Python程序設(shè)計基礎(chǔ) 課件 第1章 緒論

第1章

緒論python程序設(shè)計基礎(chǔ)教程1.1計算機編程基礎(chǔ)

1.1.1計算機編程過程第一階段：需求分析RequirementsCapture。第二階段：系統(tǒng)分析與設(shè)計SystemAnalysisandDesign。第三階段：系統(tǒng)實現(xiàn)Implementation。第四階段：軟件測試Testing。第五階段：軟件維護Maintenance。1.1計算機編程基礎(chǔ)1.1.2計算機程序設(shè)計語言從發(fā)展歷程來看，程序設(shè)計語言可以分為三代：第一代編程語言是機器語言（machinelanguage），由0和1二進制序列構(gòu)成。第二代編程語言是匯編語言（assemblylanguage），是機器指令的符號化，因此也被稱為助記符語言，與機器指令存在著直接的對應(yīng)關(guān)系。高級語言（high-levelprogramminglanguage）統(tǒng)稱為第三代語言，20世紀60年代出現(xiàn)，面向用戶、基本上獨立于計算機種類和結(jié)構(gòu)。1.1計算機編程基礎(chǔ)1.1.3高級語言的執(zhí)行機制使用高級語言編寫的程序需要翻譯成機器指令后才可使計算機執(zhí)行。通常的翻譯方法是編譯和解釋。高級語言根據(jù)執(zhí)行機制不同可分成兩類：靜態(tài)語言和腳本語言。采用編譯執(zhí)行的編程語言是靜態(tài)語言，如C語言、Java語言等；采用解釋執(zhí)行的編程語言是腳本語言，如BASIC、JavaScript、PHP、ASP和Python等語言。1.1計算機編程基礎(chǔ)1.1.3高級語言的執(zhí)行機制編譯是一次性將完整的源程序轉(zhuǎn)換成目標程序的過程。源程序是高級語言代碼，目標程序是機器語言代碼，執(zhí)行編譯的計算機程序稱為編譯器。1.1計算機編程基礎(chǔ)1.1.3高級語言的執(zhí)行機制解釋指將源代碼逐條轉(zhuǎn)換成目標代碼同時逐條運行目標代碼的過程。執(zhí)行解釋的計算機程序稱為解釋器。1.1計算機編程基礎(chǔ)1.1.3高級語言的執(zhí)行機制編譯是一次性地翻譯所有源程序，所以目標代碼執(zhí)行速度更快。目標代碼不需要編譯器就可以運行，在同類型操作系統(tǒng)上使用靈活。解釋在程序運行時每次都需要逐條解釋源代碼然后運行，所以效率比編譯形式低。但程序糾錯、修改和維護十分方便。只要存在解釋器，源代碼可以在任何操作系統(tǒng)上運行，可移植性好。1.1計算機編程基礎(chǔ)1.1.3高級語言的執(zhí)行機制Python語言是一種被廣泛使用的高級通用腳本編程語言,采用解釋方式執(zhí)行,但它的解釋器也保留了編譯器的部分功能,隨著程序運行,解釋器也會生成一個完整的目標代碼。這種將解釋器和編譯器結(jié)合的新解釋器是現(xiàn)代腳本語言為了提升計算性能的一種有益演進。1.2Python語言概述1.2.1Python語言的誕生和發(fā)展Python語言1989年12月由荷蘭數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)研究學(xué)會的吉多·范羅蘇姆GuidovanRossum創(chuàng)建。自Python2于2000年10月16日發(fā)布，穩(wěn)定版本是Python2.7。Python3于2008年12月3日發(fā)布。1991年P(guān)ython的第一個公開發(fā)行版問世，從2004年以后，python的使用率呈線性增長。2000年10月,Python2.0版本發(fā)布,開啟了Python廣泛應(yīng)用的新時代。2020年1月Python2.x系列停止維護。2008年12月,Python3.0版本發(fā)布。Python2.x是遺產(chǎn)，Python3.x是這個語言的現(xiàn)在和未來。2011年1月，Python被TIOBE編程語言排行榜評為2010年度語言。2020年，IEEESpectrum的年度排行榜語言中，Python已經(jīng)連續(xù)4年奪冠。