《Python程序設計基礎項目化教程》高職全套教學課件

初識Python“職業教育計算機類專業系列教材Python程序設計基礎項目化教程項目一【ch01】初識Python【ch02】PyCharm基礎知識【ch03】數據類型和程序設計【ch04】字符串操作【ch05】函數與模塊化編程【ch06】面向對象編程入門【ch07】科學計算與數據分析基礎【ch08】表格和文檔操作全套可編輯PPT課件01Python概述Python簡介Python由荷蘭人吉多·范羅蘇姆（GuidovanRossum）設計。作為一門叫作ABC語言的替代品，Python不僅提供了高效的高級數據結構，還能簡單有效地支持面向對象編?程。1989年，吉多·范羅蘇姆為了克服ABC語言非開放的缺點，在Modula-3的影響下，結合了Unixshell和C語言的習慣，開發了一個新的腳本解釋程序—Python。Python簡介自20世紀90年代初Python語言誕生至今，它已被廣泛應用于系統管理任務的處理和Web編程。Python現今已經成為最受歡迎的程序設計語言之?一。1995年，吉多·范羅蘇姆在弗吉尼亞州的國家創新研究公司繼續推進Python的開發工作，并發布了該軟件的多個版?本。2000年5月，吉多·范羅蘇姆和Python核心開發團隊轉到BeOpencom并組建了BeOpenPythonLabs團隊。同年10月，BeOpenPythonLabs團隊轉到DigitalCreations（現為ZopeCorporation）。2000年10月16日，Python發布了Python2系列，該系列的穩定版本是Python2.7。自2004年以來，Python的使用率呈線性增?長。Python3.14.0新特性01自由線程舊版本Python處理任務時，即使電腦有多個處理器核心（可以理解為多個“大腦”），同一時間也只能使用一個。新版本完善了“自由線程”模式，開啟后，程序可同時使用電腦的多個核心。這就好比從“一個人排隊辦事”變成“開放多個窗口同時辦事”，處理大型計算任務的速度會快很?多。這個功能主要提升了程序在多核計算機上的運行效率，特別適合科學計算、數據處理等需要大量運算的場?景。Python3.14.0新特性02延遲解析注解這是另一種實現并行計算的方式，它允許在一個進程中創建多個相對獨立的Python解釋器環境。在給代碼添加類型說明（注解）時，如果引用了一個在后面才定義的類型，舊版本會報錯（因為它“不認識”還沒“出場”的類型）。新版本允許“先引用，后定義”，讓代碼組織更自?由。（1）在Python3.14.0中，如下寫法是完全正確的。Python3.14.0新特性02延遲解析注解（2）在舊版本中，下述代碼可能會因為不識別Department而報錯。這個改進在編寫相互關聯的類時，無須擔心它們的定義順序，使代碼結構更清?晰。Python3.14.0新特性03新增了更安全的字符串寫法Python3.14.0新增了一種新的字符串語法，為處理需要延遲替換內容的文本提供了便利。常用的f-string會立即把變量填入字符串；新引入的t-string則像一個“模板”，它不會馬上填充內容，而是提供一個在填充前檢查的機會，也更安?全。Python3.14.0新特性03新增了更安全的字符串寫法Python3.14.0新增了一種新的字符串語法，為處理需要延遲替換內容的文本提供了便利。常用的f-string會立即把變量填入字符串；新引入的t-string則像一個“模板”，它不會馬上填充內容，而是提供一個在填充前檢查的機會，也更安?全。Python3.14.0新特性04報錯提示更精準Python3.14.0繼續優化了錯誤提示。代碼寫錯時，它不僅會指出錯誤，還會像個聰明的老師一樣，猜測你可能想寫的是什么，幫助你快速找到并解決問?題。下面介紹幾種常見的代碼報錯情?況。（1）函數名拼寫錯誤。如果不小心把print寫成了prnit：報錯信息提示：Python3.14.0新特性04報錯提示更精準上面的報錯信息直接提示是不是想寫print，并輸出拼寫正確的函?數。（2）變量名拼寫錯誤。如果定義了一個變量student_name，但使用時寫成了studnet_name：報錯信息提?示：上面的報錯信息能幫用戶發現這種難以察覺的拼寫錯誤。更智能的錯誤提示可大幅降低調試的難度，尤其對初學者非常友好，能幫助我們更快地編寫出正確的代?碼。安裝Python01下載Python3.14.0打開Python官方網站進入下載頁面，如圖1-1所示，在“ActivePythonReleases”選區顯示不同版本的Python（從Python3.9～Python3.15）。其中，Python3.15是預發布的版本，預計2026年10月7日發?布。安裝Python01下載Python3.14.0打開Python官方網站進入下載頁面，如圖1-1所示，在“ActivePythonReleases”選區顯示不同版本的Python（從Python3.9～Python3.15）。其中，Python3.15是預發布的版本，預計2026年10月7日發?布。若需要下載最新的Python3.14.0，則直接在官網頁面選擇“Downloads”→“Python3.14.0”選項，下載Python3.14.0的安裝程序python-3.14.0-amd64.exe（64位的完整離線安裝?包）。安裝Python02安裝（1）雙擊安裝文件python-3.14.0-amd64.exe，彈出如圖1-2所示的“InstallPython3.14.0(64-bit)”對話框，下面介紹該對話框中的選?項。InstallNow：默認安裝且默認安裝路徑不能更改（一般默認安裝在C盤）。Customizeinstallation：自定義安?裝。Useadminprivilegeswheninstallingpy.exe：勾選該復選框，在安裝py.exe時使用管理員權限。Addpython.exetoPATH：勾選該復選框，將Python自動加到環境變量中。這樣可以將Python命令工具所在目錄添加到PATH環境變量中，之后開發程序或運行Python命令會非常方?便。安裝Python02安裝安裝Python（2）單擊“Customizeinstallation”選項，彈出如圖1-4所示的“OptionalFeatures”對話框，選擇默認參數設置。Documentation：勾選該復選框，安裝Python?幫助文檔。pip：勾選該復選框，安裝Python的包管理工具?pip。pip?英文全稱是?PythonInstallPackages。Tcl/Tk，turtleandIDLE：安裝開發環境?tkinter?和?IDLE。Pythontestsuite：安裝標準庫測試套?件。pylauncher：安裝?Python?的啟動?器。forallusers（requiresadminprivileges）：適用于全體用?戶。02安裝安裝Python（3）單擊“Next”按鈕，打開“AdvancedOptions”對話框，單擊“Browse”按鈕，在“Customizeinstalllocation”文本框中更改安裝地址（選擇的路徑應具有寫入權限，不建議安裝在C盤），其余選擇默認設置，設置后如圖1-5所?