Python科學(xué)計算及應(yīng)用PPT完整全套教學(xué)課件

Python科學(xué)計算及應(yīng)用第1章Python概述第2章Python科學(xué)計算基礎(chǔ)第3章Python計算結(jié)構(gòu)第4章Python序列計算第5章Python函數(shù)計算科學(xué)計算語言前言科學(xué)計算是指利用計算機再現(xiàn)、預(yù)測和發(fā)現(xiàn)客觀世界運動規(guī)律和演化特征的全過程?？茖W(xué)計算為解決科學(xué)和工程中的數(shù)學(xué)問題利用計算機進行的數(shù)值計算。科學(xué)計算的含義三大數(shù)學(xué)軟件Matlab，Mathematica，Maple

Python計算生態(tài)涵蓋了常用的數(shù)學(xué)計算、符號計算、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、辦公自動化和人工智能等內(nèi)容。第1章Python概述第1章Python概述Python應(yīng)用場景1.2Python科學(xué)計算環(huán)境1.3Python簡介1.1Python模塊與包1.41.1.1起源1.1Python簡介時間：1989年圣誕節(jié)期間地點：阿姆斯特丹人物：Guido原因：打發(fā)圣誕節(jié)的無趣結(jié)果：開發(fā)一個新的腳本解釋程序命名：MontyPython'sFlyingCircus編程語言流行排行榜（/tiobe-index）1.1Python簡介1.1.2Python的特點Python語法簡潔免費開源高級語言可移植解釋性（和編譯性相對）面向?qū)ο螅∣OP）可擴展豐富的庫1.2Python應(yīng)用場景Web應(yīng)用開發(fā)操作系統(tǒng)管理科學(xué)計算桌面軟件開發(fā)服務(wù)器軟件開發(fā)游戲開發(fā)人工智能1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3.1Python軟件安裝官網(wǎng)地址：1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3.2PythonIDLE用法：1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3.3Anaconda工具介紹官網(wǎng)地址：/Anaconda是一個包含大量科學(xué)計算庫及其依賴項的發(fā)行版本。其包含的科學(xué)計算庫包括：conda、numpy、

scipy、

ipython

、notebook等。Anaconda具有如下特點：開源、安裝過程簡單、高性能使用Python和R語言及免費的社區(qū)支持。Anaconda提供了Spyder、IPython和一個命令行，使用condalist命令可以看到所安裝的軟件包1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3.4Python的運行機制Python在運行機制上卻很特殊，可以直接執(zhí)行源程序文件。Python并不是不需要編譯，而是通過虛擬機直接執(zhí)行源程序。以py為擴展名的文件是源代碼文件以pyc為擴展名的是Python的編譯文件1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.3.5程序注釋1.單行注釋2.多行注釋1.3Python科學(xué)計算環(huán)境1.4Python模塊與包1.4.1模塊模塊的定義方法#定義一個模塊,文件名為mod.py，模塊名mod（無后綴的文件名）defsum(a,b,c):returna+2*b+3*c模塊的導(dǎo)入方法import模塊名[as別名]這種方式簡單粗暴，導(dǎo)入模塊中所有內(nèi)容，而且使用時還要帶上模塊名稱，例如：importrandom,timerandom.shuffle()time.time()。模塊的__name__屬性#hello.pydefsayHello():print("hello")if__name__=="__main__":print('Thisprogramisrundirectly!"')if__name__=="hello":print('Thisprogramisrunasamodule!')sayHello()1.4Python模塊與包from模塊import對象名[as別名]從模塊中導(dǎo)入一個指定的方法到當前命名空間中，這種導(dǎo)入方法值得推薦，但需要記住方法的名稱，如frommathimportsin,cos,使用時不用帶模塊名稱。from模塊import*該導(dǎo)入方法把一個模塊的所有內(nèi)容全都導(dǎo)入到當前的命名空間中，不建議過多使用。1.4Python模塊與包1.4.2包Python中的包（Package）就是一個目錄，里面存放了.py文件，外加一個__init__.py文件。Python中的庫（Library）借用其他編程語言的概念，沒有特別具體的定義，強調(diào)其功能性，具有某些功能的模塊和包都可以稱作庫。1.4Python模塊與包>>>importMod.mod>>>Mod.mod.sum(1,2,3)#14

如把上節(jié)中mod模塊放在Mod目錄中，并添加空的__init__.py文件，則模塊導(dǎo)入方法與調(diào)用模塊中的函數(shù)變?yōu)椋篜ython科學(xué)計算及應(yīng)用主講：第2章Python科學(xué)計算基礎(chǔ)Python數(shù)字類型2.2運算符2.3Python標識符與編碼2.1常用標準庫2.4第2章Python科學(xué)計算基礎(chǔ)2.1.1標識符標識符由字母、下劃線和數(shù)字組成，且不能以數(shù)字開頭的符號串。2.1Python標識符與編碼合法的標識符：UserID

name

mode12

user_age思考：下面哪些是標識符？為什么？fromNo12from#12my_Booleanmy-BooleanObj22ndObjmyIntMike2jackMy_tExt_testtest!32haha(da)ttintjack_rosejack&roseG.U.I2.1.2命名規(guī)范

見名知意表示名字就用標識符name,表示學(xué)生用標識符student等駝峰命名法小駝峰命名法：myName、aDog大駝峰命名法：FirstName、LastName下劃線表示法

