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第10章　绪论、Python基础
知识与技能要点 考试条目 考试水平 (A/B/C/D) 复习建议
程序设计 语言概述 1.程序与算法 B 本章节内容在职教高考中常以选择题、填空题的形式呈现,难度中等。建议在复习时重点把握Python 的发展、特点和应用、变量及表达式计算等重要知识点。
2.程序设计语言 A 3.程序的执行方式 B Python 概述 1.Python 的发展、特点和应用 A 2.Python 的开发环境 A 3.Python 的运行环境 A Python 语法基础 1.变量与常量 C 2.运算符与表达式 C 3.语句 B 1.程序与算法(B)
程序(program)是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。算法在描述上一般使用半形式化的语言而程序是用形式化的计算机语言描述的。
考点1
程序设计语言概述
备考讲义
二者区别与联系：
算法是解决问题的步骤,程序是算法的代码实现。算法要依靠程序来完成功能,程序需要算法作为灵魂。算法和程序都是指令的有限序列,但是程序是算法,而算法不一定是程序。程序=数据结构+算法。
2.程序设计语言(A)
程序语言是用来编写计算机程序的形式语言,用于向计算机发出指令,是程序设计的具体实现方式。程序语言种类繁多,可以分为机器语言、汇编语言和高级语言。
(1)机器语言：由二进制代码0和1表示,它是一种机器指令的集合,能被计算机直接理解和执行。
(2)汇编语言：又称符号语言。在不同的设备中,汇编语言对应着不同的机器语言指令集,它通常被应用在对速度要求高或与硬件联系紧密的场合,如各类智能芯片中。
(3)高级语言：它的语法和结构与人类语言更为相似,且与计算机硬件结构及指令系统无关,所以目前大多数程序员选择使用高级语言。
目前流行的高级语言有：C、C++、Java、Python等。
3.程序的执行方式(B)
程序的执行方式分为编译执行和解释执行。
(1)编译执行：把源程序翻译成机器语言,然后执行。
(2)解释执行：把一行源程序翻译成机器语言,然后执行,接着将下一行源程序翻译成机器语言,然后再执行。
(3)Python的解释器是Python程序的核心组件,它能够将Python源代码解释为机器代码。Python解释器有两种类型：交互式解释器和脚本解释器。当Python程序运行时,它首先会被解释器解释为字节码,再将字节码加载到内存中,并依次执行每一条指令。
例1　(改编)程序语言可以分为机器语言、汇编语言和________。
【答案】 高级语言
【试题分析】 本题主要考查程序语言的种类,做好本题需要识记程序语言的分类。
【解析】 程序语言是用来编写计算机程序的形式语言,用于向计算机发出指令。因程序语言种类繁多,可以分为机器语言、汇编语言和高级语言。故填高级语言。
1.Python的发展、特点和应用(A)
Python是一种面向对象的解释型编程语言,由荷兰人Guido van Rossum(吉多·范·罗苏姆)于1989年发明,第一个公开发行版于1991年发行。
考点2
Python概述
备考讲义
Python语法简洁、清晰,并具有一组功能丰富且强大的类库。Python常被称为“胶水”语言,它能够把用其他语言制作的模块组合在一起。
(1)Python的发展历史
在1989年圣诞节,Guido在阿姆斯特丹开发了一种新的编程语言Python,作为ABC语言的一种继承,之所以用 Python(通称“大蟒蛇”)作为该编程语言的名字,是因为Guido是Monty Python喜剧团的爱好者。就这样,Python在Guido手中诞生了,并且结合了Unix shell和C的习惯。
1991年,第一个Python编译器诞生。
2000年10月,发布Python 2.0版本。
2008年12月,发布Python 3.0版本。
2018年,发布Python 3.7版本。
2019年,发布Python 3.8版本。
2020年,发布Python 3.9版本。
2021年,发布Python 3.10版本。
Python 3.11 版本开始于 2021 年 5 月,在 2022 年 10 月正式发布了最终版本。
(2)Python语言的特点
①简单易学：
Python是一种代表简单言义思想的语言。它采用强制缩进的方式使得代码具有较好的可读性。Python语言编写程序时,无须考虑底层的细节,这使得编程人员能够专注于问题本身,从而找到更好的解决办法。
