Python——实例1：温度转换（Python基本语法元素及框架，代码实现）

前言

Python第一弹！！！
Python被称为最简单好上手的语言之一，基于其极强的关联性，对各种库的引用，和资源的关联，使其实现功能非常容易。一些底层逻辑不需过多过深的理解。

本篇将通过一个实例——温度转换，通过十行代码的实现，使大家对Python有最初的大体印象，并对一些基础语法和函数有初步的了解。
读完本篇，你将了解到：
（1）程序的格式框架（代码高亮、缩进、注释使用）
（2）命名与保留字（变量、命名及33个保留字）
（3）数据类型（整数、字符串、列表）
（4）语句与函数（赋值语句、分支语句、函数）
（5）Python程序的输入输出（输入函数input、输出函数print、评估函数eval）
（6）“温度转换”代码分析（逐行分析）

一、问题分析

引入：编写一个Python程序，实现摄氏度与华氏之间的转换
关于该问题中计算部分的理解和确定
理解1：直接将温度值进行转换
理解2：将温度信息发布的声音或图像形式进行理解和转换
理解3：监控温度信息发布渠道，实时获取并转换温度值
在此我们采用理解1作为入门例子

1.分析

温度数值需要标明温度体系，即摄氏度或华氏度
转换后也需要给出温度体系

2.划分边界

-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

3.输入输出格式设计

标识放在温度最后，F表示华氏度，C表示摄氏度
如：82F表示华氏82度，28C表示摄氏28度

4.设计算法

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

5.python语法元素理解

-温度转换程序共10行代码，但包含很多语法元素
-清楚理解这10行代码能够快速入门Python语言
-参考框架结构、逐行分析、逐词理解

6.举一反三

输入输出的改变
-温度数值与温度标识之间关系的设计可以改变
-标识改变放在温度数值之前:C82,F28
-标识字符改变为多个字符:82Ce、28F

7.计算问题的扩展

-温度转换问题是各类转换问题的代表性问题
-货币转换、长度转换、重量转换、面积转换…

二、代码实现

# TempConvert.py
TempStr = input("请输入带有符合的温度值：")
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")

三、Python程序语法元素分析

1.程序的格式框架

直观的看这段代码，有不同的颜色

（1）代码高亮：Python编程环境根据代码不同含义给予不同色彩标注的色彩辅助体系，不是语法要求。在不同编程环境中，高亮各有不同
（2）缩进表达程序的格式框架
①严格明确：缩进是语法的一部分，缩进不正确程序运行错误
②所属关系：表达代码间包含和层次关系的唯一手段
③长度一致：程序内一致即可，一般用4个空格或1个TAB
（3）注释
不被程序执行的辅助性说明信息
①单行注释以#开头，其后内容为注释（本代码第一行即为注释）
如：#这里是单行注释
②多行注释以’‘‘开头和结尾
‘’‘这是多行注释第一行
这是多行注释第二行’’’

2.命名与保留字

（1）变量
用来保存和表示数据的占位符号
①变量采用标识符(名字)来表示，关联标识符的过程叫命名。TempStr是变量名字
②可以使用等号(=)向变量赋值或修改值，=被称为赋值符号。TempStr= “82F”，向变量TempStr赋值"82F”
（2）命名
关联标识符的过程
①命名规则:大小写字母、数字、下划线和汉字等字符及组合如: TempStr，Python_Great
②注意事项:大小写敏感、首字符不能是数字、不与保留字相同。Python和python是不同变量，123Python是不合法的
（3）保留字
被编程语言内部定义并保留使用的标识符
①Python语言有33个保留字(也叫关键字)
如：if, elif, else, in
②保留字是编程语言的基本单词，大小写敏感
if是保留字，If 是变量
③33个保留字

如：and：表达“与”的关系
注意：1）标黑色的26个保留字，是在Python基础语法体系中出现的，
2）最后三个保留字首字母大写：True，False，None

3.数据类型

（1）举例10,011,101
①整数类型:10011101
②字符串类型:“10,011,101”
③列表类型:[10，011，101]（表示三个数字）
（2）字符串
①由0个或多个字符组成的有序字符序列，由一对单引号或一对双引号表示
如："请输入带有符号的温度值: "或者’C’
②字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引
如："请"是"请输入带有符号的温度值:”的第0个字符
③字符串的序号：正向递增序号和反向递减序号

