第1章程序設計基本方法第1章程序設計基本方法Python開發環境配置Python開發環境配置到Python主頁下載并安裝Python基本開發和運行環境，網址：/downloads/

根據操作系統不同選擇不同版本下載相應的Python3.0系列版本程序安裝到Python主頁下載并安裝Python基本開發和運行環境，安裝安裝安裝安裝方法1：啟動Windows命令行工具，輸入python啟動方法1：啟動Windows命令行工具，輸入python啟動方法2：調用IDLE來啟動Python圖形化運行環境啟動方法2：調用IDLE來啟動Python圖形化運行環境啟動方法3：按照語法格式編寫代碼，編寫可以用任何文本編輯器，保存為文件。啟動方法3：按照語法格式編寫代碼，編寫可以用任何文本編輯器，保存方法4：打開IDLE，點擊Ctrl+N打開一個新窗口，輸入語句并保存，使用快鍵建F5即可運行該程序啟動方法4：打開IDLE，點擊Ctrl+N打開一個新窗口，輸入語方法5：將Python集成到Eclipse、PyCharm等面向較大規模項目開發的集成開發環境中啟動方法5：將Python集成到Eclipse、PyCharm等采用上述某個方法，執行：Hello程序采用上述某個方法，執行：Hello程序Hello程序只有一行代碼，實在太小。本節給出5個5行代碼左右的Python小程序（稱為“微實例”），在IDLE交互式和批量式兩種方式下練習。這5個微實例分別給出了交互式執行過程和文件式內容（即全部程序內容）。在編輯器中輸入代碼時，#及以后的文字不影響程序執行，可以不用輸入。#后面的文字是注釋，僅用來幫助讀者理解程序。運行Python小程序Hello程序只有一行代碼，實在太小。本節給出5個5行代碼左微實例1.1：圓面積的計算交互式執行過程如下運行Python小程序微實例1.1：圓面積的計算運行Python小程序微實例1.1的文件式內容如下運行Python小程序微實例1.1的文件式內容如下運行Python小程序微實例1.2：簡單的人名對話運行Python小程序微實例1.2：簡單的人名對話運行Python小程序斐波那契數列（Fibonaccisequence），又稱黃金分割數列，由意大利數學家LeonardoFibonacci于1202年提出，并以其名字命名。該數列F(n)定義如下：F(0)=0，F(1)=1，F(n)=F(n-2)+F(n-1)，其中n>=2。簡單說，斐波那契數列中每個數是前兩個數之和。斐波那契數列中鄰近兩個數的比值接近于黃金分割數，即F(n)/F(n-1)接近1.618，這個比例的極限值就是黃金分割數。斐波那契數列斐波那契數列（Fibonaccisequence），又稱黃微實例1.3：斐波那契數列運行Python小程序微實例1.3：斐波那契數列運行Python小程序微實例1.4：同切圓的繪制運行Python小程序微實例1.4：同切圓的繪制運行Python小程序微實例1.5：日期和時間的輸出運行Python小程序微實例1.5：日期和時間的輸出運行Python小程序

程序的基本編寫方法程序的基本編寫方法每個計算機程序都用來解決特定計算問題，較大規模的程序提供豐富功能解決完整計算問題。例如：控制航天飛機運行的程序、操作系統等。小型程序或程序片段可以為其他程序提供特定計算支持，作為解決更大計算問題的組成部分。無論程序規模如何，每個程序都有統一的運算模式：輸入數據、處理數據和輸出數據。這種樸素運算模式形成了程序的基本編寫方法：IPO（Input,Process,Output）方法。IPO程序編寫方法每個計算機程序都用來解決特定計算問題，較大規模的程序提供豐富輸入數據處理數據輸出數據IPO程序編寫方法輸入數據IPO程序編寫方法輸入數據輸入（Input）是一個程序的開始。程序要處理的數據有多種來源，形成了多種輸入方式，包括：文件輸入、網絡輸入、控制臺輸入、交互界面輸出、隨機數據輸入、內部參數輸入等。