Python程序設計-從基礎開發(fā)到數據分析(第2版)-微課版 課件全套 夏敏捷 第1-17章 Python語言介紹- Python數據分析

Python程序設計—從基礎到開發(fā)

第1章Python語言介紹1.1Python語言簡介1.2安裝與配置Python環(huán)境1.3Python開發(fā)環(huán)境IDLE簡介1.4Python基本輸入輸出1.5Python代碼規(guī)范1.6使用幫助1.1Python語言簡介Python是一種面向對象、解釋型計算機程序設計語言，由荷蘭人GuidovanRossum于1989年底發(fā)明，第一個公開發(fā)行版發(fā)行于1991年，Python源代碼同樣遵循GPL(GNUGeneralPublicLicense)協議。Python語法簡潔而清晰，具有豐富和強大的類庫。它常被昵稱為膠水語言，能夠把用其他語言制作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕松地聯結在一起。正因為Python語言的簡潔、優(yōu)雅、開發(fā)效率高，它常被用于網站開發(fā)，網絡編程，圖形處理，黑客編程等等。Python由荷蘭的GuidovanRossum設計。Python第一個版本于1991年初公開發(fā)行。。Python2.0于2000年10月發(fā)布，增加了許多新的語言特性。Python3.0于2008年12月發(fā)布，此版本不完全兼容Python2.0，導致Python2.0與Python3.0不兼容。Python3.5在2015年9月發(fā)布Python3.6正式版在2016年12月發(fā)布，主要的新特性包括：async和await關鍵字可用于生成器和推導；改善CPython實現，在不破壞兼容性的情況下降低內存占用和提高速度；可插拔支持JIT、跟蹤器和調試器；引入新的字符串和數字格式，為變量加入類型注釋，簡化定制子類創(chuàng)建的方法，等等。Python語言的發(fā)展歷史TIOBE2016年8月編程語言排行榜TIOBE2021年2月編程語言排行榜是一種面向對象、解釋型計算機程序設計語言純粹的自由軟件Python語法簡潔清晰，用空格(space)作為語句縮進Python具有豐富和強大的庫。它常被昵稱為膠水語言，能夠把用其他語言制作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕松地聯結在一起。Python快速生成程序的原型封裝Python可以調用的擴展類庫跨平臺，程序無需修改在Windows、Linux、Unix、Mac等操作系統(tǒng)上使用支持函數式編程函數式編程什么是函數式編程？在維基百科中給出了詳細的定義，函數式編程（英語：functionalprogramming）或稱函數程序設計，又稱泛函編程，是一種編程范型，它將電腦運算視為數學上的函數計算，并且避免使用程序狀態(tài)以及易變對象。函數編程語言最重要的基礎是λ演算（lambdacalculus）。而且λ演算的函數可以接受函數當作輸入（引數）和輸出（傳出值）。主要思想是把運算過程盡量寫成一系列嵌套的函數調用。函數式編程函數式編程的特點：1.把計算視為函數而非指令2.純函數式編程：不需要變量，沒有副作用，測試簡單3.支持高階函數，代碼簡潔Python支持的函數式編程：不是純函數式編程：允許有變量支持高階函數：函數也可以作為變量傳入支持閉包：有了閉包就能返回函數有限度地支持匿名函數高階函數（能接受函數做參數的函數）Map()是python內置的高階函數，它接受一個函數f和一個list；它通過把f分別作用在每一個list元素上，得到一個新的iterator（新list）

并返回。Web開發(fā)，基于python的優(yōu)秀web框架如Django網絡編程，網頁解析，如爬蟲程序開發(fā)科學計算，各種實驗數據的處理以及相關實驗模擬等，機器學習等數據庫應用多媒體開發(fā)電子游戲開發(fā)需要什么應用就能找到什么庫應用領域1.1.3Python語言的應用領域1．Web開發(fā)Python語言支持Web網站開發(fā)，比較流行的開發(fā)框架有web2py、django等。許多大型網站就是用Python開發(fā)的，例如YouTube、Instagram，還有國內的豆瓣。很多大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美國航空航天局）都大量地使用Python。

利用py2exe模塊可以將Python程序轉換為.exe可執(zhí)行程序，使得Python程序可以脫離Python系統(tǒng)環(huán)境來運行。2．網絡編程

Python語言提供了socket模塊，對Socket接口進行了二次封裝，支持Socket接口的訪問；還提供了urllib、cookielib、httplib、scrapy等大量模塊，用于對網頁內容進行讀取和處理，并結合多線程編程以及其他有關模塊可以快速開發(fā)網頁爬蟲之類的應用程序。3．科學計算與數據可視化

Python中用于科學計算與數據可視化的模塊有很多，例如NumPy、SciPy、SymPy、Matplotlib、Traits、TraitsUI、Chaco、TVTK、Mayavi、VPython、OpenCV等，涉及的應用領域包括數值計算、符號計算、二維圖表、三維數據可視化、三維動畫演示、圖像處理以及界面設計等。

4．數據庫應用

Python數據庫模塊有很多，例如，可以通過內置的sqlite3模塊訪問SQLite數據庫，使用pywin32模塊訪問Access數據庫，使用pymysql模塊訪問MySQL數據庫，使用pywin32和pymssql模塊來訪問SQLSever數據庫。5．多媒體開發(fā)

PyMedia模塊是一個用于多媒體操作的Python模塊，可以對包括WAV、MP3、AVI等多媒體格式文件進行編碼、解碼和播放；PyOpenGL模塊封裝了OpenGL應用程序編程接口，通過該模塊可在Python程序中集成二維或三維圖形；PIL（PythonImagingLibrary，Python圖形庫）為Python提供了強大的圖像處理功能，并提供廣泛的圖像文件格式支持。6．電子游戲應用

