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4.1 程序设计语言的基础知识
必修一 《数据与计算》
知识结构
计算机程序设计语言
机器语言
汇编语言
高级语言
编写程序
分析问题
设计算法
调试运行
知识结构
学习目标
理解Python语言中常量和变量的数学意义；
熟悉Python语言中常见的数据类型；
理解运算符与表达式的含义和用法，能够运用Python的运算符处理数据计算；
知道Python语言中常见函数的用法。
1
Python的常量与变量
Python的常量和变量
Python的常量与变量
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
数据总是以常量或变量两种形式出现在程序中。
常量是指在程序运行过程中其值始终不发生变化的量，通
常是固定的数值或字符串。
例如，45，-30.2，‘Hello’，’信息技术’等都是常量。
>>> 2*4
8
>>> 2**4
16
变量是指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。
变量可以用指定的名字来代表，由变量的“标识符”（又称“名字”）和变量的“内容”（又称“值”）两部分组成。
>>> a=2
>>> b=a*4
>>> b
8
Python的常量和变量
Python的常量与变量
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
变量的标识符：
python标识符必须由字母（A~Z,a~z）、数字（0~9）、下划线组成，并且其第一个字符必须是字母或下划线，不能是数字；
例：A_1 a1 b@1 2a
合法
合法
不合法
不合法
Python的常量和变量
Python的常量与变量
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
变量的标识符：
>>> a=12
>>> A=1
>>>a+A
13
在标识符中，字母大小写是有区别的。
如”a”与“A”是两个不同的标识符；
Python的常量和变量
Python的常量与变量
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
!
Python是动态语言，不需要进行定义数据类型，是可变的。
>>> a=3
>>> type(a)

>>> a='信息技术'
>>> type(a)

>>> a=3
>>> a='信息技术‘
>>> a
'信息技术'
>>> type(a)

