Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程課件CH02 Python語言基礎(chǔ)

2.1python程序編寫風(fēng)格

程序格式框架是指代碼語句段落的格式，這是python程序格式區(qū)別于其它語言的獨(dú)特之處，有助于提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。1、縮進(jìn)Python語言采用縮進(jìn)的嚴(yán)格規(guī)范來表示程序間的邏輯關(guān)系。例如：x2=1#第1行foriinrange(9,0,-1):#第2行x1=(x2+1)*2#第3行x2=x1#第4行print(x1)#第5行

其中，第2行與第3、4行表示邏輯關(guān)系?？s進(jìn)指每行語句開始前的空白區(qū)域，用來表示Python程序間的包含和層次關(guān)系。沒有邏輯關(guān)系代碼一般不縮進(jìn)，頂行且不留空白。當(dāng)使用if、while、for、def、class等結(jié)構(gòu)時(shí)，語句后通過冒號（：）結(jié)尾之后在下行進(jìn)行左縮進(jìn)，即表示后續(xù)代碼與緊鄰無縮進(jìn)語句的所屬關(guān)系。代碼編寫中，縮進(jìn)可使用跳格鍵tab實(shí)現(xiàn)，也可以用多個空格鍵實(shí)現(xiàn)，一般是4個空格。Python中對語句之間的層次關(guān)系沒有限制，可以嵌套使用多層縮進(jìn)。在編寫程序運(yùn)行時(shí)，如出現(xiàn)“unexpectedindent”錯誤，則說明存在語句縮進(jìn)不匹配問題。2、注釋

注釋是代碼中的輔助性文字，方便閱讀理解代碼含議，注釋的內(nèi)容不會被執(zhí)行。Python中采用“#”號表示注釋，注釋單行時(shí)，只要寫在注釋內(nèi)容的前面即可，注釋多行時(shí)，每一行的前面都必須要寫。

例如：>>>sum=0#給s賦值>>>print(sum)#輸出變量sum的值3、續(xù)行符Python程序是逐行編寫的，每行代碼長度并不限制，但若一行語句寫太長不利于閱讀，因此，python提供了反斜杠（“\”）作為續(xù)行符，可將單行分割為多行來編寫。

例如：print(“{}是{}的省會”.format(\“福州”,\“福建”\))

上述代碼等價(jià)于下面的一行語句。print(“{}是{}的省會”.format(“福州”,“福建”))

說明：使用續(xù)行符時(shí)，續(xù)行符后面不能留有空格，續(xù)行符后面必須直接換行。2.2變量

變量是內(nèi)存中命名的存儲位置，它的值可以動態(tài)變化。Python的標(biāo)識符命名規(guī)劃如下：

（1）標(biāo)識符名字的第1個字符必須是中文漢字、英文字母或下畫線（_），后面可以由中文漢字、英文字母、下畫線（_）或數(shù)字（0~9）組成。例如：駱luo，_number、score123等。

（2）標(biāo)識符名字是區(qū)分大小寫的。Abcd和abcd是兩個不同的變量

（3）禁止使用Python保留字（或稱關(guān)鍵字，見書本表2-1）Python支持多種格式的賦值語句。1、簡單賦值

簡單賦值用于為一個變量建立對象引用。

例如：x=1。2、序列賦值

序列賦值指等號左側(cè)是元組、列表表示的多個變量名，右側(cè)是元組、列表或字符串等序列表示的值。

序列賦值可以一次性為多個變量賦值。Python順序匹配變量名和值。

例如：>>>a,b=1,2#使用省略圓括號的元組賦值>>>a,b(1,2)>>>a,b=(10,20)#使用元組賦值>>>a,b(10,20)>>>[a,b]=[30,’ab’]#使用列表賦值>>>a,b(30,’ab’)

當(dāng)?shù)忍栍覝y為字符串時(shí)，Python會將字符串分解為單個字符，依次賦值給每個變量。此時(shí)，變量的個數(shù)和字符個數(shù)必須相等，否則會出錯。

例如：>>>(x,y,z)=‘a(chǎn)bc’#用字符串賦值>>>x,y,z(‘a(chǎn)’,’b’,’c’)>>>(x,y,z)=‘de’#提示錯誤

可以在變量名之前使用“*”，為變量創(chuàng)建列表對象引用。此時(shí)，不帶星號的變量匹配一個值，剩余的值作為列表對象。

例如：>>>x,*y=‘a(chǎn)bc’#x匹配第一個字符，其余字符作為列表匹配給y>>>x,y(‘a(chǎn)’,[‘b’,’c’])3、多目標(biāo)賦值