④字符串的使用：使用[ ]获取字符串中一个或多个字符
1）索引∶返回字符串中单个字符<字符串>[M]（M:在序号体系中的序号位置）
如："请输入带有符号的温度值: "[0]（获得第0个字符）或者TempStr[-1]（获取倒数第一个字符）
2）切片：返回字符串中一段字符子串<字符串>[M:N]
如：“请输入带有符号的温度值:”[1:3]（取出其中第1、2个字符，但不到第三个，表达的是字符串输入）
或者TempStr[0:-1]（从第0开始，不到最后一个。相当于去掉最后一个）
（3）数字类型
整数和浮点数都是数字类型
①：整数：数学中的整数
32或者-89
②浮点数：数学中的实数，带有小数部分
（4）列表类型
由0个或多个数据组成的有序序列
①列表使用[ ]表示，采用逗号(,)分隔各元素.[ ‘F’ , ‘f’]表示两个元素’F’和’f’
②使用保留字in判断一个元素是否在列表中
如：TempStr[-1] in [ ‘c ’ , ’ c’]判断前者是否与列表中某个元素相同
（字符串最后一个字符是否是大小写的c，是则产生真值True,反之)

4.语句与函数

（1）赋值语句
由赋值符号构成的一行代码，用来给变量赋予新的数据值
C=(eval(TempStn[0:-1])-32)/1.8 （右侧运算结果赋给变量c-赋值语句右侧的数据类型同时作用于变量）
TempStr=input(" " ) （input()返回一个字符串，TempStr也是字符串）
（2）分支语句
由判断条件决定程序运行方向的语句，使用保留字if elif else构成条件判断的分支结构
if TempStr[-1] in[ ‘F’, ‘f’]:（如果条件为True则执行冒号后语句）
注意:每个保留字所在行最后存在一个冒号(，是语法的一部分
冒号及后续缩进用来表示后续语句与条件的所属关系
（3）函数
根据输入参数产生不同输出的功能过程
①类似数学中的函数，y = f(x)
如：print(“输入格式错误”)（打印输出“输入格式错误"）
②函数采用<函数名>(<参数>)方式使用
eval(TempStr[0:-1])（TempStr[0:-1]是参数）

5.Python程序的输入输出

（1）输入函数input()
从控制台获得用户输入的函数
①input()函数的使用格式:<变量> = input(<提示信息字符串>)
注意：用户输入的信息以字符串类型保存在<变量>中
TempStr = input(“请输入”) （TempStr保存用户输入的信息）
（2）输出函数print()
以字符形式向控制台输出结果的函数
①print()函数的基本使用格式︰print(<拟输出字符串或字符串变量>)
注意：字符串类型的一对引号仅在程序内部使用，输出无引号
print(“输入格式错误”)（向控制台输出输入格式错误）
②print()函数的格式化:（格式化将在后面的学习中重点讲解）
如：print(“转换后的温度是{ :.2f}C”.format©)
（{}表示槽，后续变量填充到槽中，{ :.2f }表示将变量C填充到这个位置时取小数点后2位）
（3）评估函数eval()
去掉参数最外侧引号并执行余下语句的函数
eval()函数的基本使用格式∶eval(<字符串或字符串变量>)
>>> eval(“1”)，输出1
>>> eval(’“1+2"‘)，输出"1+2"
>> > eval( “1+2”)，输出3
>>> eval(’ print(“Hello”)')，输出Hello

6.综合代码分析

# TempConvert.py
TempStr = input("请输入带有符合的温度值：")
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")

（1）第一行：注释
（2）第二行：input函数从控制台获得一个信息，用户输入值保存在变量TempStr（字符串类型变量）中
（3）第三行：if 分支语句，in判断输入的最后一个字符是不是F/f
（4）第4/5行：华氏温度转换，第四行对TempStr除去最后一位之外的其他位进行评估运算，第五行print格式化
（5）第六行：第三行不为真，转至此行，in判断输入的最后一个字符是不是C/c
（6）第7/8行：摄氏温度转换
（7）第九行：elif不成立，执行第十行

总结

本篇主要通过一个实例的讲解来介绍Python的基本语法，输入输出等概念，达到快速入门Python的目的。
此例学会后，你已经可以阅读十行的Python代码了。
基于此，，可以自行尝试实现货币转换、长度转换、重量转换、面积转换等问题。
ps：代码非原创
如有错误，欢迎指正！
下一篇将介绍Python基本图形绘制。