python讲义01基础知识.ppt
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1、Python课程教师信息:张端,计算机学院,赵傲,计算机学院,助教,第1章基础知识,主 要 内 容,Python是一种怎样的语言如何选择Python版本Python安装与简单使用Python基础知识Python代码规范Python文件名Python脚本的“_name_”编写自己的包与模块Python快速入门,3,1.0 Python是一种怎样的语言,计算机(Computer)的概念根据指令操作数据的机器计算机功能:指对数据的操作,表现为数据计算、输入输出处理和结果存储等必须告知计算机如何操作,计算机才会完成计算 计算机程序:为了完成某项任务,解决某个问题由计算机执行的一系列指令(步骤),4,1
2、.0 Python是一种怎样的语言,程序设计语言的历史 机器语言:二进制代码表示的一种机器指令的集合 汇编语言:在机器语言上增加了人类可读的助记符 高级语言:向自然语言靠近的语言,5,1.0 Python是一种怎样的语言,6,Python由“龟叔”Guido van Rossum在1989创建,1.0 Python是一种怎样的语言,Python的要求:1994年,Python 12000年,Python 22008年,Python 3(本课程使用)更高级别的3.0系列不兼容早期2.0系列2011年1月,TIOBE将Python评为编程语言排行榜2010年度语言2017年7月,IEEE Spec
3、trum编程语言排行榜中Python直接上升到了第1位Python 3.x系列已经开始全面普及,成为一种必然的趋势,7,1.0 Python是一种怎样的语言,Python是一门跨平台、开源、免费的解释型高级动态编程语言伪编译,Python源程序转换为字节码,Jythonpy2exe工具将Python程序转换为扩展名为“.exe”的可执行程序Python支持命令式编程函数式编程面向对象编程支持各领域的扩展库Python为“胶水”语言,与不同语言编写的程序无缝拼接优点:明确,简单,优雅,减轻构思性脑力劳动;缺点:慢,略提高记忆性脑力劳动在科学计算、大数据、人工智能等领域应用越来越广泛,8,1.0
4、Python是一种怎样的语言,9,1.0 Python是一种怎样的语言,10,1.0 Python是一种怎样的语言,如何学习Python,对过程的要求:根据Python的特点,注重记忆和理解系统学习和点滴学习并重,前半学期更注重后者PPT上红色部分代表第一次出现的、难点、重点课后必须将书本或者PPT看3遍,第一遍理解第二遍浓缩,PPT上的红色部分第三遍记忆独立完成作业和实验,熟练掌握重要示例至考前书本或者PPT阅读次数必须达到6遍以上,11,1.1 如何选择Python版本,安装好Python以后,在“开始”菜单中启动“IDLE(Python GUI)”即可启动Python解释器并可以看到当前
5、安装的Python版本号。如果您喜欢的话,也可以启动“Python(command line)”来开始美妙的Python之旅。在“IDLE(Python GUI)”和“Python(command line)”两种界面中,都以三个大于号“”作为提示符,在提示符后面输入要执行的语句。,12,1.1 如何选择Python版本,2.x:一边鄙视一边用3.x:必然的趋势,本课程主要对象多版本共存与切换简便方法:更改系统环境变量path查看已安装版本的方法(在所启动的IDLE界面也可以直接看到):import sys sys.version sys.version_info,13,1.1 如何选择Pyt
6、hon版本,如安装多个不同的版本,例如同时安装Python 2.7.8和Python 3.4.2,并根据不同的开发需求在两个版本之间进行切换。只需要启动相应版本的IDLE即可。在命令提示符环境中运行Python程序时在调用Python主程序时指定其完整路径修改系统Path变量来实现不同版本之间的切换,14,1.2 Python安装与简单使用,1.打开Python官网,如下图选择,15,1.2 Python安装与简单使用,2.下载exe后缀的可执行文件,根据自己系统选择32位或64位,16,1.2 Python安装与简单使用,3.执行下载的安装文件,选择Customize installatio
7、n,17,1.2 Python安装与简单使用,4.选择Next,18,1.2 Python安装与简单使用,5.修改安装地址,选择Install,19,1.2 Python安装与简单使用,6.验证是否环境变量是否设置,按win+R,输入cmd,键入python,出席python版本号说明环境变量设置成功。,20,1.2 Python安装与简单使用,7.否则在控制面板-系统-高级系统设置-环境变量设置-系统变量中的Path项加上Python安装目录。,21,1.2 Python安装与简单使用,安装好以后,默认以IDLE为开发环境,当然也可以安装使用其他的开发环境,例如PythonWin。以IDLE
8、为例,使用交互式编程模式,IDLE提示符“”回车,看执行结果,执行出错否抛出异常。3+58 import math math.sqrt(9)3.0 3*(2+6)24 2/0Traceback(most recent call last):File,line 1,in 2/0ZeroDivisionError:integer division or modulo by zero,22,1.2 Python安装与简单使用,23,1.2 Python安装与简单使用,第一个程序Hello World第一种方式:shell方式或者交互方式在IDLE界面中提示符之后键入代码输入代码print(Hello
