1.程序設(shè)計基本方法

Python語言程序設(shè)計1全文共86頁，當前為第1頁。課程教學目的以實際應(yīng)用問題為背景，介紹Python程序設(shè)計語言的：基本方法基本數(shù)據(jù)類型程序控制結(jié)構(gòu)函數(shù)和代碼復用組合數(shù)據(jù)類型文件和數(shù)據(jù)格式化相關(guān)應(yīng)用（人機交互和圖形藝術(shù)、科學計算和可視化、數(shù)據(jù)處理和挖掘、網(wǎng)絡(luò)爬蟲和自動化）等。1全文共86頁，當前為第2頁。課程教學目的培養(yǎng)學生：獨立分析問題抽象模型構(gòu)造算法編寫程序最終解決問題的能力1全文共86頁，當前為第3頁。課程使用教材使用教材：《Python程序設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用》陳波、劉慧君高等教育出版社1全文共86頁，當前為第4頁。參考書目參考書目：【1】嵩天等著，《Python語言程序設(shè)計基礎(chǔ)(第2版)》，

高等教育出版社，2016.12【2】《Python語言程序設(shè)計》梁勇編著，

機械工業(yè)出版社，2015.2【3】《Python項目案例開發(fā)從入門到實戰(zhàn)》，鄭秋生主編

清華大學出版社，2019.11全文共86頁，當前為第5頁。如何學習程序設(shè)計課程多練習恒心、耐心、細心勤學好問1全文共86頁，當前為第6頁。Python開發(fā)環(huán)境配置1全文共86頁，當前為第7頁。安裝到Python主頁下載并安裝Python基本開發(fā)和運行環(huán)境，網(wǎng)址：/downloads/

根據(jù)操作系統(tǒng)不同選擇不同版本下載相應(yīng)的Python3.0系列版本程序1全文共86頁，當前為第8頁。安裝1全文共86頁，當前為第9頁。安裝1全文共86頁，當前為第10頁。www.codelearn.club安裝簡單使用VisualStudioCode擴展安裝及設(shè)置隨書代碼的使用1全文共86頁，當前為第11頁。安裝了解自己的計算機操作系統(tǒng)版本：64位或者32位系統(tǒng)1全文共86頁，當前為第12頁。安裝根據(jù)操作系統(tǒng)類型和位數(shù)(32/64位)選擇對應(yīng)的版本下載：/Download1全文共86頁，當前為第13頁。

安裝如果選擇的是Windows-SystemInstaller64bit版本。下載完成的軟件是一個名為VSCodeSetup-x64-1.35.0.exe的可執(zhí)行文件。安裝1全文共86頁，當前為第14頁。

簡單使用打開或者創(chuàng)建項目目錄在某個盤下創(chuàng)建一個不含中文字符的英文目錄，強烈建議，不要在程序目錄或者程序的文件名中使用中文字符。1全文共86頁，當前為第15頁。簡單使用添加py程序文件

在EXPLORER中，可以看到打開的PyLearn目錄，點擊目錄右方的NewFile加號按鈕，增加一個名為1.py的文件。點擊NewFolder加號按鈕，則可以在PyLearn目錄下添加子目錄。1全文共86頁，當前為第16頁。

簡單使用添加py程序文件

1.py中點前面的”1”稱之為文件的基本名，點之后的”py”則為文件的擴展名。一個文件的擴展名為py說明文件中包括的是Python語言書寫的程序。雙擊1.py可以打開該文件進行編輯。我們在文件中輸入如下內(nèi)容：1全文共86頁，當前為第17頁。

