第3章計算思維與Python語言本章教學目標理解計算思維基本思想。學會Python語言基本語法和基本結構。能編寫簡單的Python語言循環、分支程序。初步掌握Python語言的組合數據類型。3.1計算思維3.1.1圖靈機模型圖靈機抽象模型：無限長紙帶（存儲介質）讀寫頭（處理單元）狀態轉換表（程序邏輯）理論意義樸素的IPO（Input,Process,Output）運算模式①證明了通用計算理論，肯定了計算機實現的可能性，同時給出了計算機應有的主要架構；②引入了讀/寫、算法與程序設計語言的概念，突破了傳統計算機器的設計理念；③圖靈機模型理論是計算學科的核心理論，很多問題可以轉化為圖靈機這個簡單的模型來考慮3.1.2計算思維特征六大核心要素：分解（Divide）抽象（Abstraction）算法（Algorithm）調試（Debugging）迭代（Iteration）泛化（Generalization）①計算思維是一種解決問題過程的思維方法，是概念化的抽象思維，而不是程序化的思維。②計算思維是人的思維，而不是機器思維。計算思維像“讀、寫、算”那樣，是人的一種基本技能，尤其是數字時代每個人都應具備的基本技能。計算思維并非計算機科學技術工作者所獨有的技能，而是面向所有人、所有領域的思維方式。③計算思維并非數學計算的能力，但吸收了解決問題需要采用的一般數學思維方法，并可與數學和工程思維互補融合。④計算思維是思想，而不是人工制品。3.2Python語言基礎3.2.1基本語法標識符是變量、常量、函數、屬性、類、模塊、包等對象的指定名稱。標識符的命名規則如下：①區分大小寫，Myname和myname是兩個不同的標識符；②首字符可以是下畫線“_”或字母，但不能是數字；③除首字符外的其他字符，可以是下畫線、字母或數字；④關鍵字不能作為標識符；⑤不能使用Python內置函數作為自定義的標識符。關鍵字是類似于標識符的設定的字符序列基本數據類型分為數值類型和字符串類型。數值類型包含整數、浮點數、復數和布爾類型3.2Python語言基礎字符串類型標識符是str。字符串可根據需要用一對單引號、雙引號、三單引號、三雙引號作為界定符進行包裹。其中三單引號和三雙引號所界定的字符串可以包含多行。切片從字符串中提取子串。切片的參數是用兩個冒號分隔的三個數字，切片的形式為s[i:j:k]3.2.2組合數據類型列表（list）是一種序列型組合數據類型，用來存儲由多個值組成的序列。在列表中，值可以是任何數據類型，稱為元素（element）或項（item）。列表是有序的。>>>mlist=[['ColA','ColB','ColC'],[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]>>>mlist[0][1]'ColB'>>>mlist[2][2]6列表的切片規則與字符串的一致>>>list1=[1,2,3,4,5,6,7]>>>list1[1:5][2,3,4,5]>>>list1[:-3][1,2,3,4]>>>list1[3:][4,5,6,7]3.2.2組合數據類型元組（tuple）與列表類似，也是序列型組合數據類型。元組也可以存儲不同類型的數據，如字符串、數值甚至元組。元組的索引、切片與字符串、列表的規則也相同。與列表不同的是，元組是只讀的，創建后不能再做任何修改操作>>>t=()>>>t1=(1,)#創建只有一個元素的元組>>>t2=(2,3,345,'abc',(4,5,'pp'),'中文')>>>t2[2:]('abc',(4,5,'pp'),'中文')>>>t2[-2][-1]'PP'3.2.2組合數據類型字典（dictionary）是一種映射型組合數據類型，是包含鍵（key）和值（value）映射的集合，其中的一個鍵對應一個值。這種一一對應的關聯稱為鍵值對（key-valuepair），或稱為項（item）。簡單地說，字典就是用花括號包裹的項（鍵:值）的集合>>>dict={'name':'www','port':80}>>>dict{'name':'www','port':80}>>>dict['port']80>>>dict['a']Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#4>",line1,in<module>dict['a']KeyError:'a'>>>d={}>>>print(d.get('name'))None>>>d.get("name",'N/A')'N/A'>>>d["name"]='Eric'>>>d.get('name')'Eric'3.2.2組合數據類型3.2.3程序控制結構（順序、分支和循環結構）順序結構是典型的IPO結構，即程序工作的一般流程：數據輸入、運算處理、結果輸出，自上而下地依次執行各條語句importmathr=float(input("請輸入圓的半徑:"))circumference=2*math.pi*rprint("圓的周長為{:.2f}".format(circumference))3.3程序控制結構（順序、分支和循環結構）分支結構#分支結構示例score=eval(input("請輸入成績:"))if90<=score<=100:grade='A'elif80<=score<90:grade='B'else:grade='C'print(f"成績等級:{grade}")

3.3程序控制結構（順序、分支和循環結構）為了逼近所需目標或結果重復反饋的過程稱為迭代。對過程的一次重復稱為一次迭代，而一次迭代得到的結果會作為下一次迭代的初始值，重復執行一系列相同的運算步驟，從前面的結果依次求出后面的結果。