Python程序设计语言笔记

Python程序设计语言笔记第一周基本程序设计1.1程序设计的基本方法——IPO（输入、输出、处理（算法））（1）理解问题的计算部分：抽象问题→使用IPO→从多种方法中选择一种解决问题（2）程序编写步骤：①分析问题：分析问题的计算部分②确定问题：将计算部分划分为IPO三部分③设计算法④编写程序⑤调试测试⑥升级维护例：温度转换问题【问题描述】对于摄氏度和华氏度，存在以下转换：气压结冰点沸点摄氏度1标准大气压0度100度华氏度1标准大气压0度212度请利用python程序完成以上转换。【解题步骤】①分析问题的计算部分简化为三个步骤：②确定功能，利用IPO方法进一步分析：①确定IPO输入：华氏度（F）/摄氏度（C）②编写程序处理：温度转化公式③调试程序输出：摄氏度（C）/华氏度（F）③设计算法④编写程序⑤测试调试⑥升级维护1.2python程序元素分析程序1：#TempConvert.pyval=input(请输入带温度表示符号的温度值(例如:32C):)ifval[-1]in['C','c']:#in判断左侧内容是否在右侧集合中f=1.8*float(val[0:-1])+32#float()将括号中的字符串转换为浮点数print(转换后的温度为:%.2fF%f)#.2表示输出的浮点数f有两位小数elifval[-1]in['F','f']:c=(float(val[0:-1])-32)/1.8print(转换后的温度为:%.2fC%c)else:print(输入有误)（1）缩进：标明代码层次关系、表明程序框架（2）注释：辅助说明，不被执行也不受语法约束，可以写入任何内容，用以提高可读性注释方法：①单行注释：#开头；②多行注释：’’’开头和结尾；（3）变量：能够表示值的一个名称，值可以变化命名：给自定义元素关联名字的过程（唯一性）命名规则：①大小写字母、数字、下划线（大小写不统一）②首字母只能是大小写字母或下划线，不能使用空格③中文等非字母符号也可以作为名字④不能与python定义的保留字相同（4）表达式：产生/计算数据值的一行代码（通过保留字和操作符）（5）空格的使用：①表示每行缩进关系的空格不能改变②空格不能分割命名（6）input()函数：从控制台获得用户的输入。使用方法为：变量=input(提示性文字)获得的用户输入以字符串””的形式保存在变量中如果val=“28C”，则val[-1]=“C”，val[0:2]=“28”表示从区间[0,2)的一个子字符串可以通过val[0:-1]来获取除了最后一个字符以外的字符串（7）分支语句：根据判断条件，执行不同的路径。使用方法：If条件1成立表达式组1elif条件2成立表达式组2…elif条件N-1成立表达式组N-1else:表达式组N（8）赋值：同步赋值：同时给多个变量赋值。使用方法：变量1,…,变量N=表达式1,…,表达式N例：若要使变量x和y的值实现交换，则只需一行代码：x,y=y,x（9）print()函数：用来输出字符信息，或以字符的形式输出变量的值，通过%选择要输出的变量（10）循环语句：控制程序循环运行的语句，根据判断/计数条件确定循环次数。使用方法：forIinrange(计数值):表达式组函数编写模板（1）input–print模板：（2）initial–print模板：①用户输入：input()①初始变量：运算需要的初始值②运算部分：算法实现②运算部分：算法实现③结果输出：print()③结果输出：print()1.3python蟒蛇程序的实现分析：程序2：importturtle#（乌龟）轨迹描绘函数库defdrawSnake(rad,angle,len,neckrad):#绘制蟒蛇函数foriinrange(len):turtle.circle(rad,angle)#圆形轨迹函数，参数rad描述圆形半径的位置turtle.circle(-rad,angle)#rad为负值，半径在乌龟右侧turtle.circle(rad,angle/2)#参数angle表示乌龟沿圆形爬行的弧度值turtle.fd(rad)#也称为turtle.forward()函数#表示轨迹直线移动，参数表示移动距离turtle.circle(neckrad+1,180)turtle.fd(rad*2/3)defmain():turtle.setup(1300,800,0,0)#启动图形窗口，参数分别为窗口的宽度、高度#窗口左上角点的横、纵坐标位置pythonsize=30turtle.pensize(pythonsize)#轨迹的宽度，参数为像素大小，这里为30turtle.pencolor(blue)#轨迹颜色，参数为字符串（英文或16进制颜色代码）turtle.seth(-40)#轨迹运动方向，参数为角度（逆时针，以正东方向为0度）drawSnake(40,80,5,pythonsize/2)#绘制蟒蛇函数，用以绘制python蟒蛇main()def定义函数：①函数是一组代码的集合，用以完成特定的功能，这组代码的名字就叫函数名②def所定义的函数，必须要通过函数名对函数进行调用才能执行函数库的引用：方式一：import库名如：importturtle方式二：from库名import函数名from库名import*←调用函数时不需要使用库名，直接使用如：fromturtle*fd(100)注意：方式一可调用不同库中的同名函数，方式二则不可第二周类型及应用2.1类型——编程语言对数据的划分数字类型、字符串类型、元组类型列表类型、文件类型、字典类型（1）数字类型：数字类型对python语言中的数字的表示和使用进行了定义和规范[1]分类：①整数类型②浮点数类型③复数类型①整数类型概念与数学一致，没有取值范围限制例：1010（十进制数），0x9a（十六进制数