Python快速入门

2020/11/04 12:58
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Python语言概述

Python开发环境配置

1.到Python主页下载并安装Python基本开发和运 行环境,网址:
www.python.org/downloads/ https://python123.io/download
2.根据操作系统不同选择不同版本
3.下载相应的Python 3.0系列版本程序


Python解释器

Python解释器有两个重要的工具:
IDLE:Python集成开发环境,用来编写和调试 Python代码;
Pip:Python第三方库安装工具,用来在当前计算 机上安装第三方库。

Python程序的编辑方式

通过IDLE启动交互式Python运行环境输出数据
在这里插入图片描述
打开IDLE,点击Ctrl+N打开一个新窗口,输入 语句并保存,使用快键建F5即可运行该程序。

Python程序的运行方式

Python程序有两种运行方式:交互式和文件式。
交互式利用Python解释器即时响应用户输入的 代码,给出输出结果。
文件式将Python程序写在一个或多个文件中, 启动Python解释器批量执行文件中的代码。
交互式一般用于调试少量代码,文件式是最常用 的编程方式。


程序的基本编写方法

1.输入数据
输入(Input)是一个程序的开始。程序要处理的 数据有多种来源,形成了多种输入方式,包括:文 件输入、网络输入、控制台 输入、交互界面输出、 随机数据输入、内部参数输入等。
2.处理数据
处理(Process)是程序对输入数据进行计算产生输 出结果的过程。计算问题的处理方法统称为“算 法”,它是程序最重要的组成部分。可以说,算法 是一个程序的灵魂。
3.输出数据
输出(Output)是程序展示运算成果的方式。程序 的输出方式包括:控制台输出、图形输出、文件输 出、网络输出、操作系统内部变量输出等。




Python语言基本语法元素

程序的格式框架

1.缩进
Python语言采用严格的“缩进”来表明程序的 格式框架。缩进指每一行代码开始前的空白区 域,用来表示代码之间的包含和层次关系。
1个缩进 = 4个空格
缩进是Python语言中表明程序框架的唯一手段。
当表达分支、循环、函数、类等程序含义时, 在if、while、for、def、class等保留字所在完整 语句后通过英文冒号(:)结尾并在之后进行缩/进,表明后续代码与紧邻无缩进语句的所属关系。



2.注释
注释是代码中的辅助性文字,会被编译或解释器 略去,不被计算机执行,一般用于程序员对代码 的说明。Python语言采用#表示一行注释的开始, 多行注释需要在每行开始都使用#。
Python程序中的非注释语句将按顺序执行,注释 语句将被解释器过滤掉,不被执行。注释一般用于在代码中标明作者和版权信息,或解释代码原 理及用途,或通过注释单行代码辅助程序调试。

语法元素的名称

1.变量
变量是保存和表示数据值的一种语法元素,在程序中十分常见。顾名思义,变量的值是可以改变的,能够通过赋值(使用等号=表达)方式被修改。
2.命名
Python语言允许采用大写字母、小写字母、数 字、下划线(_)和汉字等字符及其组合给变量命名,但名字的首字符不能是数字,中间不能出现空格,长度没有限制
注意:标识符对大小写敏感,python和Python 是两个不同的名字。
3.保留字
Python 3.x保留字列表 (33个)
在这里插入图片描述






程序的语句元素

1.表达式
产生或计算新数据值的代码片段称为表达式。表达式类似数学中的计算公式,以表达单一功能为目的,运算后产生运算结果,运算结果的类型由操作符或运算符决定。表达式一般由数据和操作符等构成,这是构成Python语句的重要部分。
2.赋值语句
Python语言中,= 表示“赋值”,即将等号右侧的值计算后将结果值赋给左侧变量,包含等号(=)的语句称为“赋值语句”
<变量> = <表达式>
同步赋值语句:同时给多个变量赋值
<变量1>, …, <变量N> = <表达式1>, …, <表达式N>
3.引用
Python程序会经常使用当前程序之外已有的功能代码, 这个过程叫“引用”。Python语言使用 import保留字引用当前程序以外的功能库,使用方式如下:







import <功能库名称>

引用功能库之后,采用<功能库名称>.<函数名称>() 方式调用具体功能。

在这里插入图片描述
4.其他语句
除了赋值语句外,Python程序还包括一些其他的语句类型,例如,分支语句和循环语句等。
分支语句


num = eval(input("请输入一个整数:"))
	if 0 <= num <= 100:	# 判断[0,100]
	print("输入整数在0到100之间(含)")