示。02安裝安裝Python（4）確定好安裝路徑后，單擊“Install”按鈕，此時會顯示安裝進度，如圖1-6所示。由于系統需要復制大量文件，需要等待幾分鐘。在安裝過程中，可以隨時單擊“Cancel”按鈕來終止安裝。（5）安裝結束后，會出現“Setupwassuccessful”對話框，如圖1-7所示。單擊“Close”按鈕，即可完成Python3.14.0的安裝工?作。02安裝安裝Python03檢查安裝結束后，需要檢查安裝是否成?功。(1)(2)(3)安裝結束后，單擊電腦桌面的“開始”按鈕，在彈出的程序列表中選擇“Windows系統”→“運行”命令，打開“運行”對話?框。在“運行”對話框中輸入“cmd”，如圖1-8所示。單擊“確定”按鈕，打開命令提示符窗?口。在命令提示符后輸入“Python”，單擊回車鍵，出現如圖1-9所示的運行結果，表示Python3.14.0安裝成?功。Anaconda01安裝Anaconda登錄Anaconda的官網，網站會根據操作系統（如Windows10/11）自動選擇最新的Python3.x版本，并選擇“64-BitGraphicalInstaller（914M）”進行下載，如圖1-10所示。安裝Python02驗證安裝結果AnacondaNavigator：用于管理工具包和環境的圖形用戶界面程序。AnacondaPrompt：Anaconda3命令提示符窗口，可直接執行安裝、卸載及更新包等操作。JupyterNotebook：交互式開發工具，基于Web的交互式Python開發環?境。Spyder：Python集成開發環境，以表格方式瀏覽變量，方便查看數?據。可選以下任意方法進行驗?證。Python的基本概念01對象現實生活中每個相對獨立的事物都可以看作一個對象（如一個人、一件衣服）。對象是由類實例化得到的具體個體，是具體事物的體現，具有描述其特征的屬性及附屬于它的行為。如一件衣服的屬性包括品牌、廠家、分類、大小、顏色等，一個人的屬性包括姓名、性別、國籍、身高、籍貫等。02類每個對象都是某個類的實例，類是創建對象的模板，是對一類對象的抽象和概括，包含該類對象的屬性和行為特征。例如，可以定義一個“衣服”類，而一件具體的“白色T恤”就是“衣服”類的一個對?象（實例）。Python的基本概念03定義在類中，以變量形式表示的對象特征稱為屬性，以函數形式表示的對象行為稱為方法。屬性和方法統稱為類的成員。格式如?下：對象=屬性（特征）+方法（行?為）Python中具有相同屬性和方法的對象為一個類（class），類是對象的抽象化，對象是類的實例?化。創建對象的格式如下：所有類都有一個名為__init__()的方法，它始終在創建對象實例時執行，使用__init__()方法將值賦給對象屬?性。Python的基本概念04函數函數是指組織好的，可重復使用的代碼塊，通過“函數名()”的方式進行調?用。匿名函數不需要顯示定義函數名，通常用一行代碼實現簡單功?能的函數。自定義函數由用戶通過編寫代碼定義的，用于實現特定功能的函?數。遞歸函數在函數內部直接或間接調用自身的函數。Python的基本概念05方法方法通過“對象.方法名”的方式被調用。實例方法：依賴對象實例的方法，第一個參數是self。類方法：使用@classmethod裝飾器，依賴類本身，第一個參數是cls。靜態方法：使用@staticmethod裝飾器，不依賴類或對?象。特殊方法：以雙下畫線開頭和結尾的方法，如__init__，由解釋器在特定時機自動調用。私有方法：以雙下畫線開頭（但結尾沒有）的方法名，是一種命名約定，表示不希望在類外部被直接調用。屬性方法：使用@property裝飾器，可以將一個方法的調用方式變成屬性訪問。Python的基本概念06包包是具有層次結構的文件目錄，它定義了由n個模塊或n個子包組成的Python應用程序執行環境。下面的包是一個包含__init__.py文件的目錄，該目錄有__init__.py文件和其他模塊或子?包。示例如下：07模塊模塊是指.py文件，定義了一些函數和變量，需要的時候可以導入。Python的基本概念08庫庫是具有相關功能模塊的集合，分為標準庫、第三方庫及自定義庫。標準庫：Python自帶的庫。第三方庫：由第三方機構發布的具有特定功能的、Python安裝后需要下載安裝的庫。自定義庫：用戶自己編寫的庫。函數、類、模塊、包、庫的關系如圖1-22所示。02Python開發環境IDLEShellIDLE（IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment，集成開發與學習環境）是Python官方自帶的一個迷你集成開發環境。安裝Python后，IDLE會被一同安裝，無須額外配置。它包含了學習編程所需要的基本功能：交互式窗口（Shell）、代碼編輯器、運行與調?試，非常適合初學者。在“開始”菜單中選擇“Python3.14”→“IDLE(Python3.1464-bit)”選項（見圖1-23），即可啟動Python3.1464-bit，打開“IDLEShell3.14.0”工作界?面。從圖1-24中可以看出，IDLEShell3.14.0工作界面由標題欄、菜單欄、工作區、狀態欄、運算提示符等組?成。IDLEShellIDLEShell在“IDLEShell3.14.0”工作界面中可以進行各種計算操作，也可以使用命令打開各種工具，還可以查看各種命令的幫助說明?等。其中，“>>>”為運算提示符，表示Python處于準備就緒狀態。如在運算提示符后輸入一條命令或一段程序并按回車鍵，Python將給出相應的結果，同時再次顯示一個運算提示符“>>>”，如圖1-25所?示。Python標準庫Python標準庫是隨Python安裝一同提供的一系列模塊和包。它并不會隨著解釋器的啟動而啟動，需要使用前通過import語句顯式導入。Python內置的標準庫很龐大，可以幫助用戶處理各種工作，包括生成文檔、制作網頁瀏覽器、發送電子郵件等。Python第三方庫Python擁有一個龐大的第三方庫生態系統。這些庫需通過pip等包管理工具安裝后，才能在代碼中導入使?用。Python第三方庫極大拓展了其應用場景，提供了標準庫所不具備的各種專用功能，涵蓋了從科學計算到網絡開發的眾多領域。以下是一些常用的第三方?庫。NumPy：高級的數學計算?庫。SciPy：算法和數學工具?庫。Scrapy：爬蟲工具常用的?庫。Requests：HTTP請求庫，常用于接口測試和網絡數據交互。Matplotlib：強大的2D繪圖庫，是數據可視化的基礎工具。OpenCV：開源的計算機視覺庫，功能涵蓋圖像處理、視頻分析、物體識別等眾多領域，人臉識別只是其應用之?一。Pytesseract：圖片文字識別庫，即OCR識?別工具。Pillow：PIL（PythonImagingLibrary，Python圖像處理庫）的現代化繼任者，是進行圖像處理（如裁剪、縮放、濾鏡等）的首選?庫。