Python电子教案12程序设计基本方法省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1章 程序设计基本方法第1页Python开发环境配置第2页到Python主页下载并安装Python基本开发和运行环境，网址：www.python.org/downloads/依据操作系统不一样选择不一样版本 下载对应Python 3.0系列版本程序安装第3页安装第4页安装第5页方法1：开启Windows命令行工具，输入python开启第6页方法2：调用IDLE来开启Python图形化运行环境开启第7页方法3：按照语法格式编写代码，编写能够用任何文本编辑器，保留为文件。开启第8页方法4：打开IDLE，点击Ctrl+N打开一个新窗口，输入语句并保留，使用快键建F5即可运行该程序开启第9页方法5：将Python集成到Eclipse、PyCharm等面向较大规模项目开发集成开发环境中开启第10页采取上述某个方法，执行：Hello程序第11页Hello程序只有一行代码，实在太小。本节给出5个5行代码左右Python小程序（称为“微实例”），在IDLE交互式和批量式两种方式下练习。这5个微实例分别给出了交互式执行过程和文件式内容（即全部程序内容）。在编辑器中输入代码时，#及以后文字不影响程序执行，能够不用输入。#后面文字是注释，仅用来帮助读者了解程序。运行Python小程序第12页微实例1.1：圆面积计算交互式执行过程以下运行Python小程序第13页微实例1.1文件式内容以下运行Python小程序第14页微实例1.2：简单人名对话运行Python小程序第15页斐波那契数列（Fibonacci sequence），又称黄金分割数列，由意大利数学家Leonardo Fibonacci于12提出，并以其名字命名。该数列F(n)定义以下：F(0)=0，F(1)=1，F(n)=F(n-2)+F(n-1)，其中n=2。简单说，斐波那契数列中每个数是前两个数之和。斐波那契数列中邻近两个数比值靠近于黄金分割数，即F(n)/F(n-1)靠近1.618，这个百分比极限值就是黄金分割数。斐波那契数列第16页微实例1.3：斐波那契数列运行Python小程序第17页微实例1.4：同切圆绘制运行Python小程序第18页微实例1.5：日期和时间输出运行Python小程序第19页 程序基本编写方法第20页每个计算机程序都用来解决特定计算问题，较大规模程序提供丰富功能解决完整计算问题。比如：控制航天飞机运行程序、操作系统等。小型程序或程序片段可认为其他程序提供特定计算支持，作为解决更大计算问题组成部分。不论程序规模怎样，每个程序都有统一运算模式：输入数据、处理数据和输出数据。这种朴素运算模式形成了程序基本编写方法：IPO（Input,Process,Output）方法。IPO程序编写方法第21页输入数据处理数据输出数据IPO程序编写方法第22页输入数据输入（Input）是一个程序开始。程序要处理数据有各种起源，形成了各种输入方式，包含：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。IPO程序编写方法第23页文件输入将文件作为程序输入起源，在取得文件控制权后，需要依据文件格式解析内部详细数据。比如统计excel文件数据数量，需要首先取得excel文件控制权，打开文件后依据excel中数据存放方式取得所需处理数据，进而开展计算网络输入将互联网上数据作为输入起源。使用网络数据需要明确网络协议和使用特定网络接口。比如，捕捉并处理互联网上数据，需要使用HTTP协议并解析HTML格式IPO程序编写方法第24页控制台输入将程序使用者输入信息作为输入起源。当程序与用户间存在交互时，程序需要有明确用户提醒，辅助用户正确输入数据。从程序语法上来说，这种提醒不是必须，但良好提醒设计有利于提升用户体验。交互界面输入经过提供一个图形交互界面从用户处取得输入起源。此时，鼠标移动或点击操作、文本框内键盘操作等都为程序提供事件和数据输入。IPO程序编写方法第25页随机数据输入将随机数作为程序输入，这需要使用特定随机数发成器程序或调用相关函数。4.5节将详细介绍产生随机数方法。内部参数输入以程序内部定义初始化变量作为输入，尽管程序看似没有从外部取得输入，但程序执行之前初始化过程为程序赋予了执行所需数据。IPO程序编写方法第26页控制台输入将程序使用者输入信息作为输入起源。当程序与用户间存在交互时，程序需要有明确用户提醒，辅助用户正确输入数据。从程序语法上来说，这种提醒不是必须，但良好提醒设计有利于提升用户体验。交互界面输入经过提供一个图形交互界面从用户处取得输入起源。此时，鼠标移动或点击操作、文本框内键盘操作等都为程序提供事件和数据输入。IPO程序编写方法第27页输出数据输出（Output）是程序展示运算结果方式。程序输出方式包含：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。IPO程序编写方法第28页控制台输出以计算机屏幕为输出目标，经过程序运行环境中命令行打印输出结果。