用下劃線“_”分隔開，例如my_name，your_Family2.1Python標識符與編碼2.1.3關(guān)鍵字通過命令keyword.kwlist查看當前系統(tǒng)中的關(guān)鍵字2.1Python標識符與編碼2.1.4編碼2.1Python標識符與編碼ASCII編碼

AmericanStandardCodeforInformationInterchange一個字節(jié)表示一個ASCII碼，共有256種符號GB2312與GBK

GB2312-1980,收錄6千多個漢字，使用非常普遍。

GBK（K表示擴展），可表示2萬多個漢字和圖形符號。Unicode標準碼

統(tǒng)一碼（UniversalMultiple-OctetCodedCharacterSet）常用2字節(jié)表示1個字符（偏僻的字符，就需要4個字節(jié))）UTF-8編碼

UTF（UnicodeTransformationFormat）

UTF-8編碼是一種可“變長”的編碼格式，即把英文變長為1個字節(jié)，而漢字用3個字節(jié)表示。a='中國'#a是unicode類型b=a.encode('utf-8')#b是utf-8類型c=a.encode('gbk')#c是gbk類型print(a,b,c)#中國b'\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'b'\xd6\xd0\xb9\xfa'print(type(a),type(b),type(c))#<class'str'><class'bytes'><class'bytes'>d=b.decode('utf-8')e=c.decode('gbk')print(d,e)#中國

中國2.1Python標識符與編碼2.2Python數(shù)字類型2.2.1數(shù)字變量

整型（int）二進制：以0b開頭，如0b11011表示10進制的27。八進制：以0o開頭，如0o33表示10進制的27。十進制：通常數(shù)學(xué)上的寫法，如100，99等。十六進制：以0x開頭，如：0x1b表示10進制的27。浮點型（float）浮點型由整數(shù)部分與小數(shù)部分組成，浮點型也可以使用科學(xué)計數(shù)法表示（如2.7e2=2.7x102=270），又如：0.0、25.2、-2.9、-33.5e-10、12e+15等都是浮點型。2.2.1數(shù)字變量布爾型（bool）布爾型其值或為真True，或為假False。（注意True，F(xiàn)alse首字母大寫），在Python3中，True用1表示，F(xiàn)alse用0表示，可以和數(shù)字型進行運算，如True+2值是3，F(xiàn)alse-2的值就是-2。字節(jié)型（bytes）bytes是Python3新增類型，以字節(jié)序列存儲數(shù)據(jù)。bytes類型常用來存儲圖片、音頻、視頻等二進制格式的文件網(wǎng)絡(luò)通信中也常用bytes類型數(shù)據(jù)。

表示字節(jié)類型對象，如b"HelloWorld"，b'\xe6‘b"\x01\x02\x03"復(fù)數(shù)類型（complex）

用a+bj，或者complex(a,b)表示，如8+3.15j、4.23e-3+5j

complex(3,4)

表示復(fù)數(shù)2.2Python數(shù)字類型print(type(123))#結(jié)果為：<class'int'>print(type(1.12))#結(jié)果為：<class'float'>print(type(3j+1))#結(jié)果為：<class'complex'>print(type(b'123'))#結(jié)果為：<class'bytes'>print(type(True))#結(jié)果為：<class'bool'>數(shù)字變量如5，9，9.0，math.pi（圓周率），math.e（自然常數(shù)）注意：（1）2是整型對象，2.0是浮點型對象。（2）=稱為賦值運算符，左邊只能是變量，右邊可以是常量，變量及其表達式等。2.2Python數(shù)字類型算術(shù)運算2.3運算符運算符描述示例（a=1,b=2）+相加運算a+b輸出結(jié)果3-取負或相減運算a-b輸出結(jié)果-1*相乘或重復(fù)運算a*b輸出結(jié)果2/相除運算b/a輸出結(jié)果2//整除運算9//2輸出結(jié)果4,9.0//2.0輸出結(jié)果4.0%取余運算b%a輸出結(jié)果0**冪運算a**b為1的2次方，輸出結(jié)果1賦值運算運算符描述示例=賦值num=1+2*3結(jié)果num的值為7+=加法賦值c+=a等效于c=c+a-=減法賦值c-=a等效于c=c-a*=乘法賦值c*=a等效于c=c*a/=除法賦值c/=a等效于c=c/a%=取模賦值c%=a等效于c=c%a**=冪賦值c**=a等效于c=c**a//=取整除賦值c//=a等效于c=c//a

2.3運算符關(guān)系運算運算符描述示例結(jié)果==檢查兩個操作數(shù)的值是否相等，如果是則條件變?yōu)檎妗Ｈ鏰=3,b=3則（a==b)True!=檢查兩個操作數(shù)的值是否相等，如果值不相等，則條件變?yōu)檎?。如a=1,b=3則(a!=b)True>

