《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)

第一部分:初识Python语言

第一章: 程序设计基本方法

  1. 计算机有两个基本特性:功能性可编程性

功能性:对数据的操作,表现为数据计算、输入输出处理和结果存储等。
可编程性:可以根据–系列指令自动地、可预测地、准确地完成操作者的意图。

  1. 程序设计语言包括3个大类:机器语言汇编语言高级语言

机器语言:一种二进制语言,它直接使用二进制代码表达指令,是计算机硬件可以直接识别和执行的程序设计语言。
汇编语言:使用助记符与机器语言中的指令进行一 一 对应。
高级语言:接近自然语言的一种计算机程序设计语言,可以更容易地描述计算问题并利用计算机解决计算问题。

  1. 编译与解释
    1. 高级语言按照计算机执行方式的不同可分成两类:静态语言和脚本语言。

    静 态 语 言 \color{red}静态语言 采用 编 译 执 行 \color{red}编译执行 脚 本 语 言 \color{red}脚本语言 采用 解 释 执 行 \color{red}解释执行

    1. 编 译 \color{red}编译 是将源代码转换成目标代码的过程,通常,源代码是高级语言代码,目标代码是机器语言代码,执行编译的计算机程序称为编译器(Compiler)。
      《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)_第1张图片
    2. 解 释 \color{red}解释 是将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行目标代码的过程。执行解释的计算机程序称为解释器(Interpreter)。
      《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)_第2张图片
    3. 区别
      a. 编 译 \color{red}编译 是一次性地翻译,一旦程序被编译,不再需要编译程序或者源代码。
      b. 解 释 \color{red}解释 则在每次程序运行时都需要解释器和源代码。
      1. 这两者的区别类似于外语资料的翻译实时的同声传译
      2. 编译器一般都集成尽可能多的优化技术,使生成的目标代码具备更好的执行效率。
      3. 解释器却不能集成太多优化技术,因为代码优化技术会消耗运行时间,使整个程序的执行速度受到影响。
    4. 好处
      • 采用编译方式有如下好处。
        (1)对于相同源代码,编译所产生的目标代码执行速度更快。
        (2)目标代码不需要编译器就可以运行,在同类型操作系统上使用灵活。
      • 采用解释方式有如下好处。
        (1)解释执行需要保留源代码,程序纠错和维护十分方便。
        (2) 只要存在解释器,源代码可以在任何操作系统上运行,可移植性好。
      1. 解 释 执 行 \color{red}解释执行 :逐条运行用户编写的代码,没有纵览全部代码的性能优化过程,因此执行性能略低,但可以支持跨硬件或操作系统平台,保留源代码对升级维护十分有利,适合非性能关键的程序运行场景。
      2. 编 译 执 行 \color{red}编译执行 的编程语言是静态语言,如C语言、Java语言:采用解释执行的编程语言是脚本语言,如JavaScript语言、PHP语言。
      3. Python 语言是一种被广泛使用的高级通用脚本编程语言,虽采用解释执行方式,但它的解释器也保留了编译器的部分功能,随着程序运行,解释器也会生成一个完整的目标代码。
    5. IPO ( Input, Process, Output)方法
    6. 解决计算问题包括6个步骤:分析问题、划分边界、设计算法、编写程序、调试测试和升级维护。

第二章:Python程序实例解析

  1. 代码案例:温度转换
    #TempConvert.py
    TempStr = input("请输入带有符号的温度值: ")
    if TempStr[-1] in ['F', 'f']:
        C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8
        print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C))
    elif TempStr[-1] in ['C', 'c']:
        F = 1.8*eval(TempStr[0:-1]) + 32
        print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F))
    else:
        print("输入格式错误")
    