Python第三方庫jira：用于通過API與AtlassianJIRA進行交互的客戶端?庫。python-jenkins：用于自動化操作和管理Jenkins服務器的?庫。python-gitlab：用于通過API與GitLab平臺進行交互的?庫。wxPython：GUI（圖形用戶界面）工具?庫。Twisted：基于事件驅動的異步網絡編程框架，適用于開發高性能的網絡應?用。SymPy：SymPy可以解決多項式求值、求極限、解方程、求積分、微分方程、級數展開、矩陣運算等計算問?題。SQLAlchemy：強大的PythonSQL工具包和對象關系映射（ORM）庫，讓開發者可以以Python對象的方式操作數據?庫。Python第三方庫pywin32：提供和Windows交互的方法和類的Python庫。PyQt：將強大的Qt跨平臺應用框架與Python結合的GUI庫。PyGTK：將GTK+圖形庫與Python結合的GUI庫。Pyglet：用于3D動畫和游戲開發引?擎的庫。Pygame：適用于2D游戲開發的庫，使用體驗較好。NLTK：自然語言處理工具?包。IPython：強大的交互式Python解釋器（Shell），具備代碼補全、語法高亮、歷史記錄查詢等高級功?能。Python第三方庫01使用pip工具下載安裝庫pip是通用的Python包管理工具，提供Python包的查找、下載、安裝、卸載等功能，是下載特定包、安裝模塊/庫的簡便工?具。下載特定庫的代碼示例如?下：下載特定版本?庫的代碼示例如下：下面以NumPy庫為例，介紹使用pip工具進行安裝的具體步驟。NumPy（NumericalPython）是Python的開源數值計算擴展庫，用于存儲和處理大型矩陣，比Python自身的嵌套列表結構高效得多，支持大量維度數組與矩陣運算，同時針對數組運算提供豐富的數學函數?庫。Python第三方庫02在Anaconda中下載和安裝庫Anaconda的base（基礎）環境預裝了大量常用的數據科學庫，如NumPy和Pandas。因此，如果直接在base環境中工作，通常不需要額外安裝，默認安裝的模塊庫如圖1-32所示。然而，為了管理不同項目的依賴，通常會創建新的虛擬環境。新創建的虛擬環境默認是比較純凈的，僅包含Python和一些基礎包，此時就需要手動安裝需要的?庫。官網下載軟件包在PyCharm中安裝第三方庫失敗時，可以到官網下載對應的安裝?包。搜索對應安裝包（如pandas）的界面，如圖1-36所示。在搜索結果頁面選擇“Navigation”→“Downloadfiles”選項，打開如圖1-37所示的界面，然后選擇對應的下載文件。若下載后綴為.whl的文件，則需要改為.zip格式后再進行解壓，得到三個文件夾pandas、pandas.libs、pandas-2.3.3.dist-info，最后將其復制到安裝路徑?下即可。官網下載軟件包模塊導入在計算機程序的開發過程中，隨著代碼量的增加，將所有代碼都放在一個文件里會使其越來越長、越來越難以維護。為了編寫可維護的代碼，我們可以把功能相關的函數和類進行分組，分別放在不同的文件中。在Python中，一個.py文件就是一個模?塊。Python的模塊通常可以分為以下三?類。標準庫模塊：Python自帶的模塊，提供了核心的功?能。第三方模塊：由社區開發者提供、需要額外安裝的模?塊。自定義模塊：由開發者自己編寫，用于滿足特定項目需求的模?塊。模塊導入使用模塊具有以下優點：如代碼被分割到不同模塊中，結構更清晰，更易于管理和修改；一個模塊編寫完畢后，可以被其他程序通過導入模塊調用，無須重復編寫；提高了代碼的可維護性；每個模塊都有自己獨立的命名空間，因此不同模塊中可以存在同名的函數和變量且不會相互干擾。需要注意的是，應避免將自己的模塊或變量命名為與Python內置函數（如list、str）相同的名?字。最基本、最常用的導入模塊的方式是使用import語句，其基本語?法如下：這種方式會導入整個模塊。要使用模塊內的函數或變量，必須通過“模塊名.”的前綴來訪問。這種方式清晰地表明了函數或變量的來?源。示例如下：03語法基礎語法規范01行寬每行代碼盡量控制在79個字符以內，以便在控制臺查看代碼，增強代碼的可讀性。02空行空行并不是Python語法的一部分，其作用主要是分隔兩段不同功能或含義的代碼，便于代碼的維護或重?構。通常，函數之間或類的方法之間用空行分隔，表示一段新的代碼的開始。類和函數入口之間也用一行空行分隔，以突出函數入口。其他使用空行的情況如?下。（1）模塊級函數和定義類之間空兩行。（2）類成員函數之間空一行。（3）函數中使用空行分隔邏輯相關的代碼。語法規范03空格符號(2)逗號、#、分號和冒號之后要有空格。(3)函數的參數在指定默認值的情況下，默認值等號兩邊不需要添加空格。(1)在二元運算符兩邊各空一格，包括賦值（=）、增量賦值（+=、?=）、比較（==、!=、>、<）、布爾（and、or、not）和成員測試（in、isnot）等。(4)緊貼著左括號“（、[、{”之后及右括號“）、]、}”之前，不應有多余的空格。(5)字典對象的左括號之前不要有多余的空格。(6)不要為了對齊而使用額外的空格。標識符01標識符的組成規?則標識符只能由字母（大寫A～Z和小寫a～z）、數字（0～9）和下畫線（_）組?成。標識符對大小寫敏感，即大小寫字母是不同的標識符。例如，my_variable、My_Variable和MY_VARIABLE是三個完全不同的標識?符。標識符的第一個字符不能是數字，必須是字母或下畫線。標識符不能是Python的關鍵字（保留字）或內置函數的名稱，如if、for、def、class、import等。試圖將關鍵字用作變量名會導致SyntaxError。標識符02通用標識符規范［PEP8（PythonEnhancementProposal8）約?定］變量標識符：用于標識變量的名稱，通常遵循下畫線命名法（snake_case），使用全小寫字母，并用下畫線分隔單詞，如“first_name”“user_age”。函數標識符：用于標識函數的名稱，通常遵循下畫線命名法（snake_case），如“calculate_average”“print_message”。類標識符：用于標識類的名稱，通常遵循大駝峰命名法（CamelCase），即每個單詞首字母大寫，不使用下畫線，如“CarModel”“PersonInfo”。模塊標識符：通常使用全小寫字母，最好避免使用下畫線（除非文件名很長或難以閱讀），如“math”“random”。常量標識符：通常使用全大寫字母，并用下畫線分隔。常量是指程序運行時其值不會發生改變的量，如MAX_SIZE、PI、DEBUG_MODE。標識符03Python中的特殊標識符（特殊約?定）以下畫線開頭或結尾的標識符，在?Python?中具有特殊的含?義。單下畫線開頭：約定以單個下畫線開頭的標識符（如_hidden_variable、_private_method），用于提示開發者這是內部使用（私有）的屬性或方法，不應在類的外部直接調用或訪?問。雙下畫線開頭、雙下畫線結尾：以雙下畫線開頭和結尾的標識符（如__init__、__len__）是?Python?