【课件】第四章+程序设计基础高中信息技术粤教版（2019）必修1.pptx

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1、必修一 数据与计算第一章第一章 数据与信息数据与信息项目范例：体验庆祝国庆多媒体作品的数据与信息处理项目范例：体验庆祝国庆多媒体作品的数据与信息处理第二章第二章 知识与数字化学习知识与数字化学习项目范例：运用数字化工具探究数理知识项目范例：运用数字化工具探究数理知识第三章第三章 算法基础算法基础项目范例：设计从项目范例：设计从A市到市到B市好事最少的旅行路线方案市好事最少的旅行路线方案第四章第四章 程序设计基础程序设计基础项目范例：设计购买纪念品的最佳方案项目范例：设计购买纪念品的最佳方案第五章第五章 数据处理和可视化表达数据处理和可视化表达项目范例：网络购物平台可数行为数据分析和可视化表达项

2、目范例：网络购物平台可数行为数据分析和可视化表达第六章第六章 人工智能及其应用人工智能及其应用项目范例：剖析空调企业智能客服机器人项目范例：剖析空调企业智能客服机器人第四章 程序设计基础l在在运运用用计计算算机机解解决决实实际际问问题题的的过过程程中中,如如何何把把求求解解问问题题的的算算法法告告知知计计算算机机,就就需需要要有有一一种种能能够够实实现现人人机机交交互互的的语语言言,而而这这种种语语言言就就是是计计算算机程序设计语言。机程序设计语言。l本本章章将将通通过过“设设计计购购买买物物品品的的最最佳佳方方案案”项项目目,进进行行自自主主、协协作作、探探究究学学习习,让让同同学学们们了了

3、解解PythonPython程程序序设设计计语语言言的的基基础础知知识识,掌掌握握程程序序的的顺顺序序结结构构、选选择择结结构构和和循循环环结结构构三三种种控控制制结结构构,学学会会使使用用程程序序设设计计语语言言实实现现简简单单算算法法,体体验验程程序序设设计计的的基基本本流流程程,掌掌握握程程序序调调试试与与运运行行的的方方法法,从从而而将将知知识识建建构构、技技能能培培养养与与思思维维发发展展融融入入运运用用数数字字化化工工具具解解决决问问题题和和完完成成任任务务的的过过程程中中,促促进进信信息息技技术术学学科科核核心心素素养养达达成成,完完成成项目学习目标。项目学习目标。项目范例：设计

4、购买纪念品的最佳方案l情景情景 如今，网上购物已经成为人们生活中的一部分。通过网购，人们不仅可以方便地在各家电商中获取商品的相关信息，而且可以对商品进行比质比价，从而以优惠的价格购得心仪的商品(图4-1)。为了购得既经济适用又美观大方的商品，人们就要根据需求设计好购买方案。l主题主题 设计购买纪念品的最佳方案l规划规划 根据项目范例的主题，在小组中组织讨论，利用思维导图工具，制订项目范例的学习规划，如图4-2所示。l探究探究 根据项目学习规划的安排，通过调查、案例分析、文献阅读和网上资料搜索，开展“设计购买纪念品的最佳方案项目学习探究活动，如表4-1所示。l实施实施 实施项目学习各项探究活动，

5、进-步设计购买纪念品的最佳方案。l成果成果 在小组开展项目范例学习过程中，利用思维导图工具梳理小组成员在“头脑风暴活动中的观点，建立观点结构图，运用多媒体创作工具(如演示文稿、在线编辑工具等)综合加工和表达，形成项目范例可视化学习成果，并通过各种分享平台发布，共享创造、分享快乐。例如，运用在线编辑工具制作的“设计购买纪念品的最佳方案”可视化报告，可以在教科书的配套学习资源包中查看，其目录截图如图4-3所示。l评价评价 根据教科书附录2的“项目活动评价表，对项目范例学习过程和学习成果在小组或班级上进行交流，开展项目学习活动评价。l项目选题项目选题 同学们以3-6人组成一个小组，选择下面一个参考主

6、题，或者自拟一个感兴趣的主题，开展项目学习。1.设计购买电信服务的最佳方案 2.设计购买家用电器的最佳方案 3.设计购买图书的最佳方案l项目规划项目规划 各小组根据项目选题，参照项目范例的样式，利用思维导图工具，制订相应的项目方案。l方案交流方案交流 各小组将完成的方案在全班进行展示交流，师生共同探讨、完善相应的项目方案。4.1 程序设计语言的基础知识l在在运运用用计计算算机机程程序序求求解解问问题题时时，需需要要有有-种种能能够够实实现现人人机机交交流流的的语语言言，即即程程序序设设计计语语言言。人人们们通通过过这这种种语语言言把把求求解解的的方方法法和和步步骤骤告告诉诉计计算算机机，计计算