檢查左操作數(shù)的值是否大于右操作數(shù)的值，如果是，則條件成立。如a=7,b=3則(a>b)True<

檢查左操作數(shù)的值是否小于右操作數(shù)的值，如果是，則條件成立。如a=7,b=3則(a<b)False>=檢查左操作數(shù)的值是否大于或等于右操作數(shù)的值，如果是，則條件成立。如a=3,b=3則(a>=b)True<=檢查左操作數(shù)的值是否小于或等于右操作數(shù)的值，如果是，則條件成立。如a=3,b=3則(a<=b)True2.3運算符邏輯運算運算符表達式求值特點andxandy如果x為False，xandy返回False，否則它返回y的計算值。orxory如果x是True，它返回True，否則它返回y的計算值。notnotx如果x為True，返回False。如果x為False，它返回True。print(3or2)#結(jié)果是3print(0or100)#結(jié)果是100print(1and2)#結(jié)果是2print(3and0)#結(jié)果是0print(0and2)#結(jié)果是0print(3and2)#結(jié)果是2print(1>2and3or4and3<2ornot4>5)#結(jié)果是True2.3運算符成員與身份運算運算符描述示例in如果在指定的序列中找到值返回True，否則返回False。xiny，x在y序列中，返回True。notin如果在指定的序列中沒有找到值返回True，否則返回False。xnoty，x不在y序列中，返回True。運算符描述示例isis是判斷兩個標識符是不是引用同一個對象。xisy，如果id(x)等于id(y)，返回True。isnotisnot是判斷兩個標識符是不是引用不同對象。xisnoty，如果id(x)不等于id(y)，返回True。2.3運算符str1="Chinaisagreatcountry!"print("China"instr1)#Trueset1={'小米','華為','oppo','vivo'}print("apple"notinstr1)#Truelist1=['聶海勝','劉伯明','湯洪波']print('湯洪波'inlist1)#True

list2=[1,2,3]list3=[1,2,3]print("list1和list2是否同一個對象：",list2islist3)#Falseprint("list1和list2的值是否相等：",list2==list3)#True2.3運算符2.4.1math庫2.4常用標準庫

數(shù)學(xué)常數(shù)math.e#自然常數(shù)e

math.pi#圓周率pimath.inf#無窮大，負無窮大為-math.infmath.nan#非浮點數(shù)，nan（notanumber）

三角函數(shù)math.sin(x)，math.cos(x)，math.tan(x)math.asin(x)，math.acos(x)，math.atan(x)

角度和弧度互換math.degrees(x)：將角度

x

從弧度轉(zhuǎn)換為度數(shù)，math.radians(x)：將角度

x

從度數(shù)轉(zhuǎn)換為弧度。

雙曲函數(shù)

math.sinh(x)，math.cosh(x)，math.tanh(x)

math.asinh(x)，math.acosh(x)，math.atanh(x)2.4.1math庫2.4常用標準庫其他常用函數(shù)函數(shù)作用示例fabs(a)取絕對值abs(-2.123)#2.123ceil(x)對x向上取整ceil(1.2)#2floor(x)對x向下取整floor(1.2)#1log(x[,base])對數(shù)，默認基底為e。可以修改baselog(100,10)#2sqrt(x)平方根sqrt(9)#3.0divmod(a,b)取商和余數(shù)divmod(5,2)#(2,1)pow(a,b)取乘方數(shù)pow(2,3)#8round(a,b)取指定位數(shù)的小數(shù)，a代表浮點數(shù)，b代表要保留的位數(shù)round(3.1415926,2)#3.142.4.1math庫2.4常用標準庫例2.4

編寫程序，已知x=1.8，使用math庫計算y=sinxcosx+4lnxfrommathimportsin,cos,logx=1.8y=sin(x)*cos(x)+4*log(x)#log是以e為底的對數(shù)print(y)例2.3根據(jù)圓的半徑為3，根據(jù)面積公式計算面積importmathr=3S=math.pi*r*rprint(S)2.4.2random庫2.4常用標準庫

數(shù)學(xué)常數(shù)math.e#自然常數(shù)e

math.pi#圓周率pimath.inf#無窮大，負無窮大為-math.infmath.nan#非浮點數(shù)，nan（notanumber）

三角函數(shù)math.sin(x)，math.cos(x)，math.tan(x)math.asin(x)，math.acos(x)，math.atan(x)

角度和弧度互換math.degrees(x)：將角度

x

從弧度轉(zhuǎn)換為度數(shù)，math.radians(x)：將角度

x

從度數(shù)轉(zhuǎn)換為弧度。

雙曲函數(shù)

math.sinh(x)，math.cosh(x)，math.tanh(x)

math.asinh(x)，math.acosh(x)，math.atanh(x)2.4常用標準庫

random.seed(a)

作用是設(shè)置初始化隨機數(shù)種子，a是隨機數(shù)種子,可以是整數(shù)或浮點數(shù)，

random.random()

作用是生成一個[0.0,1.0)之間的隨機小數(shù)。

random.randint(a,b)

作用是生成一個[a,b]之間的隨機整數(shù)，參數(shù)a表示隨機區(qū)間的開始值,參數(shù)b表示隨機區(qū)間的結(jié)束值，隨機數(shù)包含結(jié)束值。

random.randrange(start,stop[,step])

作用是生成一個[start,stop)之間以step為步長的隨機整數(shù)。2.4.2random庫2.4常用標準庫

random.choice(seq)

作用是從序列類型(例如列表)seq中隨機返回一個元素，參數(shù)seq表示序列類型。random.shuffle(seq)

作用是從序列類型seq中元素隨機排列，返回打亂后的序列，參數(shù)seq表示序列類型，調(diào)用該函數(shù)后，序列類型變量seq將被改變。

random.sample(seq,n)