IPO程序編寫方法輸入數據IPO程序編寫方法文件輸入將文件作為程序輸入來源，在獲得文件控制權后，需要根據文件格式解析內部具體數據。例如統計excel文件數據的數量，需要首先獲得excel文件的控制權，打開文件后根據excel中數據存儲方式獲得所需處理的數據，進而開展計算網絡輸入將互聯網上的數據作為輸入來源。使用網絡數據需要明確網絡協議和使用特定的網絡接口。例如，捕獲并處理互聯網上的數據，需要使用HTTP協議并解析HTML格式IPO程序編寫方法文件輸入將文件作為程序輸入來源，在獲得文件控制權后，需要根據控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間存在交互時，程序需要有明確的用戶提示，輔助用戶正確輸入數據。從程序語法上來說，這種提示不是必須的，但良好的提示設計有助于提高用戶體驗。交互界面輸入通過提供一個圖形交互界面從用戶處獲得輸入來源。此時，鼠標移動或點擊操作、文本框內的鍵盤操作等都為程序提供事件和數據輸入。IPO程序編寫方法控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間隨機數據輸入將隨機數作為程序輸入，這需要使用特定的隨機數發成器程序或調用相關函數。4.5節將詳細介紹產生隨機數的方法。內部參數輸入以程序內部定義的初始化變量作為輸入，盡管程序看似沒有從外部獲得輸入，但程序執行之前的初始化過程為程序賦予了執行所需的數據。IPO程序編寫方法隨機數據輸入將隨機數作為程序輸入，這需要使用特定的隨機數發成控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間存在交互時，程序需要有明確的用戶提示，輔助用戶正確輸入數據。從程序語法上來說，這種提示不是必須的，但良好的提示設計有助于提高用戶體驗。交互界面輸入通過提供一個圖形交互界面從用戶處獲得輸入來源。此時，鼠標移動或點擊操作、文本框內的鍵盤操作等都為程序提供事件和數據輸入。IPO程序編寫方法控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間輸出數據輸出（Output）是程序展示運算成果的方式。程序的輸出方式包括：控制臺輸出、圖形輸出、文件輸出、網絡輸出、操作系統內部變量輸出等。IPO程序編寫方法輸出數據IPO程序編寫方法控制臺輸出以計算機屏幕為輸出目標，通過程序運行環境中的命令行打印輸出結果。這里“控制臺”可以理解為啟動程序的環境，例如，Windows中的命令行工具、IDLE工具等。圖形輸出在計算機中啟動獨立的圖形輸出窗口，根據指令繪制運算結果。IPO程序編寫方法控制臺輸出以計算機屏幕為輸出目標，通過程序運行環境中的命令行文件輸出以生成新的文件或修改已有文件方式輸出運行結果，這是程序常用的輸出方式。7.1節將具體介紹文件的使用。網絡輸出以訪問網絡接口方式輸出數據。第12章將介紹自動向搜索引擎提交關鍵詞查詢的實例。操作系統內部變量輸出指程序將運行結果輸出到系統內部變量中，這類變量包括管道、線程、信號量等。IPO程序編寫方法文件輸出以生成新的文件或修改已有文件方式輸出運行結果，這是程處理數據處理（Process）是程序對輸入數據進行計算產生輸出結果的過程。計算問題的處理方法統稱為“算法”，它是程序最重要的組成部分。可以說，算法是一個程序的靈魂。IPO程序編寫方法處理數據IPO程序編寫方法——是否存在沒有輸入輸出的程序呢？——存在，例如，無限循環，代碼如下。while(True):a=1IPO程序編寫方法——是否存在沒有輸入輸出的程序呢？IPO程序編寫方法這個無限循環程序包含兩行語句其中，while()根據括號內部值的真假決定是否進入循環，當括號內值為真時，進入第2行語句執行，否則跳過。