第1次線下授課課件（Python語(yǔ)法元素）0

第1章程序設(shè)計(jì)基本方法

MOOC：走進(jìn)Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

CCBY-NC-SA4.0嵩天編程語(yǔ)言我們?nèi)绾闻c計(jì)算機(jī)溝通？任務(wù)：讓計(jì)算機(jī)根據(jù)半徑r的值，自動(dòng)計(jì)算出圓的周長(zhǎng)和面積。計(jì)算與問(wèn)題求解編寫程序并運(yùn)行如何讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行任務(wù)？問(wèn)題是如何通過(guò)程序加以解決的？輸出圓的周長(zhǎng)c和面積s輸入圓的半徑r處理??=2??????=????2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)能夠理解和識(shí)別用戶操作意圖的一種交互體系，它按照特定規(guī)則組織計(jì)算機(jī)指令，使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行各種運(yùn)算處理。

按照程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言規(guī)則組織起來(lái)的一組計(jì)算機(jī)指令稱為計(jì)算機(jī)程序。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述機(jī)器語(yǔ)言是一種二進(jìn)制語(yǔ)言，它直接使用二進(jìn)制代碼表達(dá)指令，是計(jì)算機(jī)硬件可以直接識(shí)別和執(zhí)行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

例如：執(zhí)行數(shù)字2和3的加法，16位計(jì)算機(jī)上的機(jī)器指令為：1101001000111011，不同計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的機(jī)器指令不同程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述匯編語(yǔ)言使用助記符與機(jī)器語(yǔ)言中的指令進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，在計(jì)算機(jī)發(fā)展早期幫助程序員提高編程效率

例如：執(zhí)行數(shù)字2和3的加法，匯編語(yǔ)言指令為：add2,3,result，運(yùn)算結(jié)果寫入result。機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言都是低級(jí)語(yǔ)言。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述高級(jí)語(yǔ)言區(qū)別于低級(jí)語(yǔ)言在于，高級(jí)語(yǔ)言是接近自然語(yǔ)言的一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，更容易地描述計(jì)算問(wèn)題并利用計(jì)算機(jī)解決計(jì)算問(wèn)題。

例如：執(zhí)行數(shù)字2和3加法的高級(jí)語(yǔ)言代碼為：result=2+3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述高級(jí)語(yǔ)言按照計(jì)算機(jī)執(zhí)行方式的不同可分成兩類靜態(tài)語(yǔ)言腳本語(yǔ)言

這里所說(shuō)的執(zhí)行方式指計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)程序的過(guò)程，靜態(tài)語(yǔ)言采用編譯執(zhí)行，腳本語(yǔ)言采用解釋執(zhí)行。編譯和解釋編譯是將源代碼轉(zhuǎn)換成目標(biāo)代碼的過(guò)程，通常，源代碼是高級(jí)語(yǔ)言代碼，目標(biāo)代碼是機(jī)器語(yǔ)言代碼，執(zhí)行編譯的計(jì)算機(jī)程序稱為編譯器。編譯和解釋解釋是將源代碼逐條轉(zhuǎn)換成目標(biāo)代碼同時(shí)逐條運(yùn)行目標(biāo)代碼的過(guò)程。執(zhí)行解釋的計(jì)算機(jī)程序稱為解釋器。編譯和解釋編譯是一次性地翻譯，一旦程序被編譯，不再需要編譯程序或者源代碼。對(duì)于相同源代碼，編譯所產(chǎn)生的目標(biāo)代碼執(zhí)行速度更快。目標(biāo)代碼不需要編譯器就可以運(yùn)行，在同類型操作系統(tǒng)上使用靈活。編譯和解釋解釋則在每次程序運(yùn)行時(shí)都需要解釋器和源代碼。解釋執(zhí)行需要保留源代碼，程序糾錯(cuò)和維護(hù)十分方便。只要存在解釋器，源代碼可以在任何操作系統(tǒng)上運(yùn)行，可移植性好編譯和解釋計(jì)算機(jī)編程：計(jì)算圓面積及周長(zhǎng)