簡單使用安裝PyLint擴展1全文共86頁，當前為第18頁。簡單使用程序運行，查看結(jié)果安裝完擴展后，就可以嘗試執(zhí)行1.py文件內(nèi)的代碼了。保持1.py被打開，然后選擇Debug-StartWithoutDebugging，即可運行1.py程序。1全文共86頁，當前為第19頁。擴展安裝及設(shè)置界面左側(cè)的這個圖標用于管理VisualStudioCode的擴展-Extensions。在擴展頁里，讀者可以看到已經(jīng)安裝好的擴展，比如上述名為Python的擴展，以及系統(tǒng)推薦安裝的擴展。必要時，讀者還可以在Marketplace中搜索安裝特定的擴展。正是這些擴展，賦予VisualStudioCode編譯不同語言代碼的能力，它既可以用于編輯Python，也可以編譯C++,Java等語言代碼。1全文共86頁，當前為第20頁。隨書代碼的使用代碼下載：https://codelearn.club/2019/06/pycodedown/解壓縮1全文共86頁，當前為第21頁。隨書代碼的使用用VisualStudioCode打開章節(jié)子目錄以第二章為例，鼠標右鍵單擊第二章代碼子目錄C2_VariableDataTypes，在彈出菜單中選擇OpenwithCode.1全文共86頁，當前為第22頁。隨書代碼的使用運行程序文件在左側(cè)單擊datatypes.py，即可看到datatypes.py文件被打開，且處于可編輯狀態(tài)。1全文共86頁，當前為第23頁。啟動方法1：啟動Windows命令行工具，輸入python1全文共86頁，當前為第24頁。啟動方法2：調(diào)用IDLE來啟動Python圖形化運行環(huán)境1全文共86頁，當前為第25頁。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。1全文共86頁，當前為第26頁。啟動方法4：打開IDLE，點擊Ctrl+N打開一個新窗口，輸入語句并保存，使用快鍵建F5即可運行該程序。1全文共86頁，當前為第27頁。啟動方法5：將Python集成到Eclipse、PyCharm等面向較大規(guī)模項目開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境中。1全文共86頁，當前為第28頁。Hello程序采用上述某個方法，執(zhí)行：1全文共86頁，當前為第29頁。Python的運行方式命令執(zhí)行方式——交互式執(zhí)行在系統(tǒng)提示符下逐條執(zhí)行單個語句程序執(zhí)行方式按照python的語法格式編寫代碼保存為.py形式的文件1全文共86頁，當前為第30頁。內(nèi)容1：程序設(shè)計基本方法1全文共86頁，當前為第31頁。

計算機的概念1全文共86頁，當前為第32頁。計算機是根據(jù)指令操作數(shù)據(jù)的設(shè)備。具備兩個基本特性功能性：功能性指對數(shù)據(jù)的操作，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)計算、輸入輸出處理和結(jié)果存儲等。可編程性：可編程性指它可以根據(jù)一系列指令自動地、可預測地、準確地完成操作者的意圖。

計算機的概念1全文共86頁，當前為第33頁。計算機硬件所依賴的集成電路規(guī)模按照摩爾定律以指數(shù)方式增長。計算機運行速度也接近幾何級數(shù)快速增加。計算機所能高效支撐的功能不斷豐富發(fā)展。程序設(shè)計語言經(jīng)歷了從機器語言到高級語言的發(fā)展過程，朝著更接近自然語言的方向發(fā)展。計算機的概念1全文共86頁，當前為第34頁。摩爾定律是計算機發(fā)展歷史上最重要的預測法則

摩爾定律指出，單位面積集成電路上可容納晶體管的數(shù)量約每兩年翻一倍。計算機中幾乎所有重要部件都由集成電路實現(xiàn)。摩爾定律（Moore’sLaw）1全文共86頁，當前為第35頁。第一階段：1946—1981，“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)階段”第二階段：1982—2007，“計算機網(wǎng)絡(luò)和視窗階段”第三階段：2008年至今，“復雜信息系統(tǒng)階段”第四階段：約20年后未來的某個時期開始，“人工智能階段”計算機技術(shù)發(fā)展水平的時代性1全文共86頁，當前為第36頁。程序設(shè)計語言1全文共86頁，當前為第37頁。經(jīng)歷的發(fā)展過程機器語言匯編語言高級語言朝著更接近自然語言的方向發(fā)展程序設(shè)計語言概述1全文共86頁，當前為第38頁。機器語言

機器語言是一種二進制語言，它直接使用二進制代碼表達指令，是計算機硬件可以直接識別和執(zhí)行的程序設(shè)計語言。

例如：執(zhí)行數(shù)字2和3的加法，16位計算機上的機器指令為：1101001000111011，不同計算機結(jié)構(gòu)的機器指令不同。程序設(shè)計語言概述1全文共86頁，當前為第39頁。擴充知識十進制0123456789二進制01八進制01234567十六進制0123456789ABCDEF1全文共86頁，當前為第40頁。匯編語言