作用是從序列seq中選擇n個隨機的元素2.4.2random庫2.4常用標準庫例2.6

利用random庫常用隨機函數(shù)生成一些隨機數(shù)importrandomx=random.random()#random()隨機生成一個[0,1)之間的隨機數(shù)y=random.random()print(x,y*10)m=random.randint(0,10)#randint()隨機生成一個[0:10]之間的整數(shù)print(m)print(random.randrange(100,120,2))#輸出100~120間的偶數(shù)st1=random.choice([5,6,7,8,11,22,55])

st2=random.choice('adadfaifhasui')print(st1,st2)sli=random.sample([3,4,5,6,7,66,88],2)print(sli)#sample(a,b)隨機獲取a中指定b長度的片段lst=[1,2,4,5,6,9]random.shuffle(lst)print(lst)#shuffle()將一個列表內(nèi)的元素順序打亂

2.4.2random庫2.4.3time庫2.4常用標準庫

time()函數(shù)

用于返回當前時間的時間戳(從1970年1月1日00時00分00秒到現(xiàn)在的浮點秒數(shù))。

localtime([secs])

函數(shù)

作用是格式化時間戳為本地時間(struct_time類型）。如果secs參數(shù)未傳入，就以當前時間為轉(zhuǎn)換標準。

asctime([t])與ctime()函數(shù)

用于接收一個時間元組并返回一個可讀的24個字符的字符串，如“SatSep2616:05:502020”（2020年9月26日周六16時05分50秒）。如果參數(shù)未傳入，就以當前時間元組為轉(zhuǎn)換標準.

ctime([secs])函數(shù)接收一個時間秒數(shù)并返回一個可讀的字符串，其作用相當于asctime(localtime(secs))，未給參數(shù)相當于asctime()。2.4常用標準庫importtimeprint(time.time())print(time.localtime())#等價于time.localtime(time.time())print(time.asctime())#等價于time.asctime(time.localtime(time.time()))print(time.ctime())#等價于time.asctime()sleep()函數(shù)

time.sleep(seconds)表示暫停時間seconds秒。importtimen=int(input("請輸入到計時秒數(shù)："))fortinrange(n,0,-1):print(t)

time.sleep(1)print("時間到！")2.4.3time庫2.4常用標準庫例2.7

利用time庫中的函數(shù)，每隔5秒顯示一下系統(tǒng)時間，共顯示6次。importtimeforcountinrange(6):print(time.ctime())time.sleep(5)2.4.3time庫Python科學(xué)計算及應(yīng)用主講：第3章Python計算結(jié)構(gòu)分支計算3.2循環(huán)計算3.3順序計算3.1第3章Python計算結(jié)構(gòu)第3章Python計算結(jié)構(gòu)3.1.1輸入函數(shù)input()變量=input()

變量=input("提示信息")3.1順序計算注意：無論用戶輸入的是什么，都將以字符串的形式返回。如用戶輸入100，那么變量接收的不是整型數(shù)100，而是字符串100，即“100”，如：name=input("請輸入名字:")print('您剛剛輸入的名字是:',name)3.1.2求值函數(shù)eval()eval(expression,globals=None,locals=None)3.1順序計算字符串轉(zhuǎn)換成列表：

a="[1,2,3,4,5]"#a是字符串類型數(shù)據(jù)b=eval(a)#b是列表類型數(shù)據(jù)

字符串轉(zhuǎn)換成字典

a="{"name":"guo","age":25}"#a為字符串類型數(shù)據(jù)b=eval(a)#b為字典類型數(shù)據(jù)

字符串轉(zhuǎn)換為元組a="(1,2,3,4,5)"#a的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是字符串b=eval(a)#b的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是元組

eval()返回表達式的值

x=4

eval("5*x")#返回值為203.1.3輸出函數(shù)print()函數(shù)的語法如下：print(objects,sep='',end='\n',file=sys.stdout)3.1順序計算格式化輸出格式符號轉(zhuǎn)換對應(yīng)的類型%c字符%s通過str()字符串轉(zhuǎn)換來格式化%d有符號十進制整數(shù)%u無符號十進制整數(shù)%o八進制整數(shù)%x十六進制整數(shù)（小寫字母）%X十六進制整數(shù)（大寫字母）%e索引符號（小寫'e'）%E索引符號（大寫“E”）%f浮點實數(shù)%g％f和％e的簡寫%G％f和％E的簡寫age=18name="小明"print("我的姓名是%s,年齡是%d"%(name,age))

轉(zhuǎn)義字符print("1234567890-------")#會在一行顯示print("1234567890\n-------")#第一行顯示’1234567890’，第二行顯示’-------’3.1順序計算轉(zhuǎn)義符號含義示例結(jié)果\newline輸入多行s=“a\b\c”print(s)abc\\反斜杠print(“\\”)\\’單引號print(‘\’’)’\”雙引號print(“\””)”\b退格，刪除前一個字符print(“ab\b”)a\f分頁，隔開一頁print(“hello\fworld”)hello↑world\n換行print(“a\nb”)ab\t橫向制表符print(“a\tb”)a

b\v縱向制表符print(“a\vb”)a

b\oxx八進制xx代表的字符print(“\043”)#\xhh十六進制hh代表的字符print(“\x23”)#3.1順序計算3.2.1if判斷語句age=10print("****if判斷開始****")ifage>18:print("已經(jīng)成年")print("****if判斷結(jié)束****")3.2分支計算例3.2