的內置特殊方法。這類標識符由?Python?解釋器在特定時機自動調用。用戶自定義的標識符應避免使用這種命名格式，以防與未來或現有的內置功能沖?突。標識符04類型標識?符在命名變量時，雖無強制要求，但可在名稱中加入類型信息以提升代碼的清晰度，特別是對于復雜的集合類?型。例如，列表可以使用_list或_names后綴，字典可搭配_dict或_info后綴。推薦使用user_names（列表）、user_info（字典）等命名方式，但是不推薦為所有變量都加上類型后綴，如price_float、count_int。05標識符示例下面舉例介紹幾種標識?符。基本符號01命令提示符（1）交互式提示符（>>>）。當打開Python的交互式環境（IDLE解釋器）時，看到的“>>>”就是運算提示符，如圖1-38所示。它表示Python解釋器已準備就緒，可以接收并執行指令。輸入一行代碼后按回車鍵，解釋器會立即執行并顯示結果，這在快速測試代碼片段時非常有用。基本符號01命令提示符（2）腳本文件。在.py腳本文件中編寫代碼時，沒有運算提示符，如圖1-39所示。代碼會從上到下依次執行。（3）常見初級錯誤。編程時，所有符號都必須在英文輸入法下輸入。以下是幾個常見的初級錯?誤。①使用中文字符。SyntaxError提示代碼中出現了非法字符，通常是由于使用了中文的括號、逗號或引號。基本符號01命令提示符（3）常見初級錯誤。②符號不匹配。SyntaxError表示括號不匹配，如用“(”開頭，卻用“]”結?尾。③變量未定義。基本符號02縮進與許多編程語言不同，縮進在Python中不是可選項，而是語法的一部分。它用來定義代碼塊的層級關系（例如，哪些代碼屬于if語句，哪些代碼屬于一個函?數）。（1）同一代碼塊內的所有語句必須保持完全相同的縮進量。（2）統一使用4個空格作為一級縮?進。（3）在同一個文件中混合使用“Tab”鍵和“空格”鍵進行縮進，會導致IndentationError或不可預料的邏輯錯誤。正確的縮進如下:基本符號03換行（1）括號內的隱式換行（推薦方?式）。在圓括號“()”、方括號“[]”或大括號“{}”內的換行是Python自動支持的，這是最推薦的換行方?式。示例如下：基本符號03換行（2）使用反斜杠“\”顯式換行。在沒有括號的情況下，可以使用反斜杠“\”來強制換?行。示例如下：基本符號04語句規范（1）一行只寫一條語句。為了使代碼清晰，應避免使用分號并在同一行內寫多條語?句。示例如下：基本符號04語句規范（2）復合語句的換行與縮進。對于if、for、while等復合語句，其后的代碼塊必須換行并進行縮?進。示例如下：注釋符號01單行注釋Python使用#（#開頭，從#開始直到該行末尾的所有內容都屬于注?釋）對多行代碼的功能進行說明時，一般將注釋放在代碼的上一行；對單行代碼的功能進行說明時，通常將注釋放在代碼的右側。PEP8規范：代碼右側注釋的#前應至少有兩個空格，#后面應有一個空格。語法格式?如下：注釋符號02多行注釋多行注釋內有多行內容（包含一行），通常用于為Python文件、模塊、類或函數等添加版權或功能描述信?息。Python使用英文狀態下三個連續的單引號“'''”或三個連續的雙引號“"""”創建多行注釋，引號內的內容全部是注釋內容。例如：Python多行注釋不支持嵌套，因此下面的寫法是錯誤的：注釋符號02多行注釋不管是單行注釋還是多行注釋，當注釋符號作為字符串的一部分出現時，就不能再將它們視為注釋標記，而應將其看作正常代碼的一部分，例如：運行結果如下：頭部聲明與結構01Shebang行在Linux和macOS等Unix-like系統中，文件的頭部聲明會告訴操作系統應使用哪個解釋器來執行該腳本。在Windows系統中，這一行會被忽略。但為了提升代碼的可移植性，編寫需要跨平臺運行的腳本時，加上Shebang行是一個好習慣。02編碼聲明編碼聲明一般寫在文件的第一行或第二行，它告訴Python解釋器應該使用哪種編碼格式來讀取文件中的源代碼，這一點在代碼包含中文注釋或中文字符串時尤為重要。Python3默認使用UTF-8編碼，因此理論上可以省略此行。但為了兼容所有文本編輯器和操作系統，明確聲明使用UTF-8編碼是一個非常穩健的編程習?慣。頭部聲明與結構03模塊導入使用import關鍵字聲明本腳本文件所依賴的模塊。程序聲明了對os、sys和math模塊的依賴，這意味著在腳本文件中可以使用這些模塊提供的功能。常量與變量01常量常量是指在程序運行期間，其值理論上不應該被改變的量。如數學中的π或一個項目中固定的配置?項。在Python中，并沒有提供定義常量的保留字，不過在PEP8規范中定義了常量的命名規范為由大寫字母和下畫線組?成。例如，常用的數學常數圓周率就是一個常?量。常量與變量01常量目前，常用的方式是采用命名全為大寫字母的方式來標識常量，但實際上這種方式并不能起到防止修改的作用，而只是從語義和可讀性上做了區分。在實際項目中，常量首次被賦值后，還是可以被其他代碼修改的。但事實上，給PI賦值為3，不會彈出任何錯誤。所以，用全部大寫的變量名表示常量只是習慣上的用法。常量與變量02變量（1）變量的創建與賦值。CREATIONANDASSIGNMENTOFVARIABLES在Python中，創建變量無須提前聲明其類型。直接用賦值運算符“=”即可將值賦給變量。當解釋器執行這行代碼時，它會先在內存中創建value所代表的數據對象，然后創建一個名為variable_name的標簽指向該對象。常量與變量02變量（1）變量的創建與賦值。CREATIONANDASSIGNMENTOFVARIABLES在Python中變量的命名應遵循如下規?則：遵循前面介紹的標識符硬性規則（不能以數字開頭，只能包含字母、數字、下畫線?等）。使用小寫字母和下畫線的組合（snake_case），如user_name、item_list。變量名應清晰地描述存儲內容。例如，用user_age而不是a來存儲用戶的年?齡。每個變量在使用前都必須賦值，變量在賦值以后才會被創?建。常量與變量02變量（2）多重賦值。Python支持一些便捷的賦值方式，可以簡化代碼。①為多個變量賦不同的值：②為多個變量賦相同的值：運算符01賦值運算符賦值運算符（=）是最常用的運算符，它的含義是將右邊的值賦值給左邊的變量，經常用于對變量、對象屬性的賦值操作。例如：在Python中，還可以把賦值運算符連在一起使用，同時為多個變量賦值。例如：除了上面這種最常見的等號賦值運算符，還有可以與其他運算符連用以簡化操作的增強賦值運算符，如表1-1所?示。運算符01賦值運算符運算符01賦值運算符運算符02算術運算符運算符邏輯運算符用于組合和操作布爾值（True,False），具體說明如表1-3所示。03邏輯運算符運算符04比較（關系）運算符比較（關系）運算符常用于條件判斷語句，比較兩個操作數的值，運算的結果是布爾值True或False。常見的關系運算符可分為兩類：一類用于判斷大小關系，另一類用于判斷相等關系。具體說明如表1-4所?示。運算符05位運算符位運算，通常是指將數值型數據從十進制轉換成二進制后進行的運算，參與運算的操作數為整型（可以是有符號整數，也可以是無符號整數）。