面向師范生的python編程導(dǎo)論 課件 錢逸舟 第1-4章-緒論、數(shù)據(jù)與運(yùn)算-循環(huán)語(yǔ)句

第1章緒論面向師范生的Python編程導(dǎo)論面向師范生的Python編程導(dǎo)論課程總覽2第1章緒論本課程將帶你從零開(kāi)始學(xué)習(xí)Python編程第1章緒論P(yáng)ython簡(jiǎn)介與環(huán)境搭建第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算變