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(共37张PPT)
3.2.1Python语言基础
《数据与计算》
学习目标
Python语言的基础语法
Python语言的介绍
Python语言的特点
Python语言的数据类型及运算符
Python语言的介绍
Python语言：
是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。
Guido van Rossum（获得阿姆斯特丹大学数学和计算机硕士学位）在1989年，那个无聊的圣诞节假期，开始编写Python语言的编译器。，第一个公开发行版（Python编译器诞生）发行于 1991 年。
2010 年以后随着大数据和人工智能的兴起，Python 重新焕发出了耀眼的光芒。
在2022年最受欢迎的编程语言排行榜中，Python 排名第三，仅次于 JavaScript 和HTML/CSS。
Python 历年来的市场份额变化曲线
PC（电脑） 时代
----C/C++语言
互联网和智能手机时代
----Java语言
人工智能和大数据时代
----Python语言
Python语言的介绍
Python语言的特点
* Python语言的优点：
⑴语法简单
· 定义变量时不需要指明类型，甚至可以给同一个变量赋值不同类型的数据
⑵它是开源的、免费的
⑶它是解释型语言，能跨平台、面向对象的编程语言
⑷功能强大（模块众多）
· 基本实现了所有的常见的功能，从简单的字符串处理，到复杂的 3D 图形绘制
⑸可扩展性强
· Python 的可扩展性体现在它的模块，Python 具有脚本语言中最丰富和强大的类库，覆盖范围很广
* Python语言的缺点：
⑴运行速度慢 ⑵代码加密困难
目前，Python的主要应用领域如下：
⑤自动化运维
Selenium
⑥WEB开发
Web框架如Django，web2py等
⑦科学计算
NumPy，SciPy，Matplotlib
⑧常规软件开发
软件开发、脚本编写、网络编程
①人工智能
机器学习、神经网络、深度学习
②云计算
开源云计算解决方案OpenStack
③大数据
数据分析、数据可视化、数据挖掘
④网络爬虫
主流爬虫设计语言，Scrapy框架
Python
应用场合
Python语言的特点
输入代码：
>>>print("Hello World!")
>>>s_name = “Hello, World!”
>>>print(s_name)
输出结果：
"Hello World": 字符串类型的数据，作为参数传递给print函数
s_name: 是一个标识符，一个变量（和数学中说的变量意义相同）
print(): Python内置函数名称，作用是输出括号中的内容，是Python语言固有的输出函数
动动手指敲一敲
Python语言的特点
Python语言的基础语法
标识符是什么？
标识符就是一个名字，就像我们每个人都有属于自己的名字一样
标识符主要作用是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称
Python语言中，标识符的命名需要遵守一定的命名规则：
1、标识符是由字符（A~Z 和 a~z）、下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字
2、Python中的标识符中，不能包含空格、@、% 以及 $ 等特殊字符。
例如：以下标识符都是合法的
UserID name mode12 user_age
例如：以下标识符都是不合法的
4word #不能以数字开头
$money #不能包含特殊字符
3、标识符不能和 Python 中的保留字相同
从表1中，可以发现 Python 语言中的保留字都只包含小写字母
4、在 Python 中，标识符中的字母是严格
区分大小写的
例如：以下3个变量是毫无关系、完全独立的
number = 0
Number = 0
NUMBER = 0
Python语言的基础语法
5、在 Python 语言中，以下划线开头的标识符有特殊含义。在实际操作中，除非特定场景需要，应避免使用以下划线开头的标识符
例如：
1）以单下划线开头的标识符（如 _width），表示不能直接访问的类属性
2）以双下划线开头的标识符（如__add）表示类的私有成员；
3）以双下划线作为开头和结尾的标识符（如 __init__），是专用标识符。
6、在 Python 语言中，允许使用汉字作为标识符，但是在实际操作中，一般不使用汉字作为标识符
例如：
语言类别 = “Python 语言”
Python语言的基础语法
Python语言的基础语法
如果要输出多个参数，参数与参数之间用逗号隔开，如：
print("China", countries)
双引号（或者使用单引号）内的内容称为字符串常量，照原样输出内容；没有引号的countries是变量，会输出代表内容；print()函数执行完成后默认换行，如不需要换行，则在输出内容之后加上end = ‘’，如：
print(i,end='')
print()函数做进一步说明，它的基本用法是：
print("参数")
print()是函数，参数就是需要输出的内容，这些内容可以是数值、字符串、布尔、列表或字典等数据类型。
在Python 语言中，最具特色是用缩进来写模块。