Pygame就是用來開發(fā)電子游戲軟件的Python模塊，在SDL庫的基礎上開發(fā)，可以支持多個操作系統(tǒng)。使用Pygame模塊，可以在Python程序中創(chuàng)建功能豐富的游戲和多媒體程序。目前使用Python的企業(yè)Google在其網絡搜索系統(tǒng)中廣泛應用了Python，并且聘用了Python的創(chuàng)作者。YouTube視頻分享服務大部分是由Python編寫的。流行的P2P文件分享系統(tǒng)Bittorrent是一個Python程序。Intel、Cisco、Hewlett-Packard、Seagate、Qualcomm和IBM使用Python進行硬件測試。IndustrialLight&Magic、Pixar等公司使用Python制作動畫電影。NASA、LosAlamos、Fermilab、JPL等使用Python實現科學計算任務。IRobot使用Python開發(fā)了商業(yè)機器人真空吸塵器。ESRI在其流行的GIS地圖產品中使用Python作為終端用戶的定制工具。NSA在加密和智能分析中使用Python。Python缺點任何編程語言都有缺點，Python缺點主要有：（1）運行速度慢。（2）代碼不能加密。（3）用縮進來區(qū)分語句關系的方式還是給很多初學者帶來了困惑。即便是很有經驗的Python程序員也可能陷入陷阱當中。最常見的情況是tab和空格的混用會導致錯誤。1.2安裝與配置Python環(huán)境1.2安裝與配置Python環(huán)境1.2.2運行Python安裝成功后，cmd打開命令提示符窗口，敲入python后，會出現圖1-2命令提示符窗口。在窗口中看到python的版本信息的畫面，就說明Python安裝成功。1.3Python開發(fā)環(huán)境IDLE簡介1.3.1IDLE的啟動安裝Python后，我們可以從“開始”菜單→“所有程序”→“Python3.7”→“IDLE（Python3.7）”來啟動IDLE。Python的命令執(zhí)行方式

啟動Python解釋器后，可以直接在其提示符（>>>）后輸入語句。例如，先在提示符>>>后輸入一個輸出語句，下一行將接著輸出結果。>>>print("Hello,World!")Hello,World!>>>print(1+3/4)1.751.3.2利用IDLE創(chuàng)建Python程序可在IDLE界面中使用菜單“File”→“NewFile”命令啟動編輯器（圖1-4所示），來創(chuàng)建一個程序文件，輸入代碼并保存為文件（務必要保證擴展名為“.py”）。p=input("Pleaseinputyourpassword:\n")ifp!="123":print("passworderror！")1.3.2利用IDLE創(chuàng)建Python程序Python程序員通常選用第三方集成開發(fā)環(huán)境（IDE，IntegratedDevelopmentEnvironment）進行程序設計。常用的IDE有Notepad++，PyScripter，PyCharm，EclipsewithPyDev，Komodo，WingIDE等，它們通常具有一些自動代碼完成、參數提示、代碼錯誤檢查等功能1.3.3IDLE常用編輯功能對于“Format”菜單，常用的選項及解釋如下所示：Indentregion：使所選內容右移一級，即增加縮進量。Dedentregion：使所選內容組左移一級，即減少縮進量。Commentoutregion：將所選內容變成注釋。Uncommentregion：去除所選內容每行前面的注釋符。Newindentwidth：重新設定制表位縮進寬度，范圍2～16，寬度為2相當于1個空格。Expandword：單詞自動完成。Toggletabs：打開或關閉制表位。1.3.4在IDLE中運行和調試程序1．運行Python程序要使用IDLE執(zhí)行程序的話，可以從“Run”菜單中選擇“RunModule”菜單項（或按F5鍵）2．使用IDLE的調試器在“PythonShell”窗口中單擊“Debug”菜單中的“Debugger”菜單項，就可以啟動IDLE的交互式調試器。這時，IDLE會打開圖1-6的“DebugControl”窗口，并在“PythonShell”窗口中輸出“[DEBUGON]”并后跟一個“>>>”提示符。這樣，我們就能像平時那樣使用這個“PythonShell”窗口了，只不過現在輸入的任何命令都是允許在調試器下。在“DebugControl”窗口查看局部變量和全局變量等有關內容。1.3.4在IDLE中運行和調試程序>>>[DEBUGON]>>>x=3單擊GO[DEBUGON]>>>y=4單擊GO[DEBUGON]>>>z=5[DEBUGON]>>>常用的Python第三方編輯器Python程序員通常選用第三方集成開發(fā)環(huán)境（IDE，IntegratedDevelopmentEnvironment）進行程序設計。常用的IDE有Notepad++，PyScripter，PyCharm，EclipsewithPyDev，Anaconda3，WingIDE,Visualstudio.NET等，它們通常具有一些自動代碼完成、參數提示、代碼錯誤檢查等功能PyScript2.6

綠色軟件，支持python3.4，支持64bit，良好代碼提示，支持中文，免費PyScript使用中文編碼的設置PyCharm

支持python3.x，良好代碼提示，中文編碼不需設置，免費版Python功能齊全但菜單為英文pipinstallpygamepipinstall***.whl(離線包）1.4Python基本輸入輸出1.4.1Python基本輸入輸入是通過input()函數來實現的，input()的一般格式為：a=input('提示：')基本輸入如果需要輸入整數或小數，則需要使用int或float函數進行轉。例如：