輸入學(xué)生成績，輸出等級分（ABCDE等）score=int(input("請輸入成績："))if90<=score<=100:print('A')if80<=score<90:print('B')if70<=score<80:print('C')if60<=score<70:print('D')ifscore<60:print('E')3.2.2if-else語句age=input("請輸入年齡:")age=int(age)ifage>18:print("已經(jīng)成年")else:print("未成年")例3.3輸入一個數(shù)，判斷值是否在0~5或者10-20之間，如是輸出valid，否則輸出invalidnum=int(input("請輸入一個數(shù)："))if(num>=0andnum<=5)or(num>=10andnum<=0):print('valid')else:print('invalid')3.2分支計算3.2.3elif語句3.2分支計算if條件1:事情1elif

條件2:事情2elif

條件3:事情3score=int(input("請輸入成績："))ifscore>=90andscore<=100:print('本次考試，等級為A')elifscore>=80andscore<90:print('本次考試，等級為B')elifscore>=70andscore<80:print('本次考試，等級為C')elifscore>=60andscore<70:print('本次考試，等級為D')elifscore>=0andscore<60:print('本次考試，等級為E')值得注意的是elif必須和if一起使用，不能單獨使用，否則出錯。3.2.4if嵌套3.2分支計算ticket=0#車票，非0代表有車票，0代表沒有車票suitcase=1#手提箱，0代表檢查合格，非0代表有違禁品ifticket!=0:print("有車票，可以進站")ifsuitcase==0:print("通過安檢")print("終于可以回家了，美滋滋~~~")else:print("沒有通過安檢，手提箱中有違禁品")print("警察叔叔！請聽我解釋...")else:print("沒有車票，不能進站")print("就這張票，昨天還能進的！")例3.4

編寫程序模擬猜拳游戲。參考程序如下：importrandom#導(dǎo)入隨機函數(shù)庫player=int(input('請輸入：剪刀(0)石頭(1)布(2):'))computer=random.randint(0,2)#在[0,2]取隨機數(shù)#用來進行測試#print('player=%d,computer=%d',(player,computer))#一行太長希望多行顯示，使用\進行連接if((player==0)and(computer==2))\or((player==1)and(computer==0))\or((player==2)and(computer==1)):print('獲勝，哈哈，你太厲害了')elifplayer==computer:print('平局，要不再來一局')else:print('輸了，不要走，再來決戰(zhàn)！')3.2分支計算3.3.1for循環(huán)list(range(4))#[0,1,2,3]list(range(0,5))#[0,1,2,3,4]list(range(0,10,3))#[0,3,6,9]list(range(-4,4))#[-4,-3,-2,-1,0,1,2,3]list(range(4,-4,-1))#[4,3,2,1,0,-1,-2,-3]3.3循環(huán)計算range()函數(shù)語法格式：range(start,end,step)注意：range()函數(shù)返回的是一個可迭代對象（類型是對象），而不是列表類型，

所以輸出的時候不會顯示列表。list()函數(shù)可以把range()返回的可迭代對象轉(zhuǎn)為一個列表，返回的變量類型為列表。for循環(huán)語句語法格式是：for變量in可迭代對象：

循環(huán)需要執(zhí)行的代碼foriinrange(5):print(i,end=’’)#輸出01234foritemin'python':print(item):#輸出pythonfor_inrange(5):#下劃線可以當作臨時變量print('helloworld')#將helloworld打印5遍課程練習：1.求1～100之間所有偶數(shù)之和2.輸入一個整數(shù)，求該數(shù)的階乘3.3循環(huán)計算break：

表示終止循環(huán)，即不執(zhí)行本次循環(huán)中break后的語句，直接跳出循環(huán)。continue表示終止本次循環(huán)，即本次循環(huán)中continue后面的代碼不執(zhí)行，進入下一次循環(huán)的入口判斷。exit()表示結(jié)束進程，即整個退出系統(tǒng)。break和continue語句foriinrange(10):ifi==5:breakprint(i)print('hellopython')foriinrange(10):ifi==5:continueprint(i)print('hellopython')3.3循環(huán)計算for…else語句功能：在循環(huán)正常結(jié)束后，執(zhí)行else的內(nèi)容。ID=[1,2,3]foriinID:print(i,end='')else:print("\n循環(huán)正常結(jié)束，請顯示我！")forninrange(2,100):forxinrange(2,n):ifn%x==0:breakelse:#注意else和for對齊print(n,end='')求100以內(nèi)素數(shù)，用for…else結(jié)構(gòu)實現(xiàn)3.3循環(huán)計算pass語句功能：表示空，啥也不干，只有語法上的意義forletterin'RedMolly':ifletter=='l':passprint('當前字母:',letter)print("Goodbye!")例3.5

有1，2，3，4四個數(shù)字，求這四個數(shù)字能生成多少個互不相同且無重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)。count=0#記錄符合要求的數(shù)字個數(shù)foriin(1,2,3,4):forjin(1,2,3,4):forkin(1,2,3,4):ifi!=jandi!=kandj!=k:#去重count+=1print(count)#輸出243.3循環(huán)計算num1=int(input('Num1:'))#輸入兩個整數(shù)num2=int(input('Num2:'))min_num=min(num1,num2)#找出兩個數(shù)中的最小值#最大公約數(shù)范圍在1～min_num之間foriinrange(1,min_num+1):ifnum1%i==0andnum2%i==0:gys=igbs=(num1*num2/gys)#最小公倍數(shù)print('%d和%d的最大公約數(shù)為:%d'%(num1,num2,gys))print('%d和%d的最小公倍數(shù)為:%d'%(num1,num2,gbs))例3.6