这里“控制台”能够了解为开启程序环境，比如，Windows中命令行工具、IDLE工具等。图形输出在计算机中开启独立图形输出窗口，依据指令绘制运算结果。IPO程序编写方法第29页文件输出以生成新文件或修改已经有文件方式输出运行结果，这是程序惯用输出方式。7.1节将详细介绍文件使用。网络输出以访问网络接口方式输出数据。第12章将介绍自动向搜索引擎提交关键词查询实例。操作系统内部变量输出指程序将运行结果输出到系统内部变量中，这类变量包含管道、线程、信号量等。IPO程序编写方法第30页处理数据处理（Process）是程序对输入数据进行计算产生输出结果过程。计算问题处理方法统称为“算法”，它是程序最主要组成部分。能够说，算法是一个程序灵魂。IPO程序编写方法第31页是否存在没有输入输出程序呢？存在，比如，无限循环，代码以下。while(True):a=1IPO程序编写方法第32页这个无限循环程序包含两行语句其中，while()根据括号内部值真假决定是否进入循环，当括号内值为真时，进入第2行语句执行，否则跳过。因为括号内值被设定为True（即“真”），代码将一直执行下去。无限循环程序尽管没有输入也没有输出，它也有价值。经过不间断执行，该程序快速消耗CPU计算资源，可以用来辅助测试CPU或系统性能。IPO程序编写方法第33页IPO不但是程序设计基本方法，也是描述计算问题方式。以微实例1.1圆面积计算为例，其IPO描述以下：输入：圆半径raduis处理：计算圆面积area=*radius*radius输出：圆面积area微实例1.1圆面积计算第34页能够看到，问题IPO描述实际上是对一个计算问题输入、输出和求解方式自然语言描述，为了区分其它描述方式，本书中全部IPO描述都包含“输入”、“处理”和“输出”三个引导词。IPO描述能够帮助初学程序设计读者了解程序设计开始过程，即了解程序运算模式，进而建立设计程序基本概念。微实例1.1圆面积计算第35页分析问题分析问题计算部分划分边界划分问题功效边界设计算法设计问题求解算法编写程序，编写问题计算程序调试测试，调试和测试程序升级维护，适应问题升级维护了解问题计算部分第36页人工智能（Artificial Intelligence），简称AI，计算机科学一个分支，区分于人类智能，人工智能指由机器或软件所表达智能图灵测试中，机器和人分别经过文本路径（防止计算机了解语言能力不足影响）回答一组独立评判人提出问题，假如评判人无法从回答中区分机器和人，则认为机器经过测试，具备与人相当智能。图灵测试并不评判问题答案正确性，而是经过评判答案之间相同性确定机器是否具备智能。人工智能和图灵测试第37页Python语言版本更迭第38页更高级别3.0系列不兼容早期2.0系列 至今，版本更迭带来大量库函数升级替换，Python语言版本更迭痛苦且漫长 到今天，Python 3.x系列已经成为主流Python语言版本更迭第39页两个版本语法区分：修改编码：3.x系列默认采取UTF-8编码，所以处理汉字与英文一样方便。所以，在表示UTF-8编码字符串时，不需要在前面增加u或者U修改print语句：用print()函数替换了print语句，二者功效一样，格式不同修改exec语句：用exec()函数替换了exec语句，二者功效一样，格式不一样。Python语言版本更迭第40页去掉符号：用!=表示“不等于”。修改比较行为：用,=,符号比较两个元素时，假如元素之间不存在有意义次序关系，将抛出TypeError错误，不再返回False。所以，这类元素之间排序也将抛犯错误。去掉长整数类型：3.x系列不再区分整数和长整数类型，只有一个int类型，int类型无取值范围限制。所以，sys.maxint常量被去掉。本章小结第41页修改整数除法：两个整数普通除法（/）返回一个浮点数，不再返回一个整数，假如想返回整数，用整数除法（/）修改八进制整数格式：使用0o开头，而不再使用0开头，比如：0o237，而不是0237。增加关键字：增加as、with、True、False、None为关键字。去掉raw_input()函数：用input()替换raw_input()，input()返回一个字符串。本章小结第42页修改range()函数：range()功效与2.x系列中xrange()类似，不再显式返回一个列表。假如希望返回列表，需要经过list()函数转换。修改返回类型：除range()外，zip()、map()、filter()、字典类型key()方法、value()方法、item()方法不再返回列表类型。修改异常处理表示：使用as关键字标识异常信息。本章小结第43页去掉符号：用!=表示“不等于”。修改比较行为：用,=,符号比较两个元素时，假如元素之间不存在有意义次序关系，将抛出TypeError错误，不再返回False。所以，这类元素之间排序也将抛犯错误。去掉长整数类型：3.x系列不再区分整数和长整数类型，只有一个int类型，int类型无取值范围限制。所以，sys.maxint常量被去掉。本章小结第44页Python实例展示第45页实例展示第46页第47页第48页第49页第50页第51页第52页第53页