1.4Python基本輸入輸出1.4.2Python基本輸出Python2.7和Python3.5的輸出方法也不完全一致。在Python2.7中，使用print語句進行輸出，而Python3.5中使用print()函數進行輸出。foriinrange(10,20):print(i,end='

') Python基本輸出Python基本輸出1.5Python代碼規(guī)范（1）縮進Python程序是依靠代碼塊的縮進來體現代碼之間的邏輯關系的（2）注釋方法一：以#開始，表示本行#之后的內容為注釋。#循環(huán)輸出0到9數字foriinrange(10):print(i,end='')方法二：包含在一對三引號'''...'''或"""..."""之間且不屬于任何語句的內容將被解釋器認為是注釋。1.5Python代碼規(guī)范（3）每個import只導入一個模塊。而不要一次導入多個模塊。（4）如果一行語句太長，可以在行尾加上反斜杠“\”來換行分成多行，但是更建議使用括號來包含多行內容。（5）必要的空格與空行運算符兩側、函數參數之間、逗號兩側建議使用空格分開。不同功能的代碼塊之間、不同的函數定義之間建議增加一個空行以增加可讀性。（6）常量名所有字母大寫，由下劃線連接各個單詞。類名首字母大寫。1.6使用幫助使用格式如下：help(對象)下面分3種情況進行說明。1．查看內置函數和類型的幫助信息>>>help(max)2．查看模塊中的成員函數信息>>>importos>>>help(os.fdopen)上例查看os模塊中的fdopen成員函數信息3．查看整個模塊的信息使用help(模塊名)就能查看整個模塊的幫助信息。注意先import導入該模塊。例如：查看math模塊方法：>>>importmath>>>help(math)Python是一種解釋型語言Python是一種解釋型語言Python程序源碼可以直接從源代碼運行程序。Python解釋器將源代碼轉換為字節(jié)碼，然后把編譯好的字節(jié)碼轉發(fā)到Python虛擬機（PVM）中進行執(zhí)行。Python是一種解釋型語言當運行Python文件的時候，Python解釋器會執(zhí)行兩個步驟：把源代碼編譯為字節(jié)碼（以.pyc文件保存）把編譯好的字節(jié)碼轉發(fā)到PVM中加以執(zhí)行解釋型語言和編譯型語言根本區(qū)別在于：編譯型語言會將原文件通過編譯生成目標程序，而解釋型語言不會將整個源文件編譯生成目標程序，解釋型語言進行解釋執(zhí)行，Python語言就屬于這種執(zhí)行方式，可以理解為，解釋一句，執(zhí)行一句，這就是解釋性語言的精髓所在。第2章Python語法基礎

472.1Python數據類型2.1.1數值類型Python數值類型用于存儲數值。整型(int)：通常被稱為是整型或整數，是正或負整數，不帶小數點。長整型(long)：無限大小的整數，整數最后是一個大寫或小寫的L。在Python3里，只有一種整數類型

int，沒有Python2中的Long。浮點型(float)：浮點型由整數部分與小數部分組成，浮點型也可以使用科學計數法表示（2.78e2就是2.78x102=278）復數(complex)：復數由實數部分和虛數部分構成，可以用a+bj,或者complex(a,b)表示，復數的虛部以字母j或J結尾。如：2+3j。48Python使用單引號和雙引號來表示字符串是一樣的。1．創(chuàng)建和訪問字符串創(chuàng)建字符串很簡單，只要為變量分配一個值即可。例如：var1='HelloWorld!'var2="PythonProgramming"2．Python轉義字符需要在字符中使用特殊字符時，Python用反斜杠(\)轉義字符2.1.2字符串493．Python字符串運算符Python字符串運算符如表2-2所示。a='Hello'b='Python'2.1.2字符串504．字符串格式化Python支持格式化字符串的輸出。盡管這樣可能會用到非常復雜的表達式，但最基本的用法是將一個值插入到有字符串格式符的模板中。在Python中，字符串格式化使用與C語言中printf函數一樣的語法。print(“我的名字是%s年齡是%.2f"%('xmj',41))Python用一個元祖將多個值傳遞給模板，每個值對應一個字符串格式符。上例將'xmj'插入到%s處，41插入到%d處。所以輸出結果：我的名字是xmj年齡是412.1.2字符串514．字符串格式化2.1.2字符串522.1.3布爾類型Python支持布爾類型的數據，布爾類型只有True和False兩種值。and與運算：只有兩個布爾值都為True時，計算結果才為True。or或運算：只要有一個布爾值為True，計算結果就是True。not非運算：把True變?yōu)镕alse，或者把False變?yōu)門rue：在Python中，布爾類型還可以與其他數據類型做and、or和not運算，這時下面的幾種情況會被認為是FALSE：為0的數字，包括0,0.0；空字符串''，""；表示空值的None；空集合，包括空元祖(),空序列[],空字典{}；其他的值都為TRUE。例如：a='python'print(aandTrue)#結果是Trueb=''print(borFalse)#結果是False53在Python中，邏輯值True和False作為數值，則分別是整型值1和0參與運算。例如：>>>x=False>>>a=x+(5>4)#結果a是1>>>b=x+5#結果b是5542.1Python數據類型2.1.4空值空值是Python里一個特殊的值，用None表示。它不支持任何運算也沒有任何內置函數方法。None和任何其他的數據類型比較永遠返回False。在Python中未指定返回值的函數會自動返回None。2.1.5Python數字類型轉換x=20