7、机则按照程序的流程自动求解问题。算机则按照程序的流程自动求解问题。l例例如如，求求解解购购买买纪纪念念品品的的最最佳佳方方案案问问题题，需需要要知知道道各各商商品品的的单单价价，才才能能设设计计出出最最佳佳方方案案。现现在在设设总总预预算算为为S.S.需需要要购购买买1010个个不不同同品品种种的的商商品品数数量量为为x x1 1，x x2 2，x x1010，则求解问题的思路如下，则求解问题的思路如下:(1)上网搜索各个商品的价格。(2)求出各个商品的最低单价a1，a2，a10。(3)令E=S-(a1x1+a2x2+a10 x10).求x1，x2,x10的值(其中x1，x2,x10为正整数)

8、，使E最小(E0)。l在在编编写写上上述述求求解解算算法法程程序序前前，首首先先应应掌掌握握程程序序设设计计的的一一此此 基基础础知知识识，包包括括程程序序的的常常量量和和变变量量、数数据据类类型型、运运算算符符与与表表达达式式及及函函数数等等。我我们们以以PythonPython语言为例。语言为例。4.1.1 Python的常量和变量l数据总是以常量或变量两种形式出现在程序中。数据总是以常量或变量两种形式出现在程序中。l1.1.常量常量l常常量量是是指指在在程程序序运运行行过过程程中中其其值值始始终终不不发发生生变变化化的的量量，通通常常是是固固定定的的数数值值或或字字符符串串。例例如如，4

9、545，-30.2001-30.2001，Hello,Hello,GoodGood等等都都是是常常量量。常常量量可可以以在在程程序序中中直直接接使使用用，如如语语句句“x=30*40 x=30*40 表表示示将将3030乘乘4040的的结结果果赋赋值值给给x x，其其中中3030和和140140都都是是常常量量，可可以以直直接接在在程程序序中中使使用用以以表示数值表示数值3030和和4040。l2.2.变量变量l变变量量是是指指在在程程序序运运行行过过程程中中其其值值可可以以发发生生变变化化的的量量。在在程程序序设设计计语语言言中中，变变量量可可以以用用指指定定的的名名字字来来代代表表，即即变

10、变量量由由变变量量的的“标标识识符符”(又称又称“名字名字”)和变量的和变量的“内容内容(又称又称“值值”)两部分组成。两部分组成。lPythonPython程程序序设设计计语语言言规规定定标标识识符符由由字字母母(A-Z(A-Z，az)az)、数数字字(09)(09)、下下划划线线组组成成，并并且且其其第第一一一一个个字字符符必必须须是是字字母母或或下下划划线线，而而不不能能是是数数字字，如如s1s1，k,k,num,num,paipai等等。在在标标识识符符中中，字字母母大大小小写写是是有有区区别别的的，如如value value 与与Value Value 是两个不同的标识符。是两个不同

11、的标识符。l在在PythonPython中中，如如果果使使用用非非法法标标识识符符，在在运运行行程程序序时时会会有有相相关关报报错错信信息息。例例如如，以以下下是是报报错非法标识符的程序错非法标识符的程序:l变变量量的的内内容容在在程程序序运运行行过过程程中中是是可可以以变变化化的的。例例如如，一一个个变变量量的的名名字字为为E E，其其内内容容可可以以为为50,50,也也可可以以为为7070。变变量量就就像像一一个个房房间间一一样样，变变量量名名相相当当于于房房间间的的房房间间号号，内内容容相相当当于于居居住于房间的不同的人员等。住于房间的不同的人员等。l需需要要注注意意的的是是，Pytho

12、nPython是是动动态态语语言言，动动态态语语言言的的变变量量不不需需要要进进行行定定义义数数据据类类型型，其其数数据据类类型型可可以以不不固固定定，是是动动态态的的，需需要要根根据据其其赋赋子子的的值值来来确确定定其其数数据据类类型型。与与之之对对应应的的是是静静态态语语言言，静静态态语语言言在在定定义义变变量量时时必必须须指指定定变变量量类类型型，如如果果赋赋值值的的时时候候类类型型不不匹匹配配，就就会会报报错错。因因此此，和和静静态态语语言言相相比比，动动态态语语言言更更灵灵活活。同同样样一一个个变变量量是是可可以以重重复复赋赋值值的的，而而且且可可以以被被赋赋予予不不同同类类型型的的

