Python程序設(shè)計 課件 第二章 Python基礎(chǔ)語法與數(shù)據(jù)類型

第二章Python基礎(chǔ)語法與數(shù)據(jù)類型Python程序設(shè)計01Python的基礎(chǔ)語法02Python中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型03Python中的高級數(shù)據(jù)類型04本章回顧01Python的基礎(chǔ)語法Python的語法特點Python語言與C、Java等編程語言有許多相似之處，但是也存在一些差異，本小節(jié)將從代碼縮進、注釋、標識符與關(guān)鍵字、命名規(guī)范、編碼規(guī)范、基本輸入輸出函數(shù)6個方面介紹Python語法的特點。代碼縮進Python與C、Java等編程語言最大的區(qū)別就是縮進方式不同，Python不采用大括號“{}”來分隔代碼塊，而是使用縮進來寫模塊?？s進的空白數(shù)量是可變的，可以使用空格或Tab鍵實現(xiàn)，但是要注意的是同一個級別代碼塊的縮進量必須相同，如果不采用合理的代碼縮進將報錯。注釋Python注釋分為單行注釋和多行注釋，單行注釋采用“#”開頭，多行注釋使用三個單引號(''')或三個雙引號(""")。標識符與關(guān)鍵字標識符是計算機語言中用于標識變量、函數(shù)、類、模塊等名稱的有效字符串集合。Python標識符字符串規(guī)則與C、Java等編程語言類似，總結(jié)如下：由字符（A~Z和a~z）、數(shù)字和下劃線組成，但數(shù)字不能作為第一個字符。不能包含空格、@、%等特殊字符。不能包含Python關(guān)鍵字，可使用標準庫中的keyword模塊查看。命名規(guī)范在編寫代碼時，命名很重要，好的名字可以增加代碼的可讀性，下面列出了常用的命名規(guī)范供參考。包名不宜過長，全部使用小寫字母，不推薦使用下劃線，如mypackage。模塊名不宜過長，全部使用小寫字母，多個單詞間可以使用下劃線“_”分隔，如my_module。類名應(yīng)使用首字母大寫的單詞串（駝峰命名），如MyClass。函數(shù)、變量及屬性命名規(guī)則與模塊類似，即全部使用小寫字母，多個單詞間可以使用下劃線分隔。常量、全局變量全部使用大寫字母，多個單詞間可以使用下劃線分隔。單下劃線“_”開頭的模塊或函數(shù)是受保護的，雙下劃線“__”開頭的實例變量或方法是類私有的。Python編碼規(guī)范PEP8PEP8由吉多團隊于2001年7月創(chuàng)建，是Python增強提案的縮寫，版本號為8。它約定了Python代碼的編碼規(guī)范，涵蓋9大類要求，部分常用要求如下：一、文檔編排1.一個import語句只導入一個模塊，不采用“importos,sys”形式。2.若用“fromXXimportXX”引用庫，可省略“module.”，但可能與本地名字沖突時需采用“importXX”。二、代碼編排1.使用4個空格縮進，不用Tab，不能混合使用Tab和空格。2.不行尾加分號，不將兩條命令放同一行。3.每行字符數(shù)不超79，超則用小括號連接多行內(nèi)容。4.if/for/while語句即使執(zhí)行語句只有一句也須另起一行。Python編碼規(guī)范PEP8三、注釋1.與代碼自相矛盾的注釋比沒注釋更差，修改代碼時要優(yōu)先更新注釋。2.注釋塊通常應(yīng)用在代碼前，并和這些代碼有同樣的縮進。四、空格（總體原則，避免不必要的空格）1.各種右括號、逗號、冒號、分號前不要加空格。2.函數(shù)的左括號前、序列的左括號前不要加空格。如Func(1)、list[2]。3.文件中的函數(shù)與類之間應(yīng)該用兩個空行隔開；同一個類中，各方法之間應(yīng)該用一個空行隔開。4為變量賦值的時候，賦值符號的左側(cè)和右側(cè)應(yīng)該各自寫上一個空格，而且只寫一個?；据斎胼敵龊瘮?shù)Python中最基本的輸入和輸出函數(shù)是input函數(shù)和print函數(shù)，這兩個函數(shù)我們在“計算體脂率”的案例中都使用過。(1)input函數(shù)input函數(shù)是Python的內(nèi)置函數(shù)，用于接收用戶在鍵盤的輸入信息，基本語法如下：str用于保存輸入的變量，在Python3中，無論從鍵盤輸入的是數(shù)字還是字符都將被做為字符串讀取，所以在“計算體脂率”案例中使用了int、float函數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型?