#八進制為24y=345.6print(oct(x)) #打印結果是0o24print(int(y)) #打印結果是345print(float(x)) #打印結果是20.0print(chr(65)) #A的ASCII為65，打印結果是Aprint(ord('B')) #B的ASCII為66，打印結果是66552.2常量和變量2.2.1變量變量在程序中就是用一個變量名表示，變量名必須是大小寫英文、數字和_的組合，且不能用數字開頭，比如：在Python中，等號=是賦值語句，可以把任意數據類型賦值給變量，同一個變量可以反復賦值，而且可以是不同類型的變量，例如：a=123 #a是整數a='ABC' #a變?yōu)樽址@種變量本身類型不固定的語言稱之為動態(tài)語言，與之對應的是靜態(tài)語言。562.2常量和變量理解變量572.2.2常量所謂常量就是不能變的變量，比如常用的數學常數π就是一個常量。在Python中，通常用全部大寫的變量名表示常量：PI=3事實上PI仍然是一個變量，Python根本沒有任何機制保證PI不會被改變，所以，用全部大寫的變量名表示常量只是一個習慣上的用法，實際上是可以改變變量PI的值。582.3運算符與表達式Python語言支持運算符有以下幾種類型。?算術運算符?比較(即關系)運算符?賦值運算符?邏輯運算符?位運算符?成員操作符?標識操作符592.3運算符與表達式1．算術運算符算術運算符實現數學運算，Python語言算術運算符如表2-5所示。假設其中變量a=10和變量b=20。602．關系運算符關系運算符用于兩個值進行比較，運算結果為True（真）或False（假）。Python中的關系運算符如表2-6所示。假設其中變量a=10和變量b=20。613．邏輯運算符Python中提供了三種邏輯運算符，它們是：and（邏輯與，二元運算符）or（邏輯或，二元運算符）not（邏輯非，一元運算符）624．賦值運算符賦值運算符“=”的一般格式為：變量=表達式它表示將其右側的表達式求出結果，賦給其左側的變量。例如：

i=3*(4+5) #i的值變?yōu)?7635．位運算符

位（bit）是計算機中表示信息的最小單位，位運算符作用于位和位操作。Python中位運算符如下：按位與（&）、按位或（|）、按位異或（＾）、按位求反（~）、左移（<<）、右移（>>）。位運算符是對其操作數按其二進制形式逐位進行運算。a= 00111100b= 00001101a&b= 00001100a|b= 00111101a^b= 00110001~a= 11000011646．Python成員運算Python成員運算符判斷序列中是否有某個成員。成員運算符如表2-9所示。657.Python標識運算符標識符比較兩個對象的內存位置。

668．Python運算符優(yōu)先級在一個表達式中出現多種運算時，將按照預先確定的順序計算并解析各個部分，這個順序稱為運算符優(yōu)先級。672.3.2表達式表達式是一個或多個運算的組合。Python語言的表達式與其他語言的表達式沒有顯著的區(qū)別。每個符合Python語言規(guī)則的表達式的計算都是一個確定的值。對于常量、變量的運算和對于函數的調用都可以構成表達式。在后續(xù)章節(jié)中介紹的序列、函數、對象都可以成為表達式一部分。682.4序列數據結構數據結構是計算機存儲、組織數據的方式。序列是Python中最基本的數據結構。序列中的每個元素都分配一個數字即它的位置或索引，第一個索引是0，第二個索引是1，依此類推。序列都可以進行的操作包括索引，截取（切片），加，乘，成員檢查。此外，Python已經內置確定序列的長度以及確定最大和最小的元素的方法。Python內置序列類型最常見的是列表、元組、字符串。另外，Python提供了字典和集合這樣的數據結構，它們屬于無順序的數據集合體，不能通過位置索引號來訪問數據元素。692.4.1列表列表（list）是最常用的Python數據類型，列表的數據項不需要具有相同的類型。列表類似其他語言的數組，但功能比數組強大的多。創(chuàng)建一個列表，只要把逗號分隔的不同的數據項使用方括號括起來即可。實例如下：list1=['中國','美國',1997,2000]list2=[1,2,3,4,5]列表索引從0開始。列表可以進行截取（切片）、組合等。702.4.1列表1．訪問列表中的值list1=['中國','美國',1997,2000];list2=[1,2,3,4,5,6,7];print("list1[0]:",list1[0])print("list2[1:5]:",list2[1:5])712.4.1列表2．更新列表可以對列表的數據項進行修改或更新，實例如下：list=['中國','chemistry',1997,2000];print("Valueavailableatindex2:")print(list[2])list[2]=2001;print("Newvalueavailableatindex2:")print(list[2])3．刪除列表元素方法一：使用del語句來刪除列表的的元素方法二：使用remove()方法來刪除列表的元素方法三：使用pop()方法方法來刪除列表的指定位置的元素，無參數時刪除最后一個元素722.4.1列表4．添加列表元素可以使用

append()方法在列表末尾添加元素，如下實例：list1=['中國','美國',1997,2000]list1.append(2003)print(list1)以上實例輸出結果：['中國','美國',1997,2000,2003]732.4.1列表4．添加列表可以使用

