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1、计算机科学导论Python程序设计,第1讲 程序设计基础知识,信息管理系,教师：柳青电子信箱：L办公室：博识楼418电话：67703852答疑时间：周三34节，8-15周周四5-8节，1-16周周五1-4节，16、810、14、16、17周夜间自习辅导时间：周四1112节，110周,教师信息,2,教材和参考书,教材赵家刚、狄光智、吕丹桔主编，计算机编程导论Python程序设计，人民邮电出版社，2013年10月参考书挪Magnus Lie Hetland 著，Python基础教程(第2版)，人民邮电出版社，2010-7-1陆朝俊著 程序设计思想与方法问题求解中的计算思维 高等教育出版社 2013
2、年11月Python Programming:An Introduction to Computer Science,程序设计语言,程序设计语言，是一组用来定义计算机程序的语法规则。它是一种被标准化的交流技术，用来向计算机发出指令。计算机每做的一次动作，一个步骤，都是按照已经用程序设计语言编好的程序来执行的，所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。,4,TIOBE世界程序设计语言排行榜,5,什么是Python语言,Guido van Rossum于1989年底发明，第一个公开发行版发行于1991年。Python提供了非常完善的基础代码库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本
3、等大量内容。用Python开发，许多功能不必从零编写，直接使用现成的即可。除了内置的库外，Python还有大量的第三方库。许多大型网站就是用Python开发的例如YouTube（世界上最大的视频网站）、Instagram（移动端图片抓拍与分享工具）国内的豆瓣Google、Yahoo、NASA（美国航空航天局）都大量地使用Python。,6,Python语言的主要特点,简单：Python是一种代表简单主义思想的语言。使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。易学：Python极其容易上手，因为Python有极其简单的语法。免费、开源：使用者可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做
4、改动、把它的一部分用于新的自由软件中。可移植性：由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上。可扩展性：如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以部分程序用C或C+编写，然后在Python程序中使用它们。可嵌入性：可以把Python嵌入C/C+程序，从而向程序用户提供脚本功能。丰富的库：Python标准库很庞大，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、Tk和其他与系统有关的操作。除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twi
5、sted和Python图像库等等。规范的代码：Python采用强制缩进的方式使得代码具有较好可读性。,7,Python语言的应用,系统编程：提供API（Application Programming Interface应用程序编程接口），能方便进行系统维护和管理，是Linux下标志性语言之一，是很多系统管理员理想的编程工具。图形处理：有PIL、Tkinter等图形库支持，能方便进行图形处理。数学处理：NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口。文本处理：python提供的re模块能支持正则表达式，还提供SGML，XML分析模块，许多程序员利用python进行XML程序的开发。数据库编程：程序
6、员可通过遵循Python DB-API（数据库应用程序编程接口）规范的模块与各种类型数据库通信。python自带有一个Gadfly模块，提供了一个完整的SQL环境。网络编程：提供丰富的模块支持sockets编程，能方便快速地开发分布式应用程序。很多大规模软件开发计划例如Zope，Mnet 及BitTorrent。Google都在广泛地使用它。Web编程：Web应用的开发语言，支持最新的XML技术。多媒体应用：Python的PyOpenGL模块封装了“OpenGL应用程序编程接口”，能进行二维和三维图像处理。PyGame模块可用于编写游戏软件。,8,为什么选择Python,Python语言非常简
7、单，易学易用是一种通用程序设计语言,为什么选择Python,程序设计语言体现一种计算思维的方式Python是SPSS的脚本语言，方便在SPSS中实现高级操作Python适合处理大量数据，适应大数据时代的需求，其它一些常用的数据处理软件无法胜任大量数据的处理Python也可以与R语言、Matlab等软件实现混合编程，提高其它软件的逻辑表达与逻辑控制能力,学习方法,课前预习：带着问题学习课后复习：深入思考问题勤做练习：训练计算思维,Python的版本,Python有两个版本，2.x版和3.x版两个版本是不兼容的，目前有许多第三方库还暂时无法在3.x上使用。考虑到为了保证程序能用到大量的第三方库，以
