初中信息技术-python编程【用Python让生活更美好】.docx
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1、初中信息技术python编程【用Python让生活更美好】作为“胶水语言”的Python以简单易学、免费开源、可移植性强等特点成为了人类 工作和生活中的好帮手,并在Web开发、大数据开发、人工智能开发和嵌入式开发等 领域均有广泛的使用。由于Python语言自身的语法结构比拟简单易学,而且有丰富的 开发库支撑,所以未来Python的应用前景还是非常广阔的,接下来我们就认识下 Python语言在数据爬取、数据可视化、人工智能等方面的应用吧。通过本章的学习,你将掌握以下技能:* 爬取网络数据* 制作二维码名片* 创作Python弹球游戏* 考试成绩可视化* 识别图片中的数字* 用microbit识别
2、姿势微工程1网络爬虫爬数据随着信息化社会的到来,万维网已经堆积了大量信息,这就需要我们寻找一种方 式来帮助我们过滤掉无用的信息,并且筛选更多有用的信息作为反应,于是网络爬虫 技术应运而生。在日常生活中,同学们可能听说过网络爬虫这个词,但到底什么是爬 虫,如何利用网络爬虫爬取自己需要的数据呢?通过本节的学习,你将掌握以下技能:* 了解网络爬虫的工作过程*编写程序爬取B站弹幕B、站点不让爬取的数据偷偷爬取不被发现就好C、遵守Robots协议,不做“恶意爬虫”D、网络爬虫有风险,最好不要学微工程2二维码名片自己做二维码这个由黑白小方块组成的图案已经成为了我们生活当中很重要的一局部, 付款的时候我们可
3、以扫它、聊天软件相互加好友也可以扫它、登录网站时也提供了二 维码登录功能总而言之,二维码无处不在,通过扫描二维码总能得到你想要的东 西,那么二维码的工作原理是什么呢?如何制作属于自己的二维码名牌呢?通过本章的学习,你将掌握以下技能:*明确二维码的工作原理*制作自己的二维码名片专题一:初识二维码对于二维码我们已经很熟悉了,那么二维码中的黑白小方块儿究竟奇妙在哪里,为什么随便一扫总能给你带来你所需要的东西?1.1 二维码的诞生S/N33501061提起二维码(QR Code)的诞生就不得不 提到一维码(Bar Code ),也就是大家熟悉的 条形码。一维码诞生于上个世纪60年代至70 年代,条形码
4、联合创造人诺曼约瑟夫伍德兰德创造了一维码,该技术的诞生几乎 改变了全球的商业活动形式,使得收银员的工作效率变得更高效,顾客也可以节省更 多时间。二维码的诞生可以追溯到上个世纪60年代之后的日本,首个公开发布的二维码是1994年日本电装公司公布的QR Code , QR的全称就是“Quick Response”,翻译过来就是快速响应,意味着追求高速读取能力的研发概念,相较于一维码数据容量较小、只能 包含字母和数字、条形码尺寸相对较大、条形码遭到损坏后便不能阅读等缺点,二维 码具有数据容量更大、超越了字母数字的限制、条形码相对尺寸小、具有抗损毁能力 等优势。其实在发布二维码之初,日本电装公司并没有
5、很大的把握可以让二维码完全 取代传统的条形码,真正让二维码发扬光大的是两个第三方支付公司:支付宝和微信, 这种新型的支付方式支付宝是第一个吃螃蟹的人,并且让二维码支付正式步入了普通 人的视野并被人们所熟知。1.2 二维码的工作原理二维码是一种矩阵式二维条码(又称棋盘式二维条码),它是在一个矩形空间通 过黑、白像素在矩阵中的不同分布而进行编码的。在矩阵相应元素位置上,用点(方 点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”,点的不出现表示二进制的“0”,点的排 列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。它边上有三个起到定位作用的大方块, 这能保证我们在扫码时不管手机怎样放置都能得到信息。简单来说,二维