輸入兩個整數(shù)，求兩個數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。（最小公倍數(shù)=(num1*num2)/最大公約數(shù)）3.3循環(huán)計算foriinrange(3):name=input('用戶名:')passwd=input('密碼:')ifname=='user'andpasswd=='6666':print('登錄成功！')breakelse:print('登錄失敗')print('您還剩余%d次機會'%(2-i))

else:print('失敗超過3次，請稍后再試！')例3.7

用for循環(huán)實現(xiàn)用戶登錄，輸入用戶名和密碼；判斷用戶名和密碼是否正確（name='user',passwd='6666'），登錄僅有三次機會，超過3次會報錯。3.3循環(huán)計算count=0while(count<5):print('Thecountis:',count)print("Hello，world!")count=count+13.3.2while循環(huán)語法格式：whileexpression:statements3.3循環(huán)計算

foriinrange(2,100):forjinrange(2,i):if(i%j==0):breakelse:print(i,end='')3.3.3循環(huán)的嵌套求100以內(nèi)的素數(shù)3.3循環(huán)計算例3.8猜數(shù)游戲，輸入一個0~9的整數(shù)，隨機產(chǎn)生一個0~9之間的數(shù)字，猜3次，顯示猜數(shù)的結(jié)果。importrandomi=0whilei<3:

num=int(input('請您輸入0到9任一個數(shù):'))rand=random.randint(0,9)ifnum==rand:print("運氣真好，您猜對了!")break

elif

num>rand:print("您猜大了!正確答案是:%d！"%rand)

elif

num<rand:print("您猜小了!正確答案是:%d！"%rand)

i+=1?3.3循環(huán)計算Python科學(xué)計算及應(yīng)用主講：第4章Python序列計算列表(list)4.2元組(tuple)4.3字符串(str)4.1第4章Python序列計算集合(set)4.5常用內(nèi)置函數(shù)4.6字典(dict)4.4數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換4.74.1字符串(str)字符串是由一對單引號，雙引號或三引號之間包含內(nèi)容組成的符號序列，是一個有序的字符集合，用于存儲和表示文本信息，是不可變對象。如果需要嵌套引號，則不允許出現(xiàn)單引號嵌套單引號，雙引號嵌套雙引號的現(xiàn)象。4.1.1字符串的輸出

print()方法用print()方法輸出，形式是print('字符串')s1='hello's2='world'print(s1,s2)#helloworldprint(s1+s2)#helloworld，+可以連接字符串print('hello'+'3')#hello3print('hello'*3)#hellohellohello

，*表示重復(fù)

print(3,'hello')#3helloname='zhangsan'age=18print("Mynameis%s,Myageis%d"%(name,age))4.1.1字符串的輸出

當用格式符號%s時，形式是print('%s'%('字符串'))，變量超過2個使用元組格式，如print("%s,%s"%(字符串1,字符串2))，%s表示字符串的位置。傳入的值要與%s一一對應(yīng)。name='張三'position='python程序員'address='湖北武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)'print('-'*50)print("姓名：%s"%name)print("職位：%s"%position)print("公司地址：%s"%address)print('-'*50)4.1字符串(str)str.format()方法print('...{索引},...,{索引},...'.format(值1,值2))#單引號可以換成雙引號和三引號print('...{key1},...,{key2},...'.format(key1=value,key2=value))name='zhangsan'age=18print('Mynameis{},Myageis{}'.format(name,age))print('Mynameis{0},Myageis{1}'.format(name,age))print('Mynameis{name},Myageis{age}'.format(name='zhangsan',age=18))4.1字符串(str)f-strings方法name='zhangsan'age=18print(f'Mynameis{name},Myageis{age}')#{}中直接使用變量#輸出：Mynameiszhangsan,Myageis18

在Python3.6中引入

了f-strings，不僅比str.format使用簡單，而且效率也更高。f-string是字符串前面加上"f"，{}內(nèi)直接使用變量、表達式等4.1.2字符串輸入username=input('請輸入用戶名:')print("用戶名為：%s"%username)password=input('請輸入密碼:')print("密碼為：%s"%password)4.1字符串(str)下標（索引）就是編號，切片（slice）是指對操作的對象截取其中一部分的操作。4.1.3下標和切片

[start:end:step]，三個參數(shù)可以部分省略[:]表示提取從開頭（默認位置0）到結(jié)尾（默認位置-1）的整個字符串。[start:]表示從start提取到結(jié)尾。[:end]表示從開頭提取到end–1。[start:end]表示從start提取到end–1。[start:end:step]表示從start提取到end-1，每step個字符提取一個。左側(cè)第一個字符的位置/偏移量為0，右側(cè)最后一個字符的位置/偏移量為-1。4.1字符串(str)例4.1

已知字符串為str='0123456789′，輸出以下切片。str="0123456789"print(str[0:3])#012,截取第一位到第三位的字符。print(str[:])#0123456789,截取字符串的全部字符。print(str[6:])#6789,截取第七個字符到結(jié)尾。print(str[:-3])#0123456,截取從頭開始到倒數(shù)第三個字符之前。print(str[2])#2,截取第三個字符。print(str[-1])#9,截取倒數(shù)第一個字符。print(str[::-1])#9876543210,創(chuàng)造與原字符串順序相反的字符串。print(str[-3:-1])#78,截取倒數(shù)第三位與倒數(shù)第一位之前的字符。print(str[-3:])#789,截取倒數(shù)第三位到結(jié)尾。print(str[:-5:-3])#96,逆序截取，截取倒數(shù)第五位數(shù)與倒數(shù)第三位數(shù)之間。print(str[::2])#02468,按照步長為二，返回所有值。4.1字符串(str)4.1.4字符串常見操作