+=，+連接另一個列表74>>list01=[1,2,3]>>>list02=[4,5,6]>>>>>>list01.extend(list02)>>>list01[1,2,3,4,5,6]2.4.1列表5．列表排序Python列表有一個內置的list.sort()排序方法可以對原列表進行排序。還有一個sorted()內置函數，它會從原列表構建一個新的排序列表。例如：list1=[5,2,3,1,4]list1.sort()#list1是[1,2,3,4,5]調用sorted()函數即可返回一個新的已排序列表。list1=[5,2,3,1,4]list2=sorted([5,2,3,1,4])#list2是[1,2,3,4,5]，list1不變list.sort()和sorted()接受布爾值的reverse參數，這用于標記是否降序排序。list1=[5,2,3,1,4]list1.sort(reverse=True)#list1是[5,4,3,2,1]，True是降序排序，False是升序排序752.4.1列表6．定義多維列表可以將多維列表視為列表的嵌套，即多維列表的元素值也是一個列表。只是維度比父列表小一。例如：a=["張三",90,80,70]b=["李四",98,88,77]c=["王五",99,89,77]>>>m=[a,b,c]>>>m[['張三',90,80,70],['李四',98,88,77],['王五',99,89,77]]>>>m=[['張三',90,80,70],['李四',98,88,77],['王五',99,89,77]]76張三908070李四988877王五9989772.4.1列表6．定義多維列表可以將多維列表視為列表的嵌套，即多維列表的元素值也是一個列表，只是維度比父列表小一。例如：定義1個二維列表。list2=[["CPU","內存"],["硬盤","聲卡"]]二維列表比一維列表多一個索引，可以如下獲取元素：列表名[索引1][索引2]例如：定義3行6列的二維列表，打印出元素值。77張三908070李四998977王五998977定義多維列表rows=3cols=6matrix=[[0forcolinrange(6)]forrowinrange(rows)]#列表生成式foriinrange(rows):forjinrange(cols):matrix[i][j]=i*3+jprint(matrix[i][j],end=",")print('\n')>>>print[x*xforxinrange(1,11)][1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]78[[0,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,0]]列表生成式列表生成式（ListComprehensions）是Python內置的一種極其強大的生成list列表的表達式。如果要生成一個list[1,2,3,4,5,6,7,8,9]可以用range(1,10)：>>>L=list(range(1,10))

#L是[1,2,3,4,5,6,7,8,9]可是，如果要生成[1*1,2*2,3*3,...,10*10]，可以使用循環(huán)：>>>L=[]>>>forxinrange(1,10):L.append(x*x)>>>L#[1,4,9,16,25,36,49,64,81]而列表生成式，可以用一句代替以上的繁瑣循環(huán)來完成上面的操作：>>>[x*xforxinrange(1,11)][1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]79列表生成式80生成所有的撲克牌的列表>>>color=["草花","方塊","紅桃","黑桃"]>>>rank=["A","1","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"]>>>print([m+nformincolorforninrank])formincolor