由于括號內值被設定為True（即“真”），代碼將一直執行下去。無限循環程序盡管沒有輸入也沒有輸出，它也有價值。通過不間斷執行，該程序快速消耗CPU的計算資源，可以用來輔助測試CPU或系統性能。IPO程序編寫方法這個無限循環程序包含兩行語句IPO程序編寫方法IPO不僅是程序設計的基本方法，也是描述計算問題的方式。以微實例1.1圓面積的計算為例，其IPO描述如下：輸入：圓半徑raduis處理：計算圓面積area=π*radius*radius輸出：圓面積area微實例1.1圓面積的計算IPO不僅是程序設計的基本方法，也是描述計算問題的方式。以微可以看到，問題的IPO描述實際上是對一個計算問題輸入、輸出和求解方式的自然語言描述，為了區別其他描述方式，本書中所有IPO描述都包括“輸入”、“處理”和“輸出”三個引導詞。IPO描述能夠幫助初學程序設計的讀者理解程序設計的開始過程，即了解程序的運算模式，進而建立設計程序的基本概念。微實例1.1圓面積的計算可以看到，問題的IPO描述實際上是對一個計算問題輸入、輸出和分析問題分析問題的計算部分劃分邊界劃分問題的功能邊界設計算法設計問題的求解算法編寫程序，編寫問題的計算程序調試測試，調試和測試程序升級維護，適應問題的升級維護理解問題的計算部分分析問題分析問題的計算部分理解問題的計算部分人工智能（ArtificialIntelligence），簡稱AI，計算機科學的一個分支，區別于人類智能，人工智能指由機器或軟件所體現的智能圖靈測試中，機器和人分別通過文本途徑（避免計算機理解語言能力不足的影響）回答一組獨立評判人提出的問題，如果評判人無法從回答中區分機器和人，則認為機器通過測試，具備與人相當的智能。圖靈測試并不評判問題答案的正確性，而是通過評判答案之間的相似性確定機器是否具備智能。人工智能和圖靈測試人工智能（ArtificialIntelligence），Python語言版本更迭Python語言版本更迭更高級別的3.0系列不兼容早期2.0系列2008年至今，版本更迭帶來大量庫函數的升級替換，Python語言的版本更迭痛苦且漫長

到今天，Python3.x系列已經成為主流Python語言的版本更迭更高級別的3.0系列不兼容早期2.0系列Python語言的版兩個版本的語法區別：修改編碼：3.x系列默認采用UTF-8編碼，因此處理中文與英文一樣方便。因此，在表達UTF-8編碼字符串時，不需要在前面增加u或者U修改print語句：用print()函數替換了print語句，兩者功能一樣，格式不同修改exec語句：用exec()函數替換了exec語句，兩者功能一樣，格式不同。Python語言的版本更迭兩個版本的語法區別：Python語言的版本更迭去掉<>符號：用!=表示“不等于”。修改比較行為：用<,<=,>=,>符號比較兩個元素時，如果元素之間不存在有意義的順序關系，將拋出TypeError錯誤，不再返回False。因此，這類元素之間的排序也將拋出錯誤。去掉長整數類型：3.x系列不再區分整數和長整數類型，只有一個int類型，int類型無取值范圍限制。因此，sys.maxint常量被去掉。本章小結去掉<>符號：用!=表示“不等于”。本章小結修改整數除法：兩個整數的一般除法（/）返回一個浮點數，不再返回一個整數，如果想返回整數，用整數除法（//）修改八進制整數格式：使用0o開頭，而不再使用0開頭，例如：0o237，而不是0237。增加關鍵字：增加as、with、True、False、None為關鍵字。去掉raw_input()函數：用input()替代raw_input()，input()返回一個字符串。本章小結修改整數除法：兩個整數的一般除法（/）返回一個浮點數，不再返修改range()函數：range()功能與2.x系列中xrange()類似，不再顯式返回一個列表。如果希望返回列表，需要通過list()函數轉換。