8、及稳定性，我们仍以2.x版本为基础，使用Python2.7版本。,12,Python网络教程,Python 基础教程http:/www.w3cschool.cc/python/python-tutorial.htmlPython 2.7入门指南http:/3.4入门指南http:/,安装Python,Python的官方网站www.python.org下载最新的2.7.12版本,14,安装Python,运行下载的MSI安装包，默认会安装到C:Python27目录下,15,运行Python,运行Python(command line)，打开Python命令行界面运行IDLE(Python GUI)
9、，打开Python图形用户界面,16,第一个Python程序,在Python命令提示符下，直接输入代码，按回车，就可以立刻得到代码执行结果。试试输入100+200，看看计算结果是不是300：如果要让Python打印出指定的文字，可以用print语句，然后把希望打印的文字用单引号或者双引号括起来，但不能混用单引号和双引号：,17,100+200300,print hello,worldhello,world,Python程序执行方式,交互式执行方式在Python的交互式命令行写程序，可以马上得到结果，但无法保存。程序文件执行方式实际开发的时候，通常使用文本编辑器来写代码，保存为一个文件(.py文
10、件)，程序就可以反复运行了。,18,IDLE(Python GUI),IDLE是Python软件包自带的一个集成开发环境可以利用它方便地创建、运行、测试和调试Python程序,19,Python程序文件运行,在IDLE中打开（或者新建）程序文件。利用IDLE菜单栏上的File/Open.菜单项，打开文件后进入IDLE自带的程序开发环境窗口。在此窗口中选择Run菜单中的Run Module命令（或直接按F5键）即可执行程序。注意程序的执行结果是显示在Python解释器提示符窗口中的。,20,Python程序文件运行,21,在Python中可以使用help()来获取帮助信息。格式：help(对象)
11、查看帮助信息的方式：查看内置对象的帮助信息查看整个模块的帮助信息查看模块中对象的帮助信息,使用帮助,22,help(open),import math help(math),import math help(math.sqrt),注意：查看整个模块或模块中对象的帮助信息时，先要用import()导入模块,中文编码,乱码怎么办？方法1文件头添加语句：#-*-coding:gbk-*-或者：#coding=gbk或者：#coding:gbk方法2首先在文件头添加语句：#-*-coding:utf-8-*-或者：#coding=utf-8或者：#coding:utf-8然后在有中文的地方，通过在字符
12、串前面加u强制转换成utf-8格式编码,数据和表达式程序是处理数据的，编程语言首先要有表达数据的语言成分，数据分为不同的类型，如，数值型的数据、字符串类型的数据等。将运算符施加到数据上所得到的语言构造称为表达式。变量与标识符像Hello,World!这样的数据称为常量，其数据值由字面决定，并不可改变。可以定义变量，用于表示可变的数据。变量具有名字，不同变量是通过名字相互区分的，因此变量名具有标识作用，称为标识符。语句语句是编程语言提供的基本命令，是程序的基本组成单元和执行单元。编程语言提供了多种语句，分别完成不同的功能函数将语句序列定义成一个“函数”，从而将这个语句序列视为一个整体并命名。今后
13、在程序的任何地方，只要写下“函数名”，运行时执行该函数的语句序列，这称为“调用”该函数。,Python语言的基本组成,24,常量：其数据值由字面决定，并且不可改变。例如:Hello,World!,3.14,.变量：用于表示可变的数据。变量具有名字，不同变量是通过名字相互区分的。因此，变量名具有标识作用，故称为标识符。例如:MyVar=123Price=5.99Name=Python Visible=True,常量与变量,25,规则：以字母或下划线开头，后面跟0个或多个字母、数字、下划线合法的：X _xYz x_123 _（连续两个下划线）,标识符的构成,26,非法的：1233Q x-123 f
14、irst name（中间用了空格）,定义变量,Python通过赋值语句来定义变量“=”的作用是把右边的值赋予给左边的变量。Python中的同时赋值:变量在一次“赋值”操作之后，还可以继续给它赋予新的值，而且可以是不同类型的值。,27,通过Python赋值语句同时定义二个名为number、name的变量，值分别为你自己的学号和姓名，并用print输出变量值，程序保存为eg1.py,示例1：定义变量并输出,28,第一种,第二种,为了更精细地表示信息,编程语言提供不同的数据类型。不同类型具有不同的存储方式和处理方式.每种类型包含一个合法值的集合,以及一个合法运算的集合。编程语言中一般都预定义了一些基
15、本数据类型如Python语言中的数值（int、long和float）、字符串（str）、布尔值（bool）、列表（list）、元组（tuple）、字典（dict）等,数据类型,29,整数类型,整数就是没有小数部分的数值Python语言提供了类型int用于表示现实世界中的整数信息十进制整数十六进制整数，需要16个数字(09、af)来表示整数，必须以0 x开头，如0 x10、0 xfa、0 xabcdef八进制整数，需要8个数字(07)来表示整数，必须以0o开头，如0o35、0o11二进制整数、需要2个数字0、1来表示整数，必须以0b开头如，0b101、0b100,30,长整数类型(long)：不