計(jì)算思維是區(qū)別于以數(shù)學(xué)為代表的邏輯思維和以物理為代表的實(shí)證思維的第三種思維模式。編程解決問(wèn)題的步驟：首先需要分析問(wèn)題，抽象內(nèi)容之間的交互關(guān)系(問(wèn)題分析、抽象建模)設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的確定性方法（算法設(shè)計(jì)）進(jìn)而通過(guò)編寫和調(diào)試代碼解決問(wèn)題（編程）程序設(shè)計(jì)C=2πrS=πr2分析：定義問(wèn)題設(shè)計(jì)：制定解決問(wèn)題的計(jì)劃，即算法編碼：將算法翻譯為編程語(yǔ)言測(cè)試：測(cè)試、糾錯(cuò)輸入rpi=3.14c=2*pi*rs=pi*r*r輸出c,sstartendPython語(yǔ)言概述CCBY-NC-SA4.0嵩天Python語(yǔ)言的誕生GuidovanRossumPython語(yǔ)言創(chuàng)立者2002年，Python2.x2008年，Python3.x使用Python語(yǔ)言編寫的Hello程序只有一行代碼

print(“HelloWorld”)第一行的“>>>”是Python語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境的提示符第二行是Python語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果編寫Hello程序（程序安裝演示）>>>print("HelloWorld")HelloWorld#include<stdio.h>intmain(void){printf("HelloWorld\n");return0;}一般來(lái)說(shuō)，同樣功能的程序，Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的代碼行數(shù)僅相當(dāng)于C語(yǔ)言的1/5至1/10，簡(jiǎn)潔程度取決于程序的復(fù)雜度和規(guī)模。C語(yǔ)言的Hello程序

程序的基本編寫方法CCBY-NC-SA4.0嵩天輸入數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)IPO程序編寫方法任務(wù)：讓計(jì)算機(jī)根據(jù)半徑r的值，自動(dòng)計(jì)算出圓的周長(zhǎng)和面積。計(jì)算與問(wèn)題求解輸出圓的周長(zhǎng)c和面積s輸入圓的半徑r處理??=2??????=????2第2章Python語(yǔ)法元素

MOOC：走進(jìn)Python溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例CCBY-NC-SA4.0嵩天溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例根據(jù)華氏和攝氏溫度定義，轉(zhuǎn)換公式如下：C=(F–32)/1.8F=C*1.8+32

其中，C表示攝氏溫度，F(xiàn)表示華氏溫度問(wèn)題：如何利用Python程序進(jìn)行攝氏度和華氏度之間的轉(zhuǎn)換溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例步驟1：分析問(wèn)題采用公式轉(zhuǎn)換方式解決計(jì)算問(wèn)題溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例步驟2：確定功能

輸入：華氏或者攝氏溫度值、溫度標(biāo)識(shí)

處理：溫度轉(zhuǎn)化算法

輸出：華氏或者攝氏溫度值、溫度標(biāo)識(shí)F表示華氏度，82F表示華氏82度C表示攝氏度，28C表示攝氏28度溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例步驟3：設(shè)計(jì)算法根據(jù)華氏和攝氏溫度定義，轉(zhuǎn)換公式如下：C=(F–32)/1.8F=C*1.8+32

其中，C表示攝氏溫度，F(xiàn)表示華氏溫度溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例步驟4：編寫程序溫度轉(zhuǎn)換實(shí)例步驟5：調(diào)試、運(yùn)行程序

使用IDLE打開上述文件，按F5運(yùn)行（推薦）輸入數(shù)值，觀察輸出Python語(yǔ)法元素分析（匯率兌換程序）CCBY-NC-SA4.0嵩天匯率兌換程序，按照1$=6￥的匯率，進(jìn)行美元和人民幣的兌換。Python程序設(shè)計(jì)舉例#匯率兌換s=input("請(qǐng)輸入金額，加上后綴（美元$，人民幣￥：")ifs[-1]=='$':n=str(6*eval(s[:-1]))+'￥'elifs[-1]=='￥':n=str(eval(s[:-1])/6)+'$'else:n="輸入錯(cuò)誤"print(n)程序的格式框架Python語(yǔ)言采用嚴(yán)格的“縮進(jìn)”來(lái)表明程序的格式框架?？s進(jìn)指每一行代碼開始前的空白區(qū)域，用來(lái)表示代碼之間的包含和層次關(guān)系。