虽然缩进的空白数量是可变的，但是所有代码块语句必须包含相同的缩进空白数量，这个必须严格执行
if True:
print ("True")
else:
print ("False") # 没有严格缩进，在执行时会报错
例如：
注意：
在 Python 语言中，代码的缩进要求非常严格，同一个级别代码块的缩进量必须一样
因此：建议在每个缩进层次使用 单个制表符 或 两个空格 或 四个空格 , 切记不能混用
Python语言的基础语法
Python 语言中的引号
引号有三种：
单引号【 ‘ 】、双引号【 ” 】、三引号【 ‘’‘ 】
在Python语言中，引号是用来表示字符串，但是引号的开始与结束必须是相同类型的
注意：
三引号可以由多行组成，编写多行文本的快捷语法，常用于文档字符串。
例如：
word = 'word'
sentence = "这是一个句子。"
paragraph = """这是一个段落。
包含了多个语句"""
Python语言的基础语法
Python 语言中的注释
在Python代码中加入必要的注释，使其具有较好的可读性。
注释分为两种，单行注释和多行注释。
1，单行注释：【 # 】开头
例如：
# 第一个注释
print ("Hello, Python!") # 第二个注释
2，多行注释：三个单引号【 ''' 】或三个双引号【 """ 】
但是引号的开始与结束必须是相同类型的，不支持嵌套使用
例如：
"""这是错误的
这是多行注释，使用双引号。
这是多行注释，使用双引号。
’‘’
'''这是正确的
这是多行注释，使用单引号。
这是多行注释，使用单引号。
'''
Python语言的基础语法
一个标准的完整的Python程序文件的头部，应有相关注释来记录编写者姓名，实现的功能和编写日期（修改日期）等重要信息。
Python 语言中的空行
1、函数之间或类的方法之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始
2、类和函数入口之间也可以用一行空行分隔，以突出函数入口的开始
注意：
1，空行与代码缩进不同，空行并不是Python语法的一部分。
2，空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码，便于日后代码的维护或重构
因此：空行也是程序代码的一部分
Python语言的基础语法
input()函数是Python语言中值的最基本输入方法，通过用户输入，接受一个标准输入数据，默认为 string 类型，基本用法：
object = input('提示信息')
object是需要接收用户输入的对象，提示信息的内容在函数执行时会显示在屏幕上，用于提示用户输入。提示信息可以为空，即括号内无内容，函数执行时不会提示信息。
Python语言的基础语法
input()函数的数据输入时默认为字符串类型，可以使用数据类型转换函数进行转换，如：
>>> age = input("请输入年龄:") #定义变量
请输入年龄:18 #执行，输入数值
>>> print(type(age)) #查看变量类型
#返回结果
>>> age = int(input("请输入年龄:")) #重置变量，嵌套整型转换
请输入年龄:18 #执行，输入数值
>>> print(type(age)) #查看变量类型
#返回结果
数据类型 类型标识符 类型说明及示例
整型
实型
字符串型
布尔型
列表
int
float
str
bool
list
数据序列，如[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21]
序列是Python中的内置数据结构，常见的序列有：列表、字典、元组。 所有的序列都有自己的索引，程序可以通过索引来访问对应的值。
整数，可任意大, 如2, -99
数学中的实数，如3.14、 2.318E+6
'Hello, world'、"中国"、 '520'
逻辑判断，True和False
Python语言的数据类型
试一试：确定数据类型
现实事物或现象 列举的数据 数据类型
实型float
字符串型str
列表型list
布尔型bool
体重
52.6
名字
"Sophia"
列出信号灯的三种颜色名称
['red', 'yellow', 'green']
按钮是否可用
True, False
整型int
倒计时的数字
10
Python语言的数据类型
运算符 表达式 示例 优先级
** x ** y 幂运算，5 ** 2 结果25 1
+ x + y 5 + 2结果7 2
- x - y 5 - 2结果3 2
* x * y 5 * 2结果10 2
/ x / y 除法，4 / 2结果2.0 2
// x // y 整除，5 // 2结果2 2
% x % y 取模，5 % 2结果1（5/2的余数） 2
Python语言的算术运算符
（1）+ 运算符：除了用于算术加法以外，还可以用于列表、元组、字符串的连接，但不支持不同类型的对象之间相加或连接。布尔型 True =1 False = 0
Python语言的算术运算符
（2）* 运算符：除了表示算术乘法，还可用于列表、元组、字符串这几个序列类型与整数的乘法，表示序列元素的重复，生成新的序列对象。
（3）运算符/和//: 在Python中分别表示算术除法和算术求整商.