  2. Python程序语法元素分析
    1. Python语言有两种注释方法:单行注释多行注释

      1. 单 行 注 释 \color{red}单行注释 以#开头, 多 行 注 释 \color{red}多行注释 以’’’(3个单引号)开头和结尾。
      2. 注释主要有3个用途:第一,标明作者和版权信息;第二,解释代码原理或用途;第三,辅助程序调试。
    2. 标识符命名
      Python语言允许采用大写字母、小写字母、数字、下画线_和汉字等字符及其组合给变量命名。

      1. 命名: 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 。 \color{red}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。
      2. 标识符对大小写敏感。
    3. 保留字(33个)
      保留字一般用来 构 成 程 序 整 体 框 架 、 表 达 关 键 值 和 具 有 结 构 性 的 复 杂 语 义 \color{red}构成程序整体框架、表达关键值和具有结构性的复杂语义 等。

      留字 说明
      and 用于表达式运算,逻辑与操作
      as 用于类型转换
      assert 断言,用于判断变量或条件表达式的值是否为真
      break 中断循环语句的执行
      class 用于定义类
      continue 继续执行下一次循环
      def 用于定义函数或方法
      del 删除变量或者序列的值
      elif 条件语句 与if else 结合使用
      else 条件语句 条件语句,与if,elif结合使用。也可以用于异常和循环使用
      except 包括捕获异常后的操作代码,与try,finally结合使用
      exec 用于执行python语句
      for 循环语句
      finally 用于异常语句,出现异常后,始终要执行finally包含的代码块。与try,except结合使用
      from 用于导入模块,与import结合使用
      global 定义全局变量
      if 条件语句,与else,elif结合使用
      import 用于导入模块,与from 结合使用
      in 判断变量是否存在序列中
      is 判断变量是否为某个类的实例
      lambda 定义匿名函数
      not 用于表达式运算,逻辑非操作
      or 用于表达式运算,逻辑或操作
      pass 空的类,函数,方法的占位符
      print 打印语句
      raise 异常抛出操作
      return 用于从函数返回计算结果
      try 包含可能会出现异常的语句,与except,finally结合使用
      while 循环语句
      with 简化Python的语句
      yield 用于从函数依次返回值
    4. 字符串

      1. 字符串是用两个双引号”"或者单引号’ '括起来的一个或多个字符。
      2. 字符串包括两种序号体系:正向递增序号和反向递减序号。
        《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)_第3张图片
      3. Python字符串也提供区间访问方式,采用[N: M]格式,表示字符串中从N到M(不包含M)的子字符串,其中,N和M为字符串的索引序号,可以混合使用正向递增序号和反向递减序号。
    5. 其他语句

      1. Python还有一种同步赋值语句,可以同时给多个变量赋值:
        在这里插入图片描述

        《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)_第4张图片

      2. eval()函数
        e v a l ( < 字 符 串 > ) \color{red}eval(<字符串>) 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,并将返回结果输出。例如:

        《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)_第5张图片

      3. Python支持+、-、*、/ 和** (幂) 5种基本算术运算操作。
      4. print()函数用槽格式和format()方法将 变量和字符串结合到一起输出。

        《Python语言程序设计基础》笔记(第一部分:初识Python语言)_第6张图片

    6. i m p o r t \color{red}import import引用函数
      使用import引用函数库有两种方式,但对函数的使用方式略有不同。

      1. 第一种引用函数库的方法如下:
        import <库名>
        
        此时,程序可以调用库名中的所有函数,使用库中函数的格式如下:
         <库名>.<函数名> (<函数参数>)
        
      2. 第二种引用函数库的方法如下:
         from <库名> import <函数名, 函数名, *..函数名>
        from <库名> import *     #其中, *是通配符,表示所有函数
        
        此时,调用该库的函数时不再需要使用库名,直接使用如下格式:
        <函数名> (<函数参数>)
        

        两种函数库引用方式各有优点。
        第一种采用 < a > . < b > ( ) .() <a>.<b>()方式调用库中函数,能够显式标明函数来源,在引用较多库时代码可读性更好。
        第二种利用保留字直接引用库中函数,可以使代码更简洁。

    7. Python蟒蛇绘制

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