多目標(biāo)賦值指用連續(xù)的多個“=”為變量賦值。

例如：>>>a=b=c=10#將10賦值給變量a，b，c>>>a,b,c(10,10,10)

說明：這種情況下作為值的整數(shù)對象10在內(nèi)存中只有一個，變量a、b、c引用的是同一個變量。4、增強(qiáng)賦值

增強(qiáng)賦值指運(yùn)算符與賦值相結(jié)合的賦值語句。

例如：>>>a=10>>>a+=20#等價(jià)于a=a+20>>>a302.3python數(shù)據(jù)類型Python中有6個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型：Number（數(shù)字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元組）、Dictionary（字典）、Set（集合）。2.3.1Number（數(shù)字）

數(shù)字是程序處理的一種基本數(shù)據(jù)，Python核心對象包含的常用數(shù)字類型有：整形（int）、浮點(diǎn)型（float）、布爾型（bool）以及與之相關(guān)的語法和操作。同時(shí)Python提供了復(fù)數(shù)（complex）以及無窮精度的長整型（long）。

（3）布爾型bool只有兩個值True和False。

（4）復(fù)數(shù)

復(fù)數(shù)常量表示為“實(shí)部+虛部”形式，虛部以j或J結(jié)尾。

例如：10+2j

使用type()函數(shù)可以查詢變量所指的對象類型。

例如：>>>a,b,c,d=10,10.5,True,10+2j>>>print(type(a),type(b),type(c),type(d))<class‘int’><class‘float’><class‘bool’><class‘complex’>2.3.2String（字符串）

字符串是一個有序的字符的集合，用來存儲和表現(xiàn)基于文本的信息。Python字符串有多種表示方式。1、單引號和雙引號

在表示字符常量時(shí)，單引號和雙引號可以互換，可以用單引號或者是雙引號兩種形式返回相同類型的對象。同時(shí)單引號字符串可以嵌入雙引號或在雙引號中嵌入單引號。

例如：>>>‘a(chǎn)b’,”ab”(‘a(chǎn)b’,’ab’)>>>‘12”ab’‘12”ab’>>>”12’ab”“12’ab”2、三引號

在表示字符常量時(shí)，三引號通常用來表示多行字符串，也被稱為塊字符。在顯示時(shí)，字符串中的各種控制字符以轉(zhuǎn)義字符顯示。

例如：>>>str=‘‘‘thisisstringthisispythonstring’’’>>>print(str)thisisstringthisispythonstring

說明：

（1）字符串可以使用+運(yùn)算符將字符串連接在一起，或者用*運(yùn)算符重復(fù)字符串。

例如：>>>print(‘str’+’ing’,’my’*3)stringmymymy

（2）Python中的字符串有兩種索引方式，第一種是從左往右，從0開始依次增加；第二種是從右往左，從-1開始依次減少。

例如：>>>word=‘hello’>>>print(word[0],word[4])ho>>>print(word[-1],word[-5])oh

（3）可以對字符串進(jìn)行切片，即獲取子串。用冒號分隔兩個索引，格式為：變量[頭下標(biāo):尾下標(biāo)]。截取的范圍是前閉后開的，并且兩個索引都可以省略。例如：>>>word=‘Pythoniseasy’>>>word[6:8]‘is’>>>word[:]‘Pythoniseasy’>>>word[6:]‘iseasy’3、轉(zhuǎn)義字符

在字符中使用特殊字符時(shí)，Python用反斜杠（\）轉(zhuǎn)義字符。其常用轉(zhuǎn)義字符見書本表2-2所示。4、帶r或R前綴的Raw字符串

由于在Python中不會解析其字符串中的轉(zhuǎn)義字符，利用Raw字符串來解決打開Windows系統(tǒng)中文件路徑的問題。

例如：path=open(‘d:\temp\newpy.py’,’r’)Python會將文件名字符串中的\t和\n處理為轉(zhuǎn)義字符。為避免這種情況，可將文件名中的反斜線表示為轉(zhuǎn)義字符，即：path=open(‘d:\\temp\\newpy.py’,’r’)

另一種表示方法，將反斜線用正斜線表示，即：path=open(‘d:/temp/newpy.py’,’r’)

或者使用Raw字符串來表示文件名字符串。例如：path=open(r’d:\temp\newpy.py’,’r’)，這里r或R不區(qū)分大小寫。

2.4python運(yùn)算符與表達(dá)式Python中有豐富的運(yùn)算符，包括算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、字符串運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符。