（4）%运算符: 可以用于整数或实数的求余数运算。
Python语言的算术运算符
**
*、/ 、
// 、%
+ 、-
优先级高
优先级低
Python语言的算术运算符
2020年7月23日12时41分，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场发射升空，火箭飞行2167秒后，成功将执行我国首次火星任务的探测器——“天问一号”送入预定轨道。
请你编写程序，把以秒为单位的火箭飞行时间，转换为用“H : M : S”的格式来表示。
实践活动2：时间转换
分析
问题
设计
算法
编程
调试
分析问题：本问题的已知数据是什么？
火箭飞行2167秒
1小时 = 3600秒
1分钟 = 60秒
Python语言的算术运算符
分析问题：如何存储数据？
变量名 数据类型 含义
t 整型 火箭飞行时间（秒）
h 整型 转换为“H : M : S”格式中的小时H
m 整型 转换为“H : M : S”格式中的分钟M
s 整型 转换为“H : M : S”格式中的秒S
分析问题：如何使用数学表达式来建立计算模型？
h = t // 3600
m = (t – h * 3600) // 60
m = t % 3600 // 60
s = t % 60
Python语言的算术运算符
实践活动2：时间转换
实践活动2：时间转换
设计算法：
输出结果
输入数据
处理数据
Python语言的算术运算符
实践活动2：时间转换
编程调试
//整除
/除法
Python语言的算术运算符
实践活动2：时间转换
编程调试
将赋值语句t = 2167改为从键盘输入t，可将任意时间秒数转换为“H : M : S”的格式。
t = int(input())
t = 2167
Python语言的算术运算符
实践活动2：时间转换
t = int(input())
t = 2167
编程调试
Python语言的算术运算符
关系运算符
运算符 表达式 优先级 示例
> a>b 1 5>2结果为True
< a>= a>=b 1 5>=2结果为True
<= a<=b 1 5<=2结果为False
== a==b 2 5==2结果为False
!= a!=b 2 5!=2结果为True
“in”用来检查一个值是否包含在指定的序列中。P71
Python语言的关系运算符
赋值运算符
赋值运算符 描述
= 直接赋值
+= x+=y 相当于 x=x+y
-= X-=y 相当于 x=x-y
*= x*=y 相当于 x=x*y
/= x/=y 相当于 x=x/y
%= x%=y 相当于 x=x%y
假设n=4，当n+=1，则 当n-=1，就是
n=n+1
=5
n=n-1
=3
Python语言的关系运算符
逻辑运算符
运算符 描述 表达式 示例
not 非 not a not False 结果为True
and 与 a and b True and False 结果为False
or 或 a or b True or False 结果为True
优先级为是not>and>or
Python语言的逻辑运算符
试一试：字符串运算符
字符串操作符"+" ：
试一试：字符串运算符
字符串操作符"*" ：
试一试：写出Python语言表达式
问题描述 Python语言表达式
将两个字符串"加油！"和"中国"连成一个字符串
当发射物体的发射速度7.9km/s≤v<11.2km/s时，被发射物体将环绕地球运动，成为地球卫星
2 * a / (b + c)
v >= 7.9 and v < 11.2
或7.9 <= v < 11.2
"加油！"+"中国"
运算符的优先级
括号的运算级别最高
在Python中，单个常量或变量可以看作最简单的表达式，使用除赋值运算符之外的其他任意运算符和函数调用连接的式子也属于表达式
运算符优先级规则：算术运算符优先级最高，其次是成员测试运算符、关系运算符、逻辑运算符等，算术运算符遵循“先乘除，后加减”的基本运算原则。
1.有一个四位整数x，要得到该整数的百位，代码应如何写？
课堂练习
x//100%10
a=x//1000（千位）
b=x//100%10（百位）
c=x//10%10;（十位）
d=x%10;（个位）