項目六 初始Python概述

項目六初始Python目錄6.2【任務(wù)2】投擲骰子6.1【任務(wù)1】安裝Python，并輸出helloworld6.3【任務(wù)3】提取分解數(shù)據(jù)6.4【任務(wù)4】編寫TCP通訊程序案例分析3Python被稱為膠水語言，因為它具有豐富和強(qiáng)大的第三方庫。它能夠把其他語言制作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕松地聯(lián)系在一起。本任務(wù)是在Windows環(huán)境中安裝Python軟件，并使用命令提示符的方式輸出“helloWorld”。需求描述案例分析4找到Python官網(wǎng)，下載Python安裝包。傻瓜式安裝Python軟件。檢驗Python是否安裝成功。輸出“helloWorld”。設(shè)計思路任務(wù)一安裝Python，并輸出helloworld5案例展示知識點講解601020304Python語言的特點Python語言的歷史與發(fā)展Python語言的應(yīng)用領(lǐng)域Python程序的運(yùn)行方式Python語言的歷史與發(fā)展Python語言的歷史與發(fā)展Python是一門跨平臺、開源、免費的解釋型高級動態(tài)編程語言，1989年由荷蘭人GuidovanRossum發(fā)明，1991年公開發(fā)行第一個版本。Guido曾參與設(shè)計一種名為ABC的教學(xué)語言，他本人認(rèn)為ABC這種語言非常優(yōu)美且強(qiáng)大，但ABC最終未能成功。1989年圣誕節(jié)期間，身在阿姆斯特丹的Guido為了打發(fā)時間，決心開發(fā)一個新的腳本解釋程序作為ABC語言的一種繼承。由于非常喜歡一部名為《MontyPython’sFlyingCircus》的英國肥皂劇，Guido選擇了“Python”作為這個新語言的名字，Python就此誕生。Python發(fā)明者Guido和Python的圖標(biāo)如圖所示。7Python語言的歷史與發(fā)展Python語言的歷史與發(fā)展8年份版本1991年P(guān)ython的第一個版本公開發(fā)行，此版本使用C語言實現(xiàn)，能調(diào)用C語言的庫文件2000年10月Python2.0發(fā)布2008年12月Python3.0版本發(fā)布，3.0與2.x系列不兼容2010年P(guān)ython2.x系列發(fā)布了最后一個版本，其主版本號為2.72012年P(guān)ython3.3版本發(fā)布2014年P(guān)ython3.4版本發(fā)布2015年P(guān)ython3.5版本發(fā)布2016年P(guān)ython3.6版本發(fā)布2018年6月Python3.7.0發(fā)布2019年11月Python3.8.0發(fā)布Python語言的特點Python是免費的開源自由軟件Python遵循GPL協(xié)議，是免費和開源的，不管用于何種用途，開發(fā)人員都無需支付任何費用，也不用擔(dān)心版權(quán)問題。9Python是面向?qū)ο蟮拿嫦驅(qū)ο螅∣bjectOriented，OO）是現(xiàn)代高級程序設(shè)計語言的一個重要特征。Python具有多態(tài)、運(yùn)算符重載、繼承和多重繼承等面向?qū)ο缶幊蹋∣bjectOrientedProgramming，OOP）的主要特征。Python語言的特點Python具有良好的跨平臺特性Python是用ANSIC語言實現(xiàn)。具有良好的跨平臺和可移植性。10Python功能強(qiáng)大動態(tài)數(shù)據(jù)類型：Python在代碼運(yùn)行過程中跟蹤變量的數(shù)據(jù)類型，不需要聲明變量的數(shù)據(jù)類型，也不要求在使用之前對變量進(jìn)行類型聲明。自動內(nèi)存管理：良好的內(nèi)存管理機(jī)制意味著程序運(yùn)行具有更高的性能。Python程序員無需關(guān)心內(nèi)存的使用和管理，Python會自動分配和回收內(nèi)存。大型程序支持：通過子模塊、類和異常等工具，Python可用于大型程序開發(fā)。內(nèi)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：Python提供了常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持。