，以0x/0X开头），0b010（二进制数，以0b/0B开头）0o123（八进制数，以0o/0O开头）②浮点数类型是带有小数点及小数的数字，数值范围和小数精度有一定限制，因系统而异例：0.0（与整数0不同），96e4（科学计数法，e/E代表10的次幂，e/E后的数字为指数）③复数类型概念与数学一致，z=a+bj（j/J代表虚数部分）例：12.3+4j对于一个复数，如z=1.1+9j，可以使用z.real和z.imag来获得复数的实部和虚部[2]数字类型的关系：←特例←特例整数→浮点数→复数（范围逐渐扩大）整数浮点数浮点数因此这三种数字类型可以进行混合运算，生成结果为最宽类型例：3+4.2=7.2[3]类型转换：利用int(),float()和complex()三个函数实现例：int(4.5)=4;float(4)=4.0;complex(4)=4+0j;【注意】不能将复数转成整数和浮点数！（但可以间接利用取实部虚部的方法实现）[4]数字类型的判断——type(x);例：type(4.5)↙得到class‘float‘[5]数字类型的运算：运算符和运算函数操作含义x+yx与y之和x-yx与y之差x*yx与y之积x/yx与y之商x//y不大于x和y之商的最大整数x%yx与y之商的余数+xx-xx的负值x**yx的y次幂abs(x)x的绝对值divmod(x,y)(x//y,x%y)pow(x,y)x的y次幂（2）字符串类型——用双引号“”或单引号‘‘括起来的一个或多个字符——可以保存在变量中，也可以单独存在[1]判断字符串类型：输入：type(str1)↙输出：class‘str‘[2]可以使用\转义字符输出“”或‘‘之类的字符也可以用同样的方法\\输出转义字符，\n输出换行符等例：print(“\”大家好\””);输出：”大家好”[3]字符串是一个字符序列，字符串最左端位置标示为0，向右递增，字符串中字符位置的标示称为“索引”，例如：可以使用单个索引访问字符串的特定位置。格式如下：string[索引]其中索引可以为常量和表达式[4]python中字符串（设长度为L）索引从0开始，最后一个字符索引为L-1同时也允许使用负数，对字符串从右至左进行反向检索，最右索引值为-1可以通过两个索引值来确定一个范围，从而返回这个范围内的子字符串。格式如下：string[start,end]其中start和end都为整型，索引范围为[start,end)程序实例：【题目描述】输入一个月份数字，返回对应月份名称的缩写【分析】IPO模式：①输入：输入一个表示月份的数字（1-12）②处理：利用字符串基本操作实现功能③输出：输出数字对应月份名称缩写【解答】程序3：#month.pymonths=JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecn=input(请输入月份数(1-12):)pos=(int(n)-1)*3monthAbbrev=months[pos:pos+3]print(月份简写是+monthAbbrev+.)输入：输出：7↙月份简写是Jul.（3）元组类型（Tuple）—包含0个至多个元素的类型，元素之间用逗号分割例：t1=123,45.6,“hello”;t2=();t3=12;元组外部可以使用或不使用括号HelloJhon0123456789[1]元组类型的三个特点：①元组中的元素可以是不同类型的，可以嵌套（用括号区分）②元组中的各个元素存在先后关系，可以通过索引来访问元组中的元素例：t1[0];③元组定义后不能更改和删除——安全[2]与字符串类型类似，可以通过索引区间来访问元组中的部分元素也可以对元组进行+和*的运算例：t2[1:];（4）列表类型(List)—有序的元素集合[1]与元组类似，列表的每个元素类型可以不同，可以通过索引访问列表的单个元素例：a=[0,1,2]print(a)输出：[0,1,2][2]与元组不同，列表的大小没有限制，可以随时修改（5）小结：[1]序列（字符串、元组、列表）类型的操作：序列操作符操作的含义seq+seq连接两个序列seq+整数类型对序列进行整数次重复seq[整数类型]索引序列中的元素seq[整数类型:整数类型]取序列的一个子序列len(seq)序列中元素个数forvarinseq对序列进行循环列举exprinseq成员检查，判断expr是否在序列中[2]方法，格式如下：type.func()①字符串方法：字符串方法含义string.upper()字符串中字母大写string.lower()字符串中字母小写string.strip()去掉两边空格和指定字符string.split()按指定字符分割字符串为数组string.join()连接两个字符串序列string.find()搜索指定字符串string.replace()字符串替换②列表方法：列表方法含义list.append(x)将元素x增加到列表最后list.sort()将列表元素排序list.reverse()将列表元素反转list.index(x)返回第一次出现元素x的索引值list.insert(i,x)在位置i处插入新元素xlist.count(x)返回元素x在列表中的数量list.remove(x)删除列表中第一次出现的元素xlist.pop(i)取出列表中位置i的元素并删除2.2math库和random库的使用及实例：（1）math库：函数数学表示含义圆周率piππ的近似值，15位小数自然常数eee的近似值，15位小数ceil(x)⌈x⌉对浮点数向上取整floor(x)⌊x⌋对浮点数向下取整pow(x,y)𝑥𝑦x的y次幂log(x)lnx以e为底的对数log10(x)log10𝑥以10为底的对数sqrt(x)√𝑥平方根exp(x)𝑒𝑥e的x次幂degrees