；据斎胼敵龊瘮?shù)print函數(shù)是我們接觸Python時用到的第一個函數(shù)，使用它可以將結(jié)果輸出到控制臺，也可以輸出到指定文件中，右圖為基本輸入輸出函數(shù)的使用案例。Python運算符運算符是一種用于執(zhí)行特定的數(shù)學或邏輯操作的符號，Python提供了豐富的運算符，包括算術(shù)運算符、賦值運算符、比較運算符、邏輯運算符、位運算符等。1.算術(shù)運算符：是用來處理基本的數(shù)學四則運算的符號，Python常用的算術(shù)運算符總結(jié)如下圖所示。賦值運算符2.賦值運算符主要用于為變量賦值。變量在編程語言中是程序員定義的一串字符，代表一個數(shù)據(jù)，也可以說是程序員給這個數(shù)據(jù)起的名字。Python中常用的賦值運算符總結(jié)如表下圖所示。比較運算符3.比較運算符，又稱關(guān)系運算符，主要用于對變量或表達式結(jié)果進行比較（表達式是使用運算符將不同類型的數(shù)據(jù)連接起來的式子），其返回結(jié)果有True（真）和False（假）兩種。Python常用的比較運算符總結(jié)如下圖所示。邏輯運算符4.邏輯運算符用來表示日常交流中的“并且”，“或者”，“除非”等思想，邏輯運算符可以將兩個或多個關(guān)系表達式連接成一個或使表達式的邏輯反轉(zhuǎn)。Python常用的邏輯運算符總結(jié)如下圖所示。其他運算符除了上述運算符之外，Python還有成員運算符、身份運算符、位運算符（把數(shù)字看作二進制來進行計算），總結(jié)如右圖所示。運算符優(yōu)先級在使用運算符時，是有優(yōu)先級的，優(yōu)先級高的運算先執(zhí)行，優(yōu)先級低的運算后執(zhí)行，同一優(yōu)先級的運算從左到右順序執(zhí)行。表2-6中按照優(yōu)先級由高到低的順序列出了Python運算符。運算符優(yōu)先級關(guān)于運算符的使用舉例如下圖所示。02Python基本數(shù)據(jù)類型數(shù)字類型數(shù)字類型主要用于存儲數(shù)值，數(shù)字類型是不可改變的。如果修改了數(shù)字類型中的變量值，那么會先把該值存放到內(nèi)存中，然后讓其指向新的內(nèi)存地址。Python中的數(shù)字類型包括整數(shù)（int）、浮點數(shù)（float）和復數(shù)（complex）。整數(shù)整數(shù)用來表示數(shù)學中的整數(shù)數(shù)值，包括正整數(shù)、負整數(shù)和0。在Python中，整數(shù)按照表現(xiàn)形式可分為十進制整數(shù)（默認）、二進制整數(shù)、八進制整數(shù)和十六進制整數(shù)，相關(guān)描述如下圖所示。需要注意的是不管用什么方式表示整數(shù)，在計算機中，所有數(shù)據(jù)都是以二進制方式存放在內(nèi)存中。浮點數(shù)浮點數(shù)可表示數(shù)學中小數(shù)，如3.1415926、1.414等，且能用科學計數(shù)法形式（以e/E表示，如3.14可寫成多種形式）表示。使用浮點數(shù)計算時需注意，因計算機系統(tǒng)中的說小數(shù)以二進制形式存于內(nèi)存，其計算會有與數(shù)學上不同的現(xiàn)象，如下圖所示浮點數(shù)由于0.1和0.2在內(nèi)存中是以一個非常接近的數(shù)字存儲的，所以兩者相加，得到的數(shù)字不是精確的0.3?；谝陨显?，在編程語言中，不能直接使用比較運算符“==”判斷浮點數(shù)的大小，如右圖所示。復數(shù)Python中的復數(shù)用來表示數(shù)學中的復數(shù)，形式與數(shù)學中一致，都是由實部和虛部組成，如a+bj，其中a代表實部，b代表虛部?？梢苑謩e使用real和imag來訪問復數(shù)的實部和虛部，如右圖所示。字符串類型字符串是用于表示文本的數(shù)據(jù)類型，可由數(shù)字、字母、下劃線組成。在Python中，用英文引號標識的一串字符就是字符串類型數(shù)據(jù)。右圖中的四種引號形式都可以表示字符串，但是需要注意前面和后面使用的引號形式必須一致。