Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件全套 張勇 第1-10章 Python語(yǔ)言入門(mén)-網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)

第一章Python語(yǔ)言入門(mén)ContentsPython語(yǔ)言Python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)本章小結(jié)習(xí)題01Python語(yǔ)言Python語(yǔ)言是目前最簡(jiǎn)潔高效的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，可基于各類(lèi)操作系統(tǒng)編寫(xiě)應(yīng)用軟件，適合于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域和年齡段的程序設(shè)計(jì)人員。本章將介紹Python語(yǔ)言的安裝與開(kāi)發(fā)環(huán)境，并詳細(xì)介紹Python程序的框架結(jié)構(gòu)，供讀者快速入門(mén)。1.1Python語(yǔ)言計(jì)算機(jī)可以直接完成的運(yùn)算稱(chēng)為機(jī)器指令，機(jī)器指令由操作碼和操作數(shù)組成，操作碼和操作數(shù)均為二進(jìn)制數(shù)，操作碼指示CPU對(duì)操作數(shù)施加所需要的運(yùn)算操作。計(jì)算機(jī)只能運(yùn)行由機(jī)器指令組成的程序，也稱(chēng)為機(jī)器語(yǔ)言程序。早期的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，正是使用機(jī)器語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。1.1Python語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言發(fā)展史上具有變革性意義的事件是C語(yǔ)言的誕生。C語(yǔ)言是一種接近于自然語(yǔ)言且具有地址訪問(wèn)能力的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，C語(yǔ)言對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展具有其他語(yǔ)言無(wú)法比擬的貢獻(xiàn)，例如，C語(yǔ)言可以開(kāi)發(fā)各類(lèi)操作系統(tǒng)軟件，使計(jì)算機(jī)的軟件變得易用且界面友好；C語(yǔ)言使計(jì)算機(jī)硬件感覺(jué)到前所未有的危機(jī)，計(jì)算機(jī)硬件一直成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的瓶頸；C語(yǔ)言使計(jì)算機(jī)編程大眾化，快速催生了內(nèi)容豐富和形式多樣的海量應(yīng)用軟件。1.1Python語(yǔ)言眾多計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的涌現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)使用者開(kāi)始考慮學(xué)習(xí)和掌握哪種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言？可能考慮的因素有：（1）該計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是否簡(jiǎn)單易學(xué)，語(yǔ)法是否簡(jiǎn)潔優(yōu)美；（2）該機(jī)算機(jī)語(yǔ)言是否功能強(qiáng)大，可以滿足所學(xué)專(zhuān)業(yè)和所從事工作的需要；（3）該計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是否具有巨大的用戶(hù)群和強(qiáng)大的生態(tài)圈，以促進(jìn)資源分享、學(xué)習(xí)和交流；（4）該計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是否具有優(yōu)秀的可移值性，可應(yīng)用于各類(lèi)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上；（5）該計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是否具有強(qiáng)大的生命力，可持續(xù)發(fā)展等。Python語(yǔ)言具備上述全部的肯定回答。1.1Python語(yǔ)言登錄Python官網(wǎng)（/），下載Python語(yǔ)言最新版本。若是64位的Windows系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，需要下載安裝程序“python-3.10.4-amd64.exe”。按照安裝說(shuō)明安裝好Python語(yǔ)言后，在Windows“開(kāi)始”菜單中將出現(xiàn)菜單“Python3.10”，其下具有三個(gè)子菜單項(xiàng)“IDLE”、“Python3.1064-bit”和“Python3.10ModuleDocs(64-bit)”，依次啟動(dòng)Python語(yǔ)言程序殼、Python語(yǔ)言?xún)?nèi)核和Python程序包。1.1Python語(yǔ)言啟動(dòng)“命令提示符”窗口，輸入“python”，如果得到如下所示信息，說(shuō)明Python軟件安裝成功。顯示Python軟件版本信息1.1Python語(yǔ)言Python作為一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，可像C語(yǔ)言等一樣編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序。單擊菜單“File|NewFile(Ctrl+N)”彈出下圖所示界面。IDLE編輯Python程序界面1.1Python語(yǔ)言運(yùn)行Python程序方式單擊菜單“Run|RunModuleF5”，將在IDLE中顯示執(zhí)行結(jié)果。打開(kāi)“命名提示符”窗口，工作目錄設(shè)為“E:\ZYPythonPrj\ZYPrj01”，輸入“pythonmain.py”，將得到運(yùn)行結(jié)果。1.1Python語(yǔ)言左表明Python語(yǔ)言程序的執(zhí)行離不開(kāi)Python內(nèi)核，其執(zhí)行方式可視為“翻譯”執(zhí)行方式。Windows系統(tǒng)用戶(hù)可能更希望Python語(yǔ)言程序可以編譯鏈接為一個(gè)可執(zhí)行文件。Python語(yǔ)言程序的這種“翻譯”執(zhí)行方式不是它的缺點(diǎn)。這樣做的目的，是為了增強(qiáng)程序的可移植性。只要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中安裝了Python語(yǔ)言，所有的Python程序均可以移植該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行。“命令提示符”窗口下運(yùn)行Python程序1.1Python語(yǔ)言程序員很少使用IDLE編輯器編寫(xiě)Python程序，這是因?yàn)閂isualStudio和PyCharm等提供了更先進(jìn)易用的編輯、翻譯、測(cè)試和運(yùn)行集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。下節(jié)將介紹這兩個(gè)優(yōu)秀的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。02Python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境1.2Python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境任意編輯軟件均可用于編寫(xiě)Python語(yǔ)言程序，那些集成了Python語(yǔ)言語(yǔ)法智能感知技術(shù)且能實(shí)現(xiàn)Python語(yǔ)言程序的調(diào)試與執(zhí)行的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，才是首選的Python語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)環(huán)境。推薦兩個(gè)最有名的Python語(yǔ)言程序集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，即VisualStudio和PyCharm。這兩個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，均具有Python語(yǔ)言語(yǔ)法智能感知技術(shù)，即輸入Python語(yǔ)言函數(shù)后，將自動(dòng)提示參數(shù)個(gè)數(shù)與用法等信息，并可自動(dòng)調(diào)整程序代碼的格式。

1.2.1VisualStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

登錄到網(wǎng)站：/zh-hans/下載VisualStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的在線安裝器VisualStudioInstaller。啟動(dòng)在線安裝器VisualStudioInstaller后，選中“Python開(kāi)發(fā)”組件，同時(shí)建議選中“.NET桌面開(kāi)發(fā)”、“使用C++的桌面開(kāi)發(fā)”和“通用Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)”，后三者使VisualStudio可以編寫(xiě)C++/C#應(yīng)用程序。

1.2.1VisualStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境按照安裝提示完成VisualStudio2022的安裝后，啟動(dòng)VisualStudio開(kāi)發(fā)環(huán)境，在啟動(dòng)界面選擇“創(chuàng)建新項(xiàng)目”。VisualStudio安裝

1.2.1VisualStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境輸入如圖所示的代碼，按下快捷鍵“Shift+Alt+F5”將啟動(dòng)Python“交互式窗口”，如圖中的左下方窗口，顯示程序“ZYPrj02.py”的執(zhí)行結(jié)果；或者，按下快捷鍵“Ctrl+F5”，啟動(dòng)“命令提示符”窗口，并在其中顯示程序運(yùn)行結(jié)果。VisualStudio開(kāi)發(fā)Python應(yīng)用程序界面

1.2.1VisualStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境輸入如圖所示的代碼，按下快捷鍵“Shift+Alt+F5”將啟動(dòng)Python“交互式窗口”，如圖中的左下方窗口，顯示程序“ZYPrj02.py”的執(zhí)行結(jié)果；或者，按下快捷鍵“Ctrl+F5”，啟動(dòng)“命令提示符”窗口，并在其中顯示程序運(yùn)行結(jié)果。VisualStudio開(kāi)發(fā)Python應(yīng)用程序界面