使用助記符與機器語言中的指令進行一一對應(yīng)，在計算機發(fā)展早期幫助程序員提高編程效率：

例如：執(zhí)行數(shù)字2和3的加法，匯編語言指令為：add2,3,result，運算結(jié)果寫入result。機器語言和匯編語言都直接操作計算機硬件并基于此設(shè)計，所以它們統(tǒng)稱為低級語言。程序設(shè)計語言概述1全文共86頁，當前為第41頁。高級語言高級語言區(qū)別于低級語言在于，高級語言是接近自然語言的一種計算機程序設(shè)計語言，更容易地描述計算問題并利用計算機解決計算問題。例如：執(zhí)行數(shù)字2和3加法的高級語言代碼為：result=2+3程序設(shè)計語言概述1全文共86頁，當前為第42頁。程序設(shè)計語言包括編譯執(zhí)行和解釋執(zhí)行兩種方式

程序設(shè)計語言是計算機能夠理解和識別用戶操作意圖的一種交互體系，它按照特定規(guī)則組織計算機指令，使計算機能夠自動進行各種運算處理。按照程序設(shè)計語言規(guī)則組織起來的一組計算機指令稱為計算機程序。程序設(shè)計語言概述1全文共86頁，當前為第43頁。高級語言按照計算機執(zhí)行方式的不同可分成兩類:靜態(tài)語言腳本語言

這里所說的執(zhí)行方式指計算機執(zhí)行一個程序的過程，靜態(tài)語言采用編譯執(zhí)行，腳本語言采用解釋執(zhí)行。編譯和解釋1全文共86頁，當前為第44頁。編譯是將源代碼轉(zhuǎn)換成目標代碼的過程，通常源代碼是高級語言代碼，目標代碼是機器語言代碼，執(zhí)行編譯的計算機程序稱為編譯器。編譯和解釋1全文共86頁，當前為第45頁。解釋是將源代碼逐條轉(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。編譯和解釋1全文共86頁，當前為第46頁。

編譯是一次性地翻譯，一旦程序被編譯，不再需要編譯程序或者源代碼。對于相同源代碼，編譯所產(chǎn)生的目標代碼執(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。編譯和解釋1全文共86頁，當前為第47頁。解釋則在每次程序運行時都需要解釋器和源代碼。解釋執(zhí)行需要保留源代碼，程序糾錯和維護十分方便。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。編譯和解釋1全文共86頁，當前為第48頁。編譯編譯執(zhí)行就像你買的原版書對應(yīng)的中文版：譯者全部翻譯完（編寫代碼）拿到出版社去（編譯器）編輯們校對沒有發(fā)現(xiàn)錯別字（編譯），然后出版。只要出版社（編譯器）工作正常，那么就可以認為書的內(nèi)容肯定沒有錯（可以正確執(zhí)行）。1全文共86頁，當前為第49頁。解釋解釋執(zhí)行就像你去聽報告：老外一邊講（代碼）同聲傳譯（解釋器）一邊翻給你聽（解釋執(zhí)行）如果哪一句老外講錯了（代碼出錯），同聲傳譯才卡殼但是前面已經(jīng)翻譯出去的，肯定是沒啥問題（部分正常執(zhí)行了）1全文共86頁，當前為第50頁。編譯和解釋各自優(yōu)劣編譯執(zhí)行效率高代碼保密性好但靈活性差（任何修改都要重編譯）解釋執(zhí)行效率低一點（不過現(xiàn)代解釋器的效率也可以非常高）靈活性好代碼保密性差還有一種介于兩者之間的執(zhí)行方式，半編譯執(zhí)行，如大名鼎鼎的Java和C#等等，是實現(xiàn)跨平臺的優(yōu)良解決方案。1全文共86頁，當前為第51頁?！獮槭裁匆獙W習計算機編程？——因為“編程是件很有趣的事兒”！計算機編程1全文共86頁，當前為第52頁。計算機編程

計算思維是區(qū)別于以數(shù)學為代表的邏輯思維和以物理為代表的實證思維的第三種思維模式。編程是一個求解問題的過程：首先需要分析問題，抽象內(nèi)容之間的交互關(guān)系設(shè)計利用計算機求解問題的確定性方法進而通過編寫和調(diào)試代碼解決問題

這是從抽象問題到解決問題的完整過程。1全文共86頁，當前為第53頁。Python語言概述1全文共86頁，當前為第54頁。Python是一種解釋型腳本語言，可以應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

