资源简介

(共31张PPT)
项目7 程序设计基础
CONTENTS
目录
01
任务7.1 Python 概述
02
任务7.2 Python 基本数据类型
03
任务7.3 结构程序设计
思政目标
逻辑思维培养
学习程序设计，提升分析、设计与优化算法能力，解决复杂问题。
多素质提升
培养沟通、责任感、创新与道德，全面发展学生素质。
学习目标
Python安装
了解Python的多平台安装方法，配置环境变量，掌握IDLE和PyCharm等IDE的使用，实现Python程序的运行和调试。
数据类型掌握
熟悉Python中的数字、字符串、列表、元组、字典等基本数据类型，理解常量和变量的概念，熟练使用各种运算符进行数据处理。
结构程序设计
能够运用顺序、选择、循环三种基本结构，设计并实现简单的Python程序，如数据统计、文本处理等任务。
项目描述
程序设计概念
程序设计是创建可执行程序的过程，涵盖分析、设计、编码、调试与测试，为软件构造的核心。
基础知识重要性
掌握程序设计基础，如Python概述、数据类型及结构化编程，是信息时代必备技能，促进个人发展。
项目内容概览
本项目聚焦Python语言，深入讲解基本数据类型、结构化程序设计原理，助力编程能力提升。
结构程序设计
任务7.3
7.3.1 程序结构
程序结构
顺序结构、循环结构与分支结构是Python程序设计语言中的基本流程控制结构。
流程控制
通过使用if语句、for循环和while循环，Python能够实现条件判断和重复执行的逻辑控制。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
Python表达式
在Python中，表达式如算术运算、逻辑运算和成员运算等，是构建程序逻辑的基础，它们可以单独使用或嵌入语句中。
交互式指令
用户可通过输入如print()、input()等交互式指令，直接观察Python程序的运行结果，这有助于调试和理解程序流程。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
（1）表达式
数值表达式构成
由常量、数值变量、数值函数或矩阵通过运算符连接，形成数学关系式，支持基础数值运算。
符号表达式分类
分为符号函数与符号方程，由符号常量、变量、函数及运算符组合，用于符号运算与方程推导。
eval函数调用格式
eval(expression[, globals[, locals]])，通过字符串计算表达式，支持全局与局部命名空间参数配置。
程序表达式应用
Python程序同时使用数值表达式处理数学计算，符号表达式处理符号运算，两者均依赖运算符连接元素。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
（2）表达式语句
表达式语句由单个表达式构成，多行需续行符连接。
（3）逻辑表达式
逻辑表达式由表达式通过逻辑运算符连接，支持嵌套结构，遵循左结合性。
（4）赋值语句
将表达式的值赋值给变量构成赋值表达式。
（5）人机交互语句
input命令用于提示用户输入数据、字符串或表达式，格式为input([prompt])。
（6）顺序结构
顺序结构由多语句构成，以分号或换行分隔，按顺序执行。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
（7）选择结构
分支结构类型
程序分支结构分为单、二、多分支三种形式，依据条件判断选择执行路径，通过if-else语句实现逻辑分支控制。
单分支结构
if语句判断条件成立时执行代码块，格式要求末尾加冒号，通过缩进定义代码块范围，非零值触发语句组执行。
二分支结构
if-else结构根据条件真假执行不同分支，格式要求双冒号对齐，通过elif实现多条件判断，支持链式嵌套扩展。
多分支结构
elif语句实现多条件分级处理，需注意条件间的逻辑包含关系，else作为默认分支处理剩余所有情况。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
（8）循环结构
Python循环结构含for和while循环，循环体为重复执行的语句组。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
（9）for循环
for循环结构
for循环以for开头，迭代变量接收可迭代对象元素值，每次循环对应一个元素，else子句在循环正常结束时执行。
迭代变量说明
迭代变量如i，用于存储遍历到的元素值，遍历列表或字典时直接使用，变量名无特殊限制。
range函数应用
range生成数字序列，如range(5)输出0到4，用于控制循环次数，替代手动设置循环条件。
遍历数据结构
遍历列表或字典时，变量i依次获取元素，字符串遍历时按字符逐个处理，支持嵌套结构遍历。
7.3.1 程序结构：1.基本语句结构
（10）while循环
循环结构特点
while循环以表达式为控制核心，通过非零值持续执行，适用于未知次数的数值算法处理，与for循环具有功能等效性。
表达式控制机制
逻辑运算与关系运算构成循环判断依据，每次迭代前计算表达式值，非零则执行代码块，零值则终止循环流程。
循环应用对比
数值算法优先选用while结构，其动态判断特性可处理不定长数据，与for循环形成编程实现方式的互补关系。