6、码其实是一种开放性的信息存储器,它能将固定的信息存储在自 己的黑白小方块之间。而且它可以无限使用,并且对识别器没有任何要求,任何设备 只要带扫一扫的功能,都可以将它所存储的信息读取出来。二维码可以存储各种信息, 主要包括网址、名片、文本信息、特定代码等。二维码一共有40个尺寸,官方叫版本Version。Version 1是21 X21的矩阵, Version2是25 x 25的矩阵,Version3是29义29的矩阵,每增加一个Version ,就会增加4的尺寸,公式是:(V-1)*4 +21 ( V是版本号),最高Version是40 ,尺寸为 (40-1)X4+21 =177 ,所以最高是
7、177X177的正方形。这里说的尺寸大小不是指生成图 片的大小,而是指二维码的长宽被平均分成多少份1.3 二维码应用场景二维条码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、本钱廉价 等特性,这些特性特别适用于表单、平安保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等 方面,总得来说,二维码在生活中主要应用于以下场景:1)电子名片传统的纸质名片能囊括的信息非常有限,很多商务人士都开始将个人信息做成电 子名片二维码,打印在自己的纸质名片上,不仅可以比传统纸质名片囊括更多的信息, 而且扫描电子名片二维码即可保存联系人信息到手机通讯录,提供了非常大的便利性。 此外,二维码名片对于信息的维护非常方便,当
8、个人信息发生变化时,只需在后台修 改即可。2)产品包装将有关产品的品牌故事、使用方法、制作过程做成一个视频、音频或者图文二维 码,顾客扫描二维码即可观看,在让顾客更了解产品的同时也增加了顾客的粘性。此 外,使用动态二维码还可以在后台看到这个二维码被扫描了多少次,在什么地点,什 么时间被扫描的等市场详细信息。3)食品二维码溯源将食品的生产和物流信息加载在二维码里,可实现对食品追踪溯源,消费者只需 用手机一扫,就能查询食品从生产到销售的所有流程。通过为每件产品建立唯一的“身 份证条码”,可以实现对每件产品的物流、信息流的监管和控制,具备了强大的原材料 采购追溯、生产环节追溯与销售流向追溯等功能,实
9、现从产品生产到消费终端的全程 监控和管理。4)餐厅的应用通过二维码为商家建立一个手机电子菜单,餐饮店可以很轻松的将餐饮文化、菜 品介绍等信息按照相关的指引录入。用户通过扫码获得该手机网站的跳转链接获取商 家相关信息。5)手机购物“以二维码为入口的移动超市”是移动终端普遍应用和电子商务模式趋向成熟的标 志和产物。“移动超市”将移动电子商务推向一个新台阶,它主要研究开发基于移动终 端的移动交易和商家营销的应用,以二维码为通道,实现了消费者随时随地快速浏览 真实商品,快速购物的过程。此外,二维码还被广泛应用于二维码印章、票务销售、证照应用、产品溯源、会 议服务等方面,随着物联网产业的蓬勃开展,相信更
10、多的二维码技术应用解决方案被 开发出来,应用到各行各业的日常经营生活中来,届时,二维码成为移动互联网入口 真正成为现实。专题二:制作二维码名片我们日常接触到的二维码以支付二维码和网站、公众号二维码为主,其实利用二 维码我们也可以制作个人名片,让我们借助QRCode库制作属于自己的二维码名片吧。2.1 安装第三方库在编写程序前,我们需要先安装QRCode库。找到QRCcode库的方法有两种:1、点击离线版海龟编辑器菜单栏中的库管理,在弹出的库管理界面选择数据处理, 下拉找到qrcode库;2、在搜索框内输入“qrcode”点击搜索即可找到qrcode库。然后点击安装即可O库管理库管理qrcode
11、Q Q X;1 r-yi . 1 吊用库官方璇或爬虫数据处理图表数学计算图像处理人工智能界面panoasd 一Pandas库经常被用于数据读取与处理。强大易用的数据分析方法,以及优 化的数据处理速度,使得Pandas成为数据科学家最钟爱的Python库之一。rjiebajieba是一个中文分词库,它可以把中文句子划分成词组,以便进一步进行 自然语言处理。wordcloudworddoud意为“词云”,它可以生成词云图,对文本中出现频率较高的“关键 词”予以视觉化的展现,直双展示文本关键内容及主旨。qrcodeqrcodel一个二维码库,它可以生成二维码。支持设置二维码图像的尺寸 等信息。2.2