由于直接對二進制位進行操作，位運算的執行速度通常較快。位運算符包括與、或、非、左移、右移等，具體的表示符號如表1-5所示。運算符05位運算符在上面列出的運算符中，左移（<<）和右移（>>）運算符非常常用，尤其是在性能敏感的代碼中。它們有一個重要的數學特?性：左移n位，在數值上相當于將操作數乘以2的n次方（如2<<3的結果為2*8=16）。右移n位，在數值上相當于將操作數整除以2的n次方（如64>>4的結果為64/16=4）。需要特別注意的是，不要將按位運算符&、|與邏輯運算符and、or相混淆。它們的應用場景、運算規則和返回值都不同。邏輯運算符用于布爾邏輯判斷，而按位運算符則用于對整數的二進制位進行操?作。常量與變量06成員運算符除了以上運算符，Python還支持成員運算符，用于判斷一個元素是否存在于一個序列（如字符串、列表、元組）中，具體的表示符號如表1-6所示。常量與變量07身份運算符身份運算符用于判斷兩個變量是否引用了內存中的同一個對象，具體的表示符號如表1-7所?示。常量與變量08運算符的優先級表1-8列出了從最高到最低優先級的運算符，相同單元格內的運算符具有相同的優先級。除非特別指出，運算符均指二元運算。相同單元格內的運算符從左至右分組（除了冪運算是從右至左分?組）。常量與變量08運算符的優先級表1-8列出了從最高到最低優先級的運算符，相同單元格內的運算符具有相同的優先級。除非特別指出，運算符均指二元運算。相同單元格內的運算符從左至右分組（除了冪運算是從右至左分?組）。謝謝觀看“職業教育計算機類專業系列教材Python程序設計基礎項目化教程PyCharm基礎知識“職業教育計算機類專業系列教材Python程序設計基礎項目化教程項目二01PyCharm從安裝到運行PyCharm下載和安裝01下載PyCharm訪問JetBrains的PyCharm官方網站進行下載，如圖2-2所?示。在官網頁面選擇對應操作系統（Windows、macOS或Linux），下載最新的PyCharm社區版，如圖2-2所示。值得注意的是，根據?JetBrains的計劃，2025.2系列版本將是最后一個獨立發布的PyCharm社區版。從2025.3版本開始，社區版的功能將整合進統一的PyCharm產品中，但核心的Python開發功能仍將免費提供。因此，當前下載的版本即可使用穩定且功能強大的免費PythonIDE。PyCharm下載和安裝02安裝PyCharm雙擊PyCharm-2025.2.3.exe文件，彈出安裝界面，如圖2-3所?示。單擊“下一步”按鈕，進入“選擇安裝位置”對話框。在該對話框中，用戶需要選擇PyCharm的安裝路徑，可以通過單擊“瀏覽”按鈕，自定義其安裝路徑，如圖2-4所示。PyCharm下載和安裝02安裝PyCharm單擊“下一步”按鈕，彈出“安裝選項”對話框，需要進行一些設置，如圖2-5所?示。PyCharm：勾選該復選框，可在桌面上創建一個名為“PyCharm”的快捷方式，方便快速啟動程序。將“bin”文件夾添加到?PATH：若勾選該復選框，則將PyCharm的“bin”文件夾（包含啟動腳本）添加到系統的環境變量（PATH）中。這樣，可以在命令提示符或終端中輸入PyCharm命令來直接啟動PyCharm。該選項生效通常需要重啟電腦。添加“將文件夾打開為項目”：若勾選該復選框，將在鼠標右鍵菜單中添加一個“將文件夾作為項目打開”的選項。當想把一個現有的文件夾作為PyCharm項目打開時，只需右鍵單擊該文件夾并選擇此選項即可，操作非常方?便。.py：勾選該復選框，系統會將PyCharm設置為打開.py文件的默認程序。任何Python腳本文件時，它都會自動在PyCharm中打開。但是，勾選該選項后PyCharm每次打開的速度會比較慢。PyCharm下載和安裝02安裝PyCharm單擊“下一步”按鈕，默認選擇JetBrains為快捷方式文件夾，如圖2-6所示。單擊“安裝”按鈕，此時出現的“正在安裝”對話框內會顯示安裝進度，如圖2-7所示，然后等待安裝完?畢。安裝結束后會出現“PyCharm安裝程序結束”對話框，如圖2-8所示。單擊“完成”按鈕即可完成PyCharm的安裝工作。PyCharm下載和安裝02安裝PyCharmPyCharm下載和安裝03配置PyCharm雙擊桌面上的PyCharm圖標，運行“PyCharm2025.2.3”，激活“PyCharm2025.2”啟動界面，如圖2-9所示。然后進入“語言和區域”選擇界面，默認選擇中文語言包和中國大陸，如圖2-10所示。PyCharm下載和安裝03配置PyCharm單擊“下一個”按鈕，進入“PyCharm用戶協議”界面，勾選“我確認我已閱讀并接受此《用戶協議》的條款”復選框，如圖2-11所示。單擊“繼續”按鈕，進入“歡迎訪問PyCharm”界面，如圖2-12所示。該界面左側導航欄包括項目、自定義、插件和學習4個選項?卡。PyCharm下載和安裝03配置PyCharm單擊“自定義”選項卡，設置編輯區參數。在“主題”選項下拉列表中顯示6個主題，可根據需要更改界面顏色，如圖2-13所?示。Dark：黑色主題，默認選擇該?項。Light：白色主?題。LightwithLightHeader：白色高亮主題。Highcontrast：黑色高對比度主?題。Darcula：黑色經典主題，比?Dark?顏色要?淺。項目文件創建01創建第一個Python項目（1）項目venv。這是PyCharm默認且最推薦的選項。選擇該選項，為當前項目在項目文件夾內部創建一個全新的、獨立的、純凈的Python環境。環境文件夾（venv）和項目代碼存放在一起，管理非常方便。安裝任何庫都不會影響其他項目或系統的主Python環境。適用于95%以上的Python項目，包括Web開發、數據分析、自動化腳本等。無論對于初學者還是專業開發人員，該選項都是最標準、最清晰的選?擇。單擊“創建”按鈕后，PyCharm會在項目根目錄下新建一個名為“venv”的文件夾。這個文件夾里包含如下內容。項目文件創建01創建第一個Python項目（1）項目venv。一個Python解釋器的副本（基于“基礎解釋器”選擇的版本，如圖2-16所?示）。一套獨立的第三方庫安裝目錄（site-packages），存儲后面用pip安裝的所有庫。項目文件創建01創建第一個Python項目（2）基礎conda。如果安裝了Anaconda或Miniconda軟件，就可以使用該選項。PyCharm調用Conda來創建一個新的、獨立的環境。該環境由Conda進行集中管理，通常存放在Anaconda安裝目錄下的envs文件夾中，而不在項目文件夾內部。在處理復雜的科學計算庫（如TensorFlow、PyTorch、NumPy）時，Conda能更好地解決底層依賴問題。主要用于數據科學、機器學習、深度學習和科學計算等領域。項目文件創建01創建第一個Python項目（3）自定義環境。可以將此選項理解為“高級模式”，它提供了更靈活的環境配置方式，包含“生成新的”和“選擇現有”兩個選項，如圖2-17所?示。