例如集合、列表、字典、字符串等都屬于Python內(nèi)置類型，用于實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)庫：Python提供豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫，如從正則表達(dá)式匹配到網(wǎng)絡(luò)等，使Python可以實現(xiàn)多種應(yīng)用。第三方工具集成：Python通過擴(kuò)展包集成第三方工具，從而應(yīng)用到各種不同領(lǐng)域。Python語言的應(yīng)用領(lǐng)域Web開發(fā)Python是Web開發(fā)的主流語言，與JS、PHP等廣泛使用的語言相比，Python的類庫豐富、使用方便，能夠為一個需求提供多種方案。11科學(xué)計算Python提供了支持多維數(shù)組運(yùn)算與矩陣運(yùn)算的模塊numpy、支持高級科學(xué)計算的模塊scipy、支持2D繪圖功能的模塊matplotlib，又具有簡單易學(xué)的特點，因此被科學(xué)家用于編寫科學(xué)計算程序。Python語言的應(yīng)用領(lǐng)域游戲開發(fā)很多游戲開發(fā)者先利用Python或Lua編寫游戲的邏輯代碼，再使用C++編寫圖形顯示等對性能要求較高的模塊。Python標(biāo)準(zhǔn)庫提供了pygame模塊，利用這個模塊可以制作2D游戲。12自動化運(yùn)維Python又是一種腳本語言，Python標(biāo)準(zhǔn)庫又提供了一些能夠調(diào)用系統(tǒng)功能的庫，因此Python常被用于編寫腳本程序，以控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化運(yùn)維Python語言的應(yīng)用領(lǐng)域多媒體應(yīng)用Python提供了PIL、Piddle、ReportLab等模塊，利用這些模塊可以處理圖像、聲音、視頻、動畫等，并動態(tài)生成統(tǒng)計分析圖表；Python的PyOpenGL模塊封裝了OpenGL應(yīng)用程序編程接口，提供了二維和三維圖像的處理功能。13爬蟲開發(fā)爬蟲程序通過自動化程序有針對性地爬取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，提起可用資源。Python擁有良好的網(wǎng)絡(luò)支持，具備相對完善的數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)處理庫，又兼具靈活簡潔的特點，因此被廣泛應(yīng)用于爬蟲領(lǐng)域之中。Python程序的運(yùn)行方式交互式Python解釋器或控制臺都能以相同的操作通過交互方式運(yùn)行Python程序，以控制臺為例，進(jìn)入Python環(huán)境后，在命令提示符“>>>”后輸入如下代碼：print("helloWorld")按下回車鍵，控制臺將立刻打印運(yùn)行結(jié)果。運(yùn)行結(jié)果如圖所示：14Python程序的運(yùn)行方式文件式創(chuàng)建文件，在其中寫入Python代碼，將該文件保存為.py形式的Python文件。此處以代碼“print(“helloworld”)”為例，在文件中寫入此行代碼，并以文件名“hello.py”保存文件。打開控制臺窗口，在命令提示符“>”后輸入命令“Pythonhello.py”運(yùn)行Python程序。15目錄6.2【任務(wù)2】投擲骰子6.1【任務(wù)1】安裝Python，并輸出helloworld6.3【任務(wù)3】提取分解數(shù)據(jù)6.4【任務(wù)4】編寫TCP通訊程序案例分析17Python在編程過程中起著至關(guān)重要的作用，尤其是在大數(shù)據(jù)和人工智能行業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、采集等方面。所以學(xué)習(xí)Python基礎(chǔ)知識是必不可少的。本任務(wù)是使用Python基本語法及條件語句實現(xiàn)投擲骰子的游戲。需求描述案例分析18創(chuàng)建名為dice的Python項目。定義函數(shù)roll，用來定義投擲一次并返回點數(shù)。定義主函數(shù)，編寫while循環(huán)。運(yùn)行項目，查看結(jié)果。設(shè)計思路任務(wù)二分析基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)19案例展示知識點講解20010203數(shù)據(jù)類型基本語法函數(shù)基本語法編碼默認(rèn)情況下，Python3源碼文件以