修改返回類型：除range()外，zip()、map()、filter()、字典類型的key()方法、value()方法、item()方法不再返回列表類型。修改異常處理表達：使用as關鍵字標識異常信息。本章小結修改range()函數：range()功能與2.x系列中xr去掉<>符號：用!=表示“不等于”。修改比較行為：用<,<=,>=,>符號比較兩個元素時，如果元素之間不存在有意義的順序關系，將拋出TypeError錯誤，不再返回False。因此，這類元素之間的排序也將拋出錯誤。去掉長整數類型：3.x系列不再區分整數和長整數類型，只有一個int類型，int類型無取值范圍限制。因此，sys.maxint常量被去掉。本章小結去掉<>符號：用!=表示“不等于”。本章小結Python實例展示Python實例展示實例展示實例展示課件整理Python電子教案12程序設計基本方法課件整理Python電子教案12程序設計基本方法課件整理Python電子教案12程序設計基本方法課件整理Python電子教案12程序設計基本方法課件整理Python電子教案12程序設計基本方法課件整理Python電子教案12程序設計基本方法課件整理Python電子教案12程序設計基本方法第1章程序設計基本方法第1章程序設計基本方法Python開發環境配置Python開發環境配置到Python主頁下載并安裝Python基本開發和運行環境，網址：/downloads/

根據操作系統不同選擇不同版本下載相應的Python3.0系列版本程序安裝到Python主頁下載并安裝Python基本開發和運行環境，安裝安裝安裝安裝方法1：啟動Windows命令行工具，輸入python啟動方法1：啟動Windows命令行工具，輸入python啟動方法2：調用IDLE來啟動Python圖形化運行環境啟動方法2：調用IDLE來啟動Python圖形化運行環境啟動方法3：按照語法格式編寫代碼，編寫可以用任何文本編輯器，保存為文件。啟動方法3：按照語法格式編寫代碼，編寫可以用任何文本編輯器，保存方法4：打開IDLE，點擊Ctrl+N打開一個新窗口，輸入語句并保存，使用快鍵建F5即可運行該程序啟動方法4：打開IDLE，點擊Ctrl+N打開一個新窗口，輸入語方法5：將Python集成到Eclipse、PyCharm等面向較大規模項目開發的集成開發環境中啟動方法5：將Python集成到Eclipse、PyCharm等采用上述某個方法，執行：Hello程序采用上述某個方法，執行：Hello程序Hello程序只有一行代碼，實在太小。本節給出5個5行代碼左右的Python小程序（稱為“微實例”），在IDLE交互式和批量式兩種方式下練習。這5個微實例分別給出了交互式執行過程和文件式內容（即全部程序內容）。在編輯器中輸入代碼時，#及以后的文字不影響程序執行，可以不用輸入。#后面的文字是注釋，僅用來幫助讀者理解程序。運行Python小程序Hello程序只有一行代碼，實在太小。本節給出5個5行代碼左微實例1.1：圓面積的計算交互式執行過程如下運行Python小程序微實例1.1：圓面積的計算運行Python小程序微實例1.1的文件式內容如下運行Python小程序微實例1.1的文件式內容如下運行Python小程序微實例1.2：簡單的人名對話運行Python小程序微實例1.2：簡單的人名對話運行Python小程序斐波那契數列（Fibonaccisequence），又稱黃金分割數列，由意大利數學家LeonardoFibonacci于1202年提出，并以其名字命名。該數列F(n)定義如下：F(0)=0，F(1)=1，F(n)=F(n-2)+F(n-1)，其中n>=2。簡單說，斐波那契數列中每個數是前兩個數之和。斐波那契數列中鄰近兩個數的比值接近于黃金分割數，即F(n)/F(n-1)接近1.618，這個比例的極限值就是黃金分割數。斐波那契數列斐波那契數列（Fibonaccisequence），又稱黃微實例1.3：斐波那契數列運行Python小程序微實例1.3：斐波那契數列運行Python小程序微實例1.4：同切圓的繪制運行Python小程序微實例1.4：同切圓的繪制運行Python小程序微實例1.5：日期和時間的輸出運行Python小程序微實例1.5：日期和時間的輸出運行Python小程序