1.2.1VisualStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境import語(yǔ)句不是必須的，但是一般的Python程序都需要裝載大量的模塊。Python語(yǔ)言具有大量?jī)?nèi)置程序包，如前面圖中math等，也有大量的擴(kuò)展包，如numpy等。擴(kuò)展包需要單獨(dú)安裝。安裝numpy程序包

1.2.2PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境登錄到網(wǎng)站“/pycharm/”，下載PyCharm軟件，其Community最新版本為2022.1。按照安裝說(shuō)明安裝好PyCharm軟件后，啟動(dòng)PyCharm軟件，在歡迎界面中選擇“新建項(xiàng)目”。PyCharm新建項(xiàng)目窗口

在“位置”處輸入“E:\ZYPythonPrj\ZYPrj03”，選中“創(chuàng)建main.py”歡迎腳本，然后，單擊“創(chuàng)建”得到右圖所示。單擊菜單“文件|設(shè)置”，在其彈出的窗口中，找到“插件”，并安裝“Chinese(Simplified)LanguagePack/中文語(yǔ)言包”。項(xiàng)目ZYPrj03工作窗口

1.2.2PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境單擊上一頁(yè)圖中菜單“文件|設(shè)置”，在其彈出的窗口中，找到“Python解釋器”。單擊“+”號(hào)，在彈出的窗口，搜索并安裝所需要的擴(kuò)展包，這里至少應(yīng)安裝numpy、pandas和matplotlib，這三個(gè)包依次為數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析和繪圖服務(wù)的專(zhuān)用軟件包。安裝擴(kuò)展包窗口

1.2.2PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

1.2.2PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境項(xiàng)目ZYPrj03自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)程序文件main.py，在文件main.py中，以“#”開(kāi)頭的行為注釋?zhuān)遣豢蓤?zhí)行的指令。因此，main.py中的可執(zhí)行語(yǔ)句如下程序段所示。1defprint_hi(name):2print(f'Hi,{name}')34if__name__=='__main__':5print_hi('PyCharm')

1.2.2PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Python語(yǔ)言程序按照縮進(jìn)關(guān)系確定語(yǔ)句組。在程序段中，第1~2行為一組，第4~5行為一組。這里第1行的語(yǔ)句“defprint_hi(name):”表示定義函數(shù)print_hi，其具有一個(gè)形式參數(shù)name；其下縮進(jìn)的所有語(yǔ)句將均屬于該函數(shù)，直到遇到與語(yǔ)句“defprint_hi(name):”處于相同縮進(jìn)位置的語(yǔ)句為止，即遇到第4行的語(yǔ)句“if__name__=='__main__':”為止，后者不屬于前者。第2行的語(yǔ)句“print(f'Hi,{name}')”使用格式輸出方式輸出“Hi,”和name參數(shù)的值。

1.2.2PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境第4~5行為一組。第4行的“__name__”為一個(gè)Python語(yǔ)言的全局標(biāo)號(hào)（或稱(chēng)全局變量），在其所在的模塊（即文件）中，其值固定為“__main__”，注意：這里的main與文件名“main.py”中的main毫無(wú)關(guān)系。因此，當(dāng)執(zhí)行main.py文件時(shí)，第4行的if語(yǔ)句為真，第5行的語(yǔ)句“print_hi('PyCharm')”將被執(zhí)行，其調(diào)用自定義的print_hi函數(shù)輸出“Hi,PyCharm”。03Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)單擊菜單“文件|新建Alt+Insert|Python文件”，然后，輸入文件名“zym0101”，回車(chē)后進(jìn)入如圖所示窗口。輸入zym0101.py文件的代碼。安裝擴(kuò)展包窗口程序文件zym0101.py上程序段中，第1~2行定義了函數(shù)zymax，具有兩個(gè)參數(shù)x和y，返回兩者的較大者；第4行的語(yǔ)句“print(__name__)”輸出全局符號(hào)“__name__”；第5~7行為一個(gè)if語(yǔ)句組，因第5行的條件為真，故第6~7行的語(yǔ)句被執(zhí)行：第6行的語(yǔ)句“print('max=',zymax(3,5))”調(diào)用庫(kù)函數(shù)print和自定義函數(shù)zymax，輸出“max=5”；第7行輸出全局符號(hào)“__name__”。文件zym0101.py的執(zhí)行結(jié)果下部分窗口所示。第4行和第7行輸出的“__name__”均為“__main__”。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)一般地Python語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)滿足以下規(guī)則：（1）借助于import裝載程序模塊。import語(yǔ)句可位于程序中任意位置，一般將import語(yǔ)句放在程序開(kāi)頭。如果不需要裝載其他程序模塊，則不需要import語(yǔ)句；（2）將可執(zhí)行的語(yǔ)句放在if語(yǔ)句組中，if語(yǔ)句組的頭部（即條件判斷部分）的語(yǔ)句固定為“if__name__=='__main__':”。這樣，if語(yǔ)句組中的全部語(yǔ)句只有當(dāng)其所在的文件被執(zhí)行時(shí)，才被執(zhí)行到?？梢栽谶@個(gè)if語(yǔ)句組中放置測(cè)試代碼，用于測(cè)試該程序文件中的類(lèi)和函數(shù)的正確性。一般地，將這個(gè)if語(yǔ)句組放置在程序文件的末尾。這部分稱(chēng)為文件（或模塊）的可直接執(zhí)行部分。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)（3）程序文件中可以包含任意多的類(lèi)和函數(shù)，建議將這些類(lèi)和函數(shù)放置于import語(yǔ)句的后面，但位于“if__name__=='__main__':”語(yǔ)句組的前面。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)按照上述規(guī)則，向項(xiàng)目ZYPrj03中添加一個(gè)新的Python文件zym0103.py，程序段如下：程序段分為三部分第一部分為第1~4行，為import部分，裝載程序中用到的模塊這里裝載了Python語(yǔ)言?xún)?nèi)置模塊math、os、time和random，分別為數(shù)學(xué)、操作系統(tǒng)、時(shí)間和隨機(jī)數(shù)發(fā)生器模塊。第二部分為第6~22行，為類(lèi)定義和函數(shù)定義部分。第三部分為第24~44行，為當(dāng)前文件的測(cè)試程序，用于測(cè)試本文件中的類(lèi)和函數(shù)的正確性。這部分內(nèi)容稱(chēng)為可直接執(zhí)行部分，但當(dāng)該模塊被其他模塊調(diào)用時(shí)，這部分內(nèi)容對(duì)于其他模塊不可見(jiàn)。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)右圖是典型的Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單介紹第三部分內(nèi)容，即第24~44行的語(yǔ)句的含義。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)文件zym0103.py及其運(yùn)行結(jié)果第25行、第41~44行組成一個(gè)功能單元，用于測(cè)試程序的運(yùn)行時(shí)間。第25行的語(yǔ)句“time1=time.time()”調(diào)用time模塊的函數(shù)time記錄系統(tǒng)當(dāng)前的時(shí)間，形象地稱(chēng)為時(shí)間戳；第41行的語(yǔ)句“time.sleep(0.2)”調(diào)用time模塊的函數(shù)sleep延時(shí)等待0.2秒；第42行的語(yǔ)句“time2=time.time()”再次將當(dāng)前的時(shí)間戳賦給time2；第43行的語(yǔ)句“dtime=time2-time1”得到兩個(gè)時(shí)間戳的差，單位為秒；第44行輸出dtime，即為第25~42行間的代碼的運(yùn)行時(shí)間，如圖下方窗口中的“timeelapsed:0.2151966094970703s”所示。第27~32行的代碼用到了自定義的類(lèi)Complex，表示復(fù)數(shù)類(lèi)。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)第34行的語(yǔ)句“print(os.getcwd())”輸出當(dāng)前工程所在的目錄。第36行的語(yǔ)句“random.seed(299792458)”調(diào)用模塊random的seed函數(shù)設(shè)置偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的“種子”為“299792458”，第37行的語(yǔ)句“print(random.randint(1,10))”將以該種子為初值迭代值，生成一個(gè)1至10的偽隨機(jī)數(shù)。設(shè)置“種子”的好處在于，后續(xù)的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器將生成固定的偽隨機(jī)序列，這里是6，如圖下方所示；否則，沒(méi)有第36行，每次執(zhí)行第37行都將得到一個(gè)不同的偽隨機(jī)數(shù)。建議在第37行后再調(diào)用一次“random.seed()”恢復(fù)默認(rèn)的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)第39行的語(yǔ)句“print(math.sin(math.pi/4))”調(diào)用math模塊的sin函數(shù)計(jì)算/4的正弦值。這里的math.pi為圓周率。

