yhon電子教案程序設(shè)計基本方法

第1章程序設(shè)計基本方法Python開發(fā)環(huán)境配置安裝安裝安裝方法1：啟動Windows命令行工具，輸入python啟動方法2：調(diào)用IDLE來啟動Python圖形化運(yùn)行環(huán)境啟動方法3：按照語法格式編寫代碼，編寫可以用任何文本編輯器，保存為文件。啟動方法4：打開IDLE，點(diǎn)擊Ctrl+N打開一個新窗口，輸入語句并保存，使用快鍵建F5即可運(yùn)行該程序啟動方法5：將Python集成到Eclipse、PyCharm等面向較大規(guī)模項(xiàng)目開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境中啟動采用上述某某個方法，，執(zhí)行：Hello程序Hello程序只有一一行代碼，，實(shí)在太小小。本節(jié)給給出5個5行代碼左右右的Python小程序（稱稱為“微實(shí)實(shí)例”），，在IDLE交互式和批批量式兩種種方式下練練習(xí)。這5個微實(shí)例分分別給出了了交互式執(zhí)執(zhí)行過程和和文件式內(nèi)內(nèi)容（即全全部程序內(nèi)內(nèi)容）。在編輯器中中輸入代碼碼時，#及以后的文文字不影響響程序執(zhí)行行，可以不不用輸入。。#后面的文字字是注釋，，僅用來幫幫助讀者理理解程序。。運(yùn)行Python小程序微實(shí)例1.1：圓面積的的計算交互式執(zhí)行行過程如下下運(yùn)行Python小程序微實(shí)例1.1的文件式內(nèi)內(nèi)容如下運(yùn)行Python小程序微實(shí)例1.2：簡單的人人名對話運(yùn)行Python小程序斐波那契數(shù)數(shù)列（Fibonaccisequence），又稱黃黃金分割數(shù)數(shù)列，由意意大利數(shù)學(xué)學(xué)家LeonardoFibonacci于1202年提出，并并以其名字字命名。該該數(shù)列F(n)定義如下：：F(0)=0，F(xiàn)(1)=1，F(xiàn)(n)=F(n-2)+F(n-1)，其中n>=2。簡單說，，斐波那契契數(shù)列中每每個數(shù)是前前兩個數(shù)之之和。斐波波那契數(shù)列列中鄰近兩兩個數(shù)的比比值接近于于黃金分割割數(shù)，即F(n)/F(n-1)接近1.618，這個比例例的極限值值就是黃金金分割數(shù)。。斐波那契數(shù)數(shù)列微實(shí)例1.3：斐波那契契數(shù)列運(yùn)行Python小程序微實(shí)例1.4：同切圓的的繪制運(yùn)行Python小程序微實(shí)實(shí)例例1.5：日日期期和和時時間間的的輸輸出出運(yùn)行行Python小程程序序程序序的的基基本本編編寫寫方方法法每個個計計算算機(jī)機(jī)程程序序都都用用來來解解決決特特定定計計算算問問題題，，較較大大規(guī)規(guī)模模的的程程序序提提供供豐豐富富功功能能解解決決完完整整計計算算問問題題。。例例如如：：控控制制航航天天飛飛機(jī)機(jī)運(yùn)運(yùn)行行的的程程序序、、操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)等等。。小小型型程程序序或或程程序序片片段段可可以以為為其其他他程程序序提提供供特特定定計計算算支支持持，，作作為為解解決決更更大大計計算算問問題題的的組組成成部部分分。。無論程序規(guī)模模如何，每個個程序都有統(tǒng)統(tǒng)一的運(yùn)算模模式：輸入數(shù)數(shù)據(jù)、處理數(shù)數(shù)據(jù)和輸出數(shù)數(shù)據(jù)。這種樸樸素運(yùn)算模式式形成了程序序的基本編寫寫方法：IPO（Input,Process,Output）方法。IPO程序編寫方法法輸入數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)IPO程序編寫方法法輸入數(shù)據(jù)輸入（Input）是一個程序序的開始。程程序要處理的的數(shù)據(jù)有多種種來源，形成成了多種輸入入方式，包括括：文件輸入入、網(wǎng)絡(luò)輸入入、控制臺輸輸入、交互界界面輸出、隨隨機(jī)數(shù)據(jù)輸入入、內(nèi)部參數(shù)數(shù)輸入等。IPO程序編寫方法法文件輸入將文文件作為程序序輸入來源，，在獲得文件件控制權(quán)后，，需要根據(jù)文文件格式解析析內(nèi)部具體數(shù)數(shù)據(jù)。