性質(zhì)判定方法功能isalnum()是否全是字母和數(shù)字，并至少有一個字符。isalpha()是否全是字母，并至少有一個字符

。isdigit()是否全是數(shù)字，并至少有一個字符。islower()字符串中字母是否全是小寫。isupper()字符串中字母是否全是小寫。isspace()是否全是空白字符，并至少有一個字符。istitle()判斷字符串是否每個單詞都有且只有第一個字母是大寫。startswith(prefix[,start[,end]])用于檢查字符串是否是以指定子字符串開頭，如果是則返回

True，否則返

回

False。endswith(suffix[,start[,end]])用于判斷字符串是否以指定后綴結(jié)尾，如果以指定后綴結(jié)尾返回True，否則返回False。4.1字符串(str)例4.2閱讀下面程序，寫出輸出結(jié)果。print('abc'.isspace())#Falseprint('abc'.isalpha())#Trueprint('123'.isnumeric())#Trueprint('abc123'.isalnum())#Trueprint('123abc!'.isalnum())#False4.1字符串(str)查找與替換方法功能count(sub[,start[,end]])統(tǒng)計字符串里某個字符sub出現(xiàn)的次數(shù)。find(sub[,start[,end]])檢測字符串中是否包含子字符串sub，如果包含子字符串返回開始的索引值，否則返回-1。index(sub[,start[,end]]跟find()方法一樣，如果sub不在string中會拋出ValueError異常。rfind(sub[,start[,end]])類似于find()函數(shù)，從右邊開始查找。rindex(sub[,start[,end]])類似于index()，從右邊開始。replace(old,new[,count])用來替換字符串的某些子串，用new替換old。如果指定count參數(shù)，最多替換count次，如果不指定，就全部替換。4.1字符串(str)例4.3閱讀下面程序，寫出輸出結(jié)果。str="hello,mynameis{name},iam{age}"print(str.find("w"))#-1print(str.format(name="zhangsan",age=18))#hello,mynameiszhangsan,iam18print(str.replace("hello","你好").format(name="lisi",age=20))#你好,mynameislisi,iam20print(str.index("n"))#9print(str.find("wwww"))#-14.1字符串(str)拆分與連接方法功能partition(sep)用來根據(jù)指定的分隔符將字符串進行分割,如果字符串包含指定的分隔符，則返回一個3元的元組，第一個為分隔符左邊的子串，第二個為分隔符本身，第三個為分隔符右邊的子串。如果sep沒有出現(xiàn)在字符串中，則返回值為(sep,",")。rpartition(sep)類似于partition()函數(shù),不過是從右邊開始查找.splitness([keepends])按照行('\r','\r\n',\n')分隔，返回一個包含各行作為元素的列表，如果參數(shù)keepends為False，不包含換行符，如果為True，則保留換行符。split(sep[,maxsplit]])通過指定分隔符對字符串進行切片，如果參數(shù)maxsplit有指定值，則僅分隔maxsplit個子字符串，返回分割后的字符串列表。rsplit(sep[,maxsplit]])同split(),不過是從右邊開始。join(seq)把字符串用設(shè)定的連接符連接起來，seq是要連接的元素序列。4.1字符串(str)a='a_b_c_x_y_z'b=a.split(sep='_')#用_把a拆分c=':'.join(b)#用:把b連接起來。d=''.join(b)#用空白把b連接起來print(b)#['a','b','c','x','y','z']print(c)#a:b:c:x:y:zprint(d)#abcxyz

