Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（微課版）-課件 CH02-Python編程與調(diào)試

第2章Python編程與調(diào)試2主要內(nèi)容1.Python編程工具2.PythonIdle編寫和調(diào)試程序3.AnacondaSpyder編程與調(diào)試1.PythonIDE集成開發(fā)環(huán)境（IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE）是一種輔助程序開發(fā)人員進(jìn)行開發(fā)工作的應(yīng)用軟件，往往集成了代碼編寫功能、語(yǔ)法檢測(cè)功能、編譯和調(diào)試功能。IDE可以幫助開發(fā)人員加快開發(fā)速度，提高開發(fā)效率。交互式解釋器：交互就是一問一答解釋器的功能將高級(jí)語(yǔ)言解釋給機(jī)器聽，也就是將代碼轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能懂的機(jī)器碼Python編程工具常用的Python編程工具PythonIdleAnacondaSpyderPycharmEclipsewithPyDev各種在線編輯器PythonIdle下載與安裝IDLE是Python標(biāo)準(zhǔn)發(fā)行版的一個(gè)簡(jiǎn)單小巧的集成開發(fā)環(huán)境，包括交互命令行、編輯器、調(diào)試器等基本組件，足以應(yīng)付多數(shù)應(yīng)用。地址/downloads/windows/PythonIdle幫助help()函數(shù)查看模塊和函數(shù)的信息。help(對(duì)象)help①查看內(nèi)置函數(shù)和類型信息。help(max)help(list)help(set)help②查看模塊信息。importsyshelp(sys)help②查看模塊內(nèi)部函數(shù)信息。importsyshelp(sys.exit)2.PythonIdle編寫和調(diào)試程序啟動(dòng)PythonIdle,可以在Shell中運(yùn)行Python命令PythonIdle編寫和調(diào)試程序調(diào)整Idle中文本的字體、大小options->ConfigureIdlePythonIdleShell當(dāng)命令有錯(cuò)時(shí)，報(bào)錯(cuò)誤信息Idle編輯器編寫和運(yùn)行程序Shell中File->NewFile保存：File->Save運(yùn)行程序：Run->RunModule或F5鍵特點(diǎn)：（1）語(yǔ)法高亮顯示（2）自動(dòng)縮進(jìn)（4個(gè)空格）（3）單詞自動(dòng)完成功能（Edit->ExpandWord或者Alt+/）程序錯(cuò)誤程序出錯(cuò)是難以避免的語(yǔ)法錯(cuò)誤：代碼違反Python語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)則,在運(yùn)行時(shí)，Python解釋器會(huì)給出提示運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤：邏輯錯(cuò)誤：語(yǔ)法錯(cuò)誤第1行，雙引號(hào)不能是中文第2行,少一個(gè)右括號(hào)第3行，變量名2a錯(cuò)，缺少*第5行，逗號(hào)、右括號(hào)不能為中文第1行第2,3行第5行第5行【例2.1】語(yǔ)法錯(cuò)誤。a=float(input("請(qǐng)輸入a:“))#1b=float(input("請(qǐng)輸入b:")#2c=2a*b

#3d=a/b

#4print("c="，c）

#5print("d=",d)

