《Python程序設(shè)計基礎(chǔ)與應(yīng)用》教學課件-01Python語言概述

第1章概述1第1章概述11.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源、免費的解釋型高級動態(tài)編程語言。Python支持命令式編程（Howtodo）、函數(shù)式編程（Whattodo），完全支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，擁有大量擴展庫。膠水語言：可以把多種不同語言編寫的程序融合到一起實現(xiàn)無縫拼接，更好地發(fā)揮不同語言和工具的優(yōu)勢，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。21.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都加5，得到新列表。（命令式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>y=[]>>>fornuminx:y.append(num+5)

>>>y[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>[num+5fornuminx][5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]3循環(huán)，遍歷x中的每個元素列表方法，在尾部追加元素列表推導式創(chuàng)建列表空列表1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都加5，得到新列表。（函數(shù)式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>defadd5(num):returnnum+5>>>list(map(add5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>list(map(lambdanum:num+5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]4定義函數(shù)，接收一個數(shù)字，加5后返回把函數(shù)add5映射到x中的每個元素lambda表達式，等價于函數(shù)add51.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都1.2Python版本簡介Python目前存在2.x和3.x兩個系列的版本，互相之間不兼容。在選擇Python版本的時候，一定要先考慮清楚自己學習Python的目的是什么，打算做哪方面的開發(fā)，該領(lǐng)域或方向有哪些擴展庫可用，這些擴展庫最高支持哪個版本的Python。這些問題全部確定以后，再最終確定選擇哪個版本。Python2.x系列最遲將于2020年全面放棄維護和更新。51.2Python版本簡介Python目前存在2.x和31.3Python開發(fā)環(huán)境安裝與配置6默認編程環(huán)境：IDLE其他常用開發(fā)環(huán)境：Eclipse+PyDevpyCharmwingIDEEricPythonWinAnaconda3（內(nèi)含Jupyter和Spyder）：/downloadzwPython1.3Python開發(fā)環(huán)境安裝與配置6默認編程環(huán)境：ID1.3.1IDLE7命令提示符每次只能執(zhí)行一條語句1.3.1IDLE7命令提示符每次只能執(zhí)行一條語句1.3.1IDLE81.3.1IDLE81.3.2Anaconda391.3.2Anaconda391.3.2Anaconda3101.3.2Anaconda3101.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（1）縮進類定義、函數(shù)定義、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、with塊，行尾的冒號表示縮進的開始。python程序是依靠代碼塊的縮進來體現(xiàn)代碼之間的邏輯關(guān)系的，縮進結(jié)束就表示一個代碼塊結(jié)束了。