9、 World)#代码 Hello World#输出#1.函数print(Hello world)在显示器上打印()中的内容#2.Hello world为字符串,引号不能少#3.引号 和括号(),必须是英文符号,24,1.2 Python安装与简单使用,第一个程序Hello World第二种方式:文件方式在IDLE界面中使用菜单“File”=“New File”创建一个程序文件输入代码并保存为文件,务必要保证扩展名为“.py”,如果是GUI程序可以保存为“.pyw”文件。菜单“Run”=“Check Module”来检查程序中是否存在语法错误菜单“Run”=“Run Module”运行程序,程序
10、运行结果将直接显示在IDLE交互界面上。执行上述两项操作时系统会要求先保存文件假设有程序HelloWorld.py内容如下:print(Hello world),25,1.2 Python安装与简单使用,26,1.2 Python安装与简单使用,27,1.2 Python安装与简单使用,关于执行的补充:也可以通过在资源管理器中双击扩展名为“.py”或“.pyc”的Python程序文件直接运行;可命令提示符环境中运行Python程序文件,按win+R,键入cmd,回车,转至HelloWorld.py所在目录,键入python HelloWorld.py;,28,1.2 Python安装与简单使用
11、,在实际开发中,如果您能够熟练使用集成开发环境IDLE提供的一些快捷键,将会大幅度提高您的编写速度和开发效率。在IDLE环境下,除了撤销(Ctrl+Z)、全选(Ctrl+A)、复制(Ctrl+C)、粘贴(Ctrl+V)、剪切(Ctrl+X)等常规快捷键之外,其他比较常用的快捷键如下表所示。,29,1.2 Python安装与简单使用,其他常用集成开发环境IDLE:Anaconda(https:/PyCharm,30,1.2 Python安装与简单使用,Anaconda中的Spyder,31,1.2 Python安装与简单使用,作业回顾Python历史,课外阅读Python简史http:/本地电脑
12、上安装Python环境,手机上请在应用市场找到并安装QPython3 APP上机编写第一个示例程序 Hello World,尝试将print函数拼写错误等,查看输出结果,32,1.3*使用pip管理第三方包,Python3安装包默认包含pip,或在 下载get-pip.py文件安装方法:win+R,cmd=python get-pip.py用法示例pip install NumPy#安装Numpy包pip list#列出已安装包pip install-upgrade SomePackage#升级SomePackage包pip uninstall SomePackage#卸载SomePackag
13、e包,33,1.4 Python基础知识,对象模型基本数据类型变量运算符与表达式内置函数,34,1.4.1 Python的对象模型,概念引入:值和类型值(Value):程序操作的最基本的东西,字母,或者数字类型(Type):数据从不同角度看有不同的含义使用type()查看类型 type(2)#整数 type(20.0)#浮点数 type(Hello World!)#字符串,35,1.4.1 Python的对象模型,对象是python语言中最基本的概念,在python中处理的均为对象。内置对象 可供编程者使用,内置对象可直接使用,如数字、字符串、列表、del等;非内置对象 需要导入模块才能使用,
14、如正弦函数sin(x),随机数产生函数random()等。,36,1.4.1 Python的对象模型,常用内置对象,37,1.4.2 Python变量,在Python中有:常量(Literal Constants):值不发生改变的元素,这里的值用的就是字面意义上的值或者内容。例:5、1.23、这是一串文本、This is a string“变量(Variable):就是某个值的标签,38,1.4.2 Python变量,39,1.4.2 Python变量,在Python中,不需要事先声明变量名及其类型(方便,函数声明等场合也会有麻烦),直接赋值即可创建各种类型的对象变量。例如语句 x=3 创建了
15、整型变量x,并赋值为3,3是常量,x是变量 x=Hello world.创建了字符串变量x,并赋值为Hello world.。这一点适用于Python任意类型的对象。注意:Python解释器会根据赋值或运算来自动推断变量类型。Python仍属于强类型编程语言,40,1.4.2 Python变量,使用变量时需要程序员确定所进行的运算是否合适,避免出现异常。同一个运算符对于不同类型数据操作的含义和计算结果也是不一样的。Python还是一种动态类型语言,变量的类型是可以随时变化的。x=3 print(type(x)#type()返回变量类型 x=Hello world.print(type(x)x=
16、1,2,3 print(type(x)isinstance(3,int)#isinstance()用来测试对象是否为指定类型True isinstance(Hello world,str)True,41,1.4.2 Python变量,变量出现在赋值符或复合赋值运算符(例如+=、*=等等)左边表示创建变量或修改变量的值,在右边表示引用变量的值。这一点同样适用于使用下标来访问列表、字典等可变序列以及其他自定义对象中元素的情况。x=3#创建整型变量 print(x*2)9 x+=6#修改变量值,效果上相当于 x=x+6 print(x)#读取变量值并输出显示9 x=1,2,3#创建列表对象 prin
17、t(x)1,2,3 x1=5#修改列表元素值 print(x)#输出显示整个列表1,5,3 print(x2)#输出显示列表指定元素3,42,1.4.2 Python变量,字符串和元组属于不可变序列,不能通过下标来修改其中的元素值。x=(1,2,3)print(x)(1,2,3)x1=5#不能修改元组,出错。Traceback(most recent call last):File,line 1,in x1=5TypeError:tuple object does not support item assignment,43,1.4.2 Python变量,允许多个变量指向同一个值:x=3 id
