智能網聯(lián)汽車計算平臺部署與測試 課件 5.2 Python的認知

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計算平臺部署與測試項目五ROS的安裝與使用目錄01.C++的認知02.Python的認知03.ROS的認知04.ROS的安裝05.ROS文件系統(tǒng)的構建06.ROS通信系統(tǒng)的構建02.Python的認知易于學習且功能強大的編程語言從鍵盤輸入三個數(shù)字，用Python程序將最大值找出，并輸出結果。任務描述（1）掌握Python程序的結構、函數(shù)的結構和程序開發(fā)過程（2）掌握算法的特性和程序的三種基本結構，能夠使用流程圖或N-S圖來描述算法（3）熟練使用順序結構、選擇結構和循環(huán)結構編寫程序，解決實際問題（4）能夠熟練的使用函數(shù)編寫程序，掌握函數(shù)的定義、聲明、調用及參數(shù)的傳遞方式（5）掌握面向對象的程序設計、類屬性與實例屬性、類方法與實例方法、構造函數(shù)與析（6）能夠用Python表達式表達實際問題，具有解決簡單應用問題程序設計能力（7）具有解決綜合應用問題程序設計能力、程序閱讀能力和程序調試能力，建立結構化程序設計與面向對象程序設計的思想（8）養(yǎng)成善于思考、深入研究的良好自主學習的習慣和創(chuàng)新精神（9）培養(yǎng)結構化程序設計思想和良好的編碼規(guī)范（10）培養(yǎng)細致縝密的工作態(tài)度、團結協(xié)作的良好品質、溝通交流和書面表達能力（11）養(yǎng)成愛崗敬業(yè)、遵守職業(yè)道德規(guī)范、誠實、守信的高尚品質。任務目標任務準備防護裝備常規(guī)實訓著裝01教學設備計算機平臺02教學工具IDLE、Anaconda303一、概述（一）什么是PythonPython是一種直譯式，面向對象，解釋式的腳本語言，是極少數(shù)能兼具簡單和功能強大的編程語言。Python是一款易于學習且功能強大的編程語言。它具有高效率的數(shù)據(jù)結構，能夠簡單且有效地實現(xiàn)面向對象的編程。Python以其簡潔的語言和動態(tài)輸入的特性，加上解釋性語言的本質，使其成為一種在多領域與絕大多數(shù)平臺都能進行腳本編寫和快速應用開發(fā)的理想語言。Python語言在系統(tǒng)運維、圖形處理、數(shù)學處理、文本處理、數(shù)據(jù)庫編程、網絡編程、web編程、多媒體應用、pymo引擎、黑客編程、爬蟲編寫、機器學習、人工智能等領域得到廣泛的應用。一、概述（二）Python發(fā)展簡史版本發(fā)布年份主要新特性Python1.01994第一個正式版本，僅支持最基本的編程功能Python2.02000引入了廣泛的改進，包括內存管理的改進和新的類型Python2.52006增加了@裝飾器語法、全面的with語句支持Python2.62008引入了xrange，在大數(shù)據(jù)集上性能有明顯改進Python2.72010支持with語句的重要補充，以及其他小改進和bug修復Python3.02008不完全向后兼容Python2的新版本，主要改進了類型安全和錯誤處理Python3.12008增加了super()函數(shù)和os.urandom()Python3.22011增加了collections模塊中的Counter和OrderedDict類型Python3.32012引入了@裝飾器的函數(shù)形式，以及hash()的一致性Python3.42014引入了venv模塊，用于虛擬環(huán)境Python3.52015增加了@裝飾器的復合表達式，以及PEP465和PEP466Python3.62016增加了typing模塊，以及PEP523（**kwargs在函數(shù)注解中的應用）Python3.72018增加了數(shù)據(jù)類，并發(fā)性改進，以及PEP572（運行時變量注解）Python3.82019增加了assignmentexpression(:=)（三）Python語言的主要特點一、概述01.簡單02.易學03.免費、開源04.高層語言05.可移植性06.解釋性07.面向對象08.可擴展性09.豐富的庫10.