第1章Python語言概述主要內容1.4Python的安裝與配置

1.3Python語言的特點和執行方式1.2程序設計語言

1.1程序設計和算法1.1程序設計和算法程序是計算機指令的某種組合，程序控制計算機的工作流程，完成一定的邏輯功能，以實現某種任務。程序設計是給出解決特定問題程序的過程，是軟件構造活動中的重要組成部分。程序設計又叫編程，程序設計已經成為當今社會需求量最大的職業技能之一。程序設計=數據結構+算法1.1程序設計和算法數據結構是數據的描述和組織形式，算法是對特定問題求解步驟的一種描述，是獨立存在的一種解決問題的方法和思想。、算法具有以下特點：有窮性(無死循環)算法的每一個步驟應當是確定的，即無“二義性”。有適當的輸入，即有確定的條件。有輸出結果，沒有輸出的算法是無意義的。算法中的每一個步驟都應當有效執行(無死語句)。

1.1程序設計和算法算法的表示可以有多種形式，常用的自然語言、傳統流程圖、偽代碼、N-S流程圖等。自然語言就是人們日常使用的語言，如漢語、英語和其他語言等。用自然語言描述算法通俗易懂，但由于自然語言表示的含義往往不太嚴格，需要根據上下文才能判斷其準確含義，因此描述文字冗長，容易出現“歧義性”。除了很簡單的問題以外，一般不用自然語言來描述算法。1.1程序設計和算法流程圖是用一系列的圖像、流程線和文字描述算法的基本操作和控制流程，又稱算法流程圖或程序流程圖。流程圖的基本元素包括開始框和結束框、判斷框、處理框、輸入/輸出框、注釋框、流向線和接點等。流程圖中基本元素1.1程序設計和算法【例1-1】 計算1+2+3+……+n的和，n從鍵盤輸入，程序的流程圖如圖1-2所示。1.1程序設計和算法偽代碼是一種非正式的，類似于英語結構的，用于描述模塊結構圖的語言，介于自然語言與編程語言之間。使用偽代碼的目的是使被描述的算法可以容易地以任何一種編程語言（Python，C，Java等）實現例1-1的偽代碼表示如下：開始(begin)輸入(input)n0→s1→i當(while)i<=n執行(do)s+i→si+1→i循環到此結束(enddo)輸出(print)s算法結束(end)1.1程序設計和算法算法也可以用N-S流程圖（盒圖）表示。