UTF-8

編碼，所有字符串都是unicode字符串。也可以為源碼文件指定不同的編碼。21行與縮進(jìn)python最具特色的就是使用縮進(jìn)來表示代碼塊，不需要使用大括號

{}

。縮進(jìn)的空格數(shù)是可變的，但是同一個代碼塊的語句必須包含相同的縮進(jìn)空格數(shù)。基本語法注釋注釋用于為程序添加說明性的文字，幫助程序員閱讀和理解代碼。Python解釋器會忽略注釋的內(nèi)容。注釋分單行注釋和多行注釋。

單行注釋以符號“#”開始，當(dāng)前行中符號“#”及其后的內(nèi)容為注釋?？梢詥为氄家恍?，也可放在語句末尾。多行注釋是用3個英文的單引號“'''”或3個雙引號“"""”作為注釋的開始和結(jié)束符號22基本語法注釋示例代碼如下。23"""多行注釋開始下面的代碼根據(jù)變量x的值計算y注意代碼中使用縮進(jìn)表示代碼塊多行注釋結(jié)束"""x=5ifx>100:y=x*5-1 #單行注釋：x>100時執(zhí)行該語句else:y=0 #x<=100時執(zhí)行該語句print(y) #輸出y保留字和關(guān)鍵字注釋關(guān)鍵字是程序設(shè)計語言中作為命令或常量等的單詞。保留字和關(guān)鍵字不允許作為變量或其他標(biāo)識符使用。Python的保留字和關(guān)鍵字如表所示。24falseawaitelseimportpassnonebreakexceptinraisetrueclassfinallyisreturnandcontinueorlambdatryasdeffromnonlocalwhileassertdelglobalnotwithasyncelififoryield數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型25在Python3中，數(shù)據(jù)類型有六個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型，六個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型中有不可變數(shù)據(jù)類型分別是Number（數(shù)字）、String（字符串）、Tuple（元組）；可變數(shù)據(jù)類型分別是List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合），具體如表所示。數(shù)據(jù)類型包含類型描述示例Numberint整數(shù)8,1,102float浮點型1.1,2.1bool布爾型true,falsecomplex復(fù)數(shù)1+2j,1.23jString字符串，用單引號'或雙引號"括起來，同時使用反斜杠\轉(zhuǎn)義特殊字符str='Runoob'Tuple元組，元組的元素不能修改。元組寫在小括號()里，元素之間用逗號隔開tuple=('abcd',786,2.23,'runoob',70.2)List列表，是寫在方括號[]之間、用逗號分隔開的元素列表tinylist=[123,'runoob']Dictionary字典，字典用{}標(biāo)識，它是一個無序的鍵(key):值(value)的集合dict={}tinydict={'name':'runoob','code':1}Set集合，可以使用大括號{}或者set()函數(shù)創(chuàng)建集合parame={value01,value02,...}或者set(value)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型26在Python中，可以實現(xiàn)數(shù)值類型的相互轉(zhuǎn)換，使用的內(nèi)置函數(shù)包含int()，float，bool()，complex()。使用轉(zhuǎn)換函數(shù)的示例代碼如圖所示：函數(shù)函數(shù)27函數(shù)由若干條語句組成，用于實現(xiàn)某一特定的功能，函數(shù)包括函數(shù)名、函數(shù)體、參數(shù)以及返回值。在Python語言中，不僅包括豐富的系統(tǒng)函數(shù)，還允許自定義函數(shù)。函數(shù)調(diào)用語法為：functionName(parm1)其中functionName表示函數(shù)名稱，parm1表示參數(shù)名稱，示例代碼如圖所示函數(shù)內(nèi)置函數(shù)28Python中，系統(tǒng)提供了很多內(nèi)置函數(shù)，主要包含數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)、字符串處理函數(shù)以及其他函數(shù)。1)數(shù)學(xué)運(yùn)算?abs()：返回數(shù)字的絕對值?pow(x,y):返回x的y次冪?round():返回浮點數(shù)x的四舍五入值?divmod()：把除數(shù)和余數(shù)運(yùn)算結(jié)果結(jié)合起來，返回一個包含商和余數(shù)的元組(a//b,a%b)函數(shù)內(nèi)置函數(shù)29Python中，系統(tǒng)提供了很多內(nèi)置函數(shù)，主要包含數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)、字符串處理函數(shù)以及其他函數(shù)。2)大小寫轉(zhuǎn)換?lower()：轉(zhuǎn)換為小寫?upper()：轉(zhuǎn)換為大寫3)判斷字符串中字符的類型?isdecimal()：如果字符串中只包含十進(jìn)制數(shù)字則返回True，否則返回False?isdigit()：如果字符串中只包含數(shù)字則返回True，否則返回False?isnumeric()：如果字符串中只包含數(shù)字則返回True，否則返回False

