(F)else:print(输入格式错误)变量变量:程序中用于保存和表示数据的占位符号:程序中用于保存和表示数据的占位符号变量用来保存和表示数据的占位符号用来保存和表示数据的占位符号- 变量采用标识符变量采用标识符(名字名字) 来表示,关联标识符的过程叫命名来表示,关联标识符的过程叫命名TempStr是变量名字是变量名字- 可以使用等号可以使用等号(=)向变量赋值或修改值向变量赋值或修改值,=被称为赋值符号被称为赋值符号TempStr = 82F #向变量向变量TempStr赋
19、值赋值82F2.3.1 变量变量在Python中,变量的使用环境非常宽松。没有 在Python中,等号( = )是赋值语句,可以把任意数据类型赋值给变量。如下为定义一个名为xiaohong的变量: xiaohong=XiaoHong此操作解释:xiaohong是我们创建的变量,=是赋值语句,XiaoHong是变量值,需要用引号标记。整句话的意思为:创建变量xiaohong并赋值为XiaoHong。(注意:字符串必须以引号标记开始,并以引号标记结束。)打印变量结果: print(xiaohong)XiaoHong在使用变量前,需要对其赋值,没有值的变量是没有意义的,编译器也不会编译通过。例如我定
20、义一个变量为abc,不赋任何值,输入及结果如下: abcTraceback (most recent call last): File , line 1, in abcNameError: name abc is not defined同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量,输入如下: a = 123 123 a=ABC print(a)ABC这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言,与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型,如果赋值的时候类型不匹配,就会报错。和静态语言相比,动态语言更灵活,就是这个原因。当不能确定变量或数据的类型时,可以借助解释器内置的函数ty
21、pe进行确认。在交互模式下可以如下输入: type(Hello,world!) type(100) type(3.0) a=test type type(a)请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码:a = 100a = a + 200在编程语言中,赋值语句先计算右侧的表达式a + 200,得到结果300,再赋给变量a。由于a之前的值是100,重新赋值后,a的值变成300。我们通过交互模式验证,输入如下: a=100 a=a+200 print(a)300理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写: a=ABC时,Python解释器干了两件事情:(1)在内存中创建了一个AB
22、C的字符串;(2)在内存中创建了一个名为a的变量,并把它指向ABC。也可以把一个变量a赋值给另一个变量b,这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据,例如下面的代码: a=ABC b=a a=XYZ print(b)最后一行打印出变量b的内容到底是ABC呢还是XYZ?执行a = ABC,解释器创建了字符串ABC和变量a,并把a指向ABC,如下图所示:执行b = a,解释器创建了变量b,并把b指向a指向的字符串ABC,如图所示:执行a = XYZ,解释器创建了字符串XYZ,并把a的指向改为XYZ,但b并没有更改,如图所示:所以,最后打印变量b的结果自然是ABC了。命名与保留字命名与保留字命名
23、关联标识符的过程关联标识符的过程- 命名规则命名规则: 大小写字母、数字、下划线和汉字等字符及组合大小写字母、数字、下划线和汉字等字符及组合如如: TempStr, Python_Great, 这是门这是门Python好课好课- 注意事项注意事项: 大小写敏感、首字符不能是数字、不与保留字相同大小写敏感、首字符不能是数字、不与保留字相同Python和和python是不同变量,是不同变量,123Python是不合法的是不合法的下划线“_”可以出现在变量名中。它经常用于连接多个词组。比如happy_study, do_it_with_more_practice。交互模式输入如下: happy_st
24、udy=stay hungry stay foolish print(happy_study)stay hungry stay foolish如果给变量取非法的名称,解释器显示语法错误。请看下面的示例: 2wrongtest=just for testSyntaxError: invalid syntax该示例提示语法错误,错误信息为无效的语法,原因是它不是以字母开头。保留字被编程语言内部定义并保留使用的标识符被编程语言内部定义并保留使用的标识符- Python语言有语言有33个保留字个保留字(也叫关键字也叫关键字)if, elif, else, in- 保留字是编程语言的基本单词,大小写敏感
25、保留字是编程语言的基本单词,大小写敏感if 是保留字,是保留字,If 是变量是变量保留字and elif import raise globalas else in return nonlocalassert except is try Truebreak finally lambda while Falseclass for not with Nonecontinue from or yielddef if pass del#TempConvert.pyTempStr = input(请输入带有符号的温度值: )if TempStr-1 in F, f:C = (eval(TempStr0:
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