圖1-3N-S圖1.1程序設計和算法IPO程序設計方法或者IPO描述，指的是在軟件設計和開發過程中，遵循的一種基于輸入（Input）、處理（Processing）和輸出（Output）的基本設計思路。輸入（Input）數據：輸入是一個程序的開始。處理（Process）數據：處理是程序對輸入數據進行計算產生輸出結果的過程。輸出（Output）數據：輸出是程序展示運算成果的方式。1.1程序設計和算法程序是由若干條語句組成，各個語句按照順序一條一條地執行，這種順序結構是簡潔的。程序中除了順序結構以外，通常還有選擇結構、循環結構以及轉移機制。三種基本的算法結構為：順序結構選擇結構（分支結構）循環結構（重復結構）1.1程序設計和算法順序結構的程序設計是最簡單的，只要按照解決問題的順序寫出相應的語句就行，它的執行順序是自上而下，依次執行。圖1-4順序結構例如：a=1，b=2，現在要交換a，b的值，這個問題就好像交換兩個杯子水，這當然要用到第三個杯子，假如第三個杯子是t，那么正確的程序為：t=a;a=b;b=t;執行結果是a=2，b=t=1。如果改變其順序，寫成：a=b;b=a;則執行結果就變成a和b的值都是2了，不能達到預期的交換兩個變量的目的1.1程序設計和算法選擇結構又叫做分支結構，圖1-5是選擇結構示意圖。1.1程序設計和算法循環結構包括當型循環（While型循環）和直到型循環（Until型循環）。圖1-6顯示了循環結構的程序執行流程。當型循環是首先判斷循環條件p1，如果條件p1為真，則執行語句A.，如果為假，則不執行語句A。直到型循環是首先執行語句A，再判斷循環條件p2，如果條件p2為假，則執行語句A.，直到條件p2為真，結束循環。1.1程序設計和算法圖1-6循環結構1.2程序設計語言程序設計語言包括機器語言、匯編語言和高級語言機器語言是計算機可直接執行的二進制代碼，人類不容易理解和閱讀機器語言匯編語言是一種低級語言，它使用易于理解和記憶的縮寫單詞來代表特定的機器語言指令高級語言是采用某種編程語言編寫的計算機程序語言，常見的高級語言如Java、C語言、C++、C#、PHP和Python。1.2程序設計語言計算機執行采用高級語言編寫的源程序的方式有兩種：編譯和解釋。編譯是編譯器將源程序一次性翻譯成可執行程序，之后不再需要源程序（類似英文翻譯）。解釋則是每次程序運行時隨翻譯隨執行（類似實時的同聲傳譯），程序設計語言可以分為編譯型語言和解釋型語言。Python、Java、C＃等都是解釋型語言1.2程序設計語言圖1-7編譯和解釋方式1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單1.3Python語言的特點和執行方式對于剛接觸編程的程序員而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。Python是一種解釋型、面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言。根據有關機構對主流編程語言排名進行統計，位居前3位的編程語言為Python、Java和C語言。Python的設計哲學是優雅、明確、簡單計算機目前已應用在人類日常生活的各個場景，計算機通過程序控制，程序通過編程語言編寫，對于初次接觸編程的小伙伴而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。1989年圣誕節期間，阿姆斯特丹的Guido（GuidovanRossum）自覺假日無趣，想起自己曾參與設計的一種優美與強大并存，但最終慘遭失敗的語言ABC，尋思不如開發一個新的腳本解釋程序作為ABC語言的繼承，于是Python誕生了。Python語法很多來自C語言，但又受到ABC語言的強烈影響。自誕生開始，Python已經具有了類（class）、函數（function）、異常處理（exception）、包括列表（list）和字典（dict）在內的核心數據類型，以及以模塊為基礎的拓展系統。2000年10月，Python2.0發布，Python從基于maillist的開發方式轉為完全開源的開發方式。2008年12月，Python3.0版本發布，并被作為Python語言持續維護的主要系列。2010年，Python2.x系列發布了最后一個版本，其主版本號為2.7，同時，Python的維護者們聲稱不在2.x系列中繼續對主版本號升級，Python2.x系列慢慢退出歷史舞臺。2012年Python3.3版本發布，2014年Python3.4版本發布，2015年Python3.5版本發布，2016年Python3.6版本發布，2018年6月27日Python3.7.0發布，2019年10月14日Python3.8.0發布目前Python的最新版本為2020年2月24日發布的3.8.2。Guido于1989年定下目標之后便投身于Python語言的設計之中，但Python的第一個公開版本直到1991年才發行，此版本使用C語言實現，能調用C語言的庫文件。簡潔。Python代碼的行數往往只有C、C++、Java代碼數量的1/5~1/3。語法優美。Python語言是高級語言，它的代碼接近人類語言，只要掌握由英語單詞表示的助記符，就能大致讀懂Python代碼。簡單易學。Python是一門簡單易學的編程語言，它使編程人員更注重解決問題，而非語言本身的語法和結構。開源。Python是FLOSS（自由/開放源碼軟件）之一，用戶可以自由地下載、拷貝、閱讀、修改代碼。可移植。Python語言編寫的程序可以不加修改地在任何平臺中運行。Python語言的優點擴展性良好。Python不僅可以引入.py文件，還可以通過接口和庫函數調用由其它高級語言（如C語言、C++、Java等）編寫的代碼。類庫豐富。世界各地的程序員通過開源社區又貢獻了十幾萬個幾乎覆蓋各個應用領域的第三方函數庫。通用靈活。Python是一門通用編程語言，可被用于科學計算、數據處理、游戲開發、人工智能、機器學習等各個領域。模式多樣。Python既支持面向對象編程，又支持面向過程編程。良好的中文支持。Python3.x解釋器采用UTF-8編碼表達所有字符信息，編碼支持英文、中文、韓文、法文等各類語言。Python語言的優點Python語言的缺點執行效率不夠高，Python程序的效率只有C語言程序的1/10。Python3.x和Python2.x不兼容。1.3Python語言的特點和執行方式相比于其他編程語言，Python語言具有以下特點：簡單易學解釋型語言語法優美免費和開源跨平臺特性面向對象1.3Python語言的特點和執行方式擴展性良好豐富的庫通用靈活模式多樣良好的中文支持。Python3.x解釋器采用UTF-8編碼表達所有字符信息，編碼支持英文、中文、韓文、法文等各類語言。1.3Python語言的特點和執行方式Python語言的缺點是執行效率不夠高，Python程序的效率只有C語言程序的十分之一。另外，Python3.x和Python2.x不兼容。Python是一種廣泛應用在多個領域的編程語言，主要應用領域包括：1.3Python語言的特點和執行方式數據科學和數據分析人工智能和機器學習網絡開發自動化和腳本編程科學計算和工程游戲開發網絡爬蟲軟件測試和自動化量化金融和算法交易。1.3Python語言的特點和執行方式Python語言文件類型主要分為3種：源代碼文件（sourcefile）字節碼文件（byte-codefile）優化字節碼文件（optimizedfile）。