第24~44行為一個(gè)if語(yǔ)句組。第25~44行的語(yǔ)句均處于同一等級(jí)的縮進(jìn)層次，這些語(yǔ)句均為if語(yǔ)句的語(yǔ)句體，當(dāng)?shù)?4行的條件為真時(shí)，這些語(yǔ)句將順序執(zhí)行；若第24行的if條件為假，這些語(yǔ)句不被執(zhí)行。1.3Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)04本章小結(jié)本章重點(diǎn)介紹Python語(yǔ)言的特色和Python語(yǔ)言程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)秉承著極致精簡(jiǎn)的原則，借助于Python“翻譯”器執(zhí)行，具有極強(qiáng)的跨平臺(tái)移植能力。Python語(yǔ)言程序依靠其代碼間的位置縮進(jìn)關(guān)系確定代碼間的依賴(lài)關(guān)系，一般地，可將Python程序分成三部分，即import部分、類(lèi)與函數(shù)定義部分和模塊內(nèi)部可執(zhí)行部分。1.4本章小結(jié)05習(xí)題

習(xí)題

第二章Python編程基礎(chǔ)ContentsPython語(yǔ)言輸入與輸出Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型Python運(yùn)算符列表字符串本章小結(jié)習(xí)題01Python語(yǔ)言輸入與輸出任意計(jì)算機(jī)程序都應(yīng)有零個(gè)或多個(gè)輸入，且至少應(yīng)有一個(gè)輸出。一般地，計(jì)算機(jī)程序按照指令位置的先后順序執(zhí)行；當(dāng)遇到分支指令和循環(huán)指令時(shí)，程序?qū)⒂袟l件的跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)指令處執(zhí)行。本章將介紹按順序執(zhí)行的簡(jiǎn)單Python語(yǔ)言程序，并借助于這類(lèi)程序討論P(yáng)ython語(yǔ)言的數(shù)據(jù)表示方法和基本運(yùn)算符，然后詳細(xì)討論最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——列表和字符串，下面從介紹Python語(yǔ)言程序的輸入和輸出函數(shù)開(kāi)始。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出在控制臺(tái)應(yīng)用程序工作模式下，Python語(yǔ)言的輸入函數(shù)為input，輸出函數(shù)為print。函數(shù)input的用法：s=input()或s=input('提示信息')函數(shù)print的用法：print()print(待輸出的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象)print(待輸出的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象,sep='',end='\n',file=sys.stdout)2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出Python語(yǔ)言輸入函數(shù)input和輸出函數(shù)print的用法實(shí)例：1name=input('Pleaseinputyourname:')2print(type(name))3print(isinstance(name,str))4print(name)第1行調(diào)用Python內(nèi)置函數(shù)input將鍵盤(pán)輸入的字符串給name，input函數(shù)具有提示信息“Pleaseinputyourname:”。輸入了“YongZhang”，如果直接回車(chē)，將輸入空字符。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出第2行調(diào)用Python內(nèi)置函數(shù)type得到name的類(lèi)型，然后，調(diào)用print函數(shù)輸出這個(gè)類(lèi)型。第3行print(isinstance(name,str))調(diào)用內(nèi)置函數(shù)isinstance判斷name是否為str字符串類(lèi)型，如果是，則返回真；否則返回假。第4行“print(name)”調(diào)用print函數(shù)輸出name。輸入了“YongZhang”，這里將輸出“YongZhang”，可見(jiàn)輸入以回車(chē)作為結(jié)束符。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出6age=input('Pleaseinputyourage:')7n1=int(age)8n2=int(age,10)9print(type(n2))10s1=str(n2)11s2=hex(n2)12print('Myage:'+str(n1),n2,s1,s2,sep=',',end='.\n')2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出第6行調(diào)用input函數(shù)將鍵盤(pán)輸入的字符串賦給age，input函數(shù)的參數(shù)“Pleaseinputyourage:”為提示信息。第7行調(diào)用內(nèi)置函數(shù)int將字符串a(chǎn)ge轉(zhuǎn)化為整數(shù)，賦給n1。第8行展示了完整的int函數(shù)的調(diào)用形式，這里將以十進(jìn)制數(shù)形式表示的字符串轉(zhuǎn)化為整數(shù)，賦給n2。這里的參數(shù)10表示age為十進(jìn)制數(shù)組成的字符串。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出第9行輸入n2的類(lèi)型，將得到“<class'int'>”，表示n2為整型int，整型int在Python語(yǔ)言中也是一個(gè)類(lèi)。第10行調(diào)用內(nèi)置函數(shù)str將n2轉(zhuǎn)化為字符串，賦給s1。第11行調(diào)用內(nèi)置函數(shù)hex將n2轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)，賦給s2。第12行調(diào)用print函數(shù)輸出結(jié)果“Myage:28,28,28,0x1c.”?！?Myage:'+str(n1)”中的“+”號(hào)表示連接兩個(gè)字符串；print函數(shù)可以輸出字符串和整數(shù)等各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)；“sep=','”表示輸出的兩個(gè)對(duì)象間用逗號(hào)分開(kāi)；“end='.\n'”表示輸出最后一個(gè)對(duì)象后，將輸出一個(gè)回車(chē)換行。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出14fd=open('zy0201.txt',mode='w')15print(n1,n2,s1,s2,sep=',',end='.\n',file=fd)16fd.close()2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出第14行在當(dāng)前工程所在目錄下創(chuàng)建一個(gè)文件zy0201.txt，“mode='w'”表示打開(kāi)方式為“寫(xiě)入”類(lèi)型，打開(kāi)的文件對(duì)象設(shè)為fd。將文件對(duì)象fd不再使用時(shí)，應(yīng)執(zhí)行第16行“fd.close()”關(guān)閉它。第15行使用關(guān)鍵字參數(shù)“file=fd”將文件對(duì)象作為輸出設(shè)備，即向文件對(duì)象fd中寫(xiě)入信息“28,28,28,0x1c.”。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的一些規(guī)則如下：（1）Python語(yǔ)言中沒(méi)有“變量”這種概念，無(wú)法像其C語(yǔ)言那樣定義一個(gè)變量再給變量賦值。因此，也沒(méi)有變量類(lèi)型的說(shuō)法。需要為一些量指定名稱(chēng)時(shí)，直接將那些量賦給一些合法的標(biāo)識(shí)符就行，這些標(biāo)識(shí)符的用法類(lèi)似于“變量”的用法，但含義上有本質(zhì)的區(qū)別，Python中這些標(biāo)識(shí)符并不指代具體的“變量”內(nèi)存空間。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出（2）Python中所有數(shù)據(jù)類(lèi)型均為類(lèi)，因此，所有的數(shù)據(jù)均為對(duì)象。所以，Python是完整意義上的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言。（3）雖然Python語(yǔ)言中沒(méi)有變量和變量類(lèi)型的說(shuō)法，但是，Python語(yǔ)言具有明確的數(shù)據(jù)類(lèi)型。（4）Python語(yǔ)言使用縮進(jìn)表示語(yǔ)句間的關(guān)系。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出其他一些規(guī)則如下：（1）注釋使用“#”號(hào)。任一行中，“#”及其后續(xù)的內(nèi)容均為注釋?zhuān)粫?huì)執(zhí)行。選中多行語(yǔ)句時(shí)，按下快捷鍵“Ctrl+/”可以將選中的語(yǔ)句注釋掉。（2）Python語(yǔ)言具有優(yōu)秀的內(nèi)存清理機(jī)制，程序中不再使用的內(nèi)存空間，將被自動(dòng)釋放掉。這是所有計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都極力追求的內(nèi)存管理機(jī)制。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出（3）Python中文件稱(chēng)為模塊，比模塊更大的概念稱(chēng)為“包”，可以理解為包含了多個(gè)文件的目錄；比模塊更小的概念稱(chēng)為類(lèi)和函數(shù)，類(lèi)和函數(shù)是文件中定義的類(lèi)型。借助于import可以在當(dāng)前模塊中包含其他的模塊，從而實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。Python語(yǔ)言的內(nèi)置模塊無(wú)需import，可以直接使用這些內(nèi)置模塊及其中的函數(shù)。Python語(yǔ)言是實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作編程的最佳選擇。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出程的方式因人而異，但是當(dāng)程序稍大后，往往需要借助于“調(diào)試”功能發(fā)現(xiàn)程序的錯(cuò)誤。PyCharm提供了優(yōu)秀的調(diào)試功能。圖中，單擊程序行號(hào)所在處，可以為該行語(yǔ)句設(shè)置斷點(diǎn)。其下方窗口中具有“調(diào)試器”和“控制臺(tái)”選項(xiàng)。調(diào)試工作窗口2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出1importre23if__name__=='__main__':4name=input('Pleaseinputyourname:')5print(type(name))6print(isinstance(name,str))7print(name)2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出第1行使用import裝載了re模塊，re模塊為正則表達(dá)式模塊，正則表達(dá)式是指與字符串匹配相關(guān)的規(guī)則表達(dá)式。第3行“if__name__=='__main__':”使得第4~20行均為本模塊內(nèi)可執(zhí)行的語(yǔ)句，當(dāng)本模塊被其他模塊調(diào)用時(shí)，這些語(yǔ)句不被執(zhí)行。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出9age=input('Pleaseinputyourage:')10ifre.match('^[1-9]\d*$',age)!=None:11n1=int(age)12n2=int(age,10)13print(type(n2))14s1=str(n2)15s2=hex(n2)16print('Myage:'+str(n1),n2,s1,s2,sep=',',end='.\n')2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出

