Python语言程序设计第0周第1周 Python课程导学、基本语法元素

第0周 Python课程导学

线上线下相结合，手机电脑相结合，长短时间相结合
线上线下线上看视频/做练习、线下读教材/看资料
手机电脑视频/作业用手机、编程实践用电脑
长短时间视频/作业用零碎时间、编程用1个小时长时间

紧跟进度不掉队、课后实践多训练

实践、认识、在实践、再认识…
这就是辩证唯物论的全部知识论，
这就是辩证唯物论的知行统一观。 ------毛泽东《实践论》

实践、实践、实践
课程内容设计
第一部分：python快熟入门（2周）
围绕2个具体事例，讲解python基本语法元素，感性认识
第二部分：python基础语法（5周）
从5个方面讲解基础语法全体系，提供10个实例，理性学习
第三部分：Python编程思维（2周）
从方法学角度开阔认识，提升整体编程能力，展望未来

每章2个实践案例，共16个案例

第一周 Python基本语法元素
1.1程序设计基本方法
计算机与程序设计
计算机的概念、根据指令操作设备
功能性：
对数据的操作、表现为数据计算、输入输出结果和结果存储等
可编程性
根据一系列指令自动地、可预测地、准确地完成操作者的意图

计算机的发展按照摩尔定律，表现为指数形式
计算机发展历史上最重要的预测法则
intel公司创始人之一戈登|摩尔在1965年提出
单位面积集成电路上可容纳晶体管的数量约每两年翻一番
CPU/GPU、内存、硬盘、电子产品价格等都遵循摩尔定律

计算机的发展
计算机的发展参照摩尔定律，变现为指数形式
当今世界，唯一长达50年且有效按照指数发展的技术领域
计算机深刻改变人类社会，甚至可能改变人类本身
可预见的未来30年，摩尔定律还将持续有效

程序设计
程序设计是计算机可编程性的体现
程序设计，也加编程，深度应用计算机的主要手段
程序设计已经程序当今社会需求量最大的职业技能之一
很多岗位都将被计算机程序接管，程序设计将会是生存技能

程序设计语言
程序设计语言是一种用于交互（交流）的人造语言
程序设计语言，也称编程语言，程序设计的具体实现方式
编程语言比自然语言更简单，更严谨、更精确
编程语言主要用于人类和计算机之间的交互

编译和解释

源代码采用某种编程语言编写的计算机程序，人类可读
例如： result = 2+4

目标代码计算机可以执行，人类不可读（专家除外）
例如：1101 0010 0011 1011

编译：将源代码一次性转换为目标代码的过程
一次性翻译、之后不再需要源代码（类似英文翻译）

执行编译过程的程序叫作编译器

解释将源代码逐条转换为目标代码同时逐条运行的过程
每次程序运行时随翻译随执行（类似于实时的同声传译）

静态语言和脚本语言
根据执行方式不同，编程语言分类为2类
静态语言使用编译执行的编程语言
C/C++语言、java语言
脚本语言使用解释执行的编程语言
python语言、JavaScript语言、PHP语言

执行方式不同，优势各有不同
静态语言编译器一次性生成目标代码、优化更充分
程序运行速度更快

脚本语言执行程序时，需要源代码，维护更灵活
源代码在维护灵活，跨多个操作系统平台

程序的基本编写方法
IPO
I input 输入，程序的输入
P process处理、程序的主要逻辑
O output 输出，程序的输出

输入
程序的输入
文件输入、网络输入、控制台输入、交互界面输入、内部参数输入等

输入是一个程序的开始

输出
程序的输出

控制台输出、图形输出、文件输出、网络输出、操作系统内部变量输出等

输出是程序展示运算结果的方式

处理
处理是程序对输入数据进行计算输出产生结果的过程
处理方法统称为算法、它是程序最重要的部分
算法是一个程序的灵魂

程序的基本编写方法

问题的计算部分
一个待解决的问题中，可以用程序辅助完成的部分

计算机只能解决计算问题，即问题的计算部分
一个问题可能有多种角度、产生不同的计算部分
问题的计算部分一般都有输入、处理和输出过程

编程问题的解决步骤
6个步骤
分析问题：分析问题的计算部分，想清楚
划分边界：划分问题的功能边界，规划ipo
设计算法：设计问题的求解算法，关注算法
编写程序：编写问题的计算程序,编程序
调试程序：调试程序使正确运行，运行调试
升级维护：适应问题的升级维护、更新完善

求解计算问题的精简步骤
确定IPO:明确计算机部分及功能边界
编写程序：将计算求解的设计变成现实
调试程序：确保程序按照正常逻辑能够正确运行

计算机编程·
编程能够训练思维
编程体现了一种抽象交互关系、自动化执行的思维模式
计算思维：区别逻辑思维和实证思维的第三种思维模式
能够促进人类思考，增进观察力和深化对交互关系的理解