源代碼文件包括擴展名為.py的源代碼文件和擴展名為.pyw的源代碼文件字節碼文件是Python源文件經過編譯之后生成擴展名為.pyc的字節碼文件優化字節碼文件是經過優化的代碼生成擴展名為.pyo的優化字節碼文件1.4Python的安裝與配置1.4.1Python解釋器的安裝圖1-8Python官方下載頁面Python官方網址的下載頁面是：/downloads/。1.4Python的安裝與配置Python解釋器有多個版本，考慮到主要的Python標準庫更新只針對3.x系列，且當下企業也正從Python2.x向3.x過渡，因此對于初學Python的讀者而言，Python3.x無疑是明智的選擇。1.4Python的安裝與配置1.4Python的安裝與配置1.4Python的安裝與配置1.4Python的安裝與配置1.4Python的安裝與配置1.4Python的安裝與配置1.4.2運行Python程序Python程序的運行方式有兩種：交互式和文件式。交互式運行方式指Python解釋器逐行接收Python代碼并即時響應；文件式也稱批量式，指先將Python代碼保存在文件中，再啟動Python解釋器批量解釋文件里面的代碼。1.4Python的安裝與配置以控制臺為例，進入Python環境后，在命令提示符“>>>”后輸入如下代碼：print(“helloworld.”)解釋器立即對上述命令解釋，執行的結果是“helloworld.”Windows命令提示符的提示符是“>”符號；而Python解釋器的提示符是“>>>”1.4Python的安裝與配置文件方式執行是指創建一個Python文件（文件的擴展名為.py的文件），在其中寫入Python代碼并保存。然后在該Python文件所在文件夾的空白區域按下“Shift+鼠標右鍵”，單擊選擇選項列表中的“在此處打開命令窗口”選項以打開命令窗口，在命令提示符“>”后輸入命令“pythonhello.py”運行Python程序。通過Python解釋器或控制臺都能用相同的操作以交互方式運行Python程序。以控制臺為例，進入Python環境后，在命令提示符“>>>”后輸入如下代碼：交互式print("helloworld")helloworld創建Python文件（后綴為.py的文件），在其中寫入Python代碼并保存。在該Python文件所在文件夾的空白區域按下“Shift+鼠標右鍵”，單擊選擇選項列表中的“在此處打開命令窗口”選項以打開命令窗口，在命令提示符“>”后輸入命令“pythonhello.py”運行Python程序。文件式1.4Python的安裝與配置下面來寫第一個Python程序，與所有其他編程語言一樣，第一個程序是輸出“helloworld.”。圖1-16Python集成IDLE圖1-17在文件窗口輸入代碼圖1-19程序運行結果界面1.4Python的安裝與配置在IDLE執行下列命令，將輸出Python之禪，下面的中文翻譯引用網絡上的翻譯給出，希望讀者在編程過程中理解并遵守。>>>importthisTheZenofPython,byTimPetersBeautifulisbetterthanugly.精美優于丑陋。Explicitisbetterthanimplicit.明確優于含混。Simpleisbetterthancomplex.簡明優于繁復。Complexisbetterthancomplicated.繁復優于難懂。Flatisbetterthannested.平鋪直敘優于構架交錯。Sparseisbetterthandense.錯落有致優于密密麻麻。Readabilitycounts.易讀性很必要。Specialcasesaren'tspecialenoughtobreaktherules.Althoughpracticalitybeatspurity.盡管在按部就班面前，實用性更重要，但是在規則面前沒有特例。Errorsshouldneverpasssilently.Unlessexplicitlysilenced.錯誤不應被輕易的放過，除非故意如此。Inthefaceofambiguity,refusethetemptationtoguess.在模棱兩可的時候不要試圖去盲目測試。Thereshouldbeone--andpreferablyonlyone--obviouswaytodoit.一定有一種明顯的方法去解決它，最好是唯一一種。Althoughthatwaymaynotbeobviousatfirstunlessyou'reDutch.盡管在開始時沒有那么顯而易見，除非你是個荷蘭人。（Python創始人是個荷蘭人，或是調侃復雜問題像是看荷蘭語）Nowisbetterthannever.Althoughneverisoftenbetterthan*right*now.盡管從不開始經常好過于不暇思索立馬就做，但是現在仍優于從不開始。Iftheimplementationishardtoexplain,it'sabadidea.如何執行方案很難解釋，那這行不通。Iftheimplementationiseasytoexplain,itmaybeagoodidea.如果執行方案很容易解釋，那這或許是個好主意。Namespacesareonehonkinggreatidea--let'sdomoreofthose!命名空間是個超級棒的主意，讓我們多一些這樣的想法。模塊作為一種強大且便捷的編程語言，Python自然支持以模塊的形式組織代碼。Python內置了一些標準模塊，Python的使用者也貢獻了豐富且強大的第三方模塊；標準模塊可以直接導入與使用，第三方模塊則需先行安裝。利用Python內置的pip工具（安裝Python3.8時會自動安裝該工具）可以非常方便地安裝Python第三方模塊，該工具可在命令行中使用，語法格式如下：pip是在線工具，pip命令執行后，它需要聯網獲取模塊資源，若沒有網絡或網絡不佳，pip將無法順利安裝第三方模塊。注意pipinstall模塊名在使用模塊中定義的內容之前，需先將模塊導入到當前程序。Python使用import關鍵字導入模塊，其語法格式如下：模塊導入后，可通過點字符“.”調用模塊中的內容，其語法格式如下：模塊.函數模塊.變量import模塊1,模塊2,…通過點字符調用模塊中的內容可避免多個模塊中存在同名函數時代碼產生歧義，但若不存在同名函數，可使用from…import…語句直接將模塊的指定內容導入程序，并在程序中直接使用模塊中的內容。frompygameimportinitinit()示例使用from…import…語句也可將指定模塊的全部內容導入當前程序，此時可使用“*”指代模塊中的全部內容。雖然from…import*可以方便地導入一個模塊中的所有內容，但考慮到代碼的可維護性，此種方式不應被過多地使用。frompygameimport*示例模塊（module）、包（package）和庫（lib）是Python組織代碼的三種方式。模塊是最基礎的代碼組織方式，每個包含有組織的代碼片段的.py文件都是一個模塊，文件名就是模塊名。包以類似目錄的結構組織模塊文件或子包，簡單來說，一個包含__init__.py文件的目錄就是一個包。包中必有__init__.py文件，可以有多個模塊或子包。庫是一個抽象概念，它是指具有相關功能的模塊的集合。多學一招：代碼的組織方式——模快、包與庫1.4Python的安裝與配置1.4.3Python第三方庫(模塊)的安裝Python安裝第三方庫(模塊)有兩種方式：使用pip命令行工具在線下載需要的第三方庫；手動下載第三方庫，再使用pip命令安裝。使用pip工具安裝軟件包的命令是：pip