forninrank

l.append(m+n)['草花A','草花1','草花2','草花3','草花4','草花5','草花6','草花7','草花8','草花9','草花10','草花J','草花Q','草花K','方塊A','方塊1','方塊2','方塊3','方塊4','方塊5','方塊6','方塊7','方塊8','方塊9','方塊10','方塊J','方塊Q','方塊K','紅桃A','紅桃1','紅桃2','紅桃3','紅桃4','紅桃5','紅桃6','紅桃7','紅桃8','紅桃9','紅桃10','紅桃J','紅桃Q','紅桃K','黑桃A','黑桃1','黑桃2','黑桃3','黑桃4','黑桃5','黑桃6','黑桃7','黑桃8','黑桃9','黑桃10','黑桃J','黑桃Q','黑桃K']8182Python列表內置函數和方法832.4.2元組Python的元組（tuple）與列表類似，不同之處在于元組的元素不能修改。元組使用小括號()，列表使用方括號[]。元組中的元素類型也可以不相同。1．創(chuàng)建元組tup1=('中國','美國',1997,2000)tup2=(1,2,3,4,5)tup3="a","b","c","d"2．訪問元組tup1=('中國','美國',1997,2000)tup2=(1,2,3,4,5,6,7)print("tup1[0]:",tup1[0])#輸出元組的第一個元素print("tup2[1:5]:",tup2[1:5])#切片，輸出從第二個元素開始到第五個元素print(tup2[2:])843．元組連接元組中的元素值是不允許修改的，但可以對元組進行連接組合，實例如下：tup1=(12,34,56)tup2=(78,90)#tup1[0]=100 #修改元組元素操作是非法的。tup3=tup1+tup2 #連接元組，創(chuàng)建一個新的元組print(tup3)以上實例輸出結果：(12,34,56,78,90)4．刪除元組元組中的元素值是不允許刪除的，但可以使用del語句來刪除整個元組。85元組與列表轉換可以使用下面方法將元祖轉換為列表：列表對象=list(元組對象)tup=(1,2,3,4,5)list1=list(tup) #元組轉為列表print(list1) #返回[1,2,3,4,5]可以使用下面方法將列表轉換為元祖：元組對象=tuple(列表對象)nums=[1,3,5,7,8,13,20]print(tuple(nums)) #列表轉為元組，返回(1,3,5,7,8,13,20)862.4.3字典Python字典（dict）是一種可變容器模型，且可存儲任意類型對象，如字符串、數字、元組等。字典也被稱作關聯數組或哈希表。1．創(chuàng)建字典鍵值對key-value一個簡單的字典實例：dict={'zhangsan':91,'wangwu':80}也可如此創(chuàng)建字典：dict1={'abc':456};dict2={'abc':123,98.6:37};872.4.3字典2．訪問字典里的值訪問字典里的值時把相應的鍵放入方括號里，如下實例：dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}print("dict['Name']:",dict['Name'])print("dict['Age']:",dict['Age'])3．修改字典dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}dict['Age']=18 #更新鍵/值對（updateexistingentry）dict['School']="中原工學院" #增加新的鍵/值對（addnewentry）print("dict['Age']:",dict['Age'])print("dict['School']:",dict['School'];882.4.3字典4．刪除字典元素del語句允許使用鍵從字典中刪除元素（條目）。clear()方法清空字典所有元素。顯示刪除一個字典用del命令，如下實例：dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}deldict['Name'] #刪除鍵是'Name'的元素（條目）dict.clear() #清空詞典所有元素deldict #刪除詞典，用del后字典不再存在892.4.3字典5．in運算字典里的in運算用于判斷某鍵是否在字典里，對于value值不適用。功能與has_key(key)方法相似。dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}print('Age'indict) 6．獲取字典中的所有值dict1.values()以列表返回字典中的所有值。dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}print(dict.values())dict1.keys()以列表返回一個字典所有的鍵。902.4.3字典5．in運算字典里的in運算用于判斷某鍵是否在字典里，對于value值不適用。功能與has_key(key)方法相似。dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}print('Age'indict) 6．獲取字典中的所有值dict1.values()以列表返回字典中的所有值。dict={'Name':'王海','Age':17,'Class':'計算機一班'}print(dict.values())dict1.keys()以列表返回一個字典所有的鍵。912.4.4集合集合（set）是一個無序不重復元素的序列。集合基本功能是進行成員關系測試和刪除重復元素。1．創(chuàng)建集合可以使用大括號({})或者set()函數創(chuàng)建集合，注意：創(chuàng)建一個空集合必須用set()而不是{}，因為{}是用來創(chuàng)建一個空字典。s1=set("hello") #利用字符串創(chuàng)建字典print(s1) #輸出{'l','h','o','e'}，因為是無序的，不重復元素print(type(s1)) #輸出<class'set'>s2=set([3,5,9,10]) #創(chuàng)建一個數值集合student={'Tom','Jim','Mary','Tom','Jack','Rose'}print(student) #輸出集合，重復的元素被自動去掉score=[12,34,11,12,15,34]s2=set(score) #{34,11,12,15}922.4.4集合2．成員測試由于集合本身是無序的，所以不能對集合進行索引或切片操作，只能循環(huán)遍歷，或者使用in、notin來判斷集合元素存在/不存在。if('Rose'instudent):print('Rose在集合中')else:print('Rose不在集合中')93集合運算可以使用“-”、“|”、“&”運算符進行集合的差集、并集、交集運算。#set可以進行集合運算a=set('abcd')#a={'a','b','c','d'}b=set('cdef')print(a)print("a和b的差集：",a-b)#a和b的差集{'a','b'}print("a和b的并集：",a|b)#a和b的并集{'a','b','c','d','e'}print("a和b的交集：",a&b)#a和b的交集{'c','d'}print("a和b中不同時存在的元素：",a^b)#a和b中不同時存在的元素942.4.4集合4．集合中添加元素add()方法向集合內增加元素，如果添加的元素已經存在的話，則不執(zhí)行任何操作。s1=set(("Google","baidu","Taobao"))s1.add("Facebook")print(s1)#輸出{'Taobao','Facebook','Google','baidu'}952.4.4集合5．刪除集合元素remove(x)方法將元素x從集合s中移除，如果元素不存在，則會發(fā)生KeyError錯誤。s1=set(("Google","baidu","Taobao"))s1.remove("baidu")print(s1)#輸出{'Taobao','Google'}還可以使用pop()方法從集合中刪除并且返回一個任意的值。s1=set(("Google","baidu","Taobao"))a=s1.pop()#返回一個任意的值,如'baidu'b=s1.pop()#返回一個任意的值,如'Taobao'6．刪除集合所有元素clear()方法刪除集合中所有的元素。s1=set(("Google","baidu","Taobao"))s1.clear()#空集合962.4.4集合97ASCII碼表h是

0110

1000e是

0110

0101A010000016598第3章Python控制語句3.1選擇結構三種基本程序結構中的選擇結構，可用if語句、if…else語句和if…elif…else語句實現。if語句的語法形式如下所示：if表達式：

語句1#比較輸入的整數是否大于6a=input("請輸入一個整數：")#取得一個字符串a=int(a)#將字符串轉換為整數ifa>6:print(a,"大于6")【例3-1】輸入一個年份，判斷是否為閏年。閏年的年份必須滿足以下兩個條件之一：（1）能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年。（2）能被400整除的年份都是閏年。分析：設變量year表示年份，判斷year是否滿足條件（1）的邏輯表達式是：year%4==0andyear%100!=0條件（2）的邏輯表達式是：year%400==0兩者取“或”，即得到判斷閏年的邏輯表達式為：(year%4==0andyear%100!=0)oryear%400==0【例3-1】輸入一個年份，判斷是否為閏年。閏年的年份必須滿足以下兩個條件之一：（1）能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年。（2）能被400整除的年份都是閏年。分析：設變量year表示年份，判斷year是否滿足條件（1）的邏輯表達式是：year%4==0andyear%100!=0條件（2）的邏輯表達式是：year%400==0兩者取“或”，即得到判斷閏年的邏輯表達式為：(year%4==0andyear%100!=0)oryear%400==0if…else語句的語法形式如下所示：if表達式：

語句1else：

語句23.1.2if…else語句a=input("請輸入一個整數：")#取得一個字符串a=int(a)#將字符串轉換為整數ifa>6:print(a,"大于6")else

:print(a,"小于等于6")if表達式1：

語句1elif表達式2：

語句2

……elif表達式n：

語句nelse：

語句n+13.1.3if…elif…else語句多分支例題【例題】輸入學生的成績score，按分數輸出其等級：score≥90為優(yōu)，90>score≥80為良，80>score≥70為中等，70>score≥60為及格，score<60為不及格。score=int(input(“請輸入成績”))#int()轉換字符串為整型ifscore>=90:print("優(yōu)")elifscore>=80:print("良")elifscore>=70:print("中")elifscore>=60:print("及格")else:print("不及格")3.2.1while語句while判斷條件：