12、 制作二维码名片第一步:导入qrcode库,并编写生成第一个带有文字的二维码图片。注意,在运 行程序前,需要将代码文件先保存起来。2 import qrcode 3img = qrcode.make(HelloPython!1)4 img.save(我的名片.png)img.show()程序中调用了 qrcode的make函数生成了一张包含了“Hello , Python ! ”的二维码图 像,然后通过save函数将图像以我的名片.png”的形式保存了下来。当运行程序时, 就会在程序文件保存的目录下生成一张二维码图片,该图片是qrcode以默认方式生成 的二维码,qrcode.make()是q
13、rcode提供简单调用接口,其生成的二维码图片尺寸为 21 X21o最后调用show函数自动翻开图片。注意,在生成二维码前,一定要将程序文件先保存到计算机。我的名片.png制作二维码名片.py第二步:生成更复杂的二维码图片。在第一步中生成的二维码尺寸太小,那么如 何生成不同尺寸的二维码呢?接下来我们一起学习qrcode的高级应用qrcode类。 正常生成二维码的步骤为创立QRCode对象、add_data()添加数据、make_image()创立 二维码图像、保存或自动翻开图片。1 #制作二维码名片2 import qrcode34 qr = qrcode.QRCode(5 version=5
14、6 error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L7 box size=10a8 border=49 )10 qr.add_data(HelloPython!)11 qr.make(fit=True)12 img = qr.make_image()13 img. save(我的名片. png .)14 img.show()程序中生成了一张带有“Hello,Python!”的二维码图片,翻开图片会发现图片的尺寸 比qrcode默认的尺寸大了很多。为了创立不同大小的二维码图片,在程序中调用 QRCode函数定义了一个qrcode类qr , QRC
15、ode类的参数有6个,可以根据需要自行选 择,参数的具体含义为:1)version:表示二维码的版本号,取值范围为1到40,最小的版本号是1,对应的尺寸是21X21;2) error.correction:二维码的纠错范围,纠错范围有四个级别,分别是:1 . ERROR_CORRECT_L级另!J : 7%以下的错误会被纠正;2 .ERR0R_C0RRECT_M级另!J : 15%以下的中昔误会被纠正,也是qrcode的默认 级别;.ERROR_CORRECT_Q级别:25%以下的错误会被纠正;3 . ERROR_CORRECT_H级另!J : 30%以下的专笥吴会被纠正。3) boxsize
16、:每个点(方块)中的像素个数;border:二维码距图像外围边框距离,默认为4,而且相关规定最小为 4;4) image_factory:选择生成图片的形式,默认为PIL图像;5) mask_pattern:选择生成图片的的掩模。随后对象qr调用add_data函数传入数据,add_data函数原型为:add_data(str,optimize=20)其中str为需要传入的数据;optimize为优化参数,optimize的值决定了数据将被 拆分为多个块来进行优化,以找到一个长度至少为这个值的足够简洁的方式来生成二 维码,默认值为0o传入数据后qr调用make函数,fit=true的意思是将会
17、找到适合数据的最小尺寸, 随后调用makejmage函数创立二维码图像,函数原型为:make_image(fill_color=None, back_color=None, imagefactory=None)如果要让二维码有颜色,可以在这里设置fiLcolor属性,filLcolor为像素点的颜 色,back_color为背景色,imagefactory为生成图像的形式,默认为PIL图像,三个参 数可以为空。最后保存图片并自动翻开图片即可。第三步:生成带图片的二维码名片。通常我们看到的二维码中间都有一张图片或 者用户头像,如何才能生成这样的二维码图片呢?我们需要利用PIL库中image模块