項目文件創建一個完整的Python項目，其文件夾結構通常包含以下兩個部?分。項目自身的代碼和文件：這是由開發者創建和管理的部?分。虛擬環境文件夾（venv）：這是由PyCharm自動生成和管理的部分，用于隔離項目環?境。02項目文件結構創建Python文件01Python文件/目錄類型Python項目中可創建的文件/目錄類型主要分為以下幾?種。Python文件：這是最常用的類型，用于創建Python的源代碼文件，擴展名為.py。.py文件中編寫的代碼可通過Python解釋器直接運?行。JupyterNotebook：創建.ipynb格式的交互式筆記本文件，能將代碼、代碼輸出（如圖表、表格）、文本注釋和數學公式整合在一個文檔中，是數據分析和科學研究的常用工?具。通用文本文件：創建空白的通用文本文件，PyCharm要求輸入完整的文件名及擴展名（如config.yaml、notes.txt），適用于創建無特定模板的文本類文?件。臨時文件：創建不屬于當前項目結構的臨時代碼文件，適合進行快速的代碼實驗、測試小段邏輯或記錄筆記，不會污染主項目目?錄。目錄：創建普通的文件夾。通常用來存放非代碼類資源，如數據集（.csv文件）、圖片、文檔等。“yuanwenjian”目錄如圖2-21所示，其與Python包的區別在于：Python包下必有_init_.py文件，而普通目錄下無此文?件。創建Python文件01Python文件/目錄類型創建Python文件01Python文件/目錄類型Python軟件包：創建用于組織和管理功能相關的Python模塊（.py文件）的包文件夾。PyCharm會自動在文件夾內創建一個名為__init__.py的空文件。這個文件是Python包的標識（如圖2-22中的“Common”包）。HTML文件：創建標準的超文本標記語言文件（.html），用于構建網頁的結構和內?容。Dockerfile：創建名為Dockerfile的文本文件，其中包含一系列指令，用于構建一個Docker容器鏡像。這是實現應用程序容器化、確保在任何地方都能一致運行的關鍵文?件。HTTP請求文件：創建.http或.rest文件，用于在PyCharm內置的HTTP客戶端中定義和發送HTTP請求。可以直接在IDE中測試WebAPI，無須依賴Postman等外部工?具。創建Python文件01Python文件/目錄類型OpenAPI規范文件：創建用于定義RESTfulAPI的規范文件，遵循OpenAPI標準，用于設計、記錄和測試API。資源包：創建一組.properties文件，用于國際化（internationalization，i18n）。將應用程序中顯示的文本（如按鈕標簽、提示信息）與代碼分離，從而輕松地將應用翻譯成多種語言。EditorConfig文件：創建一個名為.editorconfig的配置文件。該文件可以幫助團隊成員在不同的編輯器和IDE之間，保持一致的編碼風格（如縮進大小、字符集、換行符等）。創建Python文件02新建Python文件選擇“Python文件”選項，彈出“新建Python文件”對話框，新建的Python文件包含下面三種類?型。Python文件：用于編寫標準的Python源代碼。Python單元測試文件：用于創建專門測試其他代碼的腳本。Python存根文件：用于類型提示的.pyi文件，屬于高級用法。對于日常編程，在“新建Python文件”對話框中選擇默認的“Python文件”，如圖2-23所示，在文件名輸入框中輸入一個符合規范的名稱，如python_file_01.。創建Python文件02新建Python文件輸入名稱后，直接按回車鍵，PyCharm會立即創建一個名為python_file_01.py的文件，并自動在主編輯區打開它。現在，就可以在這個文件中編寫Python代碼?了。運行Python文件在PyCharm中運行Python文件常用的方法有以下幾?種。將鼠標光標移動到您想要運行的Python文件的代碼編輯區域內，單擊鼠標右鍵，彈出一個快捷菜單，在菜單中選擇“運行

'文件名'”（如“運行

'main'”），如圖2-24所示。單擊菜單欄下方工具欄中的“運行”按鈕：這個按鈕并不是運行當前已打開的文件，而是運行當前在下拉菜單中選中的運行配置。快捷鍵Ctrl+Shift+F10：該組快捷鍵的功能與鼠標右鍵運行完全相同。它會運行當前在編輯器中處于活動狀態的文件，并且如果該文件沒有“運行配置”，會自動為其創建一個。這是啟動一個新文件最快速的方?式。快捷鍵Shift+F10：該組快捷鍵的功能與工具欄“運行”按鈕完全相同。它會運行當前選中的“運行配置”，無論現在正在編輯哪個文件。這是重復運行同一個腳本最快速的方?式。運行Python文件成功執行代碼后，PyCharm會自動激活并顯示底部的“運行”面板。該面板會展示程序的輸出結果或任何錯誤信息，如圖2-25所示。該面板在首次運行后通常會保持打開的狀?態。當修改代碼后，如果想再次運行同一個文件，可以直接單擊“運行”面板左側工具欄中的“重新運行”按鈕，這是一種無須返回頂部工具欄的便捷操作方?式。02程序的調試兩類常見錯誤01語法錯誤（SyntaxError）（1）忘記寫符號：（2）使用了中文標點：兩類常見錯誤01語法錯誤（SyntaxError）（3）縮進不正確（IndentationError，是語法錯誤的一種特殊形?式）：兩類常見錯誤02運行時錯誤（Exception）（1）除數為零（ZeroDivisionError）：（2）使用了未定義的變量（NameError）：兩類常見錯誤02運行時錯誤（Exception）（3）類型不匹配（TypeError）：（4）索引越界（IndexError）：基本調試功能01發現問題這個功能主要通過編輯器窗口右上角的代碼分析狀態圖標和代碼中的高亮提示來現。綠色對鉤:表示代碼沒有任何錯誤或警告。黃色感嘆號:表示代碼存在警告（Warning）。警告通常是代碼風格不規范，比如符號前后缺少空格、變量定義了但從未使用等。警告不影響程序運行，但建議修改，以養成良好的編碼習慣。紅色感嘆號：表示代碼存在錯誤（Error）。錯誤是嚴重的語法問題，修正后程序才能運行。??基本調試功能02調試問題（1）實時高亮提示。在編寫代碼時，PyCharm會直接在有問題的代碼下方用波浪線進行標記（通常錯誤為紅色，警告為黃色），如圖2-26所示。這讓程序員能第一時間發現問?題。基本調試功能02調試問題（2）懸停查看詳情。將鼠標光標懸停在被波浪線標記的代碼上，PyCharm會立即彈出一個小窗口，用簡潔的語言提示“這里出了什么問題”，通常還會提供一個“快速修復”的建議，如圖2-27所示。基本調試功能02調試問題（3）使用“問題”面板處理。當一個文件中的問題較多時，逐個懸停查看效率較低。此時可直接單擊編輯器右上角的分析狀態圖標（無論是黃色還是紅色），PyCharm會在編輯器下方自動彈出“問題”面板。這個面板會清晰地列出當前文件中的所有錯誤和警告，包括問題描述、所在行號和代碼片段，如圖2-28所示。基本調試功能02調試問題（3）使用“問題”面板處理。