轉(zhuǎn)義字符Python中的字符串支持轉(zhuǎn)義字符，轉(zhuǎn)義字符即使用反斜杠“\”對一些特殊字符進行轉(zhuǎn)義，常用的轉(zhuǎn)義字符總結(jié)如下圖所示。字符串的基本操作字符串的基本操作包括可以使用加號“+”進行字符串連接，使用索引訪問字符串中的字符，使用切片截取字符串，使用成員運算符判斷字符串中是否包含給定字符等，總結(jié)如下圖所示。應(yīng)用舉例運行結(jié)果如下圖所示格式化字符串格式化字符串是指先制定好一個模板，在這個模板上預(yù)留幾個空位，然后再根據(jù)需要填上相應(yīng)的內(nèi)容。在Python中，格式化字符串有兩種方式，分別是使用“%”操作符和使用format方法。格式化字符串(1)使用“%”操作符格式化字符串使用“%”操作符格式化字符串的語法如下：格式化字符串(1)使用“%”操作符格式化字符串使用“%”操作符格式化字符串的語法如下：格式化字符串(2)使用format方法格式化字符串字符串對象提供了format方法用于進行字符串格式化，它是通過{}和:來代替%（目前格式化字符串一般使用format方法，%方式不太常用了），其語法如下：其中template用于指定字符串的顯示樣式即模板，exp用于指定要轉(zhuǎn)換的項，如果有多項，則使用逗號進行分隔。接下來重點介紹創(chuàng)建模板，模板是使用“{}”和“:”來指定占位符，其語法格式如下：格式化字符串應(yīng)用舉例格式化字符串(3)f-string格式化字符串在Python3.6中，新增了一種格式化字符串的使用，即f-string，其可以直接在占位符中插入變量，使用起來更方便，如下圖所示。從下圖中我們可以看出，f-string格式化字符串的使用方式很簡單，首先在需格式化的字符串前使用字母f，然后將被替換字段放入大括號“{}”中即可。字符串常用方法在開發(fā)過程中，經(jīng)常需要對字符串進行操作，如替換字符串中的某個字符、字符串切割等，現(xiàn)將常用的方法總結(jié)如右圖所示應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例布爾類型布爾類型用于表示真值或假值，在Python中用常量True和False表示，比較運算符返回值為布爾類型。Python里布爾類型是int類型子類，True可表1，F(xiàn)alse可表0，如右圖所示在Python中，所有對象可做真值測試，除以下幾種情況結(jié)果為假外，多數(shù)情況為真：-False或None。-數(shù)字中的0。-空序列（含字符串、元組、字典、列表，下面詳細介紹）。03Python高級數(shù)據(jù)類型在上面中我們介紹了數(shù)字（整數(shù)、浮點數(shù)、復數(shù)）、字符串、布爾三種基本數(shù)據(jù)類型，本節(jié)我們將介紹列表、元組、字典這三種在開發(fā)中非常常用的高級數(shù)據(jù)類型。列表、元組、字典，還有之前介紹的字符串都屬于序列，序列指的是一塊可存放多個值的連續(xù)內(nèi)存空間，這些值按一定順序排列，所以每一個值都有一個對應(yīng)的位置編號，即索引，如下圖所示。列表的特點列表即List，是Python中使用非常頻繁的數(shù)據(jù)類型，列表中的所有元素都放在一對中括號“[]”中，兩個相鄰元素間使用逗號“，”分隔。1.列表的特點列表非常靈活，其特點可總結(jié)如下：列表是任意對象的有序集合，可變序列。列表中的元素可以是數(shù)字、字符串、元組等Python支持的所有數(shù)據(jù)類型。同一個列表中，元素的類型可以不同。列表的創(chuàng)建與刪除列表的創(chuàng)建可以使用最基本的“[]”形式，也可以使用list方法，列表的刪除可以使用del語句，舉例如右圖所示。列表的創(chuàng)建與刪除上頁中使用的range()函數(shù)是Python內(nèi)置的函數(shù)，返回的是一個可迭代對象，其語法如下：列表常用操作與方法列表是序列的一種，所以序列的常用操作和函數(shù)（如右圖所示），列表也都可以使用。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例列表常用操作與方法除此之外，列表還有一些常用的添加、刪除元素等方法，如右圖所示。應(yīng)用舉例元組元組即Tuple，是與列表相似的數(shù)據(jù)類型，不同之處在于元組不能修改。元組中的所有元素都放在一對圓括號“()”中，兩個相鄰元素間使用逗號“，”分隔。1.元組的使用由于元組是不可變序列，所以序列通用操作和常用方法中，關(guān)于修改元素的內(nèi)容元組都不支持，如右圖所示。元組列表中的關(guān)于添加、刪除元素的方法，在元組中也不支持，如右圖所示，元組只支持count和index兩個方法。應(yīng)用舉例元組與列表的區(qū)別元組與列表非常類似，它們之間的主要區(qū)別總結(jié)如下：列表使用中括號“[]”創(chuàng)建，元組使用小括號“()”創(chuàng)建。