7.3.1 程序结构
2.条件表达式
条件表达式通过"if"和"for"结构实现程序紧凑设计，简化条件赋值。
7.3.1 程序结构：3.嵌套循环
01
循环嵌套基础
Python允许在循环内部嵌入其他循环结构，形成多层循环嵌套，需注意内层循环应完整包裹于外层结构中。
02
结构规范
合理规划循环层级可提升代码效率，避免无限循环需谨慎设置终止条件，嵌套层级建议不超过三层。
03
（1）if 嵌套
if结构可嵌套使用，如单分支中嵌套二分支或两个二分支结构。
04
（2）for循环与if循环嵌套
在for循环中嵌套if... else循环的一般形式为：
7.3.2 程序的流程控制
循环控制命令
break用于立即终止当前循环，continue用于跳过后续代码并进入下一轮循环，return用于结束函数执行并返回值。
流程提示命令
pause用于暂停程序执行，echo用于显示批处理命令，error和warning分别用于输出错误与警告提示信息。
执行过程控制
通过组合break、continue等命令实现复杂流程控制，利用echo显示批处理执行过程，error和warning增强程序容错性。
1.break命令
break用于终止循环，与if连用，多层时仅终止内层。
7.3.2 程序的流程控制
2.暂停命令
暂停命令用于程序调试，按用户设定控制运行，函数见表。
3.continue命令
continue用于循环中，与if配合跳过当前迭代，继续下一轮判断。
4.return命令
return终止函数执行并返回，仅用于def函数内，否则报语法错误。
5.pass命令
pass语句用于程序占位，保持结构完整，为空主体提供框架。
7.3.3 程序调试处理错误
程序异常处理
掌握try-except语句，有效捕获并处理程序运行时的异常，确保程序稳定运行。
调试技巧
运用断点、日志和单元测试，定位并解决代码逻辑问题，提高程序的准确性和效率。
7.3.3 程序调试处理错误：1.错误和异常
Python 经常遇到两种错误：语法错误和异常
（1）语法错误
Python字符串定义缺失引号引发SyntaxError，修正后可解决。
7.3.3 程序调试处理错误：1.错误和异常
（2）异常信息
01
错误与异常区别
异常是Python对象，表示运行时错误。语法正确但执行出错时触发异常，如除零错误ZeroDivisionError。
02
常见异常类型
ZeroDivisionError为典型异常，表列举更多异常类型，涵盖除零、索引错误等常见运行时问题。
7.3.3 程序调试处理错误：2.异常捕获与处理
（1）try/except语句
异常处理基础
try-except结构用于捕获程序运行时异常，如语法错误、除零错误等，通过except块处理异常，但无法识别具体错误类型。
异常类型指定
通过except后指定异常名称，可精准捕获特定错误，如处理KeyError或TypeError，实现差异化的异常处理逻辑。
多分支异常处理
try-except-else结构支持多异常处理，当try块无异常时执行else代码，配合finally确保资源清理，形成完整异常处理链。
资源清理机制
try-finally结构无论是否发生异常都会执行finally代码，适用于文件关闭、连接释放等必须执行的收尾操作。
7.3.3 程序调试处理错误：2.异常捕获与处理
（2）raise语句
异常传递机制
调用无参数raise可将异常传递至调用栈上层，避免当前函数处理，需确保异常类型与上下文匹配。
异常类型指定
raise后接异常类名可触发指定异常，如raise NameError，用于主动抛出预设错误类型。
异常信息附加
raise支持附加描述信息，如raise ValueError("参数超出范围")，便于精准定位异常来源。
7.3.3 程序调试处理错误：2.异常捕获与处理
（3）assert函数
assert（断言）语句可以在条件不满足程序运行的情况下直接返回错误。其语法格式如下：
等价于：
7.3.3 程序调试处理错误
3.程序调试
程序调试常用两种方式：根据错误信息修改或设置断点。
“Debug Control（调试控制器）”对话框 IDLE Shell窗口
7.3.3 程序调试处理错误：4.断点调试
（1）添加断点
右键选Set Breakpoint，添加断点后行显黄标。
（2）程序调试
按下“F5”，开始调试程序。
添加断点
7.3.3 程序调试处理错误：4.断点调试
（3）调试设置
调试步骤说明
在“Debug Control”对话框中勾选Locals与Globals复选框，显示变量信息。调试结束后关闭对话框，IDLE Shell显示“[DEBUG OFF]”提示。
三角形类型判断逻辑
输入三边长度后，验证存在性及有效性。按公式判断锐角、直角、钝角类型，若不满足三角形条件则提示错误。
“Debug Control”对话框
实训 已知三角形三条线段的长度，判断三角形类型。
若一个三角形的三边a，b，c （ ） ，且三角形任意两边边长大于第三条边，满足：
，则这个三角形是锐角三角形；
，则这个三角形是直角三角形；
，则这个三角形是钝角三角形。
THE END
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