表達(dá)式是由運(yùn)算符和圓括號將常量、變量和函數(shù)等按一定規(guī)則組合在一起的式子。根據(jù)運(yùn)算符的不同，Python有算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系表達(dá)式、字符串表達(dá)式、邏輯表達(dá)式。

2.4.1算術(shù)運(yùn)算符和表達(dá)式

算數(shù)運(yùn)算符包括加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）、取余（%）、取整（//）、冪運(yùn)算（**）。Python常用的算術(shù)運(yùn)算符見下表所示。

運(yùn)算符說明實(shí)例運(yùn)算符說明實(shí)例+加1+2輸出的結(jié)果為3%取余7%2輸出的結(jié)果為1-減1-2輸出的結(jié)果為-1//取整7//2輸出的結(jié)果為3*乘1*2輸出的結(jié)果為2**冪運(yùn)算2**3輸出的結(jié)果為8/除1/2輸出的結(jié)果為0.5

例2-1：算術(shù)運(yùn)算符及表達(dá)式舉例。add=2+3print(“%d+%d=%d”%(2,3,add))#加法運(yùn)算并輸出，輸出結(jié)果為2+3=5sub=2-3print(“%d-%d=%d”%(2,3,sub))#減法運(yùn)算并輸出，輸出結(jié)果為2-3=-1mul=2*3print(“%d*%d=%d”%(2,3,mul))#乘法運(yùn)算并輸出，輸出結(jié)果為2*3=6div=6/2print(“%d/%d=%d”%(6,2,div))#除法運(yùn)算并輸出，輸出結(jié)果為6/2=3

mod=7%2print(“%d%%%d=%d”%(7,2,mod))#計(jì)算余數(shù)并輸出，輸出結(jié)果為7%2=1fdiv=7//2print(“%d//%d=%.lf”%(7,2,fdiv))#整除運(yùn)算并輸出，輸出結(jié)果為7//2=3power=2**3print(“%d**%d=%d”%(2,3,power))#乘方運(yùn)算并輸出，輸出結(jié)果為2**3=82.4.2賦值運(yùn)算符和表達(dá)式

賦值運(yùn)算除了一般的賦值運(yùn)算（=）外，還包括各種復(fù)合賦值運(yùn)算。例如：+=、-=、*=、/=等。其功能是把賦值號右邊的值賦給左邊變量所在的存儲單元。賦值運(yùn)算符及表達(dá)式見書本表2-4所示。

例2-2：賦值運(yùn)算符舉例a=15b=10c=0c=a+bprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis25c+=aprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis40c*=aprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis600c/=aprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis40.0c=2c%=aprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis2c**=aprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis32768c//=aprint(“valueofcis”,c)#輸出結(jié)果為valueofcis21842.4.3關(guān)系運(yùn)算符和表達(dá)式

關(guān)系運(yùn)算符也稱比較運(yùn)算符，用來對兩個表達(dá)式的值進(jìn)行比較，比較的結(jié)果為邏輯值。若關(guān)系成立返回True，若關(guān)系不成立返回False。

在Python中常用的關(guān)系運(yùn)算符及其表達(dá)式見書本表2-6所示。

例如：>>>5<8and5==8#結(jié)果：False>>>5>8or5<8#結(jié)果：True>>>not5.8>=5#結(jié)果：False>>>5<6<7#結(jié)果：True

2.4.4邏輯運(yùn)算符和表達(dá)式

邏輯運(yùn)算符是執(zhí)行邏輯運(yùn)算的運(yùn)算符。邏輯運(yùn)算也稱布爾運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果是邏輯真（True）或邏輯假（False）。Python常用的邏輯運(yùn)算符有not、and和or操作。邏輯運(yùn)算符及其表達(dá)式見下表所示。

運(yùn)算符說明實(shí)例not邏輯非notx：x為真返回False，x為假返回Trueand邏輯與xandy：x、y同時(shí)為真返回True，否則返回Falseor邏輯或xory：x、y只要其中一個為真返回True，都為假則返回False

例2-3：邏輯運(yùn)算符舉例。a=2b=5c=0print("a>bandb<c的結(jié)果",a>bandb<c)print("a>bandb>c的結(jié)果",a>bandb>c)print("a>borb<c的結(jié)果",a>borb<c)print("a>borb>c的結(jié)果",a>borb>c)print("a>bornot(b<c)的結(jié)果",a>bornot(b<c))print("nota>bornot(b<c)的結(jié)果",nota>bornot(b<c))輸出結(jié)果為：a>bandb<c的結(jié)果Falsea>bandb>c的結(jié)果Falsea>borb<c的結(jié)果Falsea>borb>c的結(jié)果Truea>bornot(b<c)的結(jié)果Truenota>bornot(b<c)的結(jié)果True2.4.5字符串運(yùn)算符和表達(dá)式1、字符串運(yùn)算符和表達(dá)式