1.2Python語言概述1.2.2Python語言的特點（1）語法簡潔（2）生態(tài)豐富（3）多語言集成（4）可移植性，開源，平臺無關(guān)（5）通用靈活（6）強制可讀（7）支持中文（8）模式多樣（9）類庫豐富（10）可嵌入性1.2Python語言概述1.2.3Python語言的應(yīng)用生態(tài)（1）網(wǎng)站開發(fā)（2）數(shù)據(jù)處理和可視化（3）人工智能（4）自動化運維開發(fā)（5）云計算（6）網(wǎng)絡(luò)爬蟲（7）游戲開發(fā)1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.1Python開發(fā)環(huán)境簡介IDLEAnaconda:PyCharmVisualStudioCodeIronPython1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.2下載Python安裝包第一步：打開官網(wǎng)。在瀏覽器地址欄輸入python官網(wǎng)網(wǎng)址，打開官網(wǎng)第二步：在downloads導(dǎo)航條選擇操作系統(tǒng)第三步：進入Python的windows版頁面，選擇python版本選擇合適的python安裝包版本。（1）32/64位系統(tǒng)區(qū)別（2）設(shè)備區(qū)別（3）Stable和Pre-Releases區(qū)別（4）Windows版本的影響1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.3Python安裝和驗證（1）選擇已下載的安裝包文件python-3.11.4-amd64.exe，右鍵選擇“以管理員身份運行”；（2）打開安裝界面，勾選：“管理員身份”（已默認），勾選“加載Python.exe到路徑（Addpython.exetoPATH）”，（3）選擇“自定義安裝”?？勺远x設(shè)置Python安裝位置，比如選擇安裝在D盤根目錄“D:\Python”。（4）在下一個頁面，默認選擇所有項，繼續(xù)Next，選擇“為所有的用戶安裝”。（5）單擊“安裝”，系統(tǒng)開始初始化并安裝，直接顯示“Setupwassuccessful”頁面時，安裝成功完成。1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.3Python安裝和驗證1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.3Python安裝和驗證1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.3Python安裝和驗證1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.3Python安裝和驗證開始菜單會增加Python3.11項目，其下有四個子項目：1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.4Python編程和運行Python成功安裝就搭建好了Python的開發(fā)環(huán)境。之后，可以編寫Python程序，運行，得到結(jié)果。Python有兩種編程和運行方式：交互命令式和文件式。（1）交互命令式Python解釋器也簡稱為交互式。（2）腳本文件式PythonIDLEIDLE是一個Python的集成開發(fā)環(huán)境，提供圖形開發(fā)用戶界面，以腳本文件形式編寫Python程序，可重用代碼，重復(fù)運行，提高開發(fā)效率。1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.4Python編程和運行例1-1：編寫程序：選擇菜單“Run”下的“RunModule”或者直接按F5運行程序：首次運行前要求保存文件。可自行設(shè)置路徑，然后運行。關(guān)閉該文件后，可再次打開文件、編輯和運行。1.3構(gòu)建Python開發(fā)環(huán)境1.3.4Python編程和運行表1-1Python編程快捷方式快捷鍵功能說明使用環(huán)境F1打開幫助文檔PythonIDLE文件/shell交互式窗口Alt+P瀏覽歷史命令（上一條）Pythonshell交互式窗口Alt+N瀏覽歷史命令（下一條）Pythonshell交互式窗口Alt+/自動補全前面出現(xiàn)過的單詞PythonIDLE文件/shell交互式窗口Alt+3注釋代碼塊