Web和Internet開發(fā)科學計算和統(tǒng)計人工智能教育桌面界面開發(fā)軟件開發(fā)后端開發(fā)1全文共86頁，當前為第55頁。Python語言的誕生荷蘭國家數(shù)學與計算機科學研究所GuidovanRossumPython語言創(chuàng)立者，1991年初公開發(fā)行第一個版本2002年，Python2.x，2008年，Python3.x命名源于MontyPython’sFlyingCircus1全文共86頁，當前為第56頁。Python的創(chuàng)始人為荷蘭人吉多·范羅蘇姆

（GuidovanRossum）。1989年圣誕節(jié)期間，在阿姆斯特丹，Guido為了打發(fā)圣誕節(jié)的無趣，決心開發(fā)一個新的腳本解釋程序。選中Python作為名字，是取自英國20世紀70年代首播的電視喜劇《蒙提.派森的飛行馬戲團》（MontyPython‘sFlyingCircus）。1全文共86頁，當前為第57頁。使用Python語言編寫的Hello程序只有一行代碼

print(“HelloWorld”)第一行的“>>>”是Python語言運行環(huán)境的提示符。第二行是Python語句的執(zhí)行結(jié)果。編寫Hello程序>>>print("HelloWorld")HelloWorld1全文共86頁，當前為第58頁。#include<stdio.h>intmain(void){printf("HelloWorld\n");return0;}一般來說，同樣功能的程序，Python語言實現(xiàn)的代碼行數(shù)僅相當于C語言的1/5至1/10，簡潔程度取決于程序的復雜度和規(guī)模。C語言的Hello程序1全文共86頁，當前為第59頁。簡單易學：腳本語言+語句執(zhí)行

例1：print(“HelloWorld!大家好!")

例2：sum=99999*99999print(sum)Python語言的優(yōu)勢1全文共86頁，當前為第60頁。豐富的數(shù)據(jù)類型

例3：months="JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec"n=4

monthAbbrev=months[(n-1)*3:(n-1)*3+3]print(monthAbbrev)Python語言的優(yōu)勢1全文共86頁，當前為第61頁。簡潔+強制可讀性例4：defmean(numbers):s=0.0fornuminnumbers:s=s+numreturns/len(numbers)nums=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]print(mean(nums))Python語言的優(yōu)勢1全文共86頁，當前為第62頁?？缙脚_+開源/目前有93561個開源庫，覆蓋各類計算問題。例5：fromrandomimportrandomrnd=random()*10print(rnd)Python語言的優(yōu)勢1全文共86頁，當前為第63頁。Python語言的優(yōu)勢：面向過程+面向?qū)ο箪`活的介紹程序設(shè)計理念Python語言的優(yōu)勢：圖形界面Windows窗口玫瑰花Python語言的優(yōu)勢1全文共86頁，當前為第64頁。Python語言特點

Python語言是通用語言

Python語言是腳本語言

Python語言是開源語言

Python語言是跨平臺語言

Python語言是多模型語言1全文共86頁，當前為第65頁。Python語言的應(yīng)用領(lǐng)域1全文共86頁，當前為第66頁。windows系統(tǒng)編程科學計算與數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)庫應(yīng)用多媒體應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用游戲應(yīng)用…1全文共86頁，當前為第67頁。

程序的基本編寫方法1全文共86頁，當前為第68頁。輸入數(shù)據(jù)——Input處理數(shù)據(jù)——Process輸出數(shù)據(jù)——OutputIPO程序編寫方法1全文共86頁，當前為第69頁。輸入數(shù)據(jù)

輸入（Input）是一個程序的開始。程序要處理的數(shù)據(jù)有多種來源，形成了多種輸入方式，包括：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。IPO程序編寫方法1全文共86頁，當前為第70頁。處理數(shù)據(jù)

處理（Process）是程序?qū)斎霐?shù)據(jù)進行計算產(chǎn)生輸出結(jié)果的過程。計算問題的處理方法統(tǒng)稱為“算法”，它是程序最重要的組成部分?？梢哉f，算法是一個程序的靈魂。IPO程序編寫方法1全文共86頁，當前為第71頁。輸出數(shù)據(jù)

輸出（Output）是程序展示運算成果的方式。程序的輸出方式包括：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。IPO程序編寫方法1全文共86頁，當前為第72頁。微實例1.1圓面積的計算輸入：圓半徑raduis