13、值值，如如表表4.4.2 2所所示示。同同时时，PythonPython支支持持 多多种种数数据据类类型型，在在计计算算机机内内部部，可可以以把把任任何何数数据据都都看看成成一一个个“对对象象”，而而变变量量就就是是在在程程序中用来指向这些数据对象的，对变量赋值就是把数据和变量关联起来。序中用来指向这些数据对象的，对变量赋值就是把数据和变量关联起来。4.1.2 Python的数据类型l计计算算机机能能处处理理的的远远不不只只数数值值数数据据，还还可可以以是是文文本本、图图形形、音音频频、视视频频、网网页页等等各各种种各各样样的的数数据据。不不同同的的数数据据，需需要要定定义义不不同同的的数数据

14、据类类型型。PythonPython能能够够 直直接接处处理理的的常常用用数数据据类类型型有有Number Number(数数值值)、String String(字字符符串串)、List(List(列列表表)、Tuple Tuple(元元组组)、Sets(Sets(集集合合)、Dictionary(Dictionary(字典字典)等。表等。表4-34-3中列出了中列出了PythonPython常用的基本数据类型。常用的基本数据类型。数据类型类型说Number（数值）Python支持以下三种不同的数值类型:整型(int)。通常被称为整型或整数，是正或负整数，不带小数点。在Python 3.x版本

15、中，整型是没有限制大小的，可以当作 Long类型使用。浮点型(float)。浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示，如2.5e2=2.5 103=250。复数(complex)。复数由实数部分和虚数部分构成，可以用atbj或者complex(a,b)表示，复数的实部a和虚部b都是浮点型。String（字符串）字符串是以单引号或双引号括起来的任意文本，如abc xyz等。字符串的索引从0开始，-1为从末尾开始的位置。List（列表）列表是写在方括号“”之间、用逗号分隔开的元素列表。例如，list1=Good,Run,1997,2000和list2=1,2,3,4,5,6,

16、7。列表的数据项不需要具有相同的类型。与字符串的索引一样，列表索引从0开始。Python已经内置确定列表的长度以及确定最大和最小的元素的方法。Tuple（元组）Python的元组与列表类似,不同之处在于元组的元素不能修改。元组使用小括号，创建元组只需要在括号中添加元素,并使用逗号隔开。例如，tup1=(Good,Run,1997,2000)和ltup2=(1,2,3,4,5)。元组与字符串类似,可以被索引且下标索引从0开始，-1为从末尾开始的位置，也可以进行截取。Sets（集合）集合是一个无序不重复元素的序列。基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素。可以使用大括号 或者set()函数创建集合

17、。创建一个空集合必须用set(）而不是，因为是用来创建一个空字典的。Dictionary（字典）字典是无序的对象集合。与列表的区别在于:列表是有序的对象集合。字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。字典用 标识，它是一个无序的“键(key):值(value)”对集合。键必须使用不可变类型。在同一个字典中,键必须是唯一的,l探究活动探究活动l交流交流 各小组讨论、交流相应项目选题实施过程中可能用到的数据类型。l讨论讨论 各小组对“合理定义数据类型可以优化程序的运行”这一观点进行交流和讨论，并举例说明。4.1.3 Python的运算符与表达式l在在PythonPython程程序序设设计

18、计语语言言中中对对常常量量或或变变量量进进行行运运算算或或处处理理的的符符号号称称为为运运算算符符，参参与与运运算算的的对对象象称称为为操操作作数数。常常用用的的运运算算符符有有算算术术运运算算符符、逻逻辑辑运运算算符符、关关系系运运算算符符、赋赋值值运运算算符符、成成员员运运算算符符等等。由由运运算算符符、操操作作数数连连接接而而成成的的式式子子称称为为表表达达式式。操操作作数数可可以以是是常常量量、变变量量、雨雨数等。数等。l1.1.算术运算符与算术表达式算术运算符与算术表达式l算算术术运运算算符符包包括括“+”“-+”“-”“”“*”“/”“%“/”“%”“”“*”和和“/”，分分别别表