同一個級別的代碼塊的縮進量必須相同。一般而言，以4個空格為基本縮進單位。111.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（1）縮進111.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（2）每個import語句只導入一個模塊，最好按標準庫、擴展庫、自定義庫的順序依次導入。121.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（2）每個imp1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（3）最好在每個類、函數(shù)定義和一段完整的功能代碼之后增加一個空行，在運算符兩側(cè)各增加一個空格，逗號后面增加一個空格。131.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（3）最好在每個1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（4）盡量不要寫過長的語句。如果語句過長，可以考慮拆分成多個短一些的語句，以保證代碼具有較好的可讀性。如果語句確實太長而超過屏幕寬度，最好使用續(xù)行符（linecontinuationcharacter）“\”，或者使用圓括號將多行代碼括起來表示是一條語句。141.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（4）盡量不要寫1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（5）雖然Python運算符有明確的優(yōu)先級，但對于復雜的表達式建議在適當?shù)奈恢檬褂美ㄌ柺沟酶鞣N運算的隸屬關(guān)系和順序更加明確、清晰。151.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（5）雖然Pyt1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（6）注釋以符號#開始，表示本行#之后的內(nèi)容為注釋。包含在一對三引號'''...'''或"""..."""之間且不屬于任何語句的內(nèi)容將被解釋器認為是注釋。161.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（6）注釋161.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環(huán)境，建議切換至Python安裝目錄中的scripts文件夾執(zhí)行）pip離線安裝：/~gohlke/pythonlibs/exe安裝，不是每個擴展庫都支持conda在線安裝如果機器上安裝了多個Python開發(fā)環(huán)境，那么在一個環(huán)境下安裝的擴展庫無法在另一個環(huán)境下使用，需要分別安裝。171.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環(huán)境，建議1.5擴展庫安裝方法18pip命令示例說明pipdownloadSomePackage[==version]下載擴展庫的指定版本，不安裝pipfreeze[>requirements.txt]以requirements的格式列出已安裝模塊piplist列出當前已安裝的所有模塊pipinstallSomePackage[==version]在線安裝SomePackage模塊的指定版本pipinstallSomePackage.whl通過whl文件離線安裝擴展庫pipinstallpackage1package2...依次（在線）安裝package1、package2等擴展模塊pipinstall-rrequirements.txt安裝requirements.txt文件中指定的擴展庫pipinstall--upgradeSomePackage升級SomePackage模塊pipuninstallSomePackage[==version]卸載SomePackage模塊的指定版本把SomePackage替換為實際要安裝或卸載的擴展庫名/~gohlke/pythonlibs/下載時選擇合適版本，并且不要修改文件名1.5擴展庫安裝方法18pip命令示例說明pipdow1.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝僅包含基本或核心模塊，啟動時也僅加載了基本模塊，在需要時再顯式地導入和加載標準庫和第三方擴展庫（需正確安裝），這樣可以減小程序運行的壓力，并且具有很強的可擴展性。從“木桶原理”的角度來看，這樣的設(shè)計與安全配置時遵循的“最小權(quán)限”原則的思想是一致的，也有助于提高系統(tǒng)安全性。191.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝1.6.1import模塊名[as別名]>>>importmath#導入標準庫math>>>math.sin(0.5)#求0.5（單位是弧度）的正弦0.479425538604203>>>importrandom#導入標準庫random>>>n=random.random()#獲得[0,1)內(nèi)的隨機小數(shù)>>>n=random.randint(1,100)#獲得[1,100]區(qū)間上的隨機整數(shù)>>>n=random.randrange(1,100)#返回[1,100)區(qū)間中的隨機整數(shù)>>>importos.pathaspath#導入標準庫os.path，并設(shè)置別名為path>>>path.isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True>>>importnumpyasnp#導入擴展庫numpy，并設(shè)置別名為np>>>a=np.array((1,2,3,4))#通過模塊的別名來訪問其中的對象>>>aarray([1,2,3,4])>>>print(a)[1234]201.6.1import模塊名[as別名]>>>i1.6.2from模塊名import對象名[as別名]>>>frommathimportsin#只導入模塊中的指定對象，訪問速度略快>>>sin(3)0.1411200080598672>>>frommathimportsinasf#給導入的對象起個別名>>>f(3)0.1411200080598672>>>fromos.pathimportisfile>>>isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True211.6.2from模塊名import對象名[as1.6.3from模塊名import*>>>frommathimport*#導入標準庫math中所有對象>>>sin(3)#求正弦值0.1411200080598672>>>gcd(36,18)#最大公約數(shù)18>>>pi#常數(shù)π3.141592653589793>>>e#常數(shù)e2.718281828459045>>>log2(8)#計算以2為底的對數(shù)值3.0>>>log10(100)#計算以10為底的對數(shù)值2.0>>>radians(180)#把角度轉(zhuǎn)換為弧度3.141592653589793221.6.3from模塊名import*>>>fr1.7Python程序的__name__屬性通過Python程序的__name__屬性可以識別程序的使用方式：如果作為模塊被導入，則其__name__屬性的值被自動設(shè)置為模塊名；如果作為程序直接運行，則其__name__屬性值被自動設(shè)置為字符串”__main__”。231.7Python程序的__name__屬性通過Pyth第1章概述24第1章概述11.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源、免費的解釋型高級動態(tài)編程語言。Python支持命令式編程（Howtodo）、函數(shù)式編程（Whattodo），完全支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，擁有大量擴展庫。膠水語言：可以把多種不同語言編寫的程序融合到一起實現(xiàn)無縫拼接，更好地發(fā)揮不同語言和工具的優(yōu)勢，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。251.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都加5，得到新列表。（命令式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>y=[]>>>fornuminx:y.append(num+5)

>>>y[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>[num+5fornuminx][5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]26循環(huán)，遍歷x中的每個元素列表方法，在尾部追加元素列表推導式創(chuàng)建列表空列表1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都加5，得到新列表。（函數(shù)式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>defadd5(num):returnnum+5>>>list(map(add5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>list(map(lambdanum:num+5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]27定義函數(shù)，接收一個數(shù)字，加5后返回把函數(shù)add5映射到x中的每個元素lambda表達式，等價于函數(shù)add51.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數(shù)字都1.2Python版本簡介Python目前存在2.x和3.x兩個系列的版本，互相之間不兼容。在選擇Python版本的時候，一定要先考慮清楚自己學習Python的目的是什么，打算做哪方面的開發(fā)，該領(lǐng)域或方向有哪些擴展庫可用，這些擴展庫最高支持哪個版本的Python。這些問題全部確定以后，再最終確定選擇哪個版本。Python2.x系列最遲將于2020年全面放棄維護和更新。281.2Python版本簡介Python目前存在2.x和31.3Python開發(fā)環(huán)境安裝與配置29默認編程環(huán)境：IDLE其他常用開發(fā)環(huán)境：Eclipse+PyDevpyCharmwingIDEEricPythonWinAnaconda3（內(nèi)含Jupyter和Spyder）：/downloadzwPython1.3Python開發(fā)環(huán)境安裝與配置6默認編程環(huán)境：ID1.3.1IDLE30命令提示符每次只能執(zhí)行一條語句1.3.1IDLE7命令提示符每次只能執(zhí)行一條語句1.3.1IDLE311.3.1IDLE81.3.2Anaconda3321.3.2Anaconda391.3.2Anaconda3331.3.2Anaconda3101.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（1）縮進類定義、函數(shù)定義、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、with塊，行尾的冒號表示縮進的開始。python程序是依靠代碼塊的縮進來體現(xiàn)代碼之間的邏輯關(guān)系的，縮進結(jié)束就表示一個代碼塊結(jié)束了。