循环语句

  # 输出10到100步长为3的全部整数
	n = 10
while n < 100:
print(n, end=" ")
	n = n + 3

基本输入输出函数

input()函数
获得用户输入之前,input()函数可以包含一些提示性文字

>>>a = input("请输入一个小数: ")
请输入一个小数: 123.456
>>>print(a)	# 此时a是字符串"123.456"
123.456

eval() 函数
eval函数是Python语言中一个十分重 要的函数,它能够以Python表达式的方式解析并 执行字符串,将返回结果输出。

>>>a = eval("1.2 + 3.4")
>>>print(a)
4.6

print()函数
print()函数用于输出运算结果,根据输出内容的 不同,有三种用法。
第一种,仅用于输出字符串,使用方式如下:

>>>print("世界和平")
世界和平

第二种,仅用于输出一个或多个变量,使用方式如下:

>>>value = 123.456
>>>print(value, value, value)  123.456 123.456 123.456

第三种,用于混合输出字符串与变量值,使用方式如下:

>>>a, b = 123.456, 1024
>>>print("数字{}和数字{}的乘积是{}".format(a, b, a*b))
数字123.456和数字1024的乘积是126417.944

对print()函数的end参数进行赋值

>>>a = 24
>>>print(a, end=".")  24.
>>>print(a, end="%")  24%

基本数据类型

1.数字类型
Python语言提供3种数字类型:整数类型、浮点数类型和复数类型,分别对应数学中的整数、实数和复数。
1010是一个整数类型,10.10是一个浮点数类型,10 + 10j是一个复数类型。
2.整数类型
与数学中的整数概念一致,没有取值范围限制;
整数类型有4种进制表示:十进制、二进制、八进制和十六进制。默认情况,整数采用十进制,其他进制需要增加引导符号。
3.浮点数类型
带有小数点及小数的数字
Python语言中的浮点数类型必须带有小数部分,小数部分可以是0。
例如:1010是整数,1010.0是浮点数。
浮点数有2种表示方法:十进制形式的一般表示和科学计数法表示。除十进制外,浮点数没有其他进制表示形式。
下面是浮点数类型的例子:1010.0, -1010., 1.01e3, -1.01E-3
科学计数法使用字母e或者E作为幂的符号,以10为基数,含义如下:











<a>e<b> = a*10b

Python浮点数类型的数值范围和小数精度受不同计算机系统的限制。除高精度科学计算外的绝大部分运算来说,浮点数类型的数值范围和小数精度足够“可靠”。

>>>1234567890.987654321 * 1234567890.987654321
1.5241578774577044e+18
>>>9876543210.123456789 / 1234567890.987654321
7.000000066600002

4.复数类型
复数类型表示数学中的复数。复数有一个基本单位元素j,叫作“虚数单位”。含有虚数单位的数被称为复数。
例如:11.3+4j -5.6+7j 1.23e-4+5.67e+89j
Python语言中,复数可以看作是二元有序实数对(a, b),表示为:a + bj,其中,a是实数部分,简称实部,b是虚数部分,虚部。虚数部分通1不能省略,即 1j表示复数,而j则表示Python程序中的一个变量。


复数类型中实部和虚部都是浮点类型,对于复数z,可以用z.real和z.imag分别获得它的实数部分和虚数部分.

>>>(1.23e4+5.67e4j).real
12300.0
>>>(1.23e4+5.67e4j).imag
56700.0
>>>1.23e4+5.67e4j.imag # 先获得5.67e4j的虚部,再与1.23e4进行求和计算
69000.0

数字类型的运算

数值运算操作符
在这里插入图片描述
数值运算可能改变结果的数据类型,类型的改变与运算符有关,有如下基本规则:

  1. 整数和浮点数混合运算,输出结果是浮点数;
  2. 整数之间运算,产生结果类型与操作符相关,/运算的结果是浮点数;
  3. 整数或浮点数与复数运算,输出结果是复数。
    数值运算函数Python解释器提供了一些内置函数,在这些内置函数之中,有6个函数与数值运算相关。在这里插入图片描述

字符串类型及格式化

字符串类型
字符串是字符的序列表示,根据字符串的内容多少分为单行字符串和多行字符串。
单行字符串可以由一对单引号(’)或双引号(")作为边界来表示,单引号和双引号作用相同。
多行字符串可以由一对三单引号(’’’)或三双引号(""")作为边界来表示,两者作用相同。
字符串操作符
在这里插入图片描述




程序的流程图

在这里插入图片描述
起止框:表示程序逻辑的开始或结束;
判断框:表示一个判断条件,并根据判断结果选择不同的
执行路径;
处理框:表示一组处理过程,对应于顺序执行的程序逻辑;
输入输出框:表示程序中的数据输入或结果输出;
注释框:表示程序的注释;
流向线:表示程序的控制流,以带箭头直线或曲线表达程
序的执行路径;
连接点:表示多个流程图的连接方式,常用于将多个较小
流程图组织成较大流程图。