19、表示示加加、减减、乘乘、除除、求求余余、幂幂运运算算和和整整除除。例例如如，“7%3=17%3=1”表表示示7 7除除以以3 3的的余余数数，即即1 1；“10*20“10*20”表表示示1010的的2020次次方方，即即10201020。由由算算术术 运运 算算 符符 连连 接接 的的 表表 达达 式式 称称 为为 算算 术术 表表 达达 式式。例例 如如，“a+3*ea+3*e”“(x+y)*n-7“(x+y)*n-7”等。等。l2.2.逻辑运算符与逻辑表达式逻辑运算符与逻辑表达式l逻逻辑辑运运算算符符包包括括“andand”(与与)、“oror”(或或)、“notnot”(非非)共共三三

20、个个。由由逻逻辑辑运运算算符符连连接接而而成成的的表表达达式式称称为为逻逻辑辑表表达达式式。逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为TrueTrue或或FalseFalse。可可对对应应于于整整数数1 1或或0 0直直接接参参与与其其他他运运算算。逻逻辑辑表表达达式式的的运运算算顺顺序序要要根根据据逻逻辑辑运运算算符符的的优优先先级级而而定定。假假设设变变量量a a为为0,b0,b为为1 1，c c为为2 2，则则对对应应的的逻逻辑辑表表达达式式及及其其值值如如表表4-44-4所所示。示。l3.3.关系运算符与关系表达式关系运算符与关系表达式l判判断断数数据据大大小小关关系系的的运运算算符符称称为为关

21、关系系运运算算符符，关关系系运运算算符符有有“”(大大于于)、“=”(=”(大大于于等等于于)、“”(”(小小于于)、“=”(=”(小小于于等等于于)、“=”(=”(等于等于)、“”(”(不等于不等于)。l由由关关系系运运算算符符连连接接而而成成的的表表达达式式称称为为关关系系表表达达式式。关关系系表表达达式式的的值值为为TrueTrue或或False,False,对对应应于于整整数数1 1或或0 0直直接接参参与与其其他他运运算算。例例如如，关关系系表表达式达式“5=3”5=3”的值为的值为True,“98”True,“98”的值为的值为FalseFalse。l4.4.赋值运算符与赋值表达式

22、赋值运算符与赋值表达式l在在PythonPython中中对对变变量量的的赋赋值值通通过过赋赋值值运运算算符符“=”=”来来完完成成。赋赋值值号号不不是是等等号号，具具有有方方向向性性，由由右右边边赋赋给给左左边边，且且赋赋值值号号左左边边只只能能是是变变量量，而而不不能能是是常常量量或或表表达达式式。PythonPython的的赋赋值值运运算算符符有有多多种种，具具体体描描述述如如表表4-54-5所示。所示。l5.5.成员运算符成员运算符l除除了了前前面面的的运运算算符符，PythonPython用用成成员员运运算算符符判判断断序序列列中中是是否否有有某某个个成成员。员。PythonPytho

23、n的成员运算符描述如表的成员运算符描述如表4-64-6所示。所示。l6.6.运算符的优先级运算符的优先级l当当一一个个表表达达式式中中有有多多种种运运算算符符时时，运运算算的的顺顺序序将将根根据据运运算算符符的的优优先先级级由由高高到到低低进进行行运运算算。如如果果是是同同级级运运算算则则按按从从左左到到右右的的顺顺序序进进行行。PythonPython常常 用运算符的优先级如表用运算符的优先级如表4-74-7所示。所示。l思考思考 各小组讨论程序设计中的运算符与表达式跟数学中的运算符与表达式的异同。l4.1.4 Python4.1.4 Python的函数的函数l函函数数是是PythonPyt

24、hon语语言言程程序序的的基基石石，是是组组织织好好的的、可可重重复复使使用用的的、用用来来实实现现单单-或或相相关关联联功功能能的的代代码码段段。Python Python 默默认认带带有有一一些些常常用用的的函函数数，如如求求绝绝对对值值函函数数、求求和和函函数数、求求最最大大值值和和最最小小值值函函数数等等。PythonPython中中常常用用的的函数如表函数如表4-84-8所示。所示。l拓展拓展 Python程序设计开发环境Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言。Python语言的安装包内置了开发环境IDLE。为了快捷、方便地掌握Python语言编程，这里介绍另一个开源的

25、Python发行版本Anaconda及其程序设计开发环境Jupyter notebook，它包含了Python语言完整的内核、功能强大的标准库和第三方扩展库等。按照教科书配套学习资源包“关于Python语言编程环境及各章程序使用说明”的指引方法，获取并运行文件安装Anaconda。安装成功后，双击“Anaconda Navigator”图标，选择“Jupyter notebook”，即可进入Python程序设计开发环境，其界面如图4-4所示。Python程序设计开发环境Jupyter notebook的使用操作，可查看教科书的配套学习资源包。l项目实施项目实施 各小组根据项目选题及拟订的项目方