規(guī)范的代碼（四）Python的開發(fā)環(huán)境由JetBrains打造的一款PythonIDE。PyCharm還提供了一些很好的功能用于Django開發(fā)，同時支持GoogleAppEngine。PyCharm是一個跨平臺的編輯器。具有漂亮的用戶界面和強大的功能。使用SublimeTExt的插件擴展功能，可以輕松地打造一款不錯的PythonIDE。SublimeTExt可以為多種語言提供集成開發(fā)環(huán)境。PyDev項目實現(xiàn)了一個功能強大的Eclipse插件，能夠將Eclipse當作PythonIDE。EclipsewithPydev一、概述由微軟開發(fā)且跨平臺的免費源代碼編輯器。該軟件支持語法高亮、代碼自動補全、代碼重構、查看定義功能，并且內置了命令行工具和Git版本控制系統(tǒng)。使用MonacoEditor作為其底層的代碼編輯器。VSCode二、Python基本概念和語法（一）Python程序的運行交互式編程交互式編程不需要創(chuàng)建腳本文件，是通過Python解釋器的交互模式進來編寫代碼。在Ubuntu終端上輸入Python命令即可啟動交互式編程。提示窗口如圖所示：在python提示符“>>>”后面輸入語句print(“Hello,Python!”)，然后按下Enter鍵，就可以在屏幕上看到該語句的運行結果，如圖所示。二、Python基本概念和語法（一）Python程序的運行腳本編程通過腳本參數(shù)調用解釋器開始執(zhí)行腳本，直到腳本執(zhí)行完畢。當腳本執(zhí)行完成后，解釋器不再有效。以一個最簡單的Python腳本程序為例。將如圖所示的源代碼拷貝至test.py文件中，注意所有的Python文件都是以.py為擴展名的。然后在Ubuntu終端上執(zhí)行如下命令：pythontest.py，在屏幕上同樣能看到該程序的運行結果，如圖所示。二、Python基本概念和語法（二）Python的基礎語法標識符Python的標識符由字母、數(shù)字、下劃線組成。標識符可以包括英文、數(shù)字以及下劃線(_)的任何組合，但不能以數(shù)字開頭。Python的標識符是區(qū)分大小寫的。以下劃線開頭的標識符具有特殊意義。以單下劃線開頭_foo的標識符代表不能直接訪問的類屬性，需通過類提供的接口進行訪問，并且不能用fromxxximport*來導入。以雙下劃線開頭的__foo代表類的私有成員。以雙下劃線開頭和結尾的__foo__是Python中特殊方法的專用標識，如__init__()代表類的構造函數(shù)。二、Python基本概念和語法（二）Python的基礎語法縮進縮進的空白字符數(shù)是可變的，但是所有代碼塊語句必須包含相同的縮進空白字符數(shù)（空格或Tab），這個必須嚴格執(zhí)行，否則會發(fā)生如下錯誤：IndentationError：unindentdoesnotmatchanyouterind

entationlevelIndentationError：unexpectedindentPython對格式要求非常嚴格。在Python的代碼塊中必須使用相同數(shù)目的行首縮進空白字符。建議在每個縮進層次使用單個制表符或兩個空格或四個空格，切記不能混用。注釋Python注釋分為單行注釋和多行注釋。單行注釋采用#開頭。注釋可以在語句或表達式行末。多行注釋使用三個單引號'''或三個雙引號"""。二、Python基本概念和語法（三）變量變量是存儲在內存中的值，基于變量的數(shù)據(jù)類型，解釋器會為它分配指定的內存，并決定什么數(shù)據(jù)可以被存儲在該內存區(qū)域中。因此，變量可以分為不同的數(shù)據(jù)類型，可以是整數(shù)，小數(shù)或字符等。與C++等語言不同，Python的變量在賦值時創(chuàng)建，不需要事先進行類型聲明。每個變量在內存中創(chuàng)建，都包括變量的標識，名稱和數(shù)據(jù)這些信息。等號”=“用來給變量賦值，等號的左邊是一個變量名，等號的右邊則是存儲在該變量中的值，例如：二、Python基本概念和語法（三）變量Numbers（數(shù)字）是表示數(shù)值的數(shù)據(jù)類型。支持四種不同的數(shù)字類型。