16、定长，可扩至任意长度(仅受限于存储器容量)。如5L,1234567890000Llong的运算效率远低于int,因此能用int就不用long5L和5具有完全不同的计算机表示,长整数类型,31,浮点数就是包含小数点的数，大体对应于数学中的实数集合。如 15.0、0.37、-11.2、1.2e2、314.15e-2Python语言提供了类型float用于表示浮点数。,浮点数类型,32,复数是由实部和虚部构成的数，如3+4j、0.1-0.5j,复数的实部复数的虚部,复数,算术运算,34,计算机中文本数据在程序中是用字符串类型表示的。Python语言提供了字符串数据类型str，来表示字符序列单引号指示
17、字符串双引号指示字符串思考：对吗？,字符串类型,35,三引号可以指示一个多行的字符串，在三引号中可以自由的使用单引号和双引号。,字符串类型,36,更多转义字符请上网查询,字符串本身含有引号怎么办?含有单引号：用双引号括住含有双引号：用单引号括住,字符的转义,37,两者都有时用什么引号?要输出 He said,“Im a student.“，如何做？一般的做法：用转义字符“”来转变字符含义,字符的转义,38,用转义字符实现下列语句的正确输出，程序保存为eg2.py运行结果：,示例2：字符的转义,39,eg2.py,布尔类型,布尔类型(bool)：是用来表示逻辑“是”“非”的一种类型，它只有两个值
18、，True和False。（注意这里没有引号，有了引号就变成字符串了）,40,布尔比较运算,41,逻辑运算,42,Python中的模块是一个包含所有定义的函数和变量的文件，其后缀名是.py。模块可以被别的程序引入，以使用该模块中的函数等功能。,Python中的模块,43,导入整个模块格式：import 模块名1,模块名2,与from联用导入整个模块格式：from 模块名 import*与form联用导入一个或多个对象格式：from 模块名 import 对象名1,对象名2,模块的导入,44,运用三种模块的导入方法来求解30度的正弦函数值，程序分别保存为math3_1.py、math3_2.py、
19、math3_3.py。,示例3：求正弦函数值,45,注意：在Python中sin函数默认以弧度作为参数，请思考如何把角度参数转化为弧度参数？又如何把弧度参数转换为角度？,运用三种模块的导入方法来求解30度的正弦函数值，程序分别保存为eg3_1.py、eg3_2.py、eg3_3.py。,示例3：求正弦函数值（续）,46,eg3_2.py,eg3_3.py,eg3_1.py,Python中最简单的输出方式是print语句。print语句用于在屏幕上显示信息。格式（1）print（2）print（3）print,.,（4）print,.,说明：从左到右计算每一个表达式，将各表达式的值以文本形式从左
20、到右显示在屏幕的同一行，插入一个空格作为间隔；没有表达式的print语句（见（1）用于输出一个空白行通常情况下，连续两条print语句将在屏幕的两个不同行上显示信息，但如果前一条print语句以逗号结尾（见（4），则下一条print语句将不会换行，而是接在前一行的后面继续显示。,数据输出,47,分析程序执行结果，理解print函数作用。,示例4：理解输出语句print,48,eg4.py,Python中提供了input()函数用于输入数据，该函数通常的使用方式如下：=input()执行时首先在屏幕上显示提示字符串，然后等待用户输入将用户输入作为一个表达式进行解释、求值，将求值结果赋予变量。,数
21、据输入,49,输入函数raw_input()，用于字符串数据输入时更方便。格式：=raw_input()执行时首先在屏幕上显示提示字符串，然后等待用户输入（以回车键表示输入完毕），用户键入的所有内容视为一个普通的字符串而不是表达式，该字符串就是raw_input的返回值，可以赋值给其他变量。例如：,输入函数raw_input(),50,在通常情况下，如果需要输入数值或数值表达式，最好用input；如果需要输入字符串，最好使用raw_input。,input与raw_input的比较,51,运用输入函数input()和raw_input()，实现显示学号+姓名，程序保存为eg5.py要求：学号(
22、number)和姓名(name)分二次输入,示例5：根据输入，显示学号和姓名,52,eg5.py,运行结果,思考：如果number也用raw_input()输入，有什么不同？,运用输入输出函数编写程序，能将华氏温度转换成摄氏温度，程序保存为eg6.py。执行三个步骤：输入华氏温度值；转换成摄氏温度值；输出摄氏温度值。,示例6：温度转换-自己做,53,TemperatureindegreesCelsius：,TemperatureindegreesFarenheit：,输入提示：,输出提示：,换算公式：C=(F32)*5.0/9其中C为摄氏温度，F为华氏温度,完成课堂示例16编写程序，根据输入的3个成绩，计算平均分，程序保存为score.py请写一个程序，能接受用户输入的一个复数的实部和虚部，输出其复数表示形式，以及其模，程序保存为mm.py,课堂练习,54,下节内容,使用序列列表（一种序列结构）做好预习,55,56,THANK YOU!,