在Python中同樣提供了對字符串進(jìn)行相關(guān)處理的操作，常用的字符串運(yùn)算符及表達(dá)式見書本表2-7所示。

例2-4：字符串運(yùn)算符舉例。a=”python”b=”easy”print(“a+b輸出結(jié)果：”,a+b)#a+b輸出結(jié)果：pythoneasyprint(“a*2輸出結(jié)果：”,a*2)#a*2輸出結(jié)果：pythonpythonprint(“a[1]輸出結(jié)果：”,a[1])#a[1]輸出結(jié)果：yprint(“a[1:6]輸出結(jié)果：”,a[1:6])#a[1:6]輸出結(jié)果：ythonif(“n”ina):print(“n在變量a中”)else:print(“n不在變量a中”)#n在變量a中if(“m”notina):print(“m不在變量a中”)else:print(“m在變量a中”)print(r”\n”)#m不在變量a中#\n2、字符串的格式化

編寫程序的過程中，經(jīng)常需要進(jìn)行格式化輸出，Python中提供了字符串格式化操作符“%”，格式化字符串時(shí)，Python使用一個字符串作為模板。模板中有格式符，這些格式符為真實(shí)預(yù)留位置，并說明真實(shí)數(shù)值應(yīng)該呈現(xiàn)的格式。

例如：>>>print(“I’m%s.I’m%dyearsold”%(‘student’,20))I’mstudent.I’m20yearsold

說明:%s為第一個格式符，表示一個字符串。%d為第二個格式符，表示一個整數(shù)。(‘student’,20)的兩個元素’student’和20分別替換%s和%d的真實(shí)值。在模板和元組之間，有一個%號分隔，它代表了格式化操作。Python中格式符可以包含的類型見書本表2-8所示。

例2-5：字符串的格式化操作舉例。a=50print(“%dtohexis%x”%(a,a))

輸出結(jié)果為：50tohexis32f=3.1415926print(“valueoffis%.4f”%f)

輸出結(jié)果為：valueoffis3.1416students=[{“name”:”susan”,”age”:19},{“name”:”zhaosi”,”age”:20},{“name”:”wangwu”,”age”:21}]print(“name:%10s,age:%10d”%(students[0][“name”],students[0][“age”]))

輸出結(jié)果為：name:susan,age:19print(“name:%-10s,age:%-10d”%(students[1][“name”],students[1][“age”]))

輸出結(jié)果為：name:zhaosi,age:202.4.6

位運(yùn)算符和表達(dá)式

位運(yùn)算符是把數(shù)字看作二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)算，Python中的位運(yùn)算符及其表達(dá)式見書本表2-10所示。1、按位與

兩個操作數(shù)x、y按相同位置的進(jìn)行與操作，兩個位置上都是1時(shí)，其結(jié)果為1，否則為0。

例如：a=00101111

#十進(jìn)數(shù)是47b=00010101

#十進(jìn)數(shù)是21a&b=00000101

#十進(jìn)數(shù)是5

2、按位或

兩個操作數(shù)x、y按相同位置的進(jìn)行或操作，只要有一個位置上是1時(shí)，其結(jié)果為1，否則為0。

例如：a=00101111b=00010101a|b=00111111

#十進(jìn)數(shù)是63

3、按位異或

兩個操作數(shù)x、y按相同位置的進(jìn)行異或操作，位置上的數(shù)相同時(shí)，其結(jié)果為0，否則為1。

例如：a=00101111b=00010101a^b=00111010#十進(jìn)數(shù)是58

4、按位取反

操作數(shù)x的二進(jìn)制位中，1取反為0，0取反為1，符號位也參與操作。

例如：a=00101111~a=11010000#十進(jìn)數(shù)是-48

5、按位左移

兩個操作數(shù)x、y，將x按二進(jìn)制形式向左移動y位，末尾補(bǔ)0，符號位保持不變。向左移動一位等同于乘以2。

a<<2=10111100#十進(jìn)數(shù)是188

6、按位右移

兩個操作數(shù)x、y，將x按二進(jìn)制形式向右移動y位，符號位保持不變。向右移動一位等同于除以2。

a>>2=00001011#十進(jìn)數(shù)是11

2.4.7運(yùn)算符的優(yōu)先級

每一種運(yùn)算符都有一定的優(yōu)先級，用來決定它在表達(dá)式中的運(yùn)算次序。各類運(yùn)算符的優(yōu)先級見書本表2-11所示，運(yùn)算符優(yōu)先級依次從高到低。