01String（字符串）由數(shù)字、字母、下劃線組成的一串字符。是表示文本的數(shù)據(jù)類型。02List（列表）是使用最頻繁的數(shù)據(jù)類型?？梢酝瓿纱蠖鄶?shù)集合類的數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)。03Tuple（元組）類似于List，用()標識。內部元素之間用逗號隔開。不能二次賦值，相當于只讀列表。04Dictionary（字典）是Python語言除List以外最靈活的內置數(shù)據(jù)結構類型。05二、Python基本概念和語法（四）運算符運算符是一種告訴解釋器執(zhí)行特定的數(shù)學或邏輯操作的符號。Python內置了豐富的運算符，并提供了以下類型的運算符：1）算術運算符：+（加）、—（減）、*（乘）、/（除）、%（模）、**（冪）、//（取整除）2）比較運算符：=（等于）、!=（不等于）、>（大于）、<（小于）、>=（大等于）、<=（小等于）3）賦值運算符：=（簡單賦值）、+=（加且賦值）、-=（減且賦值）、*=（乘且賦值）、/=（除且賦值）、%/（模且賦值）、**=（冪且賦值）、//=（取整除且賦值）4）位運算符：&（按位與）、|（按位或）、^（按位異或）、~（按位取反）、<<（二進制左移）、>>（二進制右移）5）邏輯運算符：and（邏輯與）、or（邏輯或）、not（邏輯非）6）成員運算符：in（如果在指定的序列中找到值返回True，否則返回False）、notin（如果在指定的序列中沒有找到值返回True，否則返回False）7）身份運算符：is（判斷兩個標識符是不是引用自同一個對象）、isnot（是判斷兩個標識符是不是引用自不同對象）二、Python基本概念和語法（五）控制語句條件語句if語句循環(huán)語句for循環(huán)while循環(huán)循環(huán)控制語句二、Python基本概念和語法（五）控制語句條件語句if語句if語句用于條件語句的判斷和執(zhí)行：if判斷條件：執(zhí)行語句……else：執(zhí)行語句……當需要判斷多種情況時，可以使用以下形式：if判斷條件1:執(zhí)行語句1……elif判斷條件2:執(zhí)行語句2……elif判斷條件3:執(zhí)行語句3……else:174執(zhí)行語句4……其中“判斷條件”成立時，則執(zhí)行后面的語句，而執(zhí)行內容可以多行，以縮進來區(qū)分表示同一范圍。當“判斷條件”不成立時，執(zhí)行else后面的執(zhí)行語句。由于python并不支持switch語句，所以多個條件判斷，只能用elif來實現(xiàn)。如果需要多個條件同時判斷時，可以使用邏輯運算符進行條件組合判斷。二、Python基本概念和語法（五）控制語句for循環(huán)可以遍歷任何序列的項目，如一個列表或者一個字符串：foriterating_varinsequence:statements(s)以下是示例代碼片段：forletterin'Python':print("當前字母:%s"%letter)該代碼片段將逐行輸出字符串Python的每一個字符。while語句用于循環(huán)執(zhí)行程序，即在滿足某種條件時，循環(huán)執(zhí)行某段代碼：while判斷條件(condition)：執(zhí)行語句(statements)……執(zhí)行語句可以是單個語句或語句塊，當判斷條件為False時，循環(huán)結束。count=0while(count<9):print'Thecountis:',countcount=count+1該代碼片段將逐行輸出0到8這幾個數(shù)。循環(huán)控制語句可以更改循環(huán)體語句執(zhí)行的順序：break：在語句塊執(zhí)行過程中終止循環(huán)，并且跳出整個循環(huán)。continue：在語句塊執(zhí)行過程中終止當前循環(huán)，跳出該次循環(huán)，執(zhí)行下一次循環(huán)。pass：空語句，目的是為了保持程序結構的完整性。循環(huán)語句for循環(huán)while循環(huán)循環(huán)控制語句二、Python基本概念和語法（六）輸入輸出01標準輸出函數(shù)print是最簡單的標準輸出函數(shù)，可以接受零個或多個用逗號隔開的表達式作為參數(shù)。該函數(shù)把參數(shù)轉換成一個字符串表達式，并將結果寫到標準輸出如：Print“你好，Python”