列表是可變序列，元組是不可變序列。列表可以使用索引和切片的方式訪問和修改元素，元組也可以使用索引和切片訪問元素，但不支持修改元素。列表中可以使用append()、insert()、remove()等方法添加、刪除元素，而元組中沒有這些方法。元組比列表的訪問和處理速度快，所以元組可以用于保存程序中不會修改的內(nèi)容。字典字典即Dict，也是Python中使用非常頻繁的數(shù)據(jù)類型，與列表類似，不同的是字典是無序可變序列。字典中的所有元素都放在一對大括號“{}”中，兩個相鄰元素間使用逗號“，”分隔，字典中的元素是“鍵(key)值(value)對”類型，每個鍵和值之間用冒號“:”分隔，通過key可以快速找到value。元組字典的創(chuàng)建可以使用最基本的“{}”形式，也可以使用dict方法。舉例如下圖所示。字典的常用方法字典的常用方法總結(jié)如下圖所示。應(yīng)用舉例集合集合即Set，用于表示不重復元素，是無序、可變序列。在Python中，集合中的所有元素都放在一對大括號“{}”中，兩個相鄰元素間使用逗號“，”分隔。1.集合的創(chuàng)建集合有兩種創(chuàng)建方式，一種是直接使用大括號“{}”創(chuàng)建，另一種是使用set()函數(shù)，set()函數(shù)可以將字符串、列表等類型轉(zhuǎn)換為集合，舉例如下頁所示應(yīng)用舉例從下圖的運行結(jié)果可看出，集合是無序的，且如果創(chuàng)建集合時有重復元素，將只保留一個元素，還有一點需要注意的是創(chuàng)建空集合只能使用set()函數(shù)，因為使用大括號“{}”創(chuàng)建，將代表是空字典。集合的常用方法集合的常用方法總結(jié)如下圖所示。應(yīng)用舉例集合的運算集合可以進行交集、并集、差集運算，這是和列表、字典等其它序列的最大區(qū)別。關(guān)于集合運算的相關(guān)方法總結(jié)如下圖所示。列表

元組

字典

集合的關(guān)系本節(jié)分別介紹了列表、元組、字典、集合的基本使用，它們都屬于序列，有很多相似的地方，也有很多區(qū)別，總結(jié)如下圖所示。03數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換Python是動態(tài)類型的編程語言，也稱為弱類型編程語言，它不需要像Java、C一樣在使用變量前聲明變量類型，但有時需要用到類型轉(zhuǎn)換。右圖為常用的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)。應(yīng)用舉例列表、元組、字典的遍歷案例【案例描述】某健身培訓班學生分為A、B、C三組，每組共有學員5人。A組成員包括趙錢、孫李、周吳、鄭王、馮陳，成績分別為79、68、77、86、92；B組成員包括褚衛(wèi)、蔣沈、韓楊、朱秦、尤許，成績分別為81、83、62、76、82；C組成員包括何呂、施張、孔曹、嚴華、金魏，成績分別為96、73、76、81、82?！景咐蟆竣俜謩e打印輸出A組、B組、C組的總分數(shù)、平均分數(shù)、最高分和最低分。②分別打印輸出A組、B組、C組的成績單。③統(tǒng)計該班級的總成績并按照分數(shù)從高到低打印成績單。案例案例04本章回顧1.關(guān)于Python語法和命名規(guī)范，描述錯誤的是（）。A.Python采用大括號“{}”來分隔代碼塊B.Python注釋分為單行注釋和多行注釋C.在Python中，模塊名不宜過長，全部使用小寫字母D.在Python中，常量、全局變量全部使用大寫字母2.關(guān)于PEP8編碼規(guī)范，描述錯誤的是（）。A.PEP是PythonEnhancementProposal（Python增提案）的縮寫，

8是