install

模塊名1.4Python的安裝與配置圖1-20顯示系統沒有安裝jieba庫（jieba庫是支持中文文字處理的第三方庫）時，執行importjieba將提示沒有這個模塊。要安裝jieba庫，打開命令提示符，輸入pipinstalljieba并按回車，如果電腦能夠上網，將自動安裝jieba庫，見圖1-21所示。1.4Python的安裝與配置在命令行窗口中安裝jieba庫1.4Python的安裝與配置可以通過如下命令：pipinstall-i鏡像源網址庫名稱將從鏡像源網站下載某個庫。例如，在命令提示符中執行以下命令表示從鏡像站點/simple下載matplotlib庫。：pipinstall-ihttps:///simplematplotlib國內常用的下載速度較快的鏡像站點網址如下：清華：/simple中科大：/simple/騰訊：/pypi/simple/阿里：/pypi/simple/網易：/pypi/simple/豆瓣：/simple/1.4Python的安裝與配置1.4.4Python幫助文檔的使用Python手冊是CHM格式標準（即“CompiledHelpManual已編譯的幫助文件”的簡寫）的文檔，CHM是微軟新一代的幫助文件格式，利用HTML作源文，把幫助內容以類似數據庫的形式編譯儲存。圖1-23搜索turtle庫幫助文檔1.4Python的安裝與配置1.4.4Python幫助文檔的使用Python手冊是CHM格式標準（即“CompiledHelpManual已編譯的幫助文件”的簡寫）的文檔，CHM是微軟新一代的幫助文件格式，利用HTML作源文，把幫助內容以類似數據庫的形式編譯儲存。圖1-23搜索turtle庫幫助文檔1.4Python的安裝與配置新建Python源程序文件的方式新建一個sun.py。輸入以下代碼。fromturtleimport*color('red','yellow')begin_fill()whileTrue:forward(200)left(170)ifabs(pos())<1:breakend_fill()done()1.4Python的安裝與配置1.4Python的安裝與配置在命令提示符下輸入Python命令，然后再執行內置函數help()可進入交互式幫助系統，圖1-25為交互式幫助系統界面。1.4Python的安裝與配置help>random.randintHelponmethodrandintinrandom:random.randint=randint(a,b)methodofrandom.RandominstanceReturnrandomintegerinrange[a,b],includingbothendpoints.help>1.4Python的安裝與配置help>random.randintHelponmethodrandintinrandom:random.randint=randint(a,b)methodofrandom.RandominstanceReturnrandomintegerinrange[a,b],includingbothendpoints.help>Python解釋器捆綁了Python的官方開發工具——IDLE，IDLE具備集成開發環境（IntegratedDevelopmentEnvironment，簡稱IDE）的基本功能，但開發人員一般還是會根據自己的需求或喜好選擇使用其他的開發工具。常用的開發工具SublimeTextSublimeText是一個編輯器，它功能豐富、支持多種語言、有自己的包管理器，開發者可通過包管理器安裝組件、插件和額外的樣式，以提升編碼體驗。SublimeText在開發者群體中非常受歡迎。Eclipse+PyDevEclipse是古老且流行的程序開發工具，支持多種編程語言；PyDev是Eclipse中用于開發Python程序的IDE。Eclipse+PyDev通常被用于創建和開發交互式的Web應用。常用的開發工具VimVim是Linux系統中自帶的高級文本編輯器，也是Linux程序員廣泛使用的編輯器，它具有代碼補全、編譯及錯誤跳轉等功能，并支持以插件形式進行擴展，實現更豐富的功能。JupyterNotebookJupyterNotebook（簡稱Jupyter）支持實時代碼，便于創建和共享文檔，它本質上是一個Web應用程序，常被應用于數據分析領域。PyCharmPyCharm具備一般IDE的功能，如調試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉、智能提示、單元測試、版本控制等，使用PyCharm可以實現程序編寫、運行、測試的一體化。常用的開發工具常用的開發工具第2章Python語法基礎了解了解熟悉掌握

學習目標了解代碼格式12熟悉標識符、關鍵字、運算符掌握變量和數據類型34了解數字類型，數字類型轉換主要內容2.4基本數據類型2.3Python常量和變量2.2Python標識符和關鍵字2.1Python程序書寫格式主要內容2.7基本輸入輸出2.6字符串2.5運算符和表達式2.1Python程序書寫格式Python程序是一系列Python語句的集合，用于執行特定的任務或實現特定的功能在書寫Python程序時，要遵循一定的格式，不能隨意將代碼寫在一起，否則解釋器不能識別程序代碼,造成程序不能運行.正確的程序書寫格式對于提高代碼的可讀性、可維護性和可重用性至關重要。2.1Python程序書寫格式2.1.1縮進程序是由語句塊構成的，語句塊是由一條一條的Python語句組成，語句塊可以是一個模塊、一個函數、一個類或者一個文件。Python程序通過縮進來定義語句塊，因此，Python是一種對縮進敏感的語言。2.1Python程序書寫格式Python語言采用嚴格的“縮進”來表示程序邏輯。程序邏輯也就是所說的Python程序的層次關系。Python代碼的縮進可以通過Tab鍵控制（不建議），也可使用空格控制。空格是Python3首選的縮進方法，一般使用4個空格表示一級縮進Python3不允許混合使用制表符和空格進行縮進，建議采用4個空格的方式縮進代碼。。2.1Python程序書寫格式Python的縮進標準是使用四個空格進行縮進例如：ifx>0:print("x為正數")ify<0:print("y為負數")else:print("x是非正數")2.1Python程序書寫格式如果違反了Python的縮進規則，解釋器會拋出一個IndentationError異常例如，對于以下的具有一個多重循環的程序（大家思考，這段程序的功能是什么？），不同的縮進具有不同的含義。foriinrange(1,10):#代碼段1forjinrange(1,i+1):#代碼段2print("%d×%d=%-2d"%(j,i,i*j),end='')#代碼段3print('')#代碼段2print('')#代碼段12.1Python程序書寫格式foriinrange(1,10):#代碼段1forjinrange(1,i+1):#代碼段2 print("%d×%d=%-2d"%(j,i,i*j),end='')#代碼段3 print('')#代碼段3print('')#代碼段1在IDLE開發環境中編寫程序時，可對選中的代碼塊進行批量縮進和反縮進。菜單操作：Format|IndentRegion，Format|DedentRegion。鍵盤操作：Ctrl+]（批量縮進），Ctrl+[（反縮進）Python代碼的縮進可以通過Tab鍵控制，也可使用空格控制。空格是Python3首選的縮進方法，一般使用4個表示一級縮進；Python3不允許混合使用Tab和空格。ifTrue:print("True")else:print("False”)print("False”)ifTrue:print("True")else:print("False")