執(zhí)行語句3.2循環(huán)結構count=0whilecount<9:print('Hello')count=count+1print("Goodbye!")print('Hello')print('Hello')print('Hello')print('Hello')print('Hello')print('Hello')print('Hello')print('Hello')print('Hello')print("Goodbye!")HelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloGoodbye!3.2.1while語句while判斷條件：

執(zhí)行語句3.2循環(huán)結構count=0whilecount<9:

print('Thecountis:',count)count=count+1print("Goodbye!")Thecountis:0Thecountis:1Thecountis:2Thecountis:3Thecountis:4Thecountis:5Thecountis:6Thecountis:7Thecountis:8Goodbye!累加和【例題】求1+2+3+…+100。分析：計算累加和需要兩個變量，變量sum存放累加和，變量counter存放加數。重復將加數counter加到sum中。程序代碼：sum=0counter=1whilecounter<=100:sum=sum+countercounter+=1print("1到100之和為:",sum)3.2.2for語句for語句可以遍歷任何序列的項目，如一個列表、元祖或者一個字符串。1．for循環(huán)的語法for循環(huán)的語法格式如下：for循環(huán)索引值in序列

循環(huán)體for循環(huán)把字符串中字符遍歷出來。forletterin'Python':#第一個實例print('當前字母:',letter)for循環(huán)把列表中元素遍歷出來。fruits=['banana','apple','mango']forfruitinfruits:#第二個實例print('元素:',fruit)print("Goodbye!")程序運行結果：當前字母：P當前字母：y當前字母：t當前字母：h當前字母：o當前字母：n元素：banana元素：apple元素：mangoGoodbye!計算1~10的整數之和，可以用一個sum變量做累加。程序代碼：sum=0for(x=1;x<=10;x++)forxin[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]:sum=sum+xprint(sum)Python提供一個range()內置函數，可以生成一個整數序列。range(1,101)就可以生成1~100的整數序列，計算1~100的整數之和如下：sum=0forxinrange(1,101):sum=sum+xprint(sum)foriinrange(26):print(chr(ord("a")+i),end=",")abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

字母的ASCII編碼是連續(xù)的3.2.2for語句2．通過索引循環(huán)對于一個列表，另外一種執(zhí)行循環(huán)的遍歷方式是通過索引（元素下標）。實例如下：fruits=['banana','apple','mango']foriinrange(len(fruits)):#

fori

in[0,1,2]:print('當前水果:',fruits[i])print("Goodbye!")3.2.3continue和break語句break語句在while循環(huán)和for循環(huán)中都可以使用，一般放在if選擇結構中，一旦break語句被執(zhí)行，將使得整個循環(huán)提前結束。素數n=55math.sqrt(n)i=2,3,4，5，……,n-1whilei<=n-1:ifn%i==0:breaki=i+1ifi==n:print“is”continue語句的作用是終止當前循環(huán)，并忽略continue之后的語句，然后回到循環(huán)的頂端，提前進入下一次循環(huán)。sum=0forxin[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]:

ifx%2==0:break

sum=sum+xprint(sum)3.2.4循環(huán)嵌套Python語言允許在一個循環(huán)體里面嵌入另一個循環(huán)。如在while循環(huán)中可以嵌入for循環(huán)；也可以在for循環(huán)中嵌入while循環(huán)。嵌套層次一般不超過3層，以保證可讀性。【例3-6】打印九九乘法表。【例3-7】使用嵌套循環(huán)輸出2~100之間的素數。3.3常用算法及應用實例累加與累乘【例3-8】求自然對數e的近似值，近似公式為：e=1+1/1!+1/2!+1/3!+...+1/n!求最大數和最小數求數據中的最大數和最小數的算法是類似的，可采用“打擂”算法。【例3-9】求區(qū)間[100,200]內10個隨機整數中的最大數。枚舉法枚舉法又稱為窮舉法，此算法將所有可能出現的情況一一進行測試，如計算“百錢買百雞”問題3.3常用算法及應用實例遞推與迭代1.遞推利用遞推算法或迭代算法，可以將一個復雜的問題轉換為一個簡單過程的重復執(zhí)行。這兩種算法的共同特點是，通過前一項的計算結果推出后一項。不同的是，遞推算法不存在變量的自我更迭，而迭代算法則在每次循環(huán)中用變量的新值取代其原值。【例3-12】輸出斐波那契（Fibonacci）數列的前20項即1，1，2，3，5，8，…。遞推與迭代2.迭代迭代法也稱輾轉法，是一種不斷用變量的舊值遞推新值的過程。【例3-14】迭代法求a的平方根。求平方根的公式為：

xn+1=(xn+a/xn)/2，求出的平方根精度是前后項差絕對值小于10-5。游戲初步——猜單詞游戲【案例】游戲初步——猜單詞游戲。計算機隨機產生一個單詞，打亂字母順序，供玩家去猜。

歡迎參加猜單詞游戲

把字母組合成一個正確的單詞.亂序后單詞:yaes請你猜:easy真棒，你猜對了!是否繼續(xù)（Y/N)：y亂序后單詞:diufctlfi請你猜:difficutl對不起不正確.繼續(xù)猜:difficult真棒，你猜對了!是否繼續(xù)（Y/N)：n第4章Python函數與模塊4.1函數的定義和使用在Python程序開發(fā)過程中，將完成某一特定功能并經常使用的代碼編寫成函數，放在函數庫（模塊）中供大家選用，在需要使用時直接調用，這就是程序中的函數。def函數名(函數參數):