②免费开源：
Python的使用者可以自由地发布这个软件的拷贝,阅读它的源代码,对它做改动,把它的一部分用于新的软件中。
③类库丰富：
Python标准库非常庞大,覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等操作。很多功能开发不必从零编写,直接使用现成的库即可。
④可扩展性：
若需要运行速度很快的关键代码或者希望某些算法不被公开,就可以把部分程序用C或C++语言编写,然后在Python程序中调用。
⑤解释性：
在计算机内部,Python解释器把源代码转换成字节码的中间形式,然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。
⑥可移植性：
由于Python的开源性,它可以被移植到多个平台上,如Linux,Windows,Macintosh,Android等。
⑦可嵌入性：
可以把Python程序嵌入到C或C++程序中,从而向应用程序提供脚本功能。
(3)Python的应用领域
①Web应用开发：
Python Web开发中,服务端程序可以分为两个部分,一是服务器程序,二是应用程序。前者负责对客户端请求进行接收和整理,后者负责具体的逻辑处理。
②图形界面开发：
Python可编写多种图形用户界面(GUI),Python支持多种图形界面的库,包括tkinter,PyGTK,PyQT等。
③系统网络运维：
运维管理系统有大量重复性的工作,用Python语言编写的系统管理脚本,在可读性、性能、代码重用度、扩展性等方面都优于普通的Shell脚本。在提高工作效率,使工作尽可能自动化方面,Python将是一门非常合适的语言。
④科学与数学计算：
Python被广泛应用于科学和数学计算中,如生物信息学,物理,建筑,图像可视化分析等。
⑤网络编程：
Python对于底层网络的支持很完善,常被用于编写服务器程序、网络爬虫等。
⑥3D游戏开发：
游戏中的逻辑和服务器一般使用Python或Lua编写。Python还有很好的3D渲染和游戏开发框架(PyGame,Pykyra)功能。
2.Python 的开发环境(A)
Python是跨平台的编程语言,可以在不同的操作系统上运行。然而,在不同的操作系统中搭建Python开发环境的方法也是有区别的。下面介绍在Windows系统中搭建Python开发环境的方法,我们以Python 3.6版本为例。
步骤1：访问https：//www.Python.org/downloads/windows/,下载Windows环境下的Python安装程序,根据操作系统位数(32位或64位操作系统)选择合适的安装程序进行下载。
步骤2：打开下载的Python安装程序后,首先勾选“Add Python 3.6 to PATH”复选框(将Python添加到系统环境变量中),然后选择自定义安装或默认安装。本例选择自定义安装,如图10—1所示。
图10—1　安装向导
提示：如果安装时没有勾选“Add Python 3.6 to PATH”复选框,那么系统就无法自动完成环境变量的配置,读者需要在安装完成后手动配置环境变量,将Python的安装路径添加到环境变量中。
步骤3：在打开的对话框中选择Python提供的工具包,一般保持默认的全部选中,然后单击“Next”按钮。
步骤4：在打开的对话框中勾选第一项“Install for all users(为所有用户安装)”,然后单击“Browse”按钮选择安装目录,最后单击“Install”按钮。
步骤5：开始安装并显示安装进度。安装成功后,单击“Close”按钮关闭对话框即可。
步骤6：检查Python是否安装成功。打开命令提示符(cmd)窗口,执行“Python”命令。如果出现类似图10—2所示结果,就表示Python安装成功。
图10—2　安装成功
3.Python 的运行环境(A)
Python自带的集成开发环境IDLE(Integrated Development and Learning Environment,集成开发和学习环境),日常开发中编写的大部分程序都直接在编辑器中运行,但是,在某些情况下需要直接运行既有程序,打开所需运行的程序文件,选择菜单“Run”->“Run Module”,或者按快捷键F5即可运行。或者在命令行模式下运行程序。本节介绍在命令行模式下运行Python程序的两种方式。