第9行“age=input('Pleaseinputyourage:')”將鍵盤(pán)輸入的字符串賦給age。

第10行語(yǔ)句使用了正則表達(dá)式判斷age字符串中是否只含有數(shù)字，且不以數(shù)字0開(kāi)頭。這里“re.match”表示調(diào)用模塊re的match函數(shù)，如果它的第一個(gè)參數(shù)（正則表達(dá)式）和第二個(gè)參數(shù)（字符串）匹配成功，則返回匹配的字符串；否則，返回None。

如果第10行的if語(yǔ)句條件為真，即字符串a(chǎn)ge中僅包含有效的數(shù)字字符，則執(zhí)行第11~20行。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出

前面的正則表達(dá)式“^[1-9]\d*$”表示從字符串的頭部（用^表示）開(kāi)始匹配，一直匹配到字符串的尾部（用$表示），“[1-9]”表示匹配字符串中的一個(gè)數(shù)字1至9的字符，“\d”可以匹配數(shù)字0至9的字符，“*”表示重復(fù)匹配0次或多次，“\d*”表示匹配數(shù)字0~9的字符0次或多次。因此正則表達(dá)式“^[1-9]\d*$”表示匹配的字符串應(yīng)為“以數(shù)字1至9的字符開(kāi)頭，后續(xù)字符只能為0至9的數(shù)字字符”。2.1Python語(yǔ)言輸入與輸出18fd=open('zy0201.txt',mode='w')19print(n1,n2,s1,s2,sep=',',end='.\n',file=fd)20fd.close()02Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型2.2Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型Python語(yǔ)言的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型包括整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)等數(shù)值類(lèi)型、布爾類(lèi)型、字符串類(lèi)型、字節(jié)串類(lèi)型和空類(lèi)型等。字符串類(lèi)型將在第2.5節(jié)介紹，空類(lèi)型只有一個(gè)值None，字節(jié)串類(lèi)型為形如“b'Hello'”（Hello可替換為任意ASCII字符或任意8比特表示的字符（擴(kuò)展ASCII集中的字符））的字符串，布爾類(lèi)型只有Ture和False兩個(gè)值。這里重點(diǎn)介紹數(shù)值類(lèi)型的數(shù)據(jù)類(lèi)型。2.2Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型Python語(yǔ)言中，數(shù)值類(lèi)型的規(guī)則如下：（1）整數(shù)是指十進(jìn)制整數(shù)，為不帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)值，具有無(wú)限精度（嚴(yán)格上講，整數(shù)的大小受計(jì)算機(jī)內(nèi)存的大小限制）。而二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六制制的整數(shù)通常以字符串的形式表示。例如，3、5、100、-8等均為整數(shù)，將這些數(shù)作為type函數(shù)的參數(shù)，將返回“<class‘int’>”。2.2Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（2）浮點(diǎn)數(shù)占8個(gè)字節(jié)，由于Python語(yǔ)言是用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，Python中的浮點(diǎn)數(shù)就是C語(yǔ)言中的double類(lèi)型，存儲(chǔ)格式為IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)。浮點(diǎn)數(shù)是指帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，或者是帶有指數(shù)部分的數(shù)，例如，3.、.12、5.3、4e1、2e0等都是浮點(diǎn)數(shù)，將這些數(shù)作為type函數(shù)的參數(shù)將返回“<class'float'>”。2.2Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（3）復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部一定都是浮點(diǎn)數(shù)，即使向?qū)嵅炕蛱摬抠x了整數(shù)，也自動(dòng)轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)。例如，a=complex(3,5)得到復(fù)數(shù)a，其實(shí)部為a.real，虛部分為a.imag，此時(shí)，type(a)將返回“<class'complex'>”，而type(a.real)和type(a.imag)都將返回“<class'float'>”。2.2Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型Python語(yǔ)言中，復(fù)數(shù)的常規(guī)運(yùn)算：（1）求模運(yùn)算。借助于內(nèi)置函數(shù)abs可以計(jì)算一個(gè)復(fù)數(shù)的模，也可以計(jì)算一個(gè)整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)的絕對(duì)值。abs函數(shù)作用于復(fù)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)時(shí)返回浮點(diǎn)數(shù)，而作用于整數(shù)時(shí)，返回整數(shù)。（2）求輻角。需要裝載cmath包（importcmath），然后，執(zhí)行“cmath.phase(a)”返回復(fù)數(shù)a的輻角，當(dāng)a為正數(shù)時(shí)，返回0.0；當(dāng)a為“1j”。03Python語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)2.3Python運(yùn)算符Python語(yǔ)言中，數(shù)據(jù)的基本處理借助于運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)。引用早期的匯編語(yǔ)言的說(shuō)法，運(yùn)算符稱(chēng)為操作符，數(shù)據(jù)稱(chēng)為操作數(shù)。嚴(yán)格意義上，Python語(yǔ)言只有單目運(yùn)算符和雙目運(yùn)算符。運(yùn)算符具有優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性（指運(yùn)算順序）等屬性，在一個(gè)（表達(dá)式）語(yǔ)句中，先計(jì)算優(yōu)先級(jí)高的運(yùn)算符（及其直接相關(guān)的操作數(shù)）；再計(jì)算優(yōu)先級(jí)較低的運(yùn)算符；同級(jí)別優(yōu)先級(jí)的運(yùn)算符，按約定的結(jié)合性（運(yùn)算順序）進(jìn)行運(yùn)算，一般為自左向右運(yùn)算（賦值運(yùn)算符從右向左）。2.3.1算術(shù)運(yùn)算符Python語(yǔ)言的算術(shù)運(yùn)算符：2.3.1算術(shù)運(yùn)算符2.3.2位運(yùn)算符2.3.3關(guān)系運(yùn)算符序號(hào)運(yùn)算符含義用法舉例1==等于3==5得到False2!=不等于3!=5得到True3>大于5>3得到True4>=大于等于5>=3得到True5<小于5<3得到False6<=小于等于5<=3得到False2.3.3關(guān)系運(yùn)算符在Python語(yǔ)言中，關(guān)系運(yùn)算符可以直接組合在一起使用，例如，3<=5>4在Python語(yǔ)言中返回True；5>3<8>4將返回真；10>7>5>3也將返回True。盡量避免這種組合使用。關(guān)系運(yùn)算符連接成的表達(dá)式稱(chēng)為關(guān)系表達(dá)式，關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果為邏輯值True或False。2.3.4關(guān)系運(yùn)算符Python語(yǔ)言中邏輯運(yùn)算符：在Python語(yǔ)言中，邏輯運(yùn)算符可以對(duì)整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行操作，并且，將0視為假，非0視為真。2.3.5賦值運(yùn)算符Python語(yǔ)言中的“賦值”運(yùn)算符：2.3.5賦值運(yùn)算符在Python語(yǔ)言中，不支持“++”和“--”運(yùn)算符，使用y+=1表示y累加1的操作，使用y-=1表示y自減1的操作。2.3.6高級(jí)運(yùn)算符高級(jí)運(yùn)算符：“id”本身不屬于運(yùn)算符，是Python語(yǔ)言的內(nèi)置函數(shù)，但是id函數(shù)用于返回其參數(shù)的內(nèi)存地址，沒(méi)有其他特別的意義，本書(shū)將id視為運(yùn)算符。