在“問題”面板中，雙擊任意一條問題，PyCharm編輯器的光標會自動跳轉到代碼中對應的行，方便修改。當根據提示逐一修復了所有的錯誤和警告后，“問題”面板會變空，右上角圖標會變回綠色對鉤如圖2-29所示。這標志著代碼在語法和風格層面已經通過了審查，可以正常運行了。基本調試功能01設置斷點在希望程序暫停的代碼行號左側空白處，單擊鼠標左鍵，即可添加一個紅色圓點??,這就是斷點，如圖2-30所示。基本調試功能02啟動調試會話單擊頂部工具欄的“調試”按鈕??（或按快捷鍵Shift+F9）來啟動程序。程序運行到第一個斷點處會自動暫停，并彈出底部的“調試”面板，在“線程和變量”選項下顯示該斷點之前的變量信息，如圖2-31所示。基本調試功能03使用調試控制器控制流程步過（F8）執行當前行，并移動到下一行。這是最常用的單步命令，如果當前行是函數，則會一次性執行整個函?數。1步入（F7）如果當前行是函數調用，此命令會進入該函數內部，從函數的第一行開始繼續單步調?試。2步出（Shift+F8）當處于函數內部時，此命令會快速執行該函數的剩余部分，并返回調用它的地?方。3恢復程序（F9）繼續執行程序，直到遇到下一個斷點或程序結?束。4如果程序在某步出現錯誤，程序會自動跳轉到錯誤頁面，方便用戶查看錯誤信?息。503包管理在PyCharm對話框中安裝第三方庫進行數據分析時，經常需要用到像NumPy和Pandas這樣的強大庫。一般情況下在PyCharm對話框中安裝后就可以直接使用?了。打開PyCharm，依次選擇菜單欄中的“文件”→“設置”，在彈出的“設置”對話框中，打開“Python”選項并進入“解釋器”窗口，即可在列表中查看當前項目虛擬環境下已經安裝的所有包及其版本，如圖2-32所示。在PyCharm對話框中安裝第三方庫單擊軟件包列表上方的“安裝”按鈕，彈出“可用軟件包”對話框。在頂部的搜索框中輸入需要安裝的包名，如“numpy”。在搜索結果列表中選擇模塊庫“numpy”，右側會顯示該包的描述。如果需要安裝特定版本，可以勾選“指定版本”復選框。通常直接安裝最新版，如圖2-33所示。在PyCharm對話框中安裝第三方庫安裝成功后，關閉“可用軟件包”對話框，可在解釋器的包列表中看到新添加的“numpy”包。這表示已經成功地將?NumPy?這個庫安裝到了項目中，如圖2-34所示。在PyCharm對話框中安裝第三方庫可以重復以上步驟來安裝其他庫，如模塊Pandas，如圖2-35所示。需要注意的是，安裝“pandas”包后，在軟件包列表中會顯示它所依賴的其他包，如python-dateutil、pytz、six、tzdata。在PyCharm對話框中安裝第三方庫在使用PyCharm時，還要關注核心工具pip的狀態。pip本身也是一個Python包，用于管理其他包。當有可用的更新時，PyCharm通常會在“設置”對話框的“Python”→“解釋器”界面的軟件包列表下方給出提示。可以單擊提示中的“更新”按鈕，如圖2-36所示，也可以像安裝新包一樣，單擊“安裝”按鈕，搜索pip并選擇最新版本進行安裝，如圖2-37所示，這兩種方式都能實現pip的更新。在PyCharm對話框中安裝第三方庫在使用PyCharm時，還要關注核心工具pip的狀態。pip本身也是一個Python包，用于管理其他包。當有可用的更新時，PyCharm通常會在“設置”對話框的“Python”→“解釋器”界面的軟件包列表下方給出提示。可以單擊提示中的“更新”按鈕，如圖2-36所示，也可以像安裝新包一樣，單擊“安裝”按鈕，搜索pip并選擇最新版本進行安裝，如圖2-37所示，這兩種方式都能實現pip的更新。在PyCharm對話框中安裝第三方庫更新完成后，在“設置”對話框的“Python”→“解釋器”界面中顯示更新的pip版本（25.2），如圖2-38所?示。使用PyCharm的內置終端安裝在PyCharm界面的左側最下方工具欄中，單擊“終端”按鈕，即可打開終端窗口，如圖2-39所示。01打開終端使用PyCharm的內置終端安裝02常用包管理命令（1）安裝第三方庫（pipinstall）。這是最核心的命令。基本格式是pipinstall包名。使用PyCharm的內置終端安裝02常用包管理命令（1）安裝第三方庫（pipinstall）。輸入命令后按回車鍵，終端就會顯示下載和安裝的詳細過程，如圖2-40所?示。使用PyCharm的內置終端安裝02常用包管理命令（2）安裝指定版本的庫。有時，項目需要一個特定版本的庫。可以在包名后面加上==和版本號。（3）卸載庫（pipuninstall）。如果不再需要某個包，可以將其卸載。使用PyCharm的內置終端安裝02常用包管理命令（4）查看已安裝的庫（piplist）。想知道當前項目環境中都裝了哪些包及其版本，可以使用這個命?令。它會顯示一個清晰的列表，方便檢查，如圖2-42所?示。（5）更新pip。pip工具本身也會更新。為了避免在安裝包時出現奇怪的問題，養成定期更新pip的好習慣是個不錯的選擇。推薦使用以下標準命令來更新，如圖2-43所示。使用PyCharm的內置終端安裝02常用包管理命令（5）更新pip。謝謝觀看“職業教育計算機類專業系列教材Python程序設計基礎項目化教程數據類型和程序設計“職業教育計算機類專業系列教材Python程序設計基礎項目化教程項目三01數字類型數字類型分類01整數型在Python3中，整數型是int。與某些語言不同，Python的整數沒有固定的大小限制（如4個字節或8個字節）。它可以根據數字的大小自動擴展，以表示任意大的整數，其精度僅受限于計算機的內存。無論是三位數還是幾十位的超大數字，都可以用整數型來存儲。02浮點型（1）十進制數形式。由數碼0～9和小數點組成。如0.0、.25、5.789、0.13、5.0、300.0、-267.8230。（2）指數形式。由十進制數、階碼標志“e”或“E”，以及階碼（只能為整數，可以帶符號）組成。數字類型分類03布爾型布爾型數據在Python中是一個非常重要的概念。布爾型數據只有兩個值，即真（True）和假（False）。在Python中，可以直接使用這兩個值，也可以通過布爾運算得到布爾型數據。在Python中，bool是int的子類（繼承int），故True==1和False==0返回True。數字類型分類04復數型Python支持復數運算。復數在數學中通常寫作a+bi，其中a是實部，b是虛部。（1）創建復數。創建復數主要有兩種方?式：①字面量形式：直接按照“實部+虛部j”的格式書寫。②使用complex()函數：當實部和虛部是變量時，這種方式更常用。（2）獲取實部和虛部。復數對象擁有.real和.imag兩個屬性，可以方便地獲取其實部和虛部。數字類型分類05數據輸入與輸出（1）input函數。input函數會暫停程序，等待用戶從鍵盤輸入內容，當用戶按下回車鍵后，該函數會將用戶輸入的所有內容作為一個字符串返回。其調用格式如下：input()函數返回的永遠是字符串（str）類型。如果用戶輸入的是數字，想進行數學計算，就必須先將這個字符串轉換成數字類型。int():將字符串轉換為整?數。float():將字符串轉換為浮點數。