1個(gè)縮進(jìn)=4個(gè)空格用以在Python中標(biāo)明代碼的層次關(guān)系縮進(jìn)單層縮進(jìn)

多層縮進(jìn)正確縮進(jìn)錯(cuò)誤縮進(jìn)不同編程語(yǔ)言的格式框架Python中的代碼塊的標(biāo)識(shí)是使用縮進(jìn)完成的。在許多不同的編程語(yǔ)言中，例如C，C++，Java等，都使用花括號(hào)或花括號(hào){}來(lái)定義或標(biāo)識(shí)程序中的代碼塊。各編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)9*9乘法表代碼如下：注釋注釋：程序員在代碼中加入的說(shuō)明信息，不被計(jì)算機(jī)執(zhí)行注釋的兩種方法：?jiǎn)涡凶⑨屢?開頭 #Herearethecomments多行注釋以’’’開頭和結(jié)尾’’’ThisisamultilinecommentusedinPython’’’命名與保留字常量：程序中值不發(fā)生改變的元素變量：程序中值發(fā)生改變或者可以發(fā)生改變的元素Python語(yǔ)言允許采用大寫字母、小寫字母、數(shù)字、下劃線(_)和漢字等字符及其組合給變量命名，但名字的首字符不能是數(shù)字，中間不能出現(xiàn)空格，長(zhǎng)度沒(méi)有限制注意：標(biāo)識(shí)符對(duì)大小寫敏感，python和Python是兩個(gè)不同的名字命名與保留字保留字，也稱為關(guān)鍵字，指被編程語(yǔ)言內(nèi)部定義并保留使用的標(biāo)識(shí)符。程序員編寫程序不能定義與保留字相同的標(biāo)識(shí)符。每種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都有一套保留字，保留字一般用來(lái)構(gòu)成程序整體框架、表達(dá)關(guān)鍵值和具有結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜語(yǔ)義等。掌握一門編程語(yǔ)言首先要熟記其所對(duì)應(yīng)的保留字。命名與保留字Python3.x保留字列表(33個(gè))andelifimportraiseaselseinreturnassertexceptistrybreakfinallylambdawhileclassfornonlocalwithcontinuefromnotyielddefglobalorTruedelifpassFalseNoneinput()函數(shù)獲得用戶輸入之前，input()函數(shù)可以包含一些提示性文字

<變量>=input(<提示性文字>)>>>input("請(qǐng)輸入:")請(qǐng)輸入:python'python'>>>input("請(qǐng)輸入:")請(qǐng)輸入:1024.256'1024.256'

eval（）函數(shù)eval(<字符串>)函數(shù)是Python語(yǔ)言中一個(gè)十分重要的函數(shù)，它能夠以Python表達(dá)式的方式解析并執(zhí)行字符串，將返回結(jié)果輸出>>>x=1>>>eval("x+1")2>>>eval("1.1+2.2")3.3

輸出函數(shù)

print()函數(shù)用來(lái)輸出字符信息，或以字符形式輸出變量。print()函數(shù)可以輸出各種類型變量的值。賦值語(yǔ)句

Python語(yǔ)言中，=表示“賦值”，即將等號(hào)右側(cè)的值計(jì)算后將結(jié)果值賦給左側(cè)變量，包含等號(hào)（=）的語(yǔ)句稱為“賦值語(yǔ)句”同步賦值語(yǔ)句：同時(shí)給多個(gè)變量賦值

<變量1>,…,<變量N>=<表達(dá)式1>,…,<表達(dá)式N>分支語(yǔ)句分支語(yǔ)句是控制程序運(yùn)行的一類重要語(yǔ)句，它的作用是根據(jù)判斷條件選擇程序執(zhí)行路徑，使用方式如下：if<條件1>:<語(yǔ)句塊1>elif<條件2>:<語(yǔ)句塊2>...else:<語(yǔ)句塊N>字符串Python語(yǔ)言中，字符串是用兩個(gè)雙引號(hào)“”或者單引號(hào)‘’括起來(lái)的一個(gè)或多個(gè)字符。Py