2.3.6高級(jí)運(yùn)算符2.3.7Python運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)Python運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)排序：2.3.7Python運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)Python運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)排序：04列表2.4列表列表是Python語(yǔ)言中最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。列表也是另一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言——Wolfram語(yǔ)言中最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在Python語(yǔ)言中，用方括號(hào)括起來(lái)的字面量和“標(biāo)簽”（變量）均為列表，列表中可以嵌套新的子列表，列表中的元素可為任意數(shù)據(jù)類(lèi)型。2.4.1創(chuàng)建列表Python語(yǔ)言中，列表是由方括號(hào)括起來(lái)的以逗號(hào)為分隔符的一串?dāng)?shù)據(jù)組成，列表中的元素可以為任意類(lèi)型。創(chuàng)建列表的常用方法有三種：（1）直接輸入列表元素：（2）使用list函數(shù)生成列表。（3）借助于append和extend函數(shù)生成列表。2.4.2列表元素訪問(wèn)法列表中元素的索引號(hào)從左向右為從0開(kāi)始且按步長(zhǎng)1累加，從右向左為從-1開(kāi)始按步長(zhǎng)1減少。例如，列表t1=[10,11,12,13,14,15,16]則t1中各個(gè)元素的索引號(hào)從左向右依次為0、1、2、3、4、5、6；從右向左依次為-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7。2.4.2列表元素訪問(wèn)法列表元素除了借助于索引號(hào)單獨(dú)訪問(wèn)外，還可以使用于索引號(hào)的范圍集體訪問(wèn)，索引號(hào)的范圍表示方法為“首索引號(hào):尾索引號(hào):步長(zhǎng)”，缺省首索引號(hào)為0，缺省尾索引號(hào)為最后一個(gè)元索的下一個(gè)位置（尾索引號(hào)不包含在有效索引范圍內(nèi)），缺省步長(zhǎng)為1。對(duì)上面的t1，下面的集體訪問(wèn)方式將返回列表形式：t1[3:4]#返回包含第3個(gè)元素的列表[13]t1[3:5]#返回包含第3、4個(gè)元素的列表[13,14]t1[::]、t1[:]和t1含義相同，均返回整個(gè)列表。2.4.3常用列表處理方法2.4.3常用列表處理方法2.4.3常用列表處理方法05字符串2.5字符串在各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，字符串是主要的交互信息承載媒體，具有特殊重要的地位。在Python中，字符和字符串均以u(píng)tf-8編碼形式存儲(chǔ)，utf-8編碼是一種可變長(zhǎng)度編碼方式，以1至4個(gè)字節(jié)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編程存儲(chǔ)，例如，utf-8規(guī)定，ASCII碼以1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)，漢字以3個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)等。Python語(yǔ)言完全支持中文。2.5.1字符串表示在Python語(yǔ)言中，字符串字面值用單引號(hào)或雙引號(hào)引起來(lái)，下面以英文和中文字符為例，介紹字符串的表示方法：1if__name__=='__main__':2print('信息安全與智能系統(tǒng)')3print(type('信息安全與智能系統(tǒng)'))4print(len('信息安全與智能系統(tǒng)'))5print('Aredapple.')6print(len('Aredapple.'))7print('Aredapple.'*2)8str='蝴蝶落在appletree'9print(str)10print(len(str))執(zhí)行結(jié)果2.5.1字符串表示第2行“print('信息安全與智能系統(tǒng)')”輸出字符串字面值“信息安全與智能系統(tǒng)”；第3行“print(type('信息安全與智能系統(tǒng)'))”輸出這個(gè)中文字符串的類(lèi)型，將得到“<class'str'>”，說(shuō)明這是一個(gè)str類(lèi)定義的對(duì)象類(lèi)型。第4行“print(len('信息安全與智能系統(tǒng)'))”輸出這個(gè)中文字符串的長(zhǎng)度，將得到9，即每個(gè)漢字視為一個(gè)符號(hào)。2.5.1字符串表示第5行“print('Aredapple.')”輸出英文字符串“Aredapple.”；第6行“print(len('Aredapple.'))”輸出這個(gè)英文字符串的長(zhǎng)度，得到12，注意：空格也算符號(hào)。第7行“print('Aredapple.'*2)”輸出這個(gè)字符串兩次，字符串可視為“列表”，“*2”視為重復(fù)2次。2.5.1字符串表示第8行“str='蝴蝶落在appletree'”將包含有漢字和英文字符的字符串賦給str；第9行“print(str)”輸出這個(gè)字符串str；第10行“print(len(str))”輸出字符串str的長(zhǎng)度，得到14，即每個(gè)漢字和每個(gè)英文字符均視為一個(gè)符號(hào)。2.5.2字符串常用方法2.5.2字符串常用方法5+合并字符串。例如：str1+str2得到一個(gè)新的字符串“Aredapple.39”6join合并字符串。例如：''.join([str1,str2,str3])將str1、str2和str3合并為一個(gè)字符串，得到“Aredapple.3939.66”。使用join連接字符串時(shí)，可以指定分隔符，例如：“'---'.join([str1,str2,str3])”得到“Aredapple.---39---39.66”7split分隔字符串，與join功能相反。分隔字符串后得到一個(gè)字符串列表。例如：str1.split()得到['A','red','apple.']。可以指定定符串的分隔符，例如：str1.splisep='red')得到['A','apple.']。8find查找字符串中的子串。例如：str1.find('red')得到2，即子串“red”（的首字符）在str1中出現(xiàn)的位置。可以指定搜索的索引位置范圍，例如：str1.find('e',4,-1)得到10，這里的“4”表示搜索的起始索引位置，“-1”表示搜索的終索引位置（不含），索引號(hào)從0開(kāi)始。如果查找不到，則返回-12.5.2字符串常用方法9rfind與find類(lèi)似，從右邊查找子符串中的子串10index與find類(lèi)似，但是查找不到時(shí)，拋出異常11rindex與index類(lèi)似，但是從右邊查找12strip刪除字符串左右兩邊的空格或指定的字符。例如：str1.strip('.')得到“Aredapple”。13lstrip刪除字符串左邊的空格或指定的字符14rstrip刪除字符串右邊的空格或指定的字符15partition將字符串分隔為三個(gè)子串。例如：str1.partition('red')得到“('A','red','apple.')”（這是一個(gè)元組，在第4章介紹）；如果partition的參數(shù)不是子符串的子串，則返回原始字符串和兩個(gè)空字符，例如：str1.partition('rede')得到“('Aredapple.','','')”2.5.2字符串常用方法16rpartition與partition類(lèi)似，但是從右邊開(kāi)始匹配函數(shù)的參數(shù)子符串17startswith詢(xún)問(wèn)字符串是否以給定的子串開(kāi)始，如果是，返回True；否則，返回False。例如，str1.startswith('A')返回True18endswith詢(xún)問(wèn)字符串是否以給定的子串結(jié)尾，如果是，返回True；否則，返回False。例如，str1.endswith('ple.')返回True19isalpha詢(xún)問(wèn)字符串是否僅包含字母（指A至Z和a至z的字母），如果是，則返回True；否則，返回False。例如，str1.isalpha()得到False20isalnum詢(xún)問(wèn)字符串是否僅包含字母和數(shù)字（指0至9的數(shù)字），如果是，則返回True；否則，返回False。例如，str3.isalnum()得到False21isdecimal詢(xún)問(wèn)字符串是否僅包含數(shù)字（指0至9的數(shù)字），如果是，則返回True；否則，返回False。例如，str2.isdecimal()得到True；str3.isdecimal()得到False2.5.2字符串常用方法22isdigit包含了isdecimal的功能，