如果表達(dá)式中包含括號，Python會首先計(jì)算括號內(nèi)的表達(dá)式，然后將結(jié)果用在整個表達(dá)式中。例如：計(jì)算表達(dá)式a+b*(c-d)/e時(shí)，運(yùn)算符的運(yùn)算次序依次為：（）、*、/、+。

例2-6：運(yùn)算符優(yōu)先級舉例。a=10；b=15；c=20；d=5；e=0；e=(a+b)*c/dprint(“(a+b)*c/d運(yùn)算結(jié)果為：”,e)e=((a+b)*c)/dprint(“((a+b)*c)/d運(yùn)算結(jié)果為：”,e)e=(a+b)*(c/d)print(“(a+b)*(c/d)運(yùn)算結(jié)果為：”,e)e=a+(b*c)/dprint(“a+(b*c)/d運(yùn)算結(jié)果為：”,e)輸出結(jié)果為：(a+b)*c/d運(yùn)算結(jié)果為：100.0((a+b)*c)/d運(yùn)算結(jié)果為：100.0(a+b)*(c/d)運(yùn)算結(jié)果為：100.0a+(b*c)/d運(yùn)算結(jié)果為：70.02.5python常用函數(shù)

1、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)

程序在編寫過程中時(shí)常需要對數(shù)據(jù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。Python中常用的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)見書本表2-12所示。

例如：>>>int(3.6)3>>>int(‘12’,16)#如果是帶參數(shù)base的話，12要以字符串的形式進(jìn)行輸入12為十六進(jìn)制18

>>>long(‘123’)123L>>>x=7>>>eval(‘3*x’)21>>>s=’run’>>>str(s)‘run’

>>>dict={‘runoob’:’’,’google’:’’}#字典>>>repr(dict)"{'runoob':'','google':''}“>>>tuple([1,2,3,4])(1,2,3,4)>>>tuple({1:2,3:4})#針對字典，返回的是字典的key組成的tuple(1,3)

>>>atuple=(123,’xyz’,’abc’)>>>alist=list(atuple)>>>print(alist)[123,’xyz’,’abc’]>>>x=set(‘google’)>>>y=set(‘python’)>>>x,y({‘e’,’o’,’g’,’l’},{‘n’,’o’,’y’,’t’,’p’,’h’})#重復(fù)的被刪除掉>>>dict(a=’a’,b=’b’,c=’c’){‘a(chǎn)’:’a’,’b’:’b’,’c’:’c’}

2、常用的數(shù)學(xué)函數(shù)Python中的math模塊提供了基本的數(shù)學(xué)函數(shù)。使用時(shí)首先用importmath語句將math模塊導(dǎo)入。math模塊中常用的數(shù)學(xué)函數(shù)見書本表2-13所示。

例如：>>>abs(-100.1)100.1>>>pow(2,5)32

>>>importmath#導(dǎo)入math模塊>>>math.fabs(-100.1)100.1>>>math.exp(2)7.38905609893065>>>math.log10(2)0.3010299956639812>>>math.sqrt(4)2.0>>>math.floor(-100.1)-101

>>>math.ceil(-100.1)-100>>>math.sin(3)0.1411200080598672>>>math.cos(3)-0.9899924966004454>>>math.asin(-1)#參數(shù)必須是-1到1之間的數(shù)值。如果參數(shù)值大于1，會產(chǎn)生一個錯誤-1.5707963267948966

>>>math.acos(-1)#參數(shù)必須是-1到1之間的數(shù)值。如果參數(shù)值大于1，會產(chǎn)生一個錯誤3.141592653589793>>>math.tan(3)-0.1425465430742778>>>math.atan(3)1.2490457723982544>>>math.fmod(-10,3)-1.0

3、常用的字符串處理函數(shù)Python提供了常用的字符串處理函數(shù)，見表2-14所示。

例如：>>>string=”pythoniseasy”>>>string.capitalize()‘Pythoniseasy’>>>string.center(20,’*’)‘***pythoniseasy***’

>>>string.count(“s”)2>>>str=”is”>>>string.endswith(str,2,9)Tr