數字類型分類05數據輸入與輸出（2）print函數。print函數用于將數據顯示在屏幕上。其調用格式如下：其中，參數介紹如下。objects：復數，表示可以一次輸出多個對象。輸出多個對象時，需要用“,”分隔。如print("a","b","c")sep：用來間隔多個對象，默認值是一個空格。end：用來設定以什么結尾。默認值是換行符“\n”，我們可以換成其他字符串。從Python3.6開始，引入了一種名為f-string的全新格式化方法，它更直觀、更簡潔，也更高效。數字類型分類05數據輸入與輸出強烈推薦使用這種方式。在字符串的引號前加上一個字母f，然后將變量或表達式直接用大括號“{}”包裹在字符串中。例如：運行結果如下：（2）print函數。數據類型轉換在程序運行過程中，經常需要將一種數據類型轉換為另一種。例如，通過input()函數獲取的數字是字符串類型，必須先將其轉換為整數或浮點數，才能進行數學運算。Python提供了一系列內置函數，便于在不同數據類型之間進行轉換，詳見表3-2。數據類型轉換在程序運行過程中，經常需要將一種數據類型轉換為另一種。例如，通過input()函數獲取的數字是字符串類型，必須先將其轉換為整數或浮點數，才能進行數學運算。Python提供了一系列內置函數，便于在不同數據類型之間進行轉換，詳見表3-2。02數據容器字符串01創建字符串使用單引號（''）與雙引號（""）來創建字符串。例如：單引號與雙引號在創建字符串的功能上基本相同，主要用法差異是解決引號互相嵌套的沖突。如果字符串本身包含了單引號，建議使用雙引號來創建，反之亦然。例?如：字符串01創建字符串三重單引號（''''''）或三重雙引號（""""""）功能更強大，主要用于兩種情?況：創建包含多行的字符?串。字符串中可以自由地使用單引號和雙引號，無須擔心沖突。下面分別演示這兩種用?法。字符串01創建字符串運行結果如?下：使用三重雙引號創建了一個包含三行文本的字符串。從運行結果可以看出，代碼中原始的換行格式被完整地保留了下來并直接輸出。query字符串內部既包含了雙引號（""）也包含了單引號（''）。因為使用了三重單引號作為字符串的邊界，所以內部的單、雙引號都被當作普通字符處理。字符串02訪問和截取字符串中的值（1）訪問單個字符。正向索引：從0開始，從左到右遞增。第一個字符的索引是0，第二個字符的索引是1，以此類?推。反向索引：從-1開始，從右到左遞減。最后一個字符的索引是-1，倒數第二個字符的索引是-2。運行結果如?下：字符串02訪問和截取字符串中的值（2）截取子字符串（切?片）。使用[頭下標:尾下標]的格式可以截取一部分字符串。這個操作遵循“包頭不包尾”的原則，即結果會包含頭下標對應的字符，但不包含尾下標對應的字符。例如：運行結果如?下：列表01列表定義任意數據類型，既可以是列表嵌套列表，也可以是字符串，例如：運行結果如下：02列表索引與切片列表中值的切片也可以用到變量[頭下標:尾下標]，就可以截取相應的列表，從左到右索引默認從0開始，從右到左索引默認從-1開始，下標可以為空表示取到頭或尾。每個list變量中的元素都從0開始計數，如下代碼可以選取列表中的元素。列表03列表常用函數列表作為一種非常靈活的數據類型，支持多種多樣的操作。可以將這些操作分為兩大類：運算符與內置函數及列表專屬的方法。運算符與內置函數（如+、*、len()等）通常用于對列表進行拼接、重復或獲取信息，它們一般會生成一個新的結果，而不會改變原始列表，見表3-3。列表方法則是通過“列表變量.方法名()”的形式調用，它們是列表對象“自帶”的功能，見表3-4。學習列表方法時要重視：其中許多方法（如append()、sort()等）會直接修改列表本身（稱為“原地修改”），而不是返回一個新列表。列表03列表常用函數列表03列表常用函數區間在Python中，range()可以生成一個整數序列。它不是一個列表，而是一個特殊的、能夠按需生成數字的可迭代對象。函數調用格式如?下：其中，參數說明如?下。start:序列的起始整數。默認是從0開始，如?range(5)等價于?range(0,5)。stop:序列的結束整數，但序列中不包含這個數。如?range(0,5)是[0,1,2,3,4]，沒有結束整數5。step：步長，即前后兩個數的間隔，默認為1。如range(0,5)等價于range(0,5,1)。元組01直接創建元組變量通過小括號()創建，元素之間則用逗號隔開。格式如下：其中，element1～elementn表示元組中的各個元素，個數沒有限制。接下來建立一個元組，代碼如?下：運行結果如下：元組01直接創建顯示創建的變量類型為元組“tuple”。元組中只包含一個元素時，需要在元素后面添加逗號，否則括號會被當作運算符使用，例如：運行結果如?下：如果不添加逗號，該代碼將被解釋為一個普通的值而不是元組。字典01使用大括號“{}”創建這是創建字典最常用、最直觀的方式。字典由一系列的鍵值對組成，并被包裹在大括號“{}”中。其調用格式如下：每個元素都由一個鍵（key）和一個值（value）構成，中間用冒號分隔。不同的鍵值對之間用逗號隔開。例?如：字典01使用大括號“{}”創建運行結果如下：在上面的示例中，“'name'”是一個鍵（key），它對應的值（value）是“'Mary'”。通過鍵“'name'”，可以快速找到值“'Mary'”。字典02使用dict.fromkeys()方法創建使用dict.fromkeys()方法可快速創建一個新字典，它會使用一個序列中的所有元素作為字典的鍵，并為這些鍵指定一個統一的初始值。其調用格式如?下：參數說?明：seq：一個可迭代對象（如列表、元組、字符串），其中的每個元素都將成為新字典的?鍵。value：可選參數，為所有鍵指定的初始值。如果省略，則所有鍵的值默認為?None。例如：字典03使用dict()構造函數創建（1）通過關鍵字參數創建。當字典的鍵是簡單的字符串且符合變量命名規范時，可以使用這種簡潔的寫法。格式如下：此處的key不能加引號。例如：運行結?果如下：字典03使用dict()構造函數創建（2）通過包含鍵值對的序列創建。可以向dict()函數傳入一個包含多個“鍵值對”元素的可迭代對象（如列表或元組）。每個“鍵值對”元素本身也必須是包含兩個元素（鍵和值）的序列。其調用格式如下：字典03使用dict()構造函數創建（2）通過包含鍵值對的序列創建。運行結果如下：字典03使用dict()構造函數創建（3）通過zip()函數組合鍵和值創建。如果有兩個獨立的序列，分別代表鍵和值，可以使用zip()函數將它們“壓縮”在一起，然后傳給dict()來創建字典。格式如下：例如：運行結果如?下：字典04字典的基本操作字典04字典的基本操作集合01創建集合（1）set()函數創建。當有一個已經存在的列表（或其他可迭代對象），并且想把它轉換成集合時，就需要使用set()函數。這種方法最常見的用途就是為列表去重。其調用格式如下：其中，iteration表示字符串、列表、元組、區間等數據類型。集合01創建集合（1）set()函數創建。運行結果如下：接下來從列表中創建一個集合：集合01創建集