程序的基本结构

程序由三种基本结构组成:顺序结构、分支结构和循环结构。

程序的分支结构

单分支结构: if语句
二分支结构: if-else语句
多分支结构: if-elif-else语句

关系操作符

在这里插入图片描述

程序的循环结构

Python语言的循环结构包括两种:遍历循环和无限循环。
遍历循环使用保留字for依次提取遍历结构各元素进行处理;
无限循环使用保留字while根据判断条件执行程序。

循环控制: break和continue

continue语句和break语句的区别是:continue语句只结束本次循环,不终止整个循环的执行,而break具备结束循环的能力。

函数的基本使用

函数的使用

定义后的函数不能直接运行,需要经过“调用”才能运行。
具体来说,函数的使用一共分为四个步骤:

  1. 函数定义
    使用def保留字将一段代码定义为函数,需要确定函数的名字、参数的名字、参数的个数,使用参数名称作为形式参数(占位符)编写函数内部的功能代码。
  2. 函数调用
    通过函数名调用函数功能,对函数的各个参数赋予实际值,实际值可以是实际数据,也可以是在调用函数前已经定义过的变量。
  3. 函数执行
    函数被调用后,使用实际参数(赋予形式参数的实际值)参与函数内部代码的运行,如果有结果则进行输出。
  4. 函数返回
  5. 函数执行结束后,根据return保留字的指示决定是否返回结果,如果返回结果,则结果将被放置到函数被调用的位置,函数使用完毕,程序继续运行。

函数的返回值

return语句用来结束函数并将程序返回到函数被调用的位置继续执行。
return语句可以出现在函数中的任何部分,同时可以将0个、1个或多个函数运算的结果返回给函数被调用处的变量。

变量的作用域

根据程序中变量所在的位置和作用范围,变量分为局部变量和全局变量。
局部变量仅在函数内部,且作用域也在函数内部,全局变量的作用域跨越多个函数。

代码复用

模块化设计指通过函数的封装功能将程序划分成主程序、子程序和子程序间关系的表达。模块化设计是使用函数设计程序的思考方法,以功能块为基本单位,一般有两个基本要求:
紧耦合:尽可能合理划分功能块,功能块内部耦合紧密;
松耦合:模块间关系尽可能简单,功能块之间耦合度低。

组合数据类型

组合数据类型

Python语言中最常用的组合数据类型有3大类,分别是集合类型序列类型映射类型
集合类型是一个具体的数据类型名称,而序列类型和映射类型是一类数据类型的总称。
集合类型是一个元素集合,元素之间无序,相同元素在集合中唯一存在。
序列类型是一个元素向量,元素之间存在先后关系,通过序号访问,元素之间不排他。序列类型的典型代表是字符串类型和列表类型。
映射类型是“键-值”数据项的组合,每个元素是一个键值对,表示为(key, value)。映射类型的典型代表是字典类型。



列表类型

列表的定义

列表是包含0个或多个元组组成的有序序列,属于序列类型。列表可以元素进行增加、删除、替换、查找等操作。列表没有长度限制,元素类型可以不同,不需要预定义长度。
列表类型用中括号([])表示,也可以通过list(x)函数将集合或字符串类型转换成列表类型。

列表的索引

索引是列表的基本操作,用于获得列表的一个元素。使用中括号作为索引操作符。
可以使用遍历循环对列表类型的元素进行遍历操作,基本使用方式如下:

>>>ls = [1010, "1010", [1010, "1010"], 1010]
>>>for i in ls:
print(i*2)
2020
10101010
[1010,
'1010'
, 1010,
'1010']
2020

列表的切片

切片是列表的基本操作,用于获得列表的一个片段,即获得一个或多个元素。切片后的结果也是列表类型。切片有两种使用式:
<列表或列表变量>[N: M]或<列表或列表变量>[N: M: K]

列表类型的操作

列表的操作函数

在这里插入图片描述
min(ls)和max(ls)分别返回一个列表的最小或最大元素,使用这两个函数的前提是列表中各元素类型可以进行比较。
list(x)将变量x转变成列表类型,其中x可以是字符串类型,也可以是字典类型。

字典类型

字典的定义

“键值对”是组织数据的一种重要方式,广泛应用在Web系统中。键值对的基本思想是将“值”信息关联一个“键”信息,进而通过键信息查找对应值信息,这个过程叫映射。Python语言中通过字典类型实现映射。
Python语言中的字典使用大括号{}建立,每个元素是一个键值对。键和值通过冒号连接,不同键值对通过逗号隔开。字典类型也具有和集合类似的性质,即键值对之间没有顺序且不能重复。

字典的索引

列表类型采用元素顺序的位置进行索引。由于字典元素“键值对”中键是值的索引,因此,可以直接利用键值对关系索引元素。
字典是存储可变数量键值对的数据结构,键和值可以是任意数据类型,通过键索引值,并可以通过键修改值。

字典的操作函数

字典类型也支持保留字in,用来判断一个键是否在字典中。如果在则返回True,否则返回False。

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