變形方法功能lower()轉(zhuǎn)換字符串中所有大寫字符為小寫。upper()將字符串中的小寫字母轉(zhuǎn)為大寫字母。capitalize()將字符串的第一個字母變成大寫,其他字母變小寫。對于8位字節(jié)編碼需要根據(jù)本地環(huán)境。swapcase()用于對字符串的大小寫字母進行轉(zhuǎn)換，大寫轉(zhuǎn)小寫，小寫轉(zhuǎn)大寫。title()返回"標題化"的字符串,就是說所有單詞都是以大寫開始，其余字母均為小寫。4.1字符串(str)例4.4分別將字符串'hello,WORLD!首字母大寫，全部大寫，全部小寫和大小寫互換。s='hello,WORLD!'s1=s.capitalize()#首字母大寫s2=s.upper()#全部大寫s3=s.lower()#全部小寫s4=s.swapcase()#大小寫互換print(s1)#Hello,world!print(s2)#HELLO,WORLD!print(s3)#hello,world!print(s4)#HELLO,world!4.1字符串(str)刪減與填充方法功能strip([chars])用于移除字符串頭尾指定的字符（默認為空格），如果有多個就會刪除多個。lstrip([chars])用于截掉字符串左邊的空格或指定字符。rstrip([chars])用于截掉字符串右邊的空格或指定字符。center(width[,fillchar])返回一個原字符串，居中,并使用fillchar填充至長度width的新字符串。默認填充為空格。ljust(width[,fillchar])返回一個原字符串左對齊,并使用fillchar填充至指定長度的新字符串，默認為空格。如果指定的長度小于原字符串則返回原字符串。rjust(width[,fillchar])返回一個原字符串右對齊,并使用fillchar填充至長度width的新字符串。如果指定的長度小于字符串的長度則返回原字符串。zfill(width)返回指定長度的字符串，原字符串右對齊，前面填充0。expandtabs([tabsize])把字符串中的tab符號('\t')轉(zhuǎn)為適當數(shù)量的空格，默認情況下是轉(zhuǎn)換為8個。4.1字符串(str)例4.5閱讀下面程序，寫出輸出結(jié)果。x="1111123"print(x.replace("11","A"))#AA123print(x.replace("11",""))#123print(x.replace("","A"))#A1A1A1A1A1A2A3Ax="AA123"print(x.split("1"))#['AA','23']print(x.split("A1"))#['A','23']x="AB12"print(x.split())#空表示任意個數(shù)的空格,['A','B','12']x=["A","B"]print("".join(x))#list轉(zhuǎn)str時常用，ABprint("0".join(x))#A0Bprint("123".join(x))#A123Bprint("".join(x))#ABx="AAAAA1"print(x.count("AA"))#2x="ABC123"print(x[::-1])#逆序，'321CBA'4.1字符串(str)列表是任意對象的有序集合。通過索引訪問列表中指定元素，第一個元素索引是0，第二個索引是1，依此類推。list1=[a,b,1,2,[3,4,5,]]list2=["hello","world"]list3=["hello",100,"world",200]list=["hello","world","iGeek","Home"]print(list3[0])#helloprint(list3[1])#worldprint(list3[2:])#['iGeek','Home']4.2列表(list)namesList=['tom','jerry','jhon']fornameinnamesList:print(name)4.2列表(list)namesList=['tom','jerry','jhon']length=len(namesList)i=0whilei<length:print(namesList[i])

i+=14.2.1循環(huán)遍歷列表最常用的是使用for循環(huán)遍歷列表，其格式為：for循環(huán)內(nèi)部使用變量in列表namesList=['tom','jerry','jhon']print("----添加之前，列表中的元素----")print(namesList)print("----添加之后，列表中的元素----")namesList.append("james")print(namesList)4.2.2列表的常用操作4.2列表(list)添加元素(append,extend,insert)append()方法：通過append可以向列表添加元素，并且默認添加在列表末尾extend()方法，增加一個新列表a=['a','b','c']b=['1','2','3']a.append(b)a=['a','b','c']a.insert(1,"hello")print(a)3.3.2while循環(huán)insert()方法是在指定位置index前插入元素object，形式為insert(index,object)4.2列表(list)刪除元素(del,pop,remove)del方法根據(jù)下標進行刪除pop()方法刪除最后一個元素remove()方法根據(jù)元素的值進行刪除

Name=['華為','小米','云計算','量子計算','人工智能']print('------刪除之前------')print(Name)print('------刪除之后------')delName[2]print(Name)Name=['華為','小米','云計算','量子計算','人工智能']print('------刪除之前------')print(Name)print('------刪除之后------')Name.pop()#也可以傳入下標作為參數(shù)，刪除該下標的元素print(Name)Name=['華為','小米','云計算','量子計算','人工智能']print('------刪除之前------')print(Name)print('------刪除之后------')Name.remove('云計算')print(Name)4.2列表(list)修改元素Name=['華為','小米','云計算','量子計算','人工智能']print('------修改之前------')print(Name)print('------修改之后------')Name[2]='區(qū)塊鏈'print(Name)4.2列表(list)查找元素(in,notin,index,count)name_list=['tom','jerry','alice','james']print('tom'in

name_list)#Trueprint('tom'notinname_list)#False

name_list=['tom','jerry','alice','james','jerry']print(name_list.index('jerry'))#1print(name_list.index('jerry',4,6))#4print(name_list.count('jerry'))#2排序(sort,reverse)a=[1,4,2,3,6,5,9,8,7]print('----原列表----')print(a)print('----reverse----')a.reverse()print(a)print('----sort----')a.sort()print(a)print('----sort(reverse=True)----')a.sort(reverse=True)print(a)4.2列表(list)列表的sort()方法將list按特定順序重新排列，默認為由小到大，參數(shù)reverse=True可改為倒序，由大到小。列表的reverse()方法是將list逆置列表嵌套students=['s1','s2','s3','s4','s5','s6','s7','s8','s9','s10','s11','s12']groups=[[],[],[]]forstuinstudents:index=random.randint(0,2)groups[index].append(stu)print("第一組:%s"%(str(groups[0])))print("第一組:%s"%(str(groups[1])))print("第一組:%s"%(str(groups[2])))4.2列表(list)列表嵌套表示列表中的元素又是一個列表，那么這就是列表的嵌套list1=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]例4.6將12名同學(xué)隨機分配到3個組中4.2.3

列表推導(dǎo)式4.2列表(list)列表推導(dǎo)式就是通過循環(huán)創(chuàng)建列表，是Python生成列表的特有方式，代碼非常簡潔。print([x*xforxinrange(1,11)])#輸出一個列表[1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]L=[]forxinrange(1,11):

L.append(x*x)print(L)

[x*xforxinrange(1,11)ifx%2==0]print([m+nformin'ABC'fornin'123'])例4.7使用列表推導(dǎo)式求解百錢買百雞問題。假設(shè)大雞5元一只，中雞3元一只，小雞1元三只，現(xiàn)有100元錢想買100只雞，有多少種買法？方法如下：4.2列表(list)L=[(i,j,k)