例如統(tǒng)統(tǒng)計excel文件數(shù)據(jù)的數(shù)數(shù)量，需要首首先獲得excel文件的控制權(quán)權(quán)，打開文件件后根據(jù)excel中數(shù)據(jù)存儲方方式獲得所需需處理的數(shù)據(jù)據(jù)，進(jìn)而開展展計算網(wǎng)絡(luò)輸入將互互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)數(shù)據(jù)作為輸入入來源。使用用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)需需要明確網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)議和使用用特定的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接口。例如如，捕獲并處處理互聯(lián)網(wǎng)上上的數(shù)據(jù)，需需要使用HTTP協(xié)議并解析HTML格式IPO程序編寫方法法控制臺臺輸入入將程程序使使用者者輸入入的信信息作作為輸輸入來來源。。當(dāng)程程序與與用戶戶間存存在交交互時時，程程序需需要有有明確確的用用戶提提示，，輔助助用戶戶正確確輸入入數(shù)據(jù)據(jù)。從從程序序語法法上來來說，，這種種提示示不是是必須須的，，但良良好的的提示示設(shè)計計有助助于提提高用用戶體體驗(yàn)。。交互界面輸輸入通過提提供一個圖圖形交互界界面從用戶戶處獲得輸輸入來源。。此時，鼠鼠標(biāo)移動或或點(diǎn)擊操作作、文本框框內(nèi)的鍵盤盤操作等都都為程序提提供事件和和數(shù)據(jù)輸入入。IPO程序編寫方方法隨機(jī)數(shù)據(jù)輸輸入將隨機(jī)機(jī)數(shù)作為程程序輸入，，這需要使使用特定的的隨機(jī)數(shù)發(fā)發(fā)成器程序序或調(diào)用相相關(guān)函數(shù)。。4.5節(jié)將詳細(xì)介介紹產(chǎn)生隨隨機(jī)數(shù)的方方法。內(nèi)部參數(shù)輸輸入以程序序內(nèi)部定義義的初始化化變量作為為輸入，盡盡管程序看看似沒有從從外部獲得得輸入，但但程序執(zhí)行行之前的初初始化過程程為程序賦賦予了執(zhí)行行所需的數(shù)數(shù)據(jù)。IPO程序編寫方方法控制臺輸入入將程序使使用者輸入入的信息作作為輸入來來源。當(dāng)程程序與用戶戶間存在交交互時，程程序需要有有明確的用用戶提示，，輔助用戶戶正確輸入入數(shù)據(jù)。從從程序語法法上來說，，這種提示示不是必須須的，但良良好的提示示設(shè)計有助助于提高用用戶體驗(yàn)。。交互界面輸輸入通過提提供一個圖圖形交互界界面從用戶戶處獲得輸輸入來源。。此時，鼠鼠標(biāo)移動或或點(diǎn)擊操作作、文本框框內(nèi)的鍵盤盤操作等都都為程序提提供事件和和數(shù)據(jù)輸入入。IPO程序編寫方方法輸出數(shù)據(jù)輸出（Output）是程序展展示運(yùn)算成成果的方式式。程序的的輸出方式式包括：控控制臺輸出出、圖形輸輸出、文件件輸出、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)輸出、、操作系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部變量量輸出等。。IPO程序編寫方方法控制臺輸出出以計算機(jī)機(jī)屏幕為輸輸出目標(biāo)，，通過程序序運(yùn)行環(huán)境境中的命令令行打印輸輸出結(jié)果。。這里“控控制臺”可可以理解為為啟動程序序的環(huán)境，，例如，Windows中的命令行行工具、IDLE工具等。圖形輸出在在計算機(jī)中中啟動獨(dú)立立的圖形輸輸出窗口，，根據(jù)指令令繪制運(yùn)算算結(jié)果。IPO程序編寫方方法文件輸出以以生成新的的文件或修修改已有文文件方式輸輸出運(yùn)行結(jié)結(jié)果，這是是程序常用用的輸出方方式。7.1節(jié)將具體介介紹文件的的使用。網(wǎng)絡(luò)輸出以以訪問網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接口方式式輸出數(shù)據(jù)據(jù)。第12章將介紹自自動向搜索索引擎提交交關(guān)鍵詞查查詢的實(shí)例例。操作系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部變量輸輸出指程序序?qū)⑦\(yùn)行結(jié)結(jié)果輸出到到系統(tǒng)內(nèi)部部變量中，，這類變量量包括管道道、線程、、信號量等等。IPO程序編寫方方法處理數(shù)據(jù)處理（Process）是程序?qū)斎霐?shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行計算算產(chǎn)生輸出出結(jié)果的過過程。