26、案，结合本节所学知识，开展以下活动。1.分析相应的程序设计语言的基本知识 2.分析所选程序设计语言的特点。4.2 运用顺序结构描述问题的求解过程l用用基基本本结结构构按按一一定定规规律律组组成成并并对对算算法法进进行行描描述述，保保证证和和提提高高算算法法的的质质量量，是是编编写写优优质质程程序序的的基基础础。按按语语句句的的先先后后顺顺序序执执行行的的结结构构称称为为“顺序结构顺序结构”。顺序结构是结构化程序的基本结构之一。顺序结构是结构化程序的基本结构之一。l探究活动探究活动l问题问题 项目小组成员在某网购站点上获取到如下信息:笔记本1的单价是3元，笔记本2的单价是5元，如果两种笔记本同时

27、购买，价格可以打八折。计算一下，购买笔记本1和笔记本2各n本，可以优惠多少元?(以元为单位，四舍五入到小数点后两位。)4.2.1数据的输 人与输出l在在程程序序设设计计中中，数数据据的的输输人人输输出出是是最最基基本本的的操操作作之之。在在PythonPython中中，数据的输人输出通过函数来实现。数据的输人输出通过函数来实现。l1.1.数据的输人数据的输人l在在PythonPython程程序序设设计计语语言言中中，数数据据输输入入通通过过input(input()函函数数来来实实现现，inputinput()()的一般格式为的一般格式为:=input(=input(提示信息提示信息:):)l

28、该该函函数数返返回回输输人人的的对对象象，可可输输人人数数字字、字字符符串串和和其其他他任任意意类类型型对对象象。在在Python Python 3.x3.x中中，不不论论用用户户输输人人什什么么类类型型的的数数据据，input(input()函函数数的的返回结果都是字符串，需要将其转换为相应的类型再处理。返回结果都是字符串，需要将其转换为相应的类型再处理。l2.2.数据的输出数据的输出l在在Python 3.xPython 3.x中，数据输出通过中，数据输出通过print()print()函数来实现，函数来实现，print()print()的一般格式为的一般格式为:print(object,

29、sep=end=n)print(object,sep=end=n)l说明说明:l(1)(1)方括号中的项是可选的，可以省略，如省略则取系统的默认值。方括号中的项是可选的，可以省略，如省略则取系统的默认值。l(2)object(2)object是要输出的对象，可以是常量、变量或表达式等。是要输出的对象，可以是常量、变量或表达式等。l(3)sep(3)sep后面的空格后面的空格(可以指定为其他字符可以指定为其他字符)表示每个输出对象之间的分隔符，如果缺省的话，默认值是一个单个的空格。表示每个输出对象之间的分隔符，如果缺省的话，默认值是一个单个的空格。l例如，例如，“print(4.5.6,sep=

30、*)”print(4.5.6,sep=*)”，则输出结果为，则输出结果为“4 4*5 5*6”*6”。l(4)(4)endend后后面面的的字字符符串串含含义义为为输输出出文文本本尾尾的的一一个个字字符符串串，如如果果缺缺省省的的话话，默默认认值值是是一一个个n n换换行行符符。如如果果设设为为其其他他字字符符，如如end=end=，则输出当前行的所有内容后，在末尾加一个空格，不换行接着输出下一个，则输出当前行的所有内容后，在末尾加一个空格，不换行接着输出下一个print()print()的输出对象。的输出对象。l例如，例如，prin()prin()输入示例程序如下输入示例程序如下:print

31、(hello,end=)print(hello,end=)print(world)print(world)输出为输出为hello worldhello world。l(5)print()(5)print()函数支持参数格式化，与函数支持参数格式化，与C C语言的语言的prinfprinf类似。类似。4.2.2顺序结构的应用l顺顺序序结结构构是是最最常常用用、最最简简单单的的程程序序结结构构，其其语语句句执执行行顺顺序序是是自自上上而而下下依依次次执执行行的的。如如第第三三章章第第二二节节“三三种种基基本本控控制制结结构构”所所述述，只只要要按按照照解解决决问问题题的的顺顺序序写写出出相相应应的