(1)命令行模式下运行既有程序
打开命令行窗口,把当前目录切换到“1-1.py”文件所在的目录下,输入命令“Python 1-1.py”即可运行程序,运行结果如图10—3所示。
图10—3　程序运行界面
(2)交互模式下直接运行代码
在命令行模式下输入“Python”,可以进入到Python交互模式,如图10—4所示。
图10—4　从命令行进入交互模式
也可以直接通过“开始”菜单选择“Python 3.6”菜单项,直接进入Python交互模式,如图10—5所示。
图10—5　从菜单进入交互模式
在Python交互模式的提示符“>>>”下,直接输入“print(“hello world!”)”,按回车键,就可以立刻得到运行结果。在Python交互模式下输入“exit()”并按回车键,即可退出Python交互模式,并回到命令行模式。
例2　(改编)________年,发布了Python 3.0版本。
【答案】 2008
【试题分析】 本题主要考查Python的发展历史。
【解析】 从Python的发展历史中可以知道2008年12月,发布了Python 3.0版本。故填2008。
例3　(改编)简述Python的应用领域。
【答案】 ①web应用开发　②图形界面开发　③系统网络运维　④科学与数学计算　⑤网络编程　⑥3D游戏开发
【试题分析】 本题主要考查Python的应用领域,做好本题需要识记该语言的应用领域即可。
【解析】 从Python的应用领域介绍中知道,Python被用于以下几个方面①web应用开发;②图形界面开发;③系统网络运维;④科学与数学计算;⑤网络编程;⑥3D游戏开发。
1.变量与常量(C)
(1)变量与常量的概念
计算机要完成相应的指令,就需要使用数据来承载各类信息,在计算机中,数据以常量和变量两种形式呈现给用户。
考点3
Python语法基础
备考讲义
常量：指在程序运行过程中其值保持不变的量。一般约定使用大写字母表示常量。
变量：指在程序运行过程中其值会发生变化的量。每个变量在使用前必须先赋值才能被使用。
(2)变量的命名
①命名规则：
a.只能包含字母、数字和下划线。
b.不能以数字开头。
c.英文字母区分大小写,如book和Book是两个不同的变量。
②注意事项：
要以“见名知意”的原则来命名变量,并遵循以下命名规范。
a.大驼峰命名法：每一个单词首字母大写,如MyName。
b.小驼峰命名法：第一个单词首字母小写,其余单词首字母大写,如myName。
c.下划线命名法：单词之间以下划线相连,如my_name。
d.不能使用系统关键字作为变量名。
e.不建议使用系统内置函数名、类型名、模块名来定义变量。
(3)赋值
在Python程序执行过程中,变量可以被赋予不同类型的值,赋值的同时也改变了变量的类型。
①变量赋值：
Python 中的变量赋值不需要类型声明。向变量赋值时,Python 会自动声明变量类型,赋值运算符“=”用于为变量赋值。赋值运算符左侧是变量的名称,而赋值运算符右侧是将要存储在变量中的值。
变量使用前必须先赋值,因为变量只有在赋值后才会被创建。
例如：
a=0.1　　　　#创建变量a,赋值为0.1
②多个变量赋值：
Python允许同时为多个变量赋值。
例如：
a=b=c=1　　　#同时将1赋值给变量a,b和c
相当于分别为变量a,b和c赋值,即：
a=1
b=1
c=1
也可以同时为多个变量赋不同的值。
例如：
a,b,c=1,2,“hello”
作用是创建了两个整型对象1,2和一个字符串对象“hello”,将这三个对象分别赋值给变量a,b和c。相当于：
a=1
b=2
c=“hello”
(4)其他
Python 中的变量赋值不需要显式地进行类型声明,但它会根据赋值或运算的结果自动判断变量的类型。
定义了变量后,变量就具备三个特征：标识、类型、值。获取以上三个特征的方法分别是：id(变量名),type(变量名),变量名。
2.运算符与表达式(C)
运算符：用于连接表达式中各种类型的数字、变量等操作数的符号,其作用是指明对操作数所执行的运算类型。
表达式：由数字、运算符、数字分组符号(括号)和变量等组合而成的有意义的式子。
Python支持多种类型的运算符,包括算术运算符、赋值运算符、比较(关系)运算符、逻辑运算符、成员运算符、身份运算符和位运算符。
(1)算术运算符
Python提供了7个基本的算术运算符,其运算方式与数学中运算方式基本类似。
表10—1　算术运算符