print(”hello”)2.1Python程序書寫格式2.1.2注釋注釋是代碼中的輔助性文字，會被編譯器或解釋器略去，不被計算機執行，一般用于程序員對代碼的說明，注釋是為了未來的自己或者他人方便理解程序，通常程序都需要進行注釋。包括單行注釋和多行注釋，單行注釋以“#”開頭，用于說明當前行或之后代碼的功能。2.1Python程序書寫格式#這是我的第一個程序print(“Helloworld.”)#這是輸出函數Python語言使用“#”（讀作夏普）表示一行注釋的開始。注釋具有以下作用：注釋一般用于在代碼中標明作者和版權信息解釋代碼原理和用途通過注釋單行代碼輔助程序調試。2.1Python程序書寫格式多行注釋是以三對單引號或者雙引號的語句，主要用于說明函數或類的功能。通常用于多行的程序說明。例如以下就是多行注釋。"""函數名：getUserName編寫者：袁連海編寫日期：2024.9.17修訂日期："""菜單操作：Format→CommentOut Region/UncommentRegion。鍵盤操作：Alt+3（批量注釋）和Alt+4（解除注釋）2.1Python程序書寫格式2.1.3續行符Python程序是逐行編寫的，每行代碼長度并無限制，但從程序員角度，單行代碼太長并不利于閱讀。Python中的續行符為反斜杠“\”在列表（[]）、字典（{}）、元組（()）或三引號定義的字符串（'''或"""）中的多行語句，不需要使用反斜杠。2.1Python程序書寫格式在書寫Python程序時，以下是大家要注意的：一般一行一條語句，可以使用反斜杠作續行符放在行尾；同一行中書寫多條語句，語句之間用分號;分割；注釋語句可以從任意位置開始；復合語句的邏輯關系必須縮進；注意括號或者分號要用英文字符。Python官方建議每行代碼不超過79個字符，若代碼過長應該換行。Python會將圓括號、中括號和大括號中的行進行隱式連接，我們可以根據這個特點實現過長語句的換行顯示。string=("Python是一種面向對象、解釋型計算機程序設計語言，" "由GuidovanRossum于1989年底發明。" "第一個公開發行版發行于1991年，" "Python源代碼同樣遵循GPL(GNUGeneralPublicLicense)協議。")現實生活中，人們常用一些名稱來標記事物。例如，每種水果都有一個名稱來標識。若希望在程序中表示一些事物，開發人員需要自定義一些符號和名稱，這些符號和名稱叫做標識符。

Python中的標識符需要遵守一定的規則。標示符由字母、下劃線和數字組成，且數字不能開頭。Python中的標識符是區分大小寫的。例如，andy和Andy是不同的標識符。Python中的標識符不能使用關鍵字

。

命名規則2.2Python標識符和關鍵字Python標識符用于標識變量、函數、類、模塊或其他對象的名稱Python中的標識符需要遵守一定的規則。標識符由字母（包括中文字符）、數字和下劃線組成。第一個字符必須是一個字母（a-z,A-Z）或下劃線（_），不能是數字或其他特殊字符。Python是大小寫敏感的語言，因此“name”和“Name”是兩個不同的標識符。標識符不能使用Python的保留關鍵字，如if、for、while、class、def等標識符命名建議：為了規范命名標識符，關于標識符的命名提以下建議：見名之意。常量名使用大寫的單個單詞或由下畫線連接的多個單詞。模塊名、函數名使用小寫的單個單詞或由下畫線連接的多個單詞。類名使用大寫字母開頭的單個或多個單詞。2.2Python標識符和關鍵字保留字，也稱為關鍵字，指被編程語言內部定義并保留使用的標識符。要查看Python系統的關鍵字，可以執行以下代碼輸出查看。>>>importkeyword>>>keyword.kwlist['False','None','True','and','as','assert','break','class','continue','def','del','elif','else','except','finally','for','from','global','if','import','in','is','lambda','nonlocal','not','or','pass','raise','return','try','while','with','yield']>>>關鍵字是Python已經使用的、不允許開發人員重復定義的標識符。Python3中一共有35個關鍵字，每個關鍵字都有不同的作用。大家不用現在去記這些關鍵字，通過日積月累，這些關鍵字都會認識。關鍵字False await else import pass Nonebreakexcept in raise True classfinallyis return and continueforlambda try as def from nonlocalwhile assert del global not withasync elif if or yield2.3Python常量和變量常量是在程序中不會改變的量，如34、0x34ef8、3.1415、”howareyou.”等變量是指內容可以改變的量Python語言變量名的命名規則與標識符命名規則相同，變量必須被初始化，否則會報錯變量用于保存和表示數據值的一種語法元素，以下都是變量賦值。score12=100#賦值整型變量price=99.5#浮點型test1_2="hello"#字符串2.3Python常量和變量程序在運行期間用到的數據會被保存在計算機的內存單元中，為了方便存取內存單元中的數據，Python使用標識符來標識不同的內存單元，如此，標識符與數據建立了聯系。標識內存單元的標識符又稱為變量名Python通過賦值運算符“=”將內存單元中存儲的數值與變量建立聯系，即定義變量，具體語法格式如下：變量

=值2.3Python常量和變量a=10首先創建一個字面量10，然后a引用這個對象，也就是a存放的是對象10的地址。10aPython語言是一種面向對象的弱類型的解釋型計算機程序設計語言，在Python語言中，一切都是對象，變量是對象，常量也是一個對象，這個與其他編程語言如C語言有很大區別。2.3Python常量和變量在Python語言中，變量不需要先申明，變量是對象的引用，實際數據包含在對象中，想使用變量時，可以考慮一個名字，然后將其用作變量例如:當執行a＝20這條語句時，解釋器會執行以下流程:創建一個類型為整型、值為20的對象；創建一個變量名a把變量名a關聯到這個對象2.3Python常量和變量每個對象被創建時都有一個唯一的標識，可以用id()函數可以檢查變量引用對象的標識，可以認為它就是對象的內存地址，若標識改變，說明變量引用的對象已經改變。下面的代碼演示通過id（）函數來獲得某個對象的標識。>>>a=10>>>b=10.0>>>c="abc">>>id(a),id(b),id(c)(2071956064,51387232,8508480)>>>2.3Python常量和變量用id函數可以查看變量關聯的對象的標識，若標識相同，可以認為變量引用的對象相同可以用is運算符直接判斷兩個變量是否關聯到同一個對象通過函數type查看對象的類型運算符（==等于）判斷兩個對象的值是否相等。2.3Python常量和變量運行并思考以下代碼：>>>a=50>>>b=a>>>type(a)<class'int'>>>>type(b)<class'int'>>>>b==aTrue>>>bisaTrue>>>id(b)2076347616>>>id(a)2076347616>>>>>>a=5.1>>>b=5.1>>>id(a)61676384>>>id(b)61676272>>>aisbFalse>>>a==bTrue>>>type(a)<class'float'>>>>type(b)<class'float'>2.4基本數據類型2.4基本數據類型Python語言基本數據類型包括數值類型、空值、布爾型、字節型與字符串類型Python語言數值類型表示數字或數值的數據，也叫做數字類型，數值類型主要用于數學運算以及索引成員變量有四種內置數值類型，分別是整型、浮點型、復數類型和布爾型。此外，為了使程序能描述現實世界中各種復雜數據，Python包括列表（list）、元組（tuple）、字典（dict）和集合（set）等組合數據類型。2.4基本數據類型Python內置的數字類型有整型（int）、浮點型（float）、復數類型（complex）和布爾類型(bool)，其中int、float和complex分別對應數學中的整數、小數和復數；bool類型比較特殊，它是int的子類，只有True和False兩種取值。整型：0101-239FalseTrue浮點型：