程序的基本編寫方法程序的基本編寫方法每個計算機程序都用來解決特定計算問題，較大規模的程序提供豐富功能解決完整計算問題。例如：控制航天飛機運行的程序、操作系統等。小型程序或程序片段可以為其他程序提供特定計算支持，作為解決更大計算問題的組成部分。無論程序規模如何，每個程序都有統一的運算模式：輸入數據、處理數據和輸出數據。這種樸素運算模式形成了程序的基本編寫方法：IPO（Input,Process,Output）方法。IPO程序編寫方法每個計算機程序都用來解決特定計算問題，較大規模的程序提供豐富輸入數據處理數據輸出數據IPO程序編寫方法輸入數據IPO程序編寫方法輸入數據輸入（Input）是一個程序的開始。程序要處理的數據有多種來源，形成了多種輸入方式，包括：文件輸入、網絡輸入、控制臺輸入、交互界面輸出、隨機數據輸入、內部參數輸入等。IPO程序編寫方法輸入數據IPO程序編寫方法文件輸入將文件作為程序輸入來源，在獲得文件控制權后，需要根據文件格式解析內部具體數據。例如統計excel文件數據的數量，需要首先獲得excel文件的控制權，打開文件后根據excel中數據存儲方式獲得所需處理的數據，進而開展計算網絡輸入將互聯網上的數據作為輸入來源。使用網絡數據需要明確網絡協議和使用特定的網絡接口。例如，捕獲并處理互聯網上的數據，需要使用HTTP協議并解析HTML格式IPO程序編寫方法文件輸入將文件作為程序輸入來源，在獲得文件控制權后，需要根據控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間存在交互時，程序需要有明確的用戶提示，輔助用戶正確輸入數據。從程序語法上來說，這種提示不是必須的，但良好的提示設計有助于提高用戶體驗。交互界面輸入通過提供一個圖形交互界面從用戶處獲得輸入來源。此時，鼠標移動或點擊操作、文本框內的鍵盤操作等都為程序提供事件和數據輸入。IPO程序編寫方法控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間隨機數據輸入將隨機數作為程序輸入，這需要使用特定的隨機數發成器程序或調用相關函數。4.5節將詳細介紹產生隨機數的方法。內部參數輸入以程序內部定義的初始化變量作為輸入，盡管程序看似沒有從外部獲得輸入，但程序執行之前的初始化過程為程序賦予了執行所需的數據。IPO程序編寫方法隨機數據輸入將隨機數作為程序輸入，這需要使用特定的隨機數發成控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間存在交互時，程序需要有明確的用戶提示，輔助用戶正確輸入數據。從程序語法上來說，這種提示不是必須的，但良好的提示設計有助于提高用戶體驗。交互界面輸入通過提供一個圖形交互界面從用戶處獲得輸入來源。此時，鼠標移動或點擊操作、文本框內的鍵盤操作等都為程序提供事件和數據輸入。IPO程序編寫方法控制臺輸入將程序使用者輸入的信息作為輸入來源。當程序與用戶間輸出數據輸出（Output）是程序展示運算成果的方式。程序的輸出方式包括：控制臺輸出、圖形輸出、文件輸出、網絡輸出、操作系統內部變量輸出等。IPO程序編寫方法輸出數據IPO程序編寫方法控制臺輸出以計算機屏幕為輸出目標，通過程序運行環境中的命令行打印輸出結果。這里“控制臺”可以理解為啟動程序的環境，例如，Windows中的命令行工具、IDLE工具等。圖形輸出在計算機中啟動獨立的圖形輸出窗口，根據指令繪制運算結果。