計算算問題的處處理方法統(tǒng)統(tǒng)稱為“算算法”，它它是程序最最重要的組組成部分。。可以說，，算法是一一個程序的的靈魂。IPO程序編寫方方法——是否存在沒沒有輸入輸輸出的程序序呢？——存在，例如如，無限循循環(huán)，代碼碼如下。while(True):a=1IPO程序編寫方方法這個無限循循環(huán)程序包包含兩行語語句其中，while()根據(jù)括號內(nèi)內(nèi)部值的真真假決定是是否進(jìn)入循循環(huán)，當(dāng)括括號內(nèi)值為為真時，進(jìn)進(jìn)入第2行語句執(zhí)行行，否則跳跳過。由于于括號內(nèi)值值被設(shè)定為為True（即“真””），代碼碼將一直執(zhí)執(zhí)行下去。。無限循環(huán)程程序盡管沒沒有輸入也也沒有輸出出，它也有有價值。通通過不間斷斷執(zhí)行，該該程序快速速消耗CPU的計算資源源，可以用用來輔助測測試CPU或系統(tǒng)性能能。IPO程序編寫方方法IPO不僅是程序序設(shè)計的基基本方法，，也是描述述計算問題題的方式。。以微實(shí)例例1.1圓面積的計計算為例，，其IPO描述如下：：輸入：圓半半徑raduis處理：計算算圓面積area=π*radius*radius輸出：圓面面積area微實(shí)例1.1圓面積的計計算可以看到，，問題的IPO描述實(shí)際上上是對一個個計算問題題輸入、輸輸出和求解解方式的自自然語言描描述，為了了區(qū)別其他他描述方式式，本書中中所有IPO描述都包括括“輸入””、“處理理”和“輸輸出”三個個引導(dǎo)詞。。IPO描述能夠幫幫助初學(xué)程程序設(shè)計的的讀者理解解程序設(shè)計計的開始過過程，即了了解程序的的運(yùn)算模式式，進(jìn)而建建立設(shè)計程程序的基本本概念。微實(shí)例1.1圓面積的計計算分析問題分分析問題的的計算部分分劃分邊界劃劃分問題的的功能邊界界設(shè)計算法設(shè)設(shè)計問題的的求解算法法編寫程序，，編寫問題題的計算程程序調(diào)試測試，，調(diào)試和測測試程序升級維護(hù)，，適應(yīng)問題題的升級維維護(hù)理解問題的的計算部分分人工智能（（ArtificialIntelligence），簡稱AI，計算機(jī)科科學(xué)的一個個分支，區(qū)區(qū)別于人類類智能，人人工智能指指由機(jī)器或或軟件所體體現(xiàn)的智能能圖靈測試中中，機(jī)器和和人分別通通過文本途途徑（避免免計算機(jī)理理解語言能能力不足的的影響）回回答一組獨(dú)獨(dú)立評判人人提出的問問題，如果果評判人無無法從回答答中區(qū)分機(jī)機(jī)器和人，，則認(rèn)為機(jī)機(jī)器通過測測試，具備備與人相當(dāng)當(dāng)?shù)闹悄?。。圖靈測試試并不評判判問題答案案的正確性性，而是通通過評判答答案之間的的相似性確確定機(jī)器是是否具備智智能。人工智能和和圖靈測試試Python語言版本更更迭更高級別的3.0系列不兼容早早期2.0系列2008年至今，版本本更迭帶來大大量庫函數(shù)的的升級替換，，Python語言的版本更更迭痛苦且漫漫長到今天，Python3.x系列已經(jīng)成為為主流Python語言的版本更更迭兩個版本的語語法區(qū)別：修改編碼：3.x系列默認(rèn)采用用UTF-8編碼，因此處處理中文與英英文一樣方便便。因此，在在表達(dá)UTF-8編碼字符串時時，不需要在在前面增加u或者U修改print語句：用print()函數(shù)替換了print語句，兩者功功能一樣，格格式不同修改exec語句：用exec()函數(shù)替換了exec語句，兩者功功能一樣，格格式不同。Python語言的版本更更迭去掉<>符號：用!=表示“不等于于”。修改比較行為為：用<,<=,>=,>符號比較兩個個元素時，如如果元素之間間不存在有意意義的順序關(guān)關(guān)系，將拋出出TypeError錯誤，不再返返回False。因此，這類類元素之間的的排序也將拋拋出錯誤。去掉長整數(shù)類類型：3.x系列不再區(qū)分分整數(shù)和長整整數(shù)類型，只只有一個int類型，int類型無取值范范圍限制。因因此，sys.maxint常量被去掉。。本章小結(jié)修改整數(shù)除法法：兩個整數(shù)數(shù)的一般除法法（/）返回一個浮浮點(diǎn)數(shù)，不再再返回一個整整數(shù)，如果想想返回整數(shù)，，用整數(shù)除法法（//）修改八進(jìn)制整整數(shù)格式：使使用0o開頭，而不再再使用0開頭，例如：：0o237，而不是0237。增加關(guān)鍵字：：增加as、with、True、False、None為關(guān)鍵字。去掉raw_input()函數(shù)：用input()替代raw_input()，input()返回一個字符符串。本