32、的语语句句，便便可可设设计计出出程程序序的的顺顺序序结结构构。顺顺序序结构的流程图如图结构的流程图如图4 54 5所示。所示。l实践实践 各小组编程解决本节探究活动“购买笔记本的费用优惠”的问题。l观察观察 按照“3.1.2计算机解决问题的过程”，解决上述问题的方法有多种，其中一种方法步骤如下:（1）分析问题。先求出不使用优惠而单独购买所需费用,再求出使用优惠方案购买所需费用,两者相减即为节省的费用。（2）设计算法。根据上面的分析，设计算法如下:输入n的值;令a=3 n;令b=5x n;令y=(a+b)(1-0.8);输出结果y;结束。其顺序结构流程图如图4-6所示。（3）编写程序。根据上面设

33、计的算法，可以编写出该问题的程序代码（见配套学习资源包“第四章课本素材程序4-1”)如下:(4）调试程序。将程序4-1的程序代码输入计算机，然后运行程序，输入n的值为50，得到结果如下所示。经验算，结果正确。l交流交流 各小组讨论、交流以下问题:(1)解决“购买笔记本的费用优惠”问题的其他方法。(2)顺序结构的特点。(3)Python程序设计语言中，还提供了位运算。查找相关资料，与项目小组成员分享、交流关于位运算的用法。4.3 运用选择结构描述问题求解过程4.3.1 if语句的应用l在在解解决决问问题题的的过过程程中中，常常常常需需要要对对事事物物进进行行判判断断和和选选择择。在在程程序序设设

34、计计中中，主主要要使使用用条条件件语语句句(if(if语语句句)来来实实现现判判断断和和选选择择。ifif语语句句在在使使用中包括单分支用中包括单分支ifif语句和双分支语句和双分支ifif语句。语句。l1.1.单分支单分支f f语句语句l(1)(1)单分支语句的格式单分支语句的格式:l在在使使用用单单分分支支ifif语语句句时时需需要要注注意意:if:if(条条件件表表达达式式)后后面面加加冒冒号号“:”:”；当当语语句句A A是是由由多多个个语语句句构构成成的的复复合合语语句句时时，所所有有语语句句严严格格遵循相同的缩进。遵循相同的缩进。l(2)(2)单分支单分支ifif语句的执行过程。语

35、句的执行过程。l如如果果条条件件表表达达式式为为真真，则则执执行行语语句句A A，然然后后继继续续往往下下执执行行;如如果果条条件件表表达达式式为为假假，则则不不执执行行语语句句A A，然然后后继继续续往下执行。其执行过程如图往下执行。其执行过程如图4-74-7所示。所示。l问题问题 项目小组成员在某购物网站上了解到某种笔记本搞优惠活动，规定一次购买6本以上(含6本)10本以下(含10本)打九折，一次购买11本以上(含11本)打八折。怎样根据笔记本的单价和购买数量编写程序计算总费用?l思考思考 上述问题给出了什么条件，需要解决什么问题，解决问题的方法和步骤是怎样的?l观察观察 解决上述问题的方

36、法有多种,其中一种步骤如下:(1）分析问题。设项目小组购买笔记本的数量为s本，笔记本的单价为p元，折扣系数为j，总费用为t。根据题意，有：如果s6，则j=1.0；如果6s10，则j=0.9；如果s11，则j=0.8；又t=spj，求出t的值即为所求的总费用。(2)设计算法。根据上面对问题的分析，解决问题的算法描述如下:输入s，p的值；如果sb，则m=a;否则m=b;如果cm，则m=c;输出m的值;结束。(3）编写程序。根据前面设计的算法，编写出解决该问题的程序（见配套学习资源包“第四章课本素材程序4-3”)如下:(4）调试程序。将程序4-3输入计算机进行调试运行，并输入a，b，c的值分别为32

37、.5，63.4，78，结果如下:l3.if3.if语句的嵌套语句的嵌套lifif语句允许嵌套语句允许嵌套,即即ifif语句中的语句语句中的语句A A和语句和语句B B还可以是还可以是ifif语句。语句。4.3.2 if.elif.else语句的应用l应应用用ifif条条件件语语句句可可以以快快速速地地实实现现程程序序的的分分支支选选择择，但但当当分分支支比比较较多多时，用时，用if.eif.elseif.eif.else语句来实现比较简便。语句来实现比较简便。l(1)if.elif.else(1)if.elif.else语句格式如下语句格式如下:l(2)if.elif.else(2)if.el

38、if.else语句的执行过程。语句的执行过程。lif.elif.elseif.elif.else语句的执行过程如图语句的执行过程如图4-104-10所示。所示。l问题问题 项目小组成员经过比较，打算在某购物网站购买三种笔记本作为奖品和纪念品，它们的单价分别为6元、5元和4元。若项目小组共有经费x元，他们希望买尽可能多的笔记本作为奖品和纪念品，并能把经费用完。那么，这三种笔记本各可以买多少本?l思考思考 根据上述问题给出的条件，思考如何编程找出符合条件的采购方案。l观察观察 解决上述问题的方法有多种，其中一种方法步骤如下:(1)分析问题。因为要买尽量多的笔记本，所以选择4元的笔记本，可以买到的本