编程能够增进认识
编程不单纯是求解计算问题
不仅要思考解决方法，还要思考用户体验、执行效率等
能够帮助程序员加深用户行为以及社会和文化认识

编程能够带来乐趣
编程能够提供展示自身思想和能力的舞台
让世界增加新的颜色、让自己变得更酷、提升心里满足
在信息空间里思考创新、将创新变为现实

编程能够提高效率
能够更好地利用计算机解决问题
显著提高工作、生活和学习效率
为理想的实现提供一种借助计算机的高效手段

编程带来就业机会
程序员是信息时代最重要的工作岗位之一
国内外对程序员岗位的缺口都在百万以上规模
计算机已经渗透于各个行业，就业前景非常广阔

编程很难学嘛?掌握方法就很容易！
首先，掌握编程语言的语法，首席基本概念和逻辑
其次，结合计算问题思考程序结构，会使用编程套路
最后，参照案例多练习多实践，学会举一反三

python的两种编程方式
交互式和文件式
交互式（IDLE中）对每个输入语句及时运行结果，适合单条语法练习
文件式批量执行一组语句并运行结果，编程地主要方式

#TempConvert.py
TempStr = input("请输入有符号的温度值:")
if TempStr[-1] in ['F','f']:C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:F = 1.8*eval(TempStr[0:-1])+32print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F))
else:print("输入格式有误")

python程序语法元素分析

程序的格式框架
命名与保留字
数据类型
语句与函数
Python程序的输入输出
温度转换代码分析

程序的格式框架
代码高亮编程的色彩辅助体系，不是语法要求
缩进一行代码开始前的空白区域，表达程序的格式框架
单层缩进
多层缩进

缩进表达程序的格式框架
严格明确缩进是语法的一部分，缩进不正确程序运行错误
所属关系表达代码间包含和层次关系的唯一手段
长度一致程序内一致即可，一般用4个空格或1个tab
注释 # 用于提高代码可读性的辅助性文件，不被执行

单行注释以#开头，其内容为注释
# 这是单行注释
多行注释以’’‘开头和结尾
‘’‘这是多行注释第一行
这是多行注释第二行’’’

命名和保留字

变量用来保存和表示数据的占位符号

变量采用标识符（名字）来表示，关联标识符的过程叫命名
TempStr是变量名字
可以使用等号（=）向变量赋值或修改值，=被称为赋值符号
TempStr = ‘82F’ #向变量TempStr赋值‘82F’

保留字（关键字）
被编程语言内部定义并保留使用的标识符
33个保留字
and elif import raise global as else in return nonlocal
assert except is try True break finally lambda while False
class for not with None continue from or yield def if pass del

数据类型
字符串、由0个或者多个字符组成的有序字符序列字符串由一对单引号或一对双引号表示
字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引
字符串的序号
正向递增序号和反向递减序号

字符串的使用
使用[]获取字符串中一个或多个字符
索引：返回字符串中单个字符 <字符串>[M]
“请输入有符号的温度值:”[0] 或者 TempStr[-1]
切片：返回字符串中一段字符子串 <字符串>[M:N]
“请输入有符号的温度值:”[1:3] 或者 TempStr[0:-1]

整数、
浮点数、
列表由0个或多个数据组成的有序序列
列表使用[]表示，采用逗号（，）分隔各元素
[‘F’,‘f’]表示两个元素’F’和’f’
使用保留字 in 判断一个元素是否在列表中
TempStr[-1] in [‘C’,‘c’]判断前者是否与列表中某个元素相同

数据类型
10，001,101
整数类型：10011101
字符串类型：“10,011,101”
列表类型：[10,011,101]

语句与函数

赋值语句由赋值符号构成的一组语句
赋值语句用来给变量赋予新的数据值
C = （eval（TempStr[0:-1]）-32）/1.8 #右侧运算结果赋给变量C
赋值语句右侧得数据类型同时作用于变量
TempStr = input(" ") #input()返回一个字符串，TempStr也是字符串

分支语句
由判断条件决定程序运行方向的语句
使用保留字if elif else构成条件判断的分支结构
if TempStr[-1] in [‘F’,‘f’]:#如果条件为True则执行冒号后语句
每个保留字所在行最后存在一个冒号（:），语法的一部分
冒号及后续缩进用来表示后续语句与条件的所属关系

函数根据输入参数产生不同输出的功能过程

类似数学中的函数，y = f（x）
print(“输入格式错误”) #打印输出"输入格式错误"
函数采用<函数名>（<参数>）方式使用
eval(TempStr[0:-1]) #TempStr[0:-1]是参数

Python程序的输入输出

输入函数input()
从控制台获得用户输入的函数
input()函数的使用格式：
<变量> = input（<提示信息字符串>）
用户输入的信息以字符串类型保存在<变量>中
TempStr = input(“请输入”) #TempStr保存用户输入的信息

Python程序的输入输出

#TempConvert.py
TempStr = input("请输入带有符号的温度值：")
if TempStr[-1] in ['F','f']:C = (eval(TempStr[0:-1])-32)/1.8print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:F = 1.8*eval(TempStr[0:-1])+32print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F))
else:print("输入格式错误")

print()以字符形式向控制台输出结果的函数
输出函数print()
以字符形式向控制台输出结果的函数
print()函数的基本使用格式：
print(<拟输出字符串或字符串变量>)
字符串类型的一对引号仅在程序内部使用，输出无引号
print（“输出格式错误”） #向控制台输出输入格式错误

如果C的值是123.456789，则输出结果为：
转换后的温度是123.45C

#TempConvert.py
TempStr = input("请输入带有符号的温度值：")
if TempStr[-1] in ['F','f']:C = (eval(TempStr[0:-1])-32)/1.8print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:F = 1.8*eval(TempStr[0:-1])+32print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F))
else:print("输入格式错误")

这里 eval()表示的是去掉参数最外侧引号并执行余下语句的函数

评估函数eval()
去掉参数最外侧的引号并执行余下语句的函数

eval()函数的基本使用格式：
eval(<字符串或者字符串变量>)

>>> eval("1")
1
>>> eval("1+2")
3
>>> eval('"1"')
'1'
>>> eval('print("Hello")')
Hello

eval(TempStr[0:-1])
如果TempStr[0:-1]值是"12.3",输出是：12.3