18、(x)#获取x的内存地址1786684560 y=x id(y)1786684560为其中一个变量修改值以后,此变量内存地址将会变化:x+=6 id(x)1786684752 y3 id(y)1786684560,44,1.4.2 Python变量,Python采用的是基于值的内存管理方式:如多个变量赋值相同,该值在内存中只有一份,多个变量指向同一块内存地址:x=3 id(x)10417624 y=3 id(y)10417624 y=5 id(y)10417600 id(x)10417624对于没有任何变量指向的值,Python自动将其删除,程序员一般情况下不需要太多考虑内存管理的问题。显式使
19、用del命令删除不需要的值或显式关闭不再需要访问的资源,仍是一个好的习惯。,45,1.4.2 Python变量,变量名定义基本规则:变量名必须以字母或下划线开头,但以下划线开头的变量在Python中有特殊含义;变量名中不能有空格以及标点符号(括号、引号、逗号、斜线、反斜线、冒号、句号、问号等等);不能使用关键字作变量名,可以导入keyword模块后使用print(keyword.kwlist)查看所有Python关键字;import keyword keyword.kwlistand,as,assert,break,class,continue,def,del,elif,else,except
20、,exec,finally,for,from,global,if,import,in,is,lambda,not,or,pass,print,raise,return,try,while,with,yield and=3SyntaxError:invalid syntax不建议使用系统内置对象名称,如模块名、类型名或函数名以及已导入的模块名及其成员名作变量名,这将会改变其类型和含义,可以通过dir(_builtins_)查看所有内置模块、类型和函数;变量名对英文字母的大小写敏感,例如student和Student是不同的变量。,46,1.4.3 数字,数字是python中最常用的对象,属于不可
21、变对象。可以表示任意大小的数字。a=99999999999999999999999999999999 a*a9999999999999999999999999999999800000000000000000000000000000001L a*3999999999999999999999999999999970000000000000000000000000000000299999999999999999999999999999999L,47,1.4.3 数字,整数:十进制整数如,0、-1、9、123十六进制整数,需要16个数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f来表
22、示整数,必须以0 x开头,如0 x10、0 xfa、0 xabcdef八进制整数,只需要8个数字0、1、2、3、4、5、6、7来表示整数,必须以0o开头,如0o35、0o11二进制整数、只需要2个数字0、1来表示整数,必须以0b开头如,0b101、0b100,48,1.4.3 数字,浮点数又称小数,15.0、0.37、-11.2、1.2e2、314.15e-2 1.这里e改为E,效果完全相同;浮点数5.0与整数5不同 2.一个浮点数a由两个数m和x来表示:a=m bx。3.m是定点小数,x是定点整数,m(即尾数)是形如d.ddd.ddd的p位数 4.python中浮点数精度有限,49,1.4.
23、3 数字,复数:a=3+4j b=5+6j c=a+b c(8+10j)c.real#查看复数实部8.0 c.imag#查看复数虚部10.0 a.conjugate()#返回共轭复数(3-4j)a*b#复数乘法(-9+38j)a/b#复数除法(0.6393442622950819+0.03278688524590165j),50,1.4.4 字符串,用单引号、双引号或三引号括起来的符号系列称为字符串单引号、双引号、三单引号、三双引号可以互相嵌套,用来表示复杂字符串。abc、123、中国、Python字符串属于不可变序列空串表示为或 或或三引号或表示的字符串可以换行,支持排版较为复杂的字符串;三
24、引号还可以在程序中表示较长的注释。,51,1.4.4 字符串,1.字符串合并 a=abc+123#生成新对象2.字符串格式化,即把对象按格式要求转换为字符串。a=3.6674%7.3f%a 3.667%d:%c%(65,65)65:A My name is%s,and my age is%d%(Dong Fuguo,38)My name is Dong Fuguo,and my age is 383.转义字符n:换行符 t:制表符 r:回车:单引号”:双引号:一个ddd:3位八进制数对应的字符xhh:2位十六进制数对应的字符 字符串界定符(引号)前面加字母r表示原始字符串,其中的特殊字符不进行
25、转义,但字符串的最后一个字符不能是。,52,1.4.5 操作符和表达式,53,1.4.5 操作符和表达式,Python中的除法有“/”和“/”分别表示除法和整除运算。Python 3.x将其解释为真除法(无论任何类型都会保持小数部分)。例如:3/5#除法0.6#除法的结果为浮点数,例10/2结果为5.0 3/50 3.0/50.6 3.0/50.0 13/101-13/10#结果向下取整,也称“地板除”-2,54,1.4.5 操作符和表达式,运算符是“%”。字符串格式化用法对整数和浮点数计算余数。因精度影响,浮点数计算结果可能略有误差。3.1%21.1 6.3%2.12.09999999999
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