18、的paste函数实现,函数原型为:img.paste (path, where, mask=None)其中,img为image对象;path为所添加图片;where为表示图片所在二维码的横 纵坐标,为一个元组;mask为填充所用的模板图像,可以为空。我们接着步骤二的程 序继续编写为二维码添加图片的程序。14 img = qr.make_image(fill_color=orangeback_color=white)#导入logo图像,与程序在同一目录下15 logo_img=Image.open(Panda.jpg)img_h = img.size16 #参数设置:Log。的大小factor
19、= 417 size_w = int(img_w / factor)size_h = int(img_h / factor)18 logo_wi, logo_h = logo_img.size部艮制10go图片的尺寸19 if logo_w size_w:20 logo_w = size_wif logo_h size_h:21 logo_h = size_h#重新设置logo的尺彳22 logo_img = logo_img.resize(logo_wJ logo_h), Image.ANTIALIAS)#得到画图的x, y坐标,居中显示23 x= int(img_w - logo_w) /
20、 2)y = int(img_h - logo_h) / 2)24 #黏贴10go照img.paste(logo_img (x y), mask=None)25 #保存图片img.save(我的名片.png)26 img.show()程序中make_image()将二维码图像设置成了白底橙点的 图片,并随后导入作为logo的一张熊猫图片,如果logo图 片和程序不在同一目录,注意要写全路径。接下来就需要设 定logo图片在二维码图片中的大小了,程序中定义了 factor 变量来限制log。图片占据二维码图片的最大尺寸,如果logo 图片过大那么log。的宽和高设定为计算出的Size_w. si
21、ze_h的值,随后通过resize函数 重设logo图片的大小,Image.ANTIALIAS是抗锯齿的意思;最后根据二维码尺寸、 logo图片尺寸得出logo图片的黏贴位置即可。扫描生成的二维码发现无法出现扫描结果,还记得QRCode函数中的 errojcorrection对应的四个纠错级别吗?我们需要将提高二维码的纠错级别,即将 error_correction 的值由 ERROR_CORRECT_L 改为 ERROR_CORRECT_Ho 重新生成二 维码,看看是否可以正常扫描。牛刀小试将factor的值修改为2 ,扫一下重新生成二维码,出现什么情况了 ?为什么?巩固与提高1、QRCod
22、e函数的容错等级有()个级别。A、3B、4C、5D、62、在利用制作二维码名片时,为了让二维码名片更大一些,需要修改QRCode函 数中的()A、versionB、error_correctionC、boxsizeD、border3、请自己设计一张包含自己信息的二维码名片。专题一:初识爬虫在编写爬虫程序之前,我们需要先了解下网络爬虫的概念、爬虫的基本过程和爬虫的基本架构。1.1什么是爬虫网络爬虫,也叫网络蜘蛛,它是一段自动访问互联网并从中提取数据的程序。我 们浏览的每一个网页都对应着唯一的网页地址,即URL,而一个网页中又包含着指向 其他网页的URL ,这种URL相互指向的关系就形成了互联网。
23、为了从互联网中获取需 要的信息,以前我们需要人工翻开网页进行检索,但是有了爬虫后,我们就可以借助 网络爬虫自动获取网络上的信息并从中提取有价值的数据。网络爬虫按照系统结构和 实现技术,大致可以分为以下几种类型:通用网络爬虫、聚焦网络爬虫、增量式网络 爬虫、深层网络爬虫。URL是统一资源定位符(Uniform Resource Locator )的英文缩写,也就是我们常 说的网址,比方大家熟悉的百度搜索地址就是一个URLO互联 网上的每一个URL都是唯一的,URL指出了资源的具体位置以及浏览器如何处理这些 资源。在大数据时代,信息的采集是一项重要的工作,因此我们可以使用网络爬虫对数 据信息进行自
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