39、数最多为一本，但不一定能刚好把经费用完。因此，项目小组可以按如下方案购买笔记本:如果买完一本单价为4元的笔记本，还剩1元，则单价为4元的笔记本少买1本，换成买-本单价为5元的笔记本即可;如果买完4本单价为4元的笔记本，还剩2元，则单价为4元的笔记本少买1本，换成买一本单价为6元的笔记本即可;如果买完工本单价为4元的笔记本，还剩3元，则单价为4元的笔记本少买2本，换成买一本单价为5元的和一本单价为6元的笔记本即可。(2)设计算法。根据分析，可先设购买笔记本的经费总费用共为x元，购买单价为6元、5元、4元笔记本的数量分别为m,n,k,具体算法描述如下:输入x的值;k=x/4;y=x%4;如果y的值

40、为0，则m=0,n=0;如果y的值为1，则m=0,n=1,k=k-1;如果y的值为2，则m=1,n=0,k=k-1;如果y的值为3，则m=1,n=1,k=k-2;输出m,n,k的值;结束。(3)編写程序。根据设计的算法，编写出解决该问题的程序(见配套学习资源包“第四章课本素材程序4-4)如下:(4）调试程序。将程序4-4输入计算机进行调试运行，如输入x的值为398，结果如下:l讨论讨论 各小组讨论以下问题:(1)if语向i和.eifclse语句在格式、功能、应用等方面的异同。(2)选择结构的特点。l实践实践 某学习小组的三名同学为判断某年是否为闰年的问题，各编写程序如下:各小组完成以下实践内容

41、:(1）上机调试程序，分别验证三个程序的正确性。(2）在这三个程序中，分别采用了不同的表达式作为判断闰年的条件。分析、讨论哪一种更好。l拓展拓展 Python语言程序调试Python是解释型语言，翻译一行就执行一行，因此在运行程序的过程中，只要任何一行出现错误，程序就会立即显示出错误信息并停止执行。此种方式虽然在调试上比较低效(因为每次只会发现一个错误）,但是却很容易知道错误发生的原因以及位置。%debug命令用于调试代码，它有两种用法:一种是在执行代码之前设置断点进行调试;第二种则是在代码抛出异常之后，执行%debug命令查看调用堆栈。如图4-11是代码执行后出现的异常信息。上面的程序中出现

42、了ZeroDivision Error异常，下面用%debug查看调用堆栈。在调试模式下可以使用ipdb模块提供的调试命令，例如用p x显示变量x的值，如图4-12所示。调试程序时，我们还可以先设置断点，然后运行程序。但是%debug的断点需要指定文件名和行号，使用起来并不方便。用%func_debug单元命令，可以中断指定运行的函数。在如图4-13所示的例子中，程序是在np.unique()的第一行中断运行，然后通过输入n命令单步运行程序，最后输入c继续运行。4.4 运用循环结构描述问题的求解过程4.4运用循环结构描述问题求解过程l程程序序的的循循环环结结构构是是程程序序设设计计中中常常用用

43、到到的的基基本本结结构构之之一一。循循环环是是让让计计算算机机自自动动完完成成重重复复工工作作的的常常见见方方式式。forfor循循环环、whilewhile循循环环、循循环环嵌嵌套、循环控制等都是程序循环结构的主要内容。套、循环控制等都是程序循环结构的主要内容。4.4.1for循环的应用lforfor循环语句的一般格式如下循环语句的一般格式如下:lforfor循循环环依依次次把把列列表表中中的的每每个个元元素素逐逐个个迭迭代代出出来来。冒冒号号“:”:”代代表表下下一一行行是是循循环环的的第第一一行行，但但是是循循环环体体在在书书写写时时需需要要缩缩进进。在在EorEor循循环环中中，从从f

44、orfor语语句句末末尾尾的的冒冒号号开开始始至至其其下下面面没没有有缩缩进进的的代代码码之之间间都都是是其其包包含含的的需需要要重重复复执执行行的的部部分分。因因此此，forfor循循环环所所包包含含的的语语句句是是以以缩进为标志的。具体如表缩进为标志的。具体如表4-94-9所示。所示。l需要注意的是需要注意的是,列表可以有几种表达方式列表可以有几种表达方式:l（1 1）直接罗列的方式。）直接罗列的方式。l如表如表4-94-9中代码中代码“for value in 1,2,3,4,5:”for value in 1,2,3,4,5:”就是直接罗列的方就是直接罗列的方式。式。l（2 2）先定义