函數體

return表達式或者值def

printHello(): #打印'hello'字符串print('hello')

def

printNum(): #輸出0--9數字foriinrange(0,10):print(i)return

defadd(a,b): #實現兩個數的和returna+bdefadd(a,b):returna+bprint(add(1,2))【例4-1】編寫函數實現最大公約數算法，通過函數調用代碼實現求最大公約數。4.1.2函數的使用lambda表達式可以用來聲明匿名函數，即沒有函數名字的臨時使用的小函數，只可以包含一個表達式，且該表達式的計算結果為函數的返回值，不允許包含其他復雜的語句，但在表達式中可以調用其他函數。例如：f=lambdax,y,z:x+y+zprint(f(1,2,3))等價于定義：deff(x,y,z):returnx+y+zprint(f(1,2,3))函數使用return返回值，也可以將Lambda表達式作為函數的返回值。最后需要補充一點：Python中函數是可以返回多個值的，如果返回多個值，會將多個值放在一個元組或者其他類型的集合中來返回。4.1.3lambda表達式deff(x,y,z):returnx+y+zprint(f(1,2,3))函數使用return返回值，也可以將Lambda表達式作為函數的返回值。最后需要補充一點：Python中函數是可以返回多個值的，如果返回多個值，會將多個值放在一個元組或者其他類型的集合中來返回。4.1.4函數的返回值defdemo(s):result=[0,0]forchins:if'a'<=ch<='z':result[1]+=1

elif'A'<=ch<='Z':result[0]+=1returnresult #返回列表print(demo('aaaabbbbC'))4.2.1函數形參和實參的區(qū)別形參全稱是形式參數，在用def關鍵字定義函數時函數名后面括號里的變量稱作為形式參數。實參全稱為實際參數，在調用函數時提供的值或者變量稱作為實際參數。例如：#這里的a和b就是形參defadd(a,b):returna+b#下面是調用函數add(1,2) #這里的1和2是實參4.2函數參數在Python中參數傳遞采用的是值傳遞，這個和C語言有點類似。對于絕大多數情況下，在函數內部直接修改形參的值不會影響實參。4.2.2參數的傳遞defaddOne(a):a+=1print(a) #輸出4a=3addOne(a)print(a) #輸出3在有些情況下，可以通過特殊的方式在函數內部修改實參的值。4.2.2參數的傳遞defmodify1(m,K):m=2K=[4,5,6]returndefmodify2(m,K):m=2K[0]=0#同時修改了實參的內容return#主程序n=100L=[1,2,3]modify1(n,L)print(n，L)modify2(n,L)4.2.3函數參數的類型在Python中函數參數定義和傳遞的方式相比而言就靈活多。1．默認值參數在于它能夠給函數參數提供默認值。def

display(a='hello',b='red'):print(a+b)#主程序display()display(b=‘world’,a=“qqq”)display(a='china')display('world')4.2.3函數參數的類型2．關鍵字參數避免了用戶需要牢記位置參數順序的麻煩。defdisplay(a,b):print(a)print(b)下面2句達到的效果是相同的。display(a='world',b='hello')display(b='hello',a='world')4.2.3函數參數的類型3．任意個數參數一般情況下我們在定義函數時，函數參數的個數是確定的，然而某些情況下我們是不能確定參數的個數的，比如要存儲某個人的名字和它的小名，某些人小名可能有2個或者更多個，此時無法確定參數的個數，只需在參數前面加上'*'或者'**'。def

storename(name,*nickName):print('realnameis%s'%name)forninnickName:print('小名',n)#主程序storename('張海')storename('張海','小海')storename('張海','小海','小豆豆')'*'和'**'表示能夠接受0到任意多個參數，'*'表示將沒有匹配的值都放在同一個元組中，'**'表示將沒有匹配的值都放在一個字典中。4.2.4變量的作用域1．局部變量在函數內定義的變量只在該函數內起作用，稱為局部變量。deffun():x=3count=2whilecount>0:print(x)count=count-1fun()print(x) #錯誤4.2.4變量的作用域2．全局變量還有一種變量叫做全局變量，它是在函數外部定義的，作用域是整個程序。全局變量可以直接在函數里面使用，但是如果要在函數內部改變全局變量值，必須使用global關鍵字進行聲明。x=2 #全局變量deffun1():print(x,end="")deffun2():globalx #在函數內部改變全局變量值必須使用global關鍵字

x=x+1print(x,end="")fun1()fun2()print(x,end="")4.3閉包和函數的遞歸調用4.3.1閉包（closure）在Python中，閉包指函數的嵌套。可以在函數內部定義一個嵌套函數。def

func_lib():

defadd(x,y):returnx+yreturnadd#返回函數對象

fadd=func_lib()print(fadd(1,2))4.3.2函數的遞歸調用1．遞歸調用函數在執(zhí)行的過程中直接或間接調用自己本身，稱為遞歸調用。Python語言允許遞歸調用。def

fac(x):ifx==1: #遞歸調用結束的條件

return1else:

return(fac(x-1)*x) #調用fac()函數本身print(fac(5))4.3.2函數的遞歸調用2．遞歸調用的執(zhí)行過程遞歸調用的執(zhí)行過程分為遞推過程和回歸過程兩部分。4.4內置函數內置函數(built-infunctions)又稱系統(tǒng)函數，或內建函數，是指Pyth