同一個級別的代碼塊的縮進量必須相同。一般而言，以4個空格為基本縮進單位。341.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（1）縮進111.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（2）每個import語句只導入一個模塊，最好按標準庫、擴展庫、自定義庫的順序依次導入。351.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（2）每個imp1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（3）最好在每個類、函數(shù)定義和一段完整的功能代碼之后增加一個空行，在運算符兩側(cè)各增加一個空格，逗號后面增加一個空格。361.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（3）最好在每個1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（4）盡量不要寫過長的語句。如果語句過長，可以考慮拆分成多個短一些的語句，以保證代碼具有較好的可讀性。如果語句確實太長而超過屏幕寬度，最好使用續(xù)行符（linecontinuationcharacter）“\”，或者使用圓括號將多行代碼括起來表示是一條語句。371.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（4）盡量不要寫1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（5）雖然Python運算符有明確的優(yōu)先級，但對于復雜的表達式建議在適當?shù)奈恢檬褂美ㄌ柺沟酶鞣N運算的隸屬關(guān)系和順序更加明確、清晰。381.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（5）雖然Pyt1.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（6）注釋以符號#開始，表示本行#之后的內(nèi)容為注釋。包含在一對三引號'''...'''或"""..."""之間且不屬于任何語句的內(nèi)容將被解釋器認為是注釋。391.4Python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（6）注釋161.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環(huán)境，建議切換至Python安裝目錄中的scripts文件夾執(zhí)行）pip離線安裝：/~gohlke/pythonlibs/exe安裝，不是每個擴展庫都支持conda在線安裝如果機器上安裝了多個Python開發(fā)環(huán)境，那么在一個環(huán)境下安裝的擴展庫無法在另一個環(huán)境下使用，需要分別安裝。401.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環(huán)境，建議1.5擴展庫安裝方法41pip命令示例說明pipdownloadSomePackage[==version]下載擴展庫的指定版本，不安裝pipfreeze[>requirements.txt]以requirements的格式列出已安裝模塊piplist列出當前已安裝的所有模塊pipinstallSomePackage[==version]在線安裝SomePackage模塊的指定版本pipinstallSomePackage.whl通過whl文件離線安裝擴展庫pipinstallpackage1package2...依次（在線）安裝package1、package2等擴展模塊pipinstall-rrequirements.txt安裝requirements.txt文件中指定的擴展庫pipinstall--upgradeSomePackage升級SomePackage模塊pipuninstallSomePackage[==version]卸載SomePackage模塊的指定版本把SomePackage替換為實際要安裝或卸載的擴展庫名/~gohlke/pythonlibs/下載時選擇合適版本，并且不要修改文件名1.5擴展庫安裝方法18pip命令示例說明pipdow1.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝僅包含基本或核心模塊，啟動時也僅加載了基本模塊，在需要時再顯式地導入和加載標準庫和第三方擴展庫（需正確安裝），這樣可以減小程序運行的壓力，并且具有很強的可擴展性。從“木桶原理”的角度來看，這樣的設(shè)計與安全配置時遵循的“最小權(quán)限”原則的思想是一致的，也有助于提高系統(tǒng)安全性。421.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝1.6.1import模塊名[as別名]>>>importmath#導入標準庫math>>>math.sin(0.5)#求0.5（單位是弧度）的正弦0.479425538604203>>>importrandom#導入標準庫random>>>n=random.random()#獲得[0,1)內(nèi)的隨機小數(shù)>>>n=random.randint(1,100)#獲得[1,100]區(qū)間上的隨機整數(shù)>>>n=random.randrange(1,100)#返回[1,100)區(qū)間中的隨機整數(shù)>>>importos.pathaspath#導入標準庫os.path，并設(shè)置別名為path>>>path.isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True>>>importnumpyasnp#導入擴展庫numpy，并設(shè)置別名為np>>>a=np.array((1,2,3,4))#通過模塊的別名來訪問其中的對象>>>a