#6語(yǔ)法錯(cuò)誤修改后的程序，運(yùn)行結(jié)果。運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤輸入文本“tianjin”不能轉(zhuǎn)換為數(shù)字浮點(diǎn)數(shù)不能被0除運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤：程序在執(zhí)行時(shí)被檢測(cè)出的錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤：程序沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤，運(yùn)行時(shí)也沒問題，但是結(jié)果出錯(cuò)。邏輯錯(cuò)誤往往就是算法本人有問題或者編程時(shí)誤操作引起。用調(diào)試器的單步調(diào)試的方法，發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤。Debug調(diào)試器Debug調(diào)試器暫停程序執(zhí)行、單步執(zhí)行程序，檢查變量值，幫助分析和查找邏輯錯(cuò)誤。Shell:Debug->DebuggerDebug調(diào)試器go：正常執(zhí)行程序到結(jié)束，或到達(dá)一個(gè)斷點(diǎn)Step：執(zhí)行當(dāng)前行代碼后暫停，變量取值會(huì)更新；當(dāng)前行代碼如果是函數(shù)，則進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部，執(zhí)行函數(shù)內(nèi)第一行代碼Over：執(zhí)行當(dāng)前行代碼，不進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部Out：全速執(zhí)行代碼，直到從當(dāng)前函數(shù)返回。Quit：停止調(diào)試。Debug調(diào)試程序（1）Shell執(zhí)行”Debug->Debugger“命令，打開Debug窗口顯示[DEBUGON]Debug調(diào)試程序（2）文件窗口執(zhí)行“Run->RunModule”命令Debug調(diào)試程序①單擊“Over”命令，執(zhí)行當(dāng)前行代碼②在Shell中輸入數(shù)據(jù)③注意觀察變量的變化，查找程序邏輯錯(cuò)誤。返回①繼續(xù)。Debug調(diào)試程序程序調(diào)試完畢，再次執(zhí)行Shell“Debug->Debugger”命令，顯示[DEBUGOFF]斷點(diǎn)當(dāng)程序代碼行很多，希望直接到達(dá)某一行，開始單步調(diào)試時(shí)，可以將該行設(shè)定為斷點(diǎn)。（1）鼠標(biāo)右鍵單擊斷點(diǎn)行，執(zhí)行“SetBreakpoint”命令，該行變?yōu)辄S色。斷點(diǎn)（2）啟動(dòng)Debugger，執(zhí)行Debug->Debugger“命令（3）執(zhí)行”Run->RunModule”命令（4）go，程序直接停止在斷點(diǎn)行（5）Over，調(diào)試程序Anaconda下載與安裝Anaconda（官方網(wǎng)站）就是可以便捷獲取包且對(duì)包能夠進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)環(huán)境可以統(tǒng)一管理的發(fā)行版本。Anaconda包含了conda、Python在內(nèi)的超過180個(gè)科學(xué)包及其依賴項(xiàng)。下載/products/individual3.AnacondaSpyder編程（1）打開spyder，F(xiàn)ile->Newfile，編程（2）語(yǔ)法錯(cuò)誤語(yǔ)句左側(cè)出現(xiàn)，光標(biāo)在上邊會(huì)顯示錯(cuò)誤提示。（3）運(yùn)行時(shí)提示語(yǔ)法錯(cuò)誤AnacondaSpyder編程（3）程序在運(yùn)行時(shí)，會(huì)提示語(yǔ)法錯(cuò)誤Spyder編程程序修改好后，單擊或執(zhí)行Run->Run或F5鍵運(yùn)行程序。Spyder編程單擊Varible標(biāo)簽，觀看內(nèi)存中變量取值情況可以進(jìn)行變量操作，如removeallVariblesSpyder調(diào)試程序運(yùn)行選中的或當(dāng)前行開始調(diào)試程序運(yùn)行當(dāng)前行，不進(jìn)入函數(shù)運(yùn)行當(dāng)前行或進(jìn)入函數(shù)退出函數(shù)運(yùn)行到斷點(diǎn)或結(jié)束結(jié)束調(diào)試Spyder調(diào)試程序Debug菜單Spyder調(diào)試程序DebugFile或Ctrl+F5，開始調(diào)試Spyder調(diào)試程序①運(yùn)行當(dāng)前行（RunCurrentLine或Ctrl+F10）②輸入數(shù)據(jù)③觀察變量取值，發(fā)現(xiàn)問題返回①運(yùn)行到結(jié)束結(jié)束調(diào)試Spyder調(diào)試程序-斷點(diǎn)設(shè)定或取消斷點(diǎn)：光標(biāo)落入當(dāng)前行，執(zhí)行“Debug->set/clearBreakpoint”命令，或者單擊行左側(cè)。Spyder調(diào)試程序-斷點(diǎn)DebugFile或Ctrl+F5，開始調(diào)試continue，運(yùn)行到斷點(diǎn)繼續(xù)單步調(diào)試在線編輯調(diào)試網(wǎng)絡(luò)中有很多在線編輯工具，包括手機(jī)版turtle繪圖turtle庫(kù)是Python的繪圖的庫(kù)，也稱海龜作圖。想象成一個(gè)小海龜，以畫布中心為坐標(biāo)原點(diǎn)、橫軸x和縱軸為y的坐標(biāo)系中，根據(jù)指令移動(dòng)，改變海龜?shù)奈恢?、方向和狀態(tài)，從而繪制圖形。turtle庫(kù)導(dǎo)入與使用在使用turtle庫(kù)繪圖之前，需要先引入turtle庫(kù)。【例2.2】導(dǎo)入庫(kù)importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.circle(100)#繪圖窗體與畫布turtle設(shè)置繪圖主窗體的高、寬、位置。