3.1415

4.2E-10

-2.334E-9復數類型：3.12+1.2.3j

-1.23-93j布爾類型：TrueFalse數字類型示例2.4基本數據類型2.4.1整型數據整數類型數據，簡稱整型數據，與數學中的概念一致，不帶小數點，有正值和負值之分，Python語言的整型數據可以用四種進制表示：十進制二進制八進制十六進制2.4基本數據類型十進制整數：沒有前綴，由0到9組成。例如：20、301、-450、0等；

二進制整數：以0b或0B為前綴，其后由0和1組成。例如：0b0101、-0B11011等；

八進制整數：以0o或0O為前綴，其后由0至7的數字組成。例如：0O37、-0o342等；

十六進制整數：以0x或0X為前綴，其后由0至9的數字和a至f字母或A至F字母組成。例如：0x754ef、-0X232DE等。2.4基本數據類型通過函數str(）、oct()、hex()、bin()將整數數值轉換為十進制、八進制、十六進制、二進制的字符串也可以通過int()函數把十進制、八進制、十六進制、二進制的字符串轉換為整數數值2.4基本數據類型>>>a=2232>>>str(a)'2232'>>>oct(a)'0o4270'>>>hex(a)'0x8b8'>>>bin(a)'0b100010111000'>>>int("456")456>>>int("0o4270")>>>int("0o4270",base=8)2232>>>int("0x8b8",base=16)2232>>>int('0b100010111000',base=2)22322.4基本數據類型2.4.2浮點型數據十進制小數形式：由數字和小數點組成（必須有小數點），例如：2.454、0.、-19.11201等。指數形式：科學計數法表示，用字母e（或E）表示以10為底的指數，e之前為數字部分，之后為指數部分。在指數形式表示浮點數時，e（或E）前面必須有數字，后面必須是整數。例如：e-5、1.2E-3.5、1e都是錯誤的2.4基本數據類型浮點數和整數在計算機內部存儲的方式是不同的，整數運算永遠是精確的，然而浮點數的運算則可能會有四舍五入的誤差。2.4基本數據類型2.4.3復數型數據Python語言中，虛部通過后綴‘J’或‘j’來表示，因此復數的表示形式為：實部+虛部j或

實部+虛部J。例如：3+5j，-5.6+7.8J等。對于復數a，可以用a.real獲取其實部，a.imag獲取其虛部，a.conjugate()獲取其共軛復數，其它數值類型與復數進行運算，結果是復數。complex（）函數用于創建一個復數或者將一個數或字符串轉換為復數形式2.4基本數據類型2.4.4布爾型數據Python語言的布爾類型有兩個值：True和False，分別表示邏輯真和邏輯假。Python規定：任何數值類型的0（比如0、0.0、0e0等）、空字符串''、None，空元組（）、空列表[]、空字典{}都被當作False，其他數值或非空字符串為True。注意，True和False的第一個字符是大寫。2.4基本數據類型空值是Python語言的一個特殊的值，表示一個空對象，用None表示。空值不是0空值常用于沒有返回值的函數結果二進制數據通常用于網絡數據傳輸、二進制圖片由bytes類型表示,以字節為單位進行處理。創建bytes類型數據需在常規的str類型前加個b以示區分和文件的保存等2.4基本數據類型>>>c=b"">>>type(c)<class'bytes'>>>>s=bytes()#創建空的字節型數據>>>type(s)<class'bytes'>>>>s="袁連海">>>t=s.encode(encoding='utf-8')>>>s=t.decode()>>>s'袁連海'2.4基本數據類型type()函數是Pyhton語言的一個內置函數，可以判斷變量的類型，適用于任何類型。isinstance()函數可以判斷一個對象是否是一個已知的類型。isinstance(a,type)其中a表示待判斷的對象，type可以是類、基本類型或由它們組成的元組。如果a的類型和type相同或是其中一個，則返回True，否則返回False。2.4基本數據類型三種基本的數值數據類型存在一種逐漸擴展關系：整數->浮點數->復數（整數是浮點數特例，浮點數是復數特例）當自動類型轉換達不到轉換需求時，可以使用類型轉換函數，將數據從一種類型強制（或稱為顯式）轉換成另一種類型2.4基本數據類型運算符描