還支持字節(jié)串類(lèi)型數(shù)據(jù)，例如，str2.isdigit()得到True；b'123'.isdigit()返回True23isnumeric一般地，可認(rèn)為等同于isdecimal，均不支持小數(shù)點(diǎn)24isspace詢(xún)問(wèn)字符串（至少有一個(gè)字符）是否全由空白字符構(gòu)成，如果是，則返回True；否則，返回False25istitle詢(xún)問(wèn)字符串中的每個(gè)單詞是否以大寫(xiě)字母開(kāi)頭（其余均為小寫(xiě)），如果是，則返回True；否則，返回False。例如：'ARedApple'.istitle()返回True26title將字符串中的單詞的首字母大寫(xiě)（其他字母小寫(xiě)）。例如：'AREDaPPle'.title()得到ARedApple2.5.2字符串常用方法27count統(tǒng)計(jì)作為參數(shù)的子串在字符串中出現(xiàn)的次數(shù)，例如：str1.count('e')得到2?？梢灾付ㄋ阉鞯姆秶?，例如：str1.count('e',4,-1)統(tǒng)計(jì)字符串str1從第4個(gè)索引位置至倒數(shù)第2個(gè)索引位置中出現(xiàn)的字符“e”的次數(shù)，這里的“4”為搜索的起始位置，“-1”為搜索的最終位置（不含），“-1”省略時(shí)將搜索至最后一個(gè)字符28replace替按字符串中的子串。例如：str1.replace('red','green')得到Agreenapple.29maketrans專(zhuān)為translate服務(wù)的替換規(guī)則，例如：tab=str1.maketrans('red','big')，該規(guī)則要求big規(guī)換red，且兩個(gè)子串的長(zhǎng)度要相同。注意：是對(duì)應(yīng)位置字符替換。因此，可以實(shí)現(xiàn)子串的整體替換，也可是對(duì)應(yīng)位置的部分子串或字符替換30translate使用maketrans制定的規(guī)則完成替換，例如：str1.translate(tab)得到的str1為“Abigappli.”2.5.3格式化字符串將數(shù)值型數(shù)據(jù)等類(lèi)型轉(zhuǎn)化為字符串時(shí)，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行格式調(diào)整，俗稱(chēng)“格式化”，這樣得到的字符串，稱(chēng)為“格式化字符串”。格式化字符串的最主要目的是用作輸出結(jié)果，不僅用于print函數(shù)中，而且也用于圖像用戶(hù)界面中。在Python語(yǔ)言中，常用的格式化字符串的方法有三種：（1）使用“f'{}'”形式格式化字符串（2）使用format方法格式化字符串（3）使用“%”方法格式化2.5.3格式化字符串（1）使用“f‘{}’”形式格式化字符串：序號(hào)典型用法實(shí)例1f'{val:m.nf}，其中，“m.nf”表示顯示浮點(diǎn)數(shù)、顯示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為m、保留n位小數(shù)。如果m小于實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，則m的值無(wú)效f'{3.14159:7.3f}得到“3.142”2f'{val:md}，其中，“md”表示顯示整數(shù)、顯示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為m。如果m小于實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，則m的值無(wú)效。這里val必須為整數(shù)f'{1000:7d}'得到“1000”2.5.3格式化字符串2.5.3格式化字符串format方法可視為“f'{}'”方法的完整版本，兩者的格式化控制符是通用的（2）使用format方法格式化字符串2.5.3格式化字符串1if__name__=='__main__':2a=33b=54print('{0}+{1}={2},{0}*{1}={3}'.format(a,b,a+b,a*b))5print('{x}+{y}={z},{x}*{y}={u}'.format(x=a,y=b,z=a+b,u=a*b))6print('{0:<8.2f},{0:^8.2f},{1:>8.2f}'.format(3.1415,2.7182))7print('{0}have{1[0]}{1[1]}.'.format('We',[3,'apples']))2.5.3格式化字符串程序結(jié)果圖：模塊zym0208執(zhí)行結(jié)果2.5.3格式化字符串（3）使用“%”方法格式化常用的“%”格式化方法2.5.3格式化字符串06本章小結(jié)

本章小結(jié)本章首先基于控制臺(tái)詳細(xì)介紹了Python語(yǔ)言的輸入和輸出函數(shù)，然后，介紹了Python語(yǔ)言的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，討論了Python語(yǔ)言的運(yùn)算符及其優(yōu)先級(jí)，其中包括算術(shù)運(yùn)算符、位運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符和高級(jí)運(yùn)算符。借助于id函數(shù)討論了Python語(yǔ)言中沒(méi)有常規(guī)意義下的“變量”的概念，并且“賦值”的說(shuō)法也不準(zhǔn)確，本書(shū)中使用“標(biāo)簽”的概念，但仍沿用習(xí)慣使用了“賦值”給“標(biāo)簽”的說(shuō)法。接著，重點(diǎn)討論了Python語(yǔ)言最重要的數(shù)據(jù)類(lèi)型——列表，包括列表的創(chuàng)建、元素訪問(wèn)和修改。最后，介紹了Python語(yǔ)言中字符串的表示方法，闡述了字符串對(duì)象相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)，討論了格式化字符串的方法。07習(xí)題

習(xí)題1.編寫(xiě)Python程序，輸入一個(gè)正整數(shù)，輸出它的十六進(jìn)制形式。2.編寫(xiě)Python程序，從鍵盤(pán)輸出2個(gè)數(shù)值，輸出它們的乘積。3.編寫(xiě)Python程序，計(jì)算兩個(gè)復(fù)數(shù)5+9j和11-3j的乘積。4.創(chuàng)建一個(gè)列表，包括1至100的整數(shù)序列，并求這些整數(shù)的和。5.創(chuàng)建一個(gè)列表，包括1至100的整數(shù)序列，顯示被3和5整數(shù)的數(shù)。6.創(chuàng)建兩個(gè)列表[7,9,10]和[13,11,4]，合并這兩個(gè)列表為一個(gè)列表。7.創(chuàng)建一個(gè)列表[8,10,3,6,7,12,5,13,1,9]，按升序排列該列表。8.創(chuàng)建二個(gè)二級(jí)嵌套列表[[8,10,11],[3,7,4]]和[[4,6],[2,5],[-3,-1]]，計(jì)算這兩個(gè)矩陣的乘積。9.凱撒密碼將一個(gè)字符加密為其后的第3個(gè)字符，例如，A被加密為D，B被加密E，最后的三個(gè)字符X、Y和Z，用（循環(huán)）后的三個(gè)字符A、B和C加密?，F(xiàn)在，有一個(gè)明文字符串為“Anappletree.”，試將其加密為密文（小數(shù)點(diǎn)不加密）。