变量可以重复赋值，且可以赋予不同类型的值，以最后一次赋值为准。
Python的常量和变量
Python的常量与变量
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
!
Python支持多种数据类型，在计算机内部，可以把任何数据都看成一个“对象”，而变量就是在程序中用来指向这些数据对象的，对变量赋值就是把数据和变量关联起来。
变量=数据
2
Python的数据类型
Python的常量和变量
Python的数据类型
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
Python能够直接处理的常用数据类型有：
Number（数值）、string（字符串）、List（列表）、Sets（集合）、
Dictionary（字典）、Tuple（元组）等。
Python的常量和变量
Python的数据类型
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
Number（数值）
Python支持以下三种不同的数值类型：
int（整型）：通常被称为整数，在Python 3.x版本中，整型数没有限制大小。
float（浮点型）：由整数部分与小数部分组成，如数字2.5。
注意：浮点数和整数在计算机内部的存储方式是不同的，整数运算永远是精确的，而浮点数的运算则可能存在误差。
complex（复数）：复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a+bj或者complex(a, b)表示，复数的实部a和虚部b都是浮点型。
Python的常量和变量
Python的数据类型
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
string（字符串）
字符串是以单引号或双引号括起来的文本，如‘abc’、"xyz"等。字符串的索引从0开始。
>>> a="123456"
>>> a[0]
'1'
>>> a[-1]
‘6'
Python的常量和变量
Python的数据类型
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
List（列表）
列表是写在方括号“[ ]”之间、用逗号分隔开的元素列表，列表的数据项不需要具有相同的类型。与字符串的索引一样，列表索引从0开始。
例：list1=['Good', 'Run',1997, 2000]
Tuple（元组）
元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组使用小括号，创建元组只需要在括号中添加元素，并使用逗号分隔。
例：tup1=(‘spring’,‘summer’,‘autumn’,‘winter’）
Python的常量和变量
Python的数据类型
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
Sets（集合）
集合是一个无序不重复元素的序列。基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素。可以使用大括号{ }或者set( )函数创建集合。
创建一个空集合必须用set( )而不是{ }，因为{ }是用来创建一个空字典。
Dictionary（字典）
字典是无序的对象集合。与列表的区别在于：列表是有序的对象集合。字典用{ }标识，它是一个无序的“键(key)：值(value)”对集合，元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。
Python的常量和变量
Python的数据类型
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
数据类型的转换函数：
int（）
将内容转换为整数
>>> a=50.66
>>> print(int(a))
50
str（）
将内容转换为字符串
>>> a=50.66
>>> a=str(a)
>>> print(a[0])
5
float（）
将内容转换为浮点数
>>> a=50
>>> print(float(a))
50.0
3
Python的运算符与表达式
Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
Python运算符：
在Python中对常量或变量进行运算或处理的符号称为运算符，
参与运算的对象称为操作数。
Python表达式：
由运算符、操作数连接而成的式子称为表达式，
操作数可以是常量、变量、函数等。
表达式：8*a-b+6
运算符
操作数
Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
算术运算符与算术表达式
+ - * / % ** //
加 减 乘 除 求余 幂运算 整除
>>> 13%5
3
>>> 13//5
2
>>> 2**4
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Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
逻辑运算符与逻辑表达式
逻辑运算符包括：and（与）、or（或）、not（非）共三个。
运算符 逻辑表达式 描述 示例
and x and y 如果x为False，返回False； 否则返回y的计算值。 （a and b）=0
（c and b）=2
or x or y 如果x为True，返回x的值； 否则返回y的计算值。 （a or b）=2
（c or b）=3
not not x 如果x为True，返回False； 如果x为False，返回True。 not（a and b）=True
not（c or b）=False
假设变量a=0，b=2，c=3：
Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
关系运算符与关系表达式
判断数据大小关系的运算符称为关系运算符。
关系运算符有：
>（大于） >=（大于等于） <（小于）
<=（小于等于） ==（等于） !=（不等于）
关系表达式的值为True或False，对应于整数的1或0直接参与运算。
例：“5>=3”的值为：True； “9<8”的值为：False；
Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
赋值运算符与赋值表达式
赋值运算符 描述 示例 赋值运算符 描述 示例
= 直接赋值 x=y /= 除法赋值 x/=y 相当于 x=x/y
+= 加法赋值 x+=y 相当于 x=x+y %= 求余赋值 x%=y 相当于 x=x%y
-+ 减法赋值 x-=y 相当于 x=x-y **= 幂赋值 x**=y 相当于 x=x**y
*= 乘法赋值 x*=y 相当于 x=x*y //= 整除赋值 x//=y 相当于 x=x//y
>>> x=10
>>> x**=4
>>> x
10000
>>> x=2
>>> x+=8
>>> x
10
Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
成员运算符
成员运算符 描述 示例
in x in y。如果x是序列y的成员，则为True，否则为False。 3 in [1,2,3,4] 为 True
5 in [1,2,3,4] 为 False
not in x not in y。 如果x不是序列y的成员，则结果为True，否则为False。 3 not in [1,2,3,4] 为 False
5 not in [1,2,3,4] 为 True
Python的常量和变量
Python的运算符与表达式
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
当一个表达式中有多种运算符时，运算的顺序将根据运算符的优先级由高到低进行运算。如果是同级运算则按从左到右的顺序进行。
逻辑运算符
成员运算符
关系运算符
算术运算符
赋值运算符
4
Python的函数
Python的常量和变量
Python的函数
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
在编写Python程序的过程中，可以将完成某个指定功能的语句提取出来，将其编写为函数。
这样，在程序中可以方便地调用函数来完成这个功能，并且可以多次调用、多次完成这个功能，而不必重复地复制粘贴代码。另外，使用后，也可以使得程序结构更加清晰，更容易维护。
Python的常量和变量
Python的函数
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
函数是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或者相关联功能的代码段。
Python默认带有一些常用的函数：
函数的调用通过函数名实现：
>>> min(1,2,3,4)
1
>>> max(1,2,3,4)
4
>>> abs(-2)
2
函数名称 使用说明 函数名称 使用说明
abs(x) 返回x的绝对值。 bool(x) x如果是False、None或是空值就返回False。
len(x) 计算变量x的长度。 chr(x) 返回整数x对应的ASCII字符。
min(x) 返回变量x的最小值。 divmod(a,b) 返回a/b的商和余数，以元组的方式返回。
max(x) 返回变量x的最大值。 all(x) x中的所有元素都是True才会返回True。
int(x) 把变量x转换成整型。 any(x) x中的所有元素中只要有一个是True就会返回True。
float(x) 把变量x转换成浮点型。 input(x) 显示出信息x，并要求输入数据。
sum(x) 计算变量x中元素的总和。 print( ) 输出函数。
bin(x) 把数值x转换为二进制数字。 …… …………
Python的常量和变量
Python的函数
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
函数能提高应用的模块性和代码的重复利用率。也可以自己创建函数, 这类函数叫做用户自定义函数。
def <函数名>(参数列表):
<函数语句>
return<返回值>
函数代码块以def关键字开头，后接函数标识符名称和圆括号（）；
函数内容以冒号起始，并且缩进；
return[表达式]结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回None。
Python的常量和变量
Python的函数
Python的数据类型
Python的运算符与表达式
Python的函数
示例：输入三个整数，并将其按照由小到大的顺序输出。
print("请输入3个数:")
x=int(input("x="))
y=int(input("y="))
z=int(input("z="))
temp=0
if x>y:
temp=y
y=x
x=temp
if x>z:
temp=z
z=x
x=temp
if y>z:
temp=z
z=y
y=temp
print("3个数从小到大依次是:",x,y,z)
def sort(a,b,c):
temp=0
if a>b:
temp=b
b=a
a=temp
if a>c:
temp=c
c=a
a=temp
if b>c:
temp=c
c=b
b=temp
return a,b,c
print("请输入3个数:")
x=int(input("x="))
y=int(input("y="))
z=int(input("z="))
print("3个数从小到大依次是:",sort(x,y,z))
def sort(a,b,c):
temp=0
if a>b:
temp=b
b=a
a=temp
if a>c:
temp=c
c=a
a=temp
if b>c:
temp=c
c=b
b=temp
return a,b,c
print("请输入4个数:")
x=int(input("x="))
y=int(input("y="))
z=int(input("z="))
n=int(input(“n="))
print(“(x,y,z)从小到大依次是:",sort(x,y,z))
print("(y,z,n)从小到大依次是:",sort(y,z,n))
print("(x,z,n)从小到大依次是:",sort(x,z,n))
print("(x,y,n)从小到大依次是:",sort(x,y,n))
学习总结
理解Python语言中常量和变量的数学意义；
常量、变量、变量的标识符命名规则 （字母、数字、下划线）。
熟悉Python语言中常见的数据类型；
数值型、字符串、列表、元组、集合、字典。
理解运算符与表达式的含义和用法，运用Python的运算符处理数据计算；
算术运算符、赋值运算符、关系运算符、成员运算符、逻辑运算符。
知道Python语言中常见函数的用法。
Python函数、用户自定义函数、通过函数名实现调用。
谢谢大家！
程序设计语言的基础知识

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