Python学习笔记（1）|程序设计基本方法

Python|程序设计基本方法

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前言

随着自己兴趣的转变与拓展，开始逐渐爱上了Python语言的魅力，也想好好利用研一的空闲时间完成对于Python语言的学习与提高。梦所在的方向，必是自己所热爱的地方。

一、计算机与程序设计

1. 计算机的概念

概念：计算机是根据指令操作数据的设备

• 功能性：对数据的操作表现为数据的计算、输入输出处理和结果储存等。
• 可编程性：根据一系列指令自动的、可预测的、准确的完成操作者的意图。

2. 计算机的发展

发展：计算机的发展遵循摩尔定律，表现为指数方式。

• 计算机硬件所依赖的集成电路规模参照摩尔定律发展
• 摩尔定律：单位面积集成电路上可容纳的晶体管数量约每两年翻一番
• CPU/GPU、内存、硬盘都遵循摩尔定律

3. 程序设计

程序设计是计算机可编程性的体现

编程语言用于人与计算机之间的交互

4. 编译和解释

计算机执行程序的两种方式：编译和解释
编译：将源代码一次性转换成目标代码的过程，执行编译过程的程序叫做编译器。

• 一次性翻译，之后不再需要源代码（类似于英文翻译）

解释：将源代码追条转换成目标代码同时逐条运行的过程，执行解释过程的程序叫解释器。

• 每次程序运行时随翻译随执行（类似于同声传译）

源代码：采用某种语言编写的计算机程序，人类可读。
目标代码：计算机可执行，人类不可读（二进制数）。

5. 静态语言和脚本语言

静态语言：使用编译执行的编程语言。

• C/C++、Java

脚本语言：使用解释执行的编程语言

• Python、JavaScript、PHP

静态语言： 编译器一次性生成目标代码，优化更充分，程序运行速度更快。
脚本语言：执行程序时需要源代码，维护更加灵活，跨平台操作。

6. 程序基本编写方法

IPO

I：Input输入

• 文件输入、网络输入、控制台输入、交互界面输入、内部参数输入等

P：Process处理，程序的主要逻辑

• 程序对输入数据进行计算产生输出结果的过程
• 处理方法统称算法

O：Output输出

• 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
• 输出是展示运算结果的方式

二、Python开发环境配置

1. Python语言概述

Python [`paiθən]，译为“蟒蛇”，Python语言拥有者是Python Software Foundation(PSF)，PSF是非盈利组织，致力于保护Python语言开放、开源和发展

2. Python基本开发环境IDLE

Python官方提供 适用于小规模程序开发
Python官方环境：Python解释器 + IDLE开发环境

3. Python程序编写与运行

两种编程方式：

• 交互式：对每个输入语句即时运行结果，适合语法练习

• 文件式：批量执行一组语句并运行结果，编程的主要方式

• 实例1：圆面积的计算：根据半径r计算圆的面积

  >>> r = 25
  >>> area = 3.1415 * r * r
  >>> print(area)
  1963.4375000000002
  >>> print("{:.2f}".format(area)) # Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。此例中{:.2f}用于 格式化字符串，保留小数点后两位
  1963.44
  

• 实例2：同切圆的绘制

  >>> import turtle #交互式实现
  >>> turtle.pensize(2)# 为绘图模块
  >>> turtle.circle(10)
  >>> turtle.circle(40)
  >>> turtle.circle(80)
  >>> turtle.circle(160)
  

  import turtle     #文件式实现
  turtle.pensize(2)
  turtle.circle(10)
  turtle.circle(40)
  turtle.circle(80)
  turtle.circle(160)
  
  

• 实例3：五角星绘制

  >>> from turtle import *   #交互式实现
  >>> color('red','red')
  >>> begin_fill()
  >>> for i in range(5):
  	fd(200)
  	rt(144)
  	
  >>> end_fill
  >>> end_fill()
  

  from turtle import *    #文件式实现
  color('red', 'red')
  begin_fill()
  for i in range(5):
      fd(200)
      rt(144)
  end_fill()
  done()
  

4. Python高级开发环境VSCode

VSCode：Visual Studio Code

• 微软出品，与Visual Studio同质量的专业级开发工具
• 跨平台免费工具：支持Windows/Linux/MacOS
• 编辑器模式：轻量级、功能丰富、可扩展性强…
• 官网地址： https://code.visualstudio.com

实例：温度转化

1. 温度转换

温度刻画的两种不同体系

• 摄氏度：中国等世界大多数国家使用
  以1标准大气压下水的结冰点为0度，沸点为100度，将温度进行等分刻画
• 华氏度：美国、英国等国家使用
  以1标准大气压下水的结冰点为32度，沸点为212度，将温度进行等分刻画

2. 问题分析

• 输入：带华氏或摄氏标志的温度值
• 处理：根据温度标志选择适当的温度转换算法
• 输出：带摄氏或华氏标志的温度值
• 标识放在温度最后，F表示华氏度，C表示摄氏度，82F表示华氏82度，28C表示摄氏28度
• 根据华氏和摄氏温度定义，利用转换公式如下：
  C = ( F – 32 ) / 1.8
  F = C * 1.8 + 32
  其中， C表示摄氏温度， F表示华氏温度

3. 代码实现

#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")

4. 举一反三

• 货币转换
• 程序转换
• 质量转换

总结

Python基本入门，能够为更好的掌握以后的内容打下基础。