45、后使用的方式，如表）先定义后使用的方式，如表4-104-10所示。所示。l（3 3）使用）使用range()range()函数。函数。lrange()range()函函数数是是让让PythonPython从从指指定定的的第第一一个个值值开开始始数数，并并在在到到达达所所指指的的第第二二个个值值后后停停止止，因因此此不不包包含含第第二二个个值值。如如range(1,6)range(1,6)其其实实是是生生成成一个一个1616的整数（不包含的整数（不包含6 6），如表），如表4-114-11所示。所示。l使用使用range()range()函数时，还可指定步长函数时，还可指定步长,如表如表4-12

46、4-12所示。所示。l当当然然，使使用用range()range()函函数数时时，数数值值列列表表也也可可以以是是降降序序的的，如如rangc(10,1,-2)rangc(10,1,-2)就是生成就是生成1010至至2 2的偶数（降序）的偶数（降序）,具体如表具体如表4-134-13所示。所示。l问题问题 假如项目小组经过讨论，决定先网购单价为1元至10元的十种笔记本各1本，且每一种只买1本，那么该如何编程计算一共要花多少元?l思考思考 如何用for循环语句编程解决上述“网购物品累计费用计算”问题?l观察观察 解决上述问题的方法有很多，其中一种方法步骤如下:(1）分析问题。这个问题相当于要计算

47、从1到10的累加值。110的累加就是计算1+2+10，可以用for循环结构编程来解决这个问题。(2）设计算法。根据上述分析，可设计如下算法:需要有一个循环变量从1变化到10，将该变量命名为i;还需要另外一个临时变量不断和该变量进行加法运算，并记录运算结果，将临时变量命名为sum;变量i每增加1时，就和变量sum进行一次加法运算，变量sum记录的是累加的结果。该算法流程图如图4-14所示。（3）编写程序。根据上面设计的算法，编写出解决该问题的程序（见配套学习资源包“第四章课本素材程序4-5”)如下:(4）调试程序。将程序4-5输入计算机进行调试运行,所得结果为“the result=55”。4.

48、4.2 while循环的应用lwhilewhile循循环环是是当当型型循循环环，只只要要条条件件满满足足，就就不不断断循循环环;否否则则，退退出出循循环。环。whilewhile循环语句的格式循环语句的格式:l(1)(1)表表达达式式一一般般是是一一个个关关系系表表达达式式或或一一个个逻逻辑辑表表达达式式，表表达达式式的的值值应该是一个逻辑值真应该是一个逻辑值真(True)(True)或假或假(False)(False)。l(2)(2)当当表表达达式式的的值值为为真真时时，执执行行循循环环体体语语句句；当当表表达达式式的的值值为为假假时时，退退出出循循环环，执执行行循循环环体体外外的的下下一一

49、条条语语句句 (即即whilewhile后后面面没没有有缩缩进进的的第一条语句第一条语句 )。l(3)(3)每每次次循循环环都都是是执执行行完完循循环环体体语语句句后后回回到到表表达达式式处处重重新新开开始始判判断断，重重新新计计算算表表达达式式的的值值。一一旦旦表表达达式式的的值值为为假假就就退退出出循循环环，为为真真时时就就继续执行循环体语句。继续执行循环体语句。l(4)(4)循环体中必须有改变条件表达式值的语句，否则将成为死循环。循环体中必须有改变条件表达式值的语句，否则将成为死循环。l(5)while(5)while循环可以用流程图来演示执行过程，如图循环可以用流程图来演示执行过程，如

50、图4-154-15所示。所示。l问题问题 项目小组为了筹集购买奖品和纪念品的费用，准备开展一次募捐活动，计划向第一个赞助人募集20元，向第二个赞助人募集25元.后一个比前一个多募捐5元，依次下去，第几个人募捐后募集到的总费用累计超过500元?l思考思考 如何用while循环语句编程解决上述的募集费用计算问题?l观察观察 用while循环语句编程解决上述问题的方法有多种，编程时要注意条件表达式的构成，现给出其中一种方法的步骤如下:(1)分析问题。设所拉赞助人的数量为num(num=1,2,3,.).每次募集的费用为money,每次募 集之后总费用为sum,则sum可以用 如下的式子表示:sum=