width,height：寬和高，像素?cái)?shù)；為小數(shù)時(shí)為屏幕比例。startx,starty：舉例屏幕左上角定點(diǎn)坐標(biāo)，為空時(shí)默認(rèn)為屏幕中心。setup(width,height,startx,starty)設(shè)置窗體【例2.2】設(shè)置窗體importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.setup(0.1,0.1,10,10)turtle.circle(20)#繪圖importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.setup(100,100)turtle.circle(20)#繪圖畫布畫布是tutle展開的用于繪圖的區(qū)域。screensize(width,height,bg)width：寬height：高bg：背景色畫布【例2.3】設(shè)置畫布importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.setup(500,500)#窗體turtle.screensize(200,200,"yellow")#畫布turtle.circle(100)#繪圖繪圖函數(shù)turtle內(nèi)置的函數(shù)包括畫筆狀態(tài)、顏色控制、填充、移動(dòng)與繪畫、turtle狀態(tài)等。畫筆狀態(tài)函數(shù)在繪圖過程中，需要控制畫筆的狀態(tài)。命令格式功能pendown()放下筆移動(dòng)，移動(dòng)時(shí)繪制圖形，默認(rèn)時(shí)為繪制penup()提起筆移動(dòng)，移動(dòng)時(shí)不繪制圖形pensize()繪制圖形時(shí)畫筆的寬度，默認(rèn)為1Pen()獲取畫筆isdown()返回畫筆是否放下的狀態(tài)hideturtle()隱藏畫筆形狀Showturtle()顯示畫筆形狀顏色設(shè)置畫筆的顏色命令格式功能pencolor(colorstring)設(shè)置畫筆顏色color(color1,color2)設(shè)置color1畫筆顏色，color2填充色畫筆狀態(tài)顏色【例2.4】設(shè)置畫筆狀態(tài)顏色importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.setup(500,500)#窗體turtle.screensize(200,200,"yellow")turtle.pensize(10)#畫筆寬度turtle.pencolor("red")#畫筆顏色turtle.circle(100)#繪圖顏色填充將一個(gè)封閉的區(qū)域用指定顏色填充，先用fillcolor()指定填充色，用begin_fill()和end_fill()將繪制封閉區(qū)域語(yǔ)句包括其間命令格式功能fillcolor(colorstring)設(shè)置繪圖的填充色begin_fill()開始填充圖形end_fill()填充完成filling()返回當(dāng)前是否在填充狀態(tài)顏色填充【例2.5】設(shè)置畫筆狀態(tài)顏色importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.setup(500,500)#窗體turtle.screensize(200,200,"yellow")turtle.pensize(10)turtle.pencolor("red")turtle.fillcolor("blue")turtle.begin_fill()turtle.circle(100)#繪圖turtle.end_fill()輔助繪圖控制輔助繪圖控制函數(shù)，清空窗口、重置turtle狀態(tài)等。命令格式功能Clear()清空turtle窗口reset()重置turtle狀態(tài)done()啟動(dòng)事件循環(huán)，必須是繪圖的最后一條語(yǔ)句write(s,[,font=("font-name",font-size,"font_type")])寫文本，s為文本內(nèi)容寫文本【例2.6】設(shè)置畫筆狀態(tài)顏色importturtle#導(dǎo)入turtle庫(kù)turtle.setup(500,500)#窗體turtle.screensize(200,200,"yellow")turtle.pencolor("red")turtle.write("python",font=("TimesNewRoman",60))移動(dòng)與繪畫函數(shù)控制畫筆的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、直接移動(dòng)到某個(gè)位置、畫圓、正多邊形等。命令格式功能forward(x)向前移動(dòng)x像素backward(x)向后移動(dòng)x像素right(x)向右轉(zhuǎn)x度left(x)向左轉(zhuǎn)x度goto(x,y)將畫筆移動(dòng)到坐標(biāo)為x、y的位置circle(x,extent=y,steps=z)x：以x為半徑畫圓，當(dāng)x為負(fù)數(shù)時(shí)反向繪制Extent：y角度數(shù)值，畫圓的一段弧Steps：整數(shù)z，繪制z條邊的正多邊形home()設(shè)置畫筆當(dāng)前位置為原點(diǎn)，坐標(biāo)(0,0)，朝向東speed(x)畫筆繪制的速度，x的范圍為[0,10]繪圖【例2.7】畫一個(gè)正方形importturtle#導(dǎo)入turtle模塊turtle.setup(500,500)#窗體t=turtle.Pen()#創(chuàng)建畫筆對(duì)象t.forward(100)#從中心位置向前移動(dòng)100個(gè)像素t.left(90)#向左轉(zhuǎn)90°t.forward(100)t.left(90)t.forward(100)t.left(90)t.forward(100)t.left(90)繪圖【例2.8】畫一個(gè)五角星importturtleturtle.setup(500,500)#窗體t=turtle.Pen()t.color("red")t.pensize(5)turtle.goto(0,0)turtle.speed(10)turtle.forward(100);turtle.right(144)turtle.forward(100);turtle.right(144)turtle.forward(100);t