运算符 名　称 说　明 示　例
+ 加法运算 将运算符两边的操作数相加 3+4=7
- 减法运算 将运算符左边的操作数减去右边的操作数 3 - 4=-1
* 乘法运算 将运算符两边的操作数相乘 3 * 4=12
/ 除法运算 将运算符左边的操作数除以右边的操作数 3 / 4=0.75
运算符 名　称 说　明 示　例
% 模运算 返回除法运算的余数 3 % 4=3
** 幂 (乘方运算) 表达式x**y,则返回x的y次幂 3 ** 4=81
// 整除 返回商的整数部分。如果其中一个操作数为负数,则结果为负数 3 // 4=0
4 // 3=1
-4 // 3=-1
(2)赋值运算符
赋值运算符用来给变量赋值,Python提供的赋值运算符可分为简单赋值与复合赋值两大类。
a+=b　 #相当于a=a+b
a -=b #相当于a=a - b
a *=b #相当于a=a * b
a /=b #相当于a=a / b
a %=b #相当于a=a % b
a **=b #相当于a=a ** b
a //=b #相当于a=a // b
(3)关系运算符
关系运算符又称比较运算符,用于比较运算符两侧的值,比较的结果是一个布尔值,即真或假。
运算符 含义 优先级
> 大于 优先级相同(高)
>= 大于等于 < 小于 <= 小于等于 == 等于 优先级相同(低)
!= 不等于 (4)逻辑运算符
Python的逻辑运算符包括and(与)、or(或)、not(非)3种,Python中逻辑运算的返回值不一定是布尔值。在Python中,当参与逻辑运算的数值为0时,则把它看作逻辑“假”,而将所有非0的数值都看作逻辑“真”。
运算符 含　义 举　例 说　明
and 与 x and y 如果x为False,无需计算y的值,返回值为x;否则返回y的值
or 或 x or y 如果x为True,无需计算y的值,返回值为x;否则返回y的值
not 非 not x 如果x为True,返回值为False;如果x为False,返回值为True
(5)成员运算符
成员运算符用于判断一个元素是否在某个序列中,如字符串、列表、元组等。
运算符 举　例 说　明
in x in y 在y中找到x的值返回True;否则返回False
not in x not in y 在y中未找到x的值返回True;否则返回False
(6)身份运算符
身份运算符用来判断两个变量的引用对象是否指向同一个内存对象。
运算符 举　例 说　明
is x is y 如果x和y引用的是同一个对象则返回True;否则返回False
is not x is not y 如果x和y引用的不是同一个对象则返回True;否则返回False
(7)位运算符
所谓位运算是指进行二进制位的运算。
运算符 名　称 说　明
& 按位与 只有对应的两个二进制位均为1时,结果才为1;否则为0
| 按位或 只要对应的两个二进制位有一个为1时,结果就为1
^ 按位异或 对应的两个二进制位不同时,结果为1;否则为0
运算符 名　称 说　明
~ 取反 对每个二进制位取反
<< 左移 左操作数的二进制位全部左移,由右操作数决定移动的位数,移出位删掉,移进的位补零
>> 右移 左操作数的二进制位全部右移,由右操作数决定移动的位数,移出位删掉,移进的位补零
(8)运算符优先级
优先级顺序 运算符 说　明
1 ** 指数(次幂)运算
2 ~　+　- 取反、正号运算和负号运算
3 *　/　%　// 乘,除,取模和取整除运算
4 +　- 加法、减法运算
5 >>　<< 右移,左移运算
优先级顺序 运算符 说　明
6 & 按位与运算
7 ^　| 按位异或和按位或运算
8 <=　<　>　>= 比较运算
9 ==　!= 等于和不等于运算
10 =　%=　/=　//=　-=　+=　*=　**= 赋值运算
11 is　is not 身份运算
12 in　not in 成员运算
13 not　and　or 逻辑运算
3.语句(B)
(1)注释
任何一种语言都有一些约定俗成的编写规范,Python程序也不例外。一个好的、有使用价值的源程序都应加上必要的注释,以提高程序的可读性。
注释是用英文、中文或其他自然语言写的一行或多行的说明性文字。Python允许有多种注释方式,常用的包括单行注释和多行注释两种。
①单行注释：
这种注释可以单独占一行,也可以出现在一行语句结束的右侧。这种注释以“#”开始,以换行符结束。例如：
print(“hello!”)　#输出hello!