述int(x,base=10)將字符串x轉換為整數，默認為10進制，int(123.45)結果為123float(x)將x轉換為浮點數float("241324.23")結果為241324.23complex(x)將x轉換為復數，其中實部為x，虛部為0complex(x,

y)將x、y轉換為復數，其中實部為x，虛部為y，如complex(1,4)的結果為(1+4j)str(x)將x轉換為字符串str(1234)的結果為'1234'chr(x)將一個整數轉換為一個字符，整數為字符的ASCII編碼chr(65)為'A'ord(x)將一個字符轉換為它的ASCII編碼的整數值ord("A")為65hex(x)將一個整數轉換為一個十六進制字符串hex(255)的結果為'0xff'oct(x)將一個整數轉換為一個八進制字符串oct(255)的結果為'0o377'eval(x)將字符串x當作有效表達式求值，并返回計算結果eval("1+3+4")結果為8abs(x)絕對值，x的絕對值abs(-9.78)結果為9.78divmod(x,y)商余，(x//y,x%y)，返回商和余數的元組，divmod(20,3)結果為元組(6,2)pow(x,y[,z])冪余，(x**y)%z，pow(3,8)結果為6561，pow(3,8,100)結果為61round(x[,d])四舍五入，d是保留小數位數，默認值為0，round(-123.456,2)結果為-123.46max(x1,x2,…,xn)最大值，返回x1,x2,…,xn中的最大值，n不限max(3,10,4,4,83)結果為10min(x1,x2,…,xn)最小值，返回x1,x2,…,xn中的最小值，n不限min(0,9,5,4,3)結果為0float(x)將x變成浮點數，增加小數部分float(12)結果為12.0;float(“1.23”)結果為1.23complex(x)將x變成復數，增加虛數部分complex(4)結果為4+0j常用類型轉換函數和數值內置函數2.4基本數據類型字符串是一個由單引號、雙引號或者三引號包裹的、有序的字符序列，字符串是不可變數據類型，將在后面章節詳細介紹字符串。下列是字符串的幾種表示：使用單引號：'Iamaboy.'使用雙引號："dsf232*asfkwe" 使用三引號：'''adfklkaldfk23((23432''或者”””adfkdasfdkaowekakds28384”””'2.5運算符和表達式Python語言的運算符不僅類型豐富，而且使用方法靈活。根據操作數的不同，運算符可以分為：(1)算術運算符（+、–、*、/、**、//、％）(2)關系運算符（>、<、>=、<=、==、!=）(3)邏輯運算符（and、or、not）(4)位運算符（<<、>>、~、|、^、&）(5)賦值運算符（=、復合賦值運算符）(6)成員運算符（in、notin）(7)同一運算符（is、isnot）(8)下標運算符（[]）(9)其他（如函數調用運算符（））2.5運算符和表達式表達式是將運算符、操作數和括號按一定規則連接起來的符合Python規則的式子。操作數可以是常量、變量或函數。表達式的類型就是表達式計算結果的類型。表達式中不同類型的常量及變量，均應變換為同一類型的量。2.5運算符和表達式2.5.1算術運算符和算術表達式算術運算符包括加法+、減法-、乘法*、除法/、整除//、冪運算**、取模%。其中*、/、//、**、%的優先級高于+和-運算；**運算符表示乘方（冪）運算，其優先級高于*和/'='表示賦值運算符，語法格式為：變量=表達式功能：把'='右邊表達式的值賦給'='左邊的變量，注意，復制運算符左邊必須是變量，不能是表達式。2.5運算符和表達式運算符與“=”結合在一起就是復合賦值運算符例如＋＝、－＝、?＝、/＝。a＋＝b相當于a=a+b復合賦值運算符經常用在自加、自減上，例如i+=1。這個同C語言的復合運算符一樣。賦值運算符'='與7種算術運算符（+、-、*、/、//、**、％）和5種位運算符（>>、<<、&、^、|）結合構成12種復合賦值運算符。Python3.8中新增了一個賦值運算符——海象運算符“:=”，該運算符用于在表達式內部為變量賦值，因形似海象的眼睛和長牙而得此命名。num_one=1#使用海象運算符為num_two賦值result=num_one+(num_two:=2)print(result)2.5運算符和表達式x+=1 等價于

x=x+1x*=x+1等價于 x=x*(x+1)x%=5等價于 x=x%5將同一個值賦給多個變量的賦值方式稱為鏈式賦值，語法格式為：變量名1=變量名2=…=變量名n=表達式同時給多個變量賦不同的值，稱為多變量同步賦值語法格式為：變量1,變量2,…,變量n=表達式1,表達式2,…,表達式n過程為：首先計算表達式右邊n個表達式的值，然后同時將表達式的值賦給左邊的n個變量。運算符

意義

實例

運算結果＋

加 2＋3 5－

減 4－6 -2? 乘 5*2 10?? 乘方 3**2 9

除法 7/3 2.3333333333333335// 整除(向下取整) 11//5 2％

求余數 20%6 2abs(x）

求x的絕對值 Abs(-20) 20divmod(x,y) 返回元組（x//y,x%y） divmod(11,5) (2,1）power(x,y) x的y次方 power(2,3) 8+= 加賦值 x+=y x=x+y2.5運算符和表達式2.5.2關系運算符和關系表達式關系運算符也叫比較運算符，用來判斷兩個操作數的大小。如果關系成立，結果為True，否則為False。假設x=2,y=32.5運算符和表達式2.5.3邏輯運算符和邏輯表達式Python中分別使用“or”，“and”，“not”這三個關鍵字作為邏輯運算符，其中or與and為雙目運算符，not為單目運算符。以x=10，y=20為例，具體如下：2.6.4邏輯運算符2.5運算符和表達式2.5.4位運算符與表達式位運算只能作用于整數類型，按位運算包括：按位與(&)、按位或(|)、