屏幕上將會顯示“你好，Python”。02鍵盤輸入函數(shù)Python提供了兩個內置函數(shù)從標準輸入讀入一行文本，默認的標準輸入是鍵盤。（1）raw_input（2）input03文件讀寫（1）打開文件：在訪問文件前，必須使用open()函數(shù)打開該文件，創(chuàng)建一個file對象，然后才能進行后續(xù)的文件訪問操作。（2）關閉文件：完成所有的文件訪問操作后，調用close()函數(shù)關閉該文件是個很好的習慣。close()方法刷新緩沖區(qū)里任何還沒寫入的信息，并關閉該文件，這之后便不能再進行寫入。（3）讀文件：read()方法從一個打開的文件中讀取一個字符串。需要注意的是，Python字符串可以是二進制數(shù)據(jù)，而不是僅僅是文字。（4）寫文件：write()方法可將任何字符串寫入一個打開的文件。需要注意的是，Python字符串可以是二進制數(shù)據(jù)，而不是僅僅是文字。（5）文件定位：tell()方法返回文件當前的讀寫位置，seek（offset[,from]）方法改變當前文件的讀寫位置異常是Python對象，表示一個錯誤事件，該事件會在程序執(zhí)行過程中發(fā)生，影響程序的正常執(zhí)行。一般情況下，Python無法正常處理程序時就會拋出一個異常。當Python腳本發(fā)生異常時，我們需要捕獲并處理它，否則程序會終止執(zhí)行。在Python中，可以使用try/except語句來捕獲并處理異常。二、Python基本概念和語法（七）異常處理try:<語句塊>#運行正常代碼except<異常1>：<語句塊1>#如果在try部分引發(fā)了異常1except<異常2>:<語句塊2>#如果引發(fā)了異常2else:<語句塊3>#如果沒有異常發(fā)生二、Python基本概念和語法（七）異常處理以下是示例代碼片段：try: fh=open("testfile","w") fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常")exceptIOError: print"錯誤:沒有找到文件或寫文件失敗“else: print"內容寫入文件成功" fh.close()如果文件訪問過程中出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將捕獲該異常，并在屏幕上顯示"錯誤:沒有找到文件或寫文件失敗"提示信息。如果文件訪問成功，系統(tǒng)將會在屏幕上顯示"內容寫入文件成功"提示信息。二、Python基本概念和語法（七）異常處理BaseException所有異常的基類SystemExit解釋器請求退出KeyboardInterrupt用戶中斷執(zhí)行(通常是輸入^C)Exception常規(guī)錯誤的基類StopIteration迭代器沒有更多的值GeneratorExit生成器(generator)發(fā)生異常來通知退出StandardError所有的內建標準異常的基類ArithmeticError所有數(shù)值計算錯誤的基類FloatingPointError浮點計算錯誤OverflowError數(shù)值運算超出最大限制ZeroDivisionError除(或取模)零(所有數(shù)據(jù)類型)AssertionError斷言語句失敗AttributeError對象沒有這個屬性EOFError沒有內建輸入,到達EOF標記EnvironmentError操作系統(tǒng)錯誤的基類IOError輸入/輸出操作失敗OSError操作系統(tǒng)錯誤WindowsError系統(tǒng)調用失敗ImportError導入模塊/對象失敗LookupError無效數(shù)據(jù)查詢的基類二、Python基本概念和語法（七）異常處理IndexError序列中沒有此索引(index)KeyError映射中沒有這個鍵MemoryError內存溢出錯誤(對于Python解釋器不是致命的)NameError未聲明/初始化對象(沒有屬性)UnboundLoca