②多行注释：
以三对引号(单引号或双引号)开始,同样以三对引号(单引号或双引号)结束。例如：
'''Python多行注释符
……
三对单引号示例'''
print(“三对单引号已成功注释”)
(2)缩进
Python依靠代码块的缩进来体现代码之间的逻辑关系。例如,对于选择结构来说,行尾的冒号以及下一行的缩进表示一个代码块的开始,而缩进结束则表示一个代码块的结束。
在Python中最好使用2个空格、4个空格或单个制表符进行悬挂式缩进,并且同一级别的代码块的缩进量必须相同,但不能混用。例如：
a=3　　　　　 #a赋值为3
b=2 #b赋值为2
if　a>b： #如果a>b
　 print(a)　 #输出a的值
else： #否则
　 print(b)　 #输出b的值
(3)语句换行
Python建议每行代码长度不要超过80个字符。对于过长的代码,建议进行换行。换行有以下两种方式。
①在行尾使用续行符“\\”来表示下面紧接的一行仍属于当前语句。例如：
test=“https：//www.Python.\\
org/downloads/\\
Windows/”
等同于：
test=“https：//www.Python.org/downloads/windows/"
②根据Python会将圆括号中的行隐式连接起来这个特点,可以使用圆括号包含多行内容。例如,上述语句又可用以下形式表示：
test=(“https：//www.Python.
org/downloads/
Windows/”)
提示：需要注意的是,在[ ]、{ }或(　　)中的语句,都可以直接换行。
③其他：
在Python使用必要的空格与空行可以增强代码的可读性。一般来说,运算符两侧、函数参数之间、逗号后面建议使用空格进行分隔。而不同功能的代码块之间、不同的函数定义之间,以及不同的类定义之间则建议增加一个空行,以提高程序的可读性。
(3)输入
在程序设计中,有时需要输入与输出信息,Python提供了input()函数与print()函数用于信息输入与输出。
Python提供了input()函数用于获取用户键盘输入的字符。input()函数让程序暂停运行,等待用户输入数据,当获取用户输入的信息后,Python将其以字符串的形式存储在一个变量中,方便后面使用。
input()函数的语法格式：
　　input([提示信息])
①使用input()函数输入单个数据：
str=input(“请输入提示信息：”)
print(str)
print(type(str))
x=int(input(“请输入x的值：”))
print(x)
print(type(x))
②使用input()函数输入多个数据：
str 1,str 2=input(“请输入两个学生姓名,用空格隔开：”)
print(“第一个学生的姓名是：”,str 1)
print(“第二个学生的姓名是：”,str 2)
提示：可使用int()函数、float()函数和eval()函数将输入的字符串转化为相应的数据类型。
(4)输出
在Python中通常使用print()函数进行输出。
print()函数的语法格式：
print(value,…,sep=“,end='\\n',file=sys.stdout,flush=False)
参数说明：
Value：表示输出的对象,输出多个对象时,需要用逗号分隔。
sep：可选关键字参数用于在值之间插入字符串,默认插入空格。
end：可选关键字参数用于在最后一个值后附加字符串,默认值是换行符\\n。
file：表示要写入的文件对象。
①直接输出：
print(“hello　Python!”)