函數(shù)自定義函數(shù)30在Python中，自定義函數(shù)使用def關(guān)鍵字定義，其后緊跟函數(shù)名，括號內(nèi)包含將要在函數(shù)體中使用的形式參數(shù)，簡稱形參，定義語句以冒號（:）結(jié)束。語法格式如下所示。def函數(shù)名（函數(shù)列表）函數(shù)體說明：參數(shù)列表可以為空，也可以包含多個參數(shù)，多個參數(shù)之間使用逗號隔開。函數(shù)體可以包含一條或多條語句。示例：創(chuàng)建一個函數(shù)PrintHello()，該函數(shù)功能是打印“hellopython”，代碼如圖所示：目錄6.2【任務(wù)2】投擲骰子6.1【任務(wù)1】安裝Python，并輸出helloworld6.3【任務(wù)3】提取分解數(shù)據(jù)6.4【任務(wù)4】編寫TCP通訊程序案例分析32本任務(wù)是通過學(xué)習(xí)XML數(shù)據(jù)操作和JSON數(shù)據(jù)操作，實現(xiàn)使用xml.dom解析XML文件，并使用JSON方法讀取JSON文件。需求描述案例分析33準(zhǔn)備XML文件。使用xml.dom解析XML文件。使用JSON方法讀取JSON文件。設(shè)計思路任務(wù)三提取分解數(shù)據(jù)34案例展示知識點講解350102JSON數(shù)據(jù)操作XML數(shù)據(jù)操作XML數(shù)據(jù)操作XML概念XML指的是可擴(kuò)展標(biāo)記語言(eXtensibleMarkupLanguage)，使用XML可以存儲和傳輸數(shù)據(jù)，還可以用作配置文件。類似于HTML超文本標(biāo)記語言，但是HTML所有的標(biāo)簽都是預(yù)定義的，而xml的標(biāo)簽可以隨便定義。XML元素是指開始標(biāo)簽到結(jié)束標(biāo)簽部分，一個元素可以包含其他的元素、屬性、和文本。示例代碼如下：//包含其他元素<aa> <bb></bb></aa>//包含相關(guān)屬性<aid=’132’></a>//包含文本內(nèi)容<a>abc</a>36XML數(shù)據(jù)操作XML概念在使用XML中，需要遵循XML的語法規(guī)則，XML的語法規(guī)則如下：所有的元素都必須有開始標(biāo)簽和結(jié)束標(biāo)簽，省略結(jié)束標(biāo)簽是非法的大小寫敏感，以下是兩個不同的標(biāo)簽XML文檔必須有根元素XML必須正確嵌套，父元素必須完全包住子元素XML屬性值必須加引號，元素的屬性值都是一個鍵值對形式37XML數(shù)據(jù)操作使用DOM解析數(shù)據(jù)使用DOM解析數(shù)據(jù)常用方法如表所示。38方法描述minidom.parse(filename)加載讀取XML文件doc.documentElement獲取XML文檔對象node.getAttribute(AttributeName)獲取XML節(jié)點屬性值node.getElementsByTagName(TagName)獲取XML節(jié)點對象集合node.childNodes返回子節(jié)點列表node.childNodes[index].nodeValue獲取XML節(jié)點值node.firstChild訪問第一個節(jié)點，等價于pagexml.childNodes[0]root.nodeName/root.tagName節(jié)點的名稱root.nodeValue節(jié)點的值，文本節(jié)點才有值，其它節(jié)點返回的是Noneroot.nodeType節(jié)點的類型JSON數(shù)據(jù)操作什么是JSONJSON(JavaScriptObjectNotation)是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，主要用于前端數(shù)據(jù)和后端數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，也就是JS和Python進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。使用JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)交互流程如圖所示。39說明：名稱必須用雙引號來包括；值可以是雙引號包括的字符串、數(shù)字、true、false、null、JavaScript數(shù)組，或子對象。JSON數(shù)據(jù)操作JSON中常用的方法在使用JSON這個模塊前，首先要導(dǎo)入JSON庫：importjson。常用方法如表所示。40方法描述json.dumps()將Python對象編碼成JSON字符串json.loads()將已編碼的JSON字符串解碼為Python對象json.dump()將Python內(nèi)置類型序列化為json對象后寫入文件json.load()讀取文件中json形式的字符串元素轉(zhuǎn)化為Python類型目錄6.2【任務(wù)2】投擲骰子6.1【任務(wù)1】安裝Python，并輸出helloworld6.3【任務(wù)3】提取分解數(shù)據(jù)6.4【任務(wù)4】編寫TCP通訊程序案例分析42本任務(wù)是學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)通訊相關(guān)模塊及Python內(nèi)置模塊。通過對網(wǎng)絡(luò)通訊Socket模塊的學(xué)習(xí)，編寫TCP通訊程序，實現(xiàn)簡易客服機(jī)器人。需求描述案例分析43搭建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。搭建網(wǎng)絡(luò)客戶端。設(shè)計思路知識點講解4401socket模塊socket模塊TCP簡介45Python提供了兩個級別訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其中低級別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持基本的socket，可以訪問底層