第三章程序控制Contents順序結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)本章小結(jié)習(xí)題排序?qū)嵗?1順序結(jié)構(gòu)高級(jí)語(yǔ)言程序只有順序、分支和循環(huán)三種程序結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)所有的計(jì)算機(jī)算法。作為一種高級(jí)語(yǔ)言，Python的程序控制具有極致精簡(jiǎn)的特點(diǎn)，每行代碼為一條執(zhí)行語(yǔ)句，處于同一縮進(jìn)位置的所有語(yǔ)句按位置構(gòu)成順序結(jié)構(gòu)；由if語(yǔ)句或match語(yǔ)句及其下一級(jí)縮進(jìn)的語(yǔ)句構(gòu)成分支結(jié)構(gòu)；由while語(yǔ)句或for語(yǔ)言及其下一級(jí)縮進(jìn)的語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)。本節(jié)將詳細(xì)介紹Python語(yǔ)言程序的控制結(jié)構(gòu)。3.1順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)的程序的執(zhí)行按照其語(yǔ)句的位置先后順序執(zhí)行。順序結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)程序的總體執(zhí)行結(jié)構(gòu)，只有在程序的部分功能模塊中才可以采取分支結(jié)構(gòu)或循環(huán)結(jié)構(gòu)。3.1順序結(jié)構(gòu)1importmath2x1=input('PleaseinputxofPointA:')3y1=input('PleaseinputyofPointA:')4x2=input('PleaseinputxofPointB:')5y2=input('PleaseinputyofPointB:')6x1=float(x1)7y1=float(y1)3.1順序結(jié)構(gòu)8x2=float(x2)9y2=float(y2)10d=math.sqrt((x2-x1)**2+(y2-y1)**2)11print(f'DistanceofA({x1},{y1})andB({x2},{y2})is:b3pjnl7.')第1行裝載math模塊，第10行使用了math模塊中的sqrt函數(shù)。第2行調(diào)用input函數(shù)讀取鍵盤(pán)的輸入字符串，作為點(diǎn)A的x坐標(biāo)，第6行“x1=float(x1)”將x1轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)，仍使用標(biāo)簽x1。3.1順序結(jié)構(gòu)第3行讀取鍵盤(pán)的輸入字符串，作為點(diǎn)A的y坐標(biāo)。第7行將y1轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)，仍使用標(biāo)簽y1。第4行讀取鍵盤(pán)的輸入字符串，作為點(diǎn)B的x坐標(biāo)第8行將x2轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)，仍使用標(biāo)簽x2。第5行讀取鍵盤(pán)的輸入字符串，作為點(diǎn)B的y坐標(biāo)。第9行將y2轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)，仍使用標(biāo)簽y2。3.1順序結(jié)構(gòu)第10行調(diào)用math模塊的sqrt函數(shù)計(jì)算兩點(diǎn)間的距離。第11行輸出兩個(gè)點(diǎn)A和B以及它們的歐氏距離d。模塊zym0301執(zhí)行結(jié)果02分支結(jié)構(gòu)3.2分支結(jié)構(gòu)程序的分支結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)有條件的選擇特定語(yǔ)句執(zhí)行。Python語(yǔ)言中使用縮進(jìn)表示同一分支結(jié)構(gòu)中的語(yǔ)句。例如：if條件表達(dá)式:

語(yǔ)句1

語(yǔ)句2else:

語(yǔ)句3

語(yǔ)句43.2分支結(jié)構(gòu)Python語(yǔ)言中，縮進(jìn)也用于表示循環(huán)結(jié)構(gòu)中的歸屬關(guān)系。對(duì)縮進(jìn)格式而言，一條語(yǔ)句（一般為控制語(yǔ)句）下的具有相同縮進(jìn)量的所有語(yǔ)句均屬于該語(yǔ)句的控制部分。只是為了程序代碼美觀，每級(jí)縮進(jìn)均使用相同的縮進(jìn)量。分支結(jié)構(gòu)也稱(chēng)選擇結(jié)構(gòu)，Python語(yǔ)言中，使用if或match關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)分支控制。3.2.1if語(yǔ)句if語(yǔ)句具有四種常用結(jié)構(gòu)，如下所示：（1）單個(gè)if結(jié)構(gòu)if條件表達(dá)式:

語(yǔ)句1

……

語(yǔ)句n上述結(jié)構(gòu)為單個(gè)if結(jié)構(gòu)，即當(dāng)“條件表達(dá)式”為真時(shí)，執(zhí)行“語(yǔ)句1”至“語(yǔ)句n”。3.2.1if語(yǔ)句（2）標(biāo)準(zhǔn)if-else結(jié)構(gòu)if條件表達(dá)式:

語(yǔ)句1

……

語(yǔ)句melse:

語(yǔ)句m+1

……

語(yǔ)句n3.2.1if語(yǔ)句第二種結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)的if-else結(jié)構(gòu)，即當(dāng)“條件表達(dá)式”為真時(shí)，執(zhí)行“語(yǔ)句1”至“語(yǔ)句m”；否則，執(zhí)行“語(yǔ)句m+1”至“語(yǔ)句n”。如果if部分沒(méi)有語(yǔ)句，用“pass”語(yǔ)句表示。3.2.1if語(yǔ)句（3）if-elif-else結(jié)構(gòu)if條件表達(dá)式1:

語(yǔ)句1

……

語(yǔ)句kelif條件表達(dá)式2:

語(yǔ)句k+1

……

語(yǔ)句m3.2.1if語(yǔ)句elif條件表達(dá)式3:

語(yǔ)句m+1

……

語(yǔ)句p……#其他的elif語(yǔ)句else:

語(yǔ)句t

……

語(yǔ)句n3.2.1if語(yǔ)句第三種結(jié)構(gòu)是典型的多分支結(jié)構(gòu)，即如果“條件表達(dá)式1”為真時(shí)，執(zhí)行“語(yǔ)句1”至“語(yǔ)句k”；否則，如果“條件表達(dá)式2”為真時(shí)，執(zhí)行“語(yǔ)句k+1”至“語(yǔ)句m”；否則，如果“條件表達(dá)式3”為真時(shí)，執(zhí)行“語(yǔ)句m+1”至“語(yǔ)句p”；否則，當(dāng)上述所有“條件表達(dá)式”均為假時(shí)，執(zhí)行“else”部分的“語(yǔ)句t”至“語(yǔ)句n”。3.2.1if語(yǔ)句（4）if語(yǔ)句的嵌套結(jié)構(gòu)if結(jié)構(gòu)中的if部分、else部分和elif部分中均可再嵌入if結(jié)構(gòu)，此時(shí)，注意各個(gè)部分的縮進(jìn)關(guān)系，以保證if部分與其相應(yīng)的elif或else部分相一致，不至于出現(xiàn)“張冠李戴”的問(wèn)題。3.2.1if語(yǔ)句例：輸入一數(shù)值x，計(jì)算分段函數(shù)f(x)的值：3.2.1if語(yǔ)句1x=input('Pleaseinputanumber:')2x=float(x)3y=04ifx>1:5y=x+16elif0<x<=1:7y=3*x-13.2.1if語(yǔ)句8elif-1<x<=0:9y=-x**2-110else:11y=2*x**312print(f'{x}produces{y:.2f}')3.2.1if語(yǔ)句第1~12行為一個(gè)功能模塊，求解上述的“問(wèn)題”。第1行“x=input(‘Pleaseinputanumber:’)”從鍵盤(pán)輸入一個(gè)表達(dá)數(shù)值的字符串給x。第2行“x=float(x)”將x轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)，仍用x作為標(biāo)簽。第3行“y=0”將0賦給y。第4~11行為一個(gè)多分支結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于式(1)的四種情況，注意在Python語(yǔ)言中，支持這種“0<x<=1”級(jí)聯(lián)的關(guān)系不等式。第4行“ifx>1:”如果x大于1，則執(zhí)行第43行“y=x+1”將x與1的和賦給y；3.2.1if語(yǔ)句如果第6行“elif0<x<=1:”中x大于0且小于等于1，則執(zhí)行第7行“y=3*x-1”，將3x-1的值賦給y；否則，若第8行“elif-1<x<=0:”中x大于-1且小于等于0，則執(zhí)行第9行“y=-x**2-1”將-x2-1賦給y；在上述情況都不成立時(shí)，執(zhí)行第11行“y=2*x**3”將2x3賦給y。第12行“print(f'{x}produces{y:.2f}')”在屏幕上打印x和y的值。3.2.1if語(yǔ)句if結(jié)構(gòu)可以寫(xiě)成一條語(yǔ)句，形如：y=表達(dá)式1if條件else表達(dá)式2表示當(dāng)“條件”為真時(shí)，將“表達(dá)多1”的值賦給y，否則將“表達(dá)式2”的值賦給y?！氨磉_(dá)式2”還可以嵌入新的if結(jié)構(gòu)。3.2.2match語(yǔ)句match多分支控制語(yǔ)句是Python3.10新添加的控制語(yǔ)句，其基本語(yǔ)法形式為：match表達(dá)式:case表達(dá)式1:

語(yǔ)句1

……

語(yǔ)句k3.2.2match語(yǔ)句case表達(dá)式2:

語(yǔ)句k+1

……

語(yǔ)句p

……#其他的case情況case_:

語(yǔ)句m

……

語(yǔ)句n3.2.2match語(yǔ)句上述match分支的功能非常強(qiáng)大，表現(xiàn)在這里的“表達(dá)式”可以為字符串、數(shù)值、邏輯值、列表、元組和字典等，每個(gè)case部分可以添加條件限制，用“if表達(dá)式”表示。當(dāng)match后面的“表達(dá)式”與某個(gè)case后面的表達(dá)式匹配后，則執(zhí)行該case部分的語(yǔ)句。3.2.2match語(yǔ)句例：當(dāng)輸入x為0或1或2時(shí)，輸出“低分”；當(dāng)輸入3或4，輸出“中分”；當(dāng)輸入5時(shí)，輸出“高分”；當(dāng)輸入小于0或大于5的數(shù)時(shí)，提示輸入有誤1if__name__=='__main__':2x=int(input('Inputanumber:'))3matchx:4case0|1|2:5print('Lowmark.')6case3|4:7print('Mediummark.')3.2.2match語(yǔ)句8case5:9print('Highmark.')10case_ifx>5:11print('Inputistoobig.')12case_ifx<0:13print('Inputistoosmall.')3.2.2match語(yǔ)句第2行“x=int(input('Inputanumber:'))”從鍵盤(pán)讀取一個(gè)整數(shù)，賦給x。第3~13行為match結(jié)構(gòu)，第3行“matchx:”為match結(jié)構(gòu)的頭部，x為match結(jié)構(gòu)的表達(dá)式；第4行“case0|1|2:”表示當(dāng)x的值為0或1或2時(shí)，執(zhí)行第5行語(yǔ)句“print('Lowmark.')”，即輸出“Lowmark.”。這里的“|”表示“或”。第6行“case3|4:”表示x的值為3或4時(shí)，執(zhí)行第7行“print('Mediummark.')”，輸出“Mediummark.”。3.2.2match語(yǔ)句第8行“case5:”表示x的值為5時(shí)，將執(zhí)行第9行輸出“Highmark.”。第10行“case_ifx>5:”表示當(dāng)x的值不滿足前面的各種case情況時(shí)，且滿足限定條件x大于5時(shí)，將執(zhí)行第11行“print('Inputistoobig.')”，輸出“Inputistoobig.”。第12行“case_ifx<0:”表示當(dāng)x的值不滿足前面的各種case情況且滿足限定條件x小于0時(shí)，將執(zhí)行第13行“print('Inputistoosmall.')”，輸出“Inputistoosmall.”。3.2.2match語(yǔ)句Match語(yǔ)句例子執(zhí)行結(jié)果：模塊zym0304執(zhí)行結(jié)果03循環(huán)結(jié)構(gòu)3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)Python語(yǔ)言中，只有兩個(gè)循環(huán)控制方式，即while結(jié)構(gòu)和for結(jié)構(gòu)。while結(jié)構(gòu)有時(shí)稱(chēng)為“當(dāng)型”循環(huán)，即當(dāng)while后的表達(dá)式為真時(shí)，執(zhí)行while結(jié)構(gòu)中的語(yǔ)句；如果while后的表達(dá)式為假，則跳過(guò)while結(jié)構(gòu)執(zhí)行其后的語(yǔ)句。3.3.1while結(jié)構(gòu)Python語(yǔ)言中，只有兩個(gè)循環(huán)控制方式，即while結(jié)構(gòu)和for結(jié)構(gòu)。while結(jié)構(gòu)有時(shí)稱(chēng)為“當(dāng)型”循環(huán)，即當(dāng)while后的表達(dá)式為真時(shí)，執(zhí)行while結(jié)構(gòu)中的語(yǔ)句；如果while后的表達(dá)式為假，則跳過(guò)while結(jié)構(gòu)執(zhí)行其后的語(yǔ)句。while結(jié)構(gòu)有兩種基本形式，即標(biāo)準(zhǔn)的while循環(huán)結(jié)構(gòu)和while-else結(jié)構(gòu)3.3.1while結(jié)構(gòu)（1）while循環(huán)結(jié)構(gòu)while循環(huán)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法為：while條件表達(dá)式:

語(yǔ)句1

……

語(yǔ)句n在while循環(huán)結(jié)構(gòu)中，每次循環(huán)均需判斷“條件表達(dá)式”的值，如果為真，則執(zhí)行“語(yǔ)句1”至“語(yǔ)句n”。如果“條件表達(dá)式”的值為假，則跳出循環(huán)。3.3.1while結(jié)構(gòu)1if__name__=='__main__':2sum=03i=04whilei<=100:5sum+=i6i+=17print(f'1+2+...+100={sum}')3.3.1while結(jié)構(gòu)第2行“sum=0”將0賦給sum。第3行“i=0”將0賦給i。第4~6行為while循環(huán)結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)?行“whilei<=100:”的條件表達(dá)式“i<=100”為真時(shí)，循環(huán)執(zhí)行第5、6行。第5行“sum+=i”將i累加到sum中；第6行“i+=1”表示循環(huán)變量i累加1。3.3.1while結(jié)構(gòu)（2）while-else結(jié)構(gòu)while-else結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法為：while條件表達(dá)式:

語(yǔ)句1

……

語(yǔ)句melse:

語(yǔ)句m+1

……

語(yǔ)句n3.3.1while結(jié)構(gòu)上述結(jié)構(gòu)表示如果while后面的“條件表達(dá)式”為真，則循環(huán)執(zhí)行“語(yǔ)句1”至“語(yǔ)句m”；如果“條件表達(dá)式”為假，則執(zhí)行“else:”后的“語(yǔ)句m+1”至“語(yǔ)句n”。表面上看，“else:”部分是多余的，好像總被執(zhí)行到。通常的while結(jié)構(gòu)，當(dāng)其后的“條件表達(dá)式”為假時(shí)，將跳出while結(jié)構(gòu)，執(zhí)行其后的語(yǔ)句，所以有沒(méi)有“else:”，“語(yǔ)句m+1”至“語(yǔ)句n”總被執(zhí)行到。但是有一個(gè)例外，這個(gè)例外和break語(yǔ)句有關(guān)。3.3.1while結(jié)構(gòu)break語(yǔ)句可以用于while結(jié)構(gòu)（和for結(jié)構(gòu)）中，用于跳出while結(jié)構(gòu)（和for結(jié)構(gòu)）。對(duì)于while-else結(jié)構(gòu)而言，break語(yǔ)句將跳出整個(gè)while-else結(jié)構(gòu)，因此，如果在while部分執(zhí)行時(shí)遇到了break語(yǔ)句，將跳出整個(gè)while-else結(jié)構(gòu)，即else部分的語(yǔ)句將不被執(zhí)行。3.3.1while結(jié)構(gòu)1if__name