按位取反(~)、按位異或（^）、左移（<<）和右移（>>）

等等。位運算符用于按二進制位進行邏輯運算，操作數必須為整數。下面介紹位運算符的功能，并以a=2，b=3為例進行演示，具體如下：按位左移(<<)是指將二進制形式操作數的所有位全部左移n位，高位丟棄，低位補0。以十進制9為例，9<<4的結果為144，9轉為二進制后是00001001，將轉換后的二進制數左移4位。11144按位右移(>>)是指將二進制形式操作數的所有位全部右移n位，低位丟棄，高位補0。以十進制8為例，8轉換為二進制后是00001000，將轉換后的二進制數右移2位。8>>2的結果為2按位與(&)是指將參與運算的兩個操作數對應的二進制位進行“與”操作。當對應的兩個二進制位均為1時，結果位就為1，否則為0。以十進制9和3為例，9和3轉換為二進制后分別是00001001和00000011。按位或(|)是指將參與運算的兩個操作數對應的二進制位進行“或”操作。若對應的兩個二進制位有一個為1時，結果位就為1。若參與運算的數值為負數，參與運算的兩個數均以補碼出現。以十進制8和3為例，8和3轉換為二進制后分別是00001000和00000011。按位異或(^)是指將參與運算的兩個操作數對應的二進制位進行“異或”操作。當對應的兩個二進制位中有一個為1，另一個為0時，結果位為1，否則結果位為0，也就是對應的兩個二進制位相同時為0，不同時為1.以十進制8和4為例，8和4轉換為二進制后分別是00001000和00000100。2.5運算符和表達式原碼、反碼、補碼是計算機中對數字的二進制表示方法，它們主要用于表示有符號整數。原碼是最直觀的二進制表示法，用來模擬人類的正負數概念。最高位（第一位）是符號位（0代表正，1代表負），其余位代表數值的大小，例如（以8位二進制為例）：+5的原碼：00000101-5的原碼：100001012.5運算符和表達式反碼是對原碼的一種變換方式，用于簡化負數的表示。正數的反碼與其原碼相同，負數的反碼是在其原碼的基礎上，符號位不變，其余各位按位取反（即0變1，1變0），例如（以8位二進制為例）：+5的反碼：00000101（與原碼相同）-5的反碼：11111010（-5的原碼10000101的除符號位外各位取反）2.5運算符和表達式補碼是對反碼的一種變換方式，是目前計算機系統中最普遍的方式來表示有符號整數。正數的補碼與其原碼相同，負數的補碼是在其反碼的基礎上加1。+5的補碼：00000101（與原碼、反碼相同）-5的補碼：11111011（-5的反碼11111010加1）2.5運算符和表達式2.5.5成員運算符和成員表達式成員運算符in和notin用于測試給定數據是否存在于序列（如列表、字符串）中，關于它們的介紹如下：2.6.5成員運算符in：如果指定元素在序列中返回True，否則返回False。notin：如果指定元素不在序列中返回True，否則返回False。2.5運算符和表達式is用來檢查兩個變量是否引用同一對象，如果相同返回True，不相同則返回False。2.3Python常量和變量2.5.6變量的比較在Python語言中，比較兩個變量方法包括：比較變量的值，比較變量引用的對象中的數據是否相同；比較標識，判斷兩個變量是否引用的是同一對象，指向的內存地址是否相同；類型比較，比較兩個變量的類型是否相同。2.3Python常量和變量當且僅僅比較的兩個變量指向同一個對象時is才返回True，而==是說明指向同一個對象的兩個變量的值是相等的。當is返回為True時，==一定返回的是True，但是==返回的值為True，is不一定返回的是True小整數的范圍在[-5,257)，對于小整數來說，id(number)是相同的，因為都是引用的同一塊內存，大于等于257的整數引用的不是同一塊內存。2.6字符串思考：什么是字符串？2.6字符串字符串是由字母、符號或者數字組成的字符序列。2.6字符串字符串是由字母、符號或者數字組成的字符序列字符串是Python中最常用的數據類型。可以使用引號(英文的單引號、雙引號或者三引號)來創建字符串>>>c1='Hello'#單引號>>>c2="Python"#雙引號>>>c3='''12345'''#三引號>>>c4='''Isaid:"HelloWorld!"''''helloword'使用單引號使用雙引號"helloword"使用三引號"""mynameisjackmynameisjack"""Python支持使用單引號、雙引號和三引號定義字符串，其中單引號和雙引號通常用于定義單行字符串，三引號通常用于定義多行字符串。2.6字符串2.6.1字符串創建字符串（str）是Python內置的數據類型，用于存儲一系列字符（包括字母、數字、標點符號等）字符串也屬于序列，序列的基本操作有創建、索引、切片、連接以及屬于該對象的方法。在Python中可以用單引號('')、雙引號("")和三引號(""""""/'''''')創建字符串。2.6字符串Python使用反斜杠“\”對字符串里面的字符進行轉義，把一個字符前加反斜杠叫做轉義字符。例如，在字符串中的字符單引號（‘）前添加反斜杠“\’”，Python解釋器會將“\’”之后的單引號解釋為普通字符，而非字符串的定界符，以下代碼顯示轉義字符的含義。>>>print('let\'sgotoschool.')let'sgotoschool.2.6字符串表2-3轉義字符表轉義字符含義ASCII碼（16/10進制）\o空字符(NULL)00H/0\n換行符(LF)0AH/10\r回車符(CR)0DH/13\t水平制表符(HT)09H/9\v垂直制表(VT)0B/11\a響鈴(BEL)07/7\b退格符(BS)08H/8\f換頁符(FF)0CH/12\’單引號27H/39\”雙引號22H/34\\反斜杠5CH/92\問號字符

3F/63\ddd任意字符

三位八進制\xhh任意字符

二位十六進制2.6字符串在一段字符串中如果包含多個轉義字符，但又不希望轉義字符產生作用，此時可以使用原始字符串。原始字符串即在字符串開始的引號之前添加r或R，使它成為原始字符串。2.6字符串2.6.2字符串連接和重復運算符“+”和“*”用在兩個數值型對象之間時，表示對兩個數求和以及求積，那么，兩個字符串用“+”進行運算表示什么意思呢？運算符+用在兩個字符串之間是兩個字符串進行連接。運算符*用在字符串和一個整數之間表示字符串重復操作。2.6字符串>>>123+123#運算符+用在兩個數值之間，表示兩個數求和246>>>"123"+"123"#運算符+用在兩個字符串之間，表示兩個字符串連接'123123'>>>"123"+5#運算符+用在字符串和數值之間，類型出錯Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#