IPO程序編寫方法控制臺輸出以計算機屏幕為輸出目標，通過程序運行環境中的命令行文件輸出以生成新的文件或修改已有文件方式輸出運行結果，這是程序常用的輸出方式。7.1節將具體介紹文件的使用。網絡輸出以訪問網絡接口方式輸出數據。第12章將介紹自動向搜索引擎提交關鍵詞查詢的實例。操作系統內部變量輸出指程序將運行結果輸出到系統內部變量中，這類變量包括管道、線程、信號量等。IPO程序編寫方法文件輸出以生成新的文件或修改已有文件方式輸出運行結果，這是程處理數據處理（Process）是程序對輸入數據進行計算產生輸出結果的過程。計算問題的處理方法統稱為“算法”，它是程序最重要的組成部分。可以說，算法是一個程序的靈魂。IPO程序編寫方法處理數據IPO程序編寫方法——是否存在沒有輸入輸出的程序呢？——存在，例如，無限循環，代碼如下。while(True):a=1IPO程序編寫方法——是否存在沒有輸入輸出的程序呢？IPO程序編寫方法這個無限循環程序包含兩行語句其中，while()根據括號內部值的真假決定是否進入循環，當括號內值為真時，進入第2行語句執行，否則跳過。由于括號內值被設定為True（即“真”），代碼將一直執行下去。無限循環程序盡管沒有輸入也沒有輸出，它也有價值。通過不間斷執行，該程序快速消耗CPU的計算資源，可以用來輔助測試CPU或系統性能。IPO程序編寫方法這個無限循環程序包含兩行語句IPO程序編寫方法IPO不僅是程序設計的基本方法，也是描述計算問題的方式。以微實例1.1圓面積的計算為例，其IPO描述如下：輸入：圓半徑raduis處理：計算圓面積area=π*radius*radius輸出：圓面積area微實例1.1圓面積的計算IPO不僅是程序設計的基本方法，也是描述計算問題的方式。以微可以看到，問題的IPO描述實際上是對一個計算問題輸入、輸出和求解方式的自然語言描述，為了區別其他描述方式，本書中所有IPO描述都包括“輸入”、“處理”和“輸出”三個引導詞。IPO描述能夠幫助初學程序設計的讀者理解程序設計的開始過程，即了解程序的運算模式，進而建立設計程序的基本概念。微實例1.1圓面積的計算可以看到，問題的IPO描述實際上是對一個計算問題輸入、輸出和分析問題分析問題的計算部分劃分邊界劃分問題的功能邊界設計算法設計問題的求解算法編寫程序，編寫問題的計算程序調試測試，調試和測試程序升級維護，適應問題的升級維護理解問題的計算部分分析問題分析問題的計算部分理解問題的計算部分人工智能（ArtificialIntelligence），簡稱AI，計算機科學的一個分支，區別于人類智能，人工智能指由機器或軟件所體現的智能圖靈測試中，機器和人分別通過文本途徑（避免計算機理解語言能力不足的影響）回答一組獨立評判人提出的問題，如果評判人無法從回答中區分機器和人，則認為機器通過測試，具備與人相當的智能。圖靈測試并不評判問題答案的正確性，而是通過評判答案之間的相似性確定機器是否具備智能。人工智能和圖靈測試人工智能（ArtificialIntelligence），Python語言版本更迭Python語言版本更迭更高級別的3.0系列不兼容早期2.0系列2008年至今，版本更迭帶來大量庫函數的升級替換，Python語言的版本更迭痛苦且漫長

到今天，Python3.x系列已經成為主流Python語言的版本更迭更高級別的3.0系列不兼容早期2.0系列Python語言的版兩個版本的語法區別：修改編碼：3.x系列默認采用UTF-8編碼，因此處理中文與英文一樣方便。因此，在表達UTF-8編碼字符串時，不需要在前面增加u或者U修改print語句：用print()函數替換了print語句，兩者功能一樣，格式不同修改exec語句：用exec()函數替換了exec語句，兩者功能一樣，格式不同。Python語言的版本更迭兩個版本的語法區別：Python語言的版本更迭