②带变量的输出：
name=“Tom”
print(“His name is”,name)
③多个变量的输出：
a=“hello”
b=“Python”
print(a,b)
③用其他符号分隔：
print(“192”,“168”,“0”,“128”,sep=“.”)
提示：
a.输出字符串时可用单引号或双引号括起来。
b.输出变量时,可不加引号。
c.变量与字符串同时输出或多个变量同时输出时,需用“,”隔开各项。
d.Print()默认输出是换行的,如果要实现不换行需要在变量末尾加上“end=‘’”。
例4　(改编)a+=3与下列哪个选项功能相同(　　　)
A.a=a+3 B.a=3
C.a=a-3 D.a=a+3+3
【答案】 A
【试题分析】 本题主要考查复合赋值运算符,做好本题需要掌握复合赋值运算符的使用方法。
【解析】 a+=3等同于a=a+3。故选A。
例5　(原创)下列选项中不可以作为合法变量名的是(　　　)
A.ab0 B.I'm
C.a_3 D.计算机专业
【答案】 B
【试题分析】 本题主要考查变量的命名规则,做好本题需要掌握变量的命名规则。
【解析】 变量的命名规则为：只能包含字母、数字和下划线。不能以数字开头,英文字母区分大小写。B项中含有单引号字符“,”,故选B。
变式训练1　Python表达式5%-4的值为________。
-3
【试题分析】 本题考查运算符中的求模运算。
【解析】 这题是异号求模运算,先求5%4结果为1,再用4-1=3,由于第2个数为负数,所以此题的运算结果为-3。
变式训练2　下列表达式的值为True的是(　　　)
A.3>2>2 B.2!=5 or 0
C.5+4j>2-3j D.1 and 5==0
B
【试题分析】 本题考查运算符的混合运算。
【解析】 A项等同于3>2 and 2>2,计算后的结果为False；B项结果为True；C项是复数,两个复数不能比较大小,故而报错；D项结果为False；故选B。
一、填空题
1.Python内置的集成开发环境是________。
IDLE
2.查看变量类型的Python内置函数是__________。
type()
3.Python表达式15-2*5>7*3/2 or“XY”!=“xyz” and not
(10+3>18/2)的值为__________。
False　
4.已知x=3,y=4那么执行语句x*=x+y之后,x的值为________。
21
二、单项选择题
5.语句eval('2+2/5')执行后的输出结果是(　　　)
A.2.4 B.2
C.2+2/5 D.'2+2/5'
A
6.下列表达式中,值不是1的是(　　　)
A.~1 B.15 % 2
C.1^0 D.4//3
A
7.下列不合法的表达式是(　　　)
A.x in [1,2,3,] B.x-6>5
C.e>5 and 4==f D.3=a
D
8.表达式“[3] in [1,2,3,4]”的值为(　　　)
A.True B.False
C.3 D.[3]
B
9.在Python 3.x中,print(1,2,3,sep='：')的输出结果为(　　　)
A.1,2,3 B.123
C.1∶2∶3 D.1;2;3
C
10.在以下叙述中正确的是(　　　)
A.Python 3.x与Python 2.x兼容
B.Python语句只能以程序方式执行
C.Python是解释型语言
D.Python语言出现得晚,具有其他高级语言的一切优点
C
11.下列选项中合法的标识符是(　　　)
A.if B.break
C._ab D.7ab
C
12.在Python表达式中,可以使用________控制运算的优先顺
序。(　　　)
A.圆括号(　　) B.方括号[]
C.大括号{} D.尖括号<>
A
13.Python中的单行注释是以________开始。(　　　)
A.* B.//
C.“” D.#
D
14.在Python中,注释一般用于(　　　)
A.标明作者和版权信息 B.辅助程序调试
C.解释代码原理及用途 D.以上说法均正确
D
15.在Python 3.x中,下列输出变量x的正确写法是(　　　)
A.printx B.print(x)
C.print“x” D.print(“x”)
B
16.分析下列语句,执行后的运行结果是(　　　)
x=y=10
x,y,z=5,x+3,x+5
print(x,y,z)
A.10　10　10 B.10　13　15
C.5　13　15 D.5　3　5
C

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