Alt+4取消代碼塊注釋

Ctrl+Z撤消一步操作PythonIDLE文件/shell交互式窗口Ctrl+Shift+Z恢復(fù)上一次的撤消操作PythonIDLE文件/shell交互式窗口Ctrl+S保存文件PythonIDLE文件/shell交互式窗口Ctrl+]縮進代碼塊

Ctrl+[取消代碼塊縮進1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.1IPO程序編寫方法每個程序都有統(tǒng)一的運算模式：輸入（Input）數(shù)據(jù)、處理（Process）數(shù)據(jù)和輸出（Output）數(shù)據(jù)，取三個詞匯的首字母，簡稱此法為IPO方法。輸入（Input）數(shù)據(jù)是一個程序的開始。程序要處理的數(shù)據(jù)有多種來源，包括多種輸入方式，如:文件輸入、網(wǎng)絡(luò)輸入、控制臺輸入、交互界面輸出、隨機數(shù)據(jù)輸入、內(nèi)部參數(shù)輸入等。處理(Process）數(shù)據(jù)指程序?qū)斎氲臄?shù)據(jù)進行各種計算和變化產(chǎn)生輸出結(jié)果的過程。輸出(Output）是程序展示處理成果的方式。程序有多種輸出方式，如:控制臺輸出、圖形輸出、文件輸出、網(wǎng)絡(luò)輸出、操作系統(tǒng)內(nèi)部變量輸出等。1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.2一個完整的Python程序例1-2：一個完整的python程序。'''@1-2.py@作者：小明@版本：1.0'''#---詩歌欣賞---name=input('你的名字是？')print('你好，{}同學(xué)！你想看誰的詩歌?1-李白，2-王維'.format(name))#輸入1或2wr=eval(input(''))ifwr==1:poem="\t春夜宴\n夫天地者，萬物之逆旅也；\n光陰者，百代之過客也。"else:poem="\t畫\n遠看山有色，近聽水無聲。\n春去花還在，人來鳥不驚。"print(poem)1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.2一個完整的Python程序例1-2：一個完整的python程序。按Run|RunModule或F5運行，結(jié)果為：第一次的運行結(jié)果：第二次的運行結(jié)果：1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.3Python的注釋規(guī)則注釋是在代碼中的說明性文字，用于解釋程序或語句的功能，目的是幫助程序員或維護人員更方便地理解程序，Python解釋器會略過這些內(nèi)容，所以注釋里的內(nèi)容不用考慮是否符合python語法。python程序中通常包括單行注釋和多行注釋兩種。（1）單行注釋單行注釋，簡稱為行注釋，符號是#。從符號#開始直到換行為止，其后面的內(nèi)容都是注釋內(nèi)容。（2）多行注釋多行注釋，也稱為段注釋，指有連續(xù)的多行文字都是注釋內(nèi)容。符號是一對三引號，三個單引號('''注釋內(nèi)容''')或雙引號（"""注釋內(nèi)容"""）。1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.5Python的縮進規(guī)則Python語言使用縮進和冒號來區(qū)分代碼之間的層次?？s進可以使用空格或者Tab鍵實現(xiàn)。python對代碼的縮進要求非常嚴格，同一個級別的程序段（代碼塊）的縮進量必須相同。通書情況下建議采用Tab鍵進行縮進，便于對齊。起始位不對齊的語句會被理解成縮進程度不同，會被理解成不同的語法層次，容易出錯。1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.6Python程序編寫規(guī)則（1）每個import語句只導(dǎo)入一個模執(zhí)，盡量避免一次導(dǎo)入多個模塊。（2）Python通常每一行寫一條語句，多條語句放一行時，語句之間用分號;分隔，但規(guī)范的寫法寫一行寫一條語句。（3）一條Python語句建議不要超過80字符。如果過長，建議使用圓括號()將多行連接起來，不推薦使用”\”。這里的”\”是連接符，指下一行與本行是同一句。（4）使用必要的空行和空格來增加代碼的可讀性。（5）使用異常處理結(jié)構(gòu)可提高程序容錯性，但不能完全依賴異常處理結(jié)構(gòu)，需要適當?shù)娘@式判斷。1.4Python程序及編寫規(guī)范1.4.7命名規(guī)范命名規(guī)范在編寫代碼中起到很重要的作用，規(guī)范的命名可以更加直觀地了解代碼所代表的含義。Python中常用的一些命名規(guī)范：（1）函數(shù)名、模塊名、變量名盡量短小,并且使用全部小寫字母，可以使用下劃線分隔多個單詞，如get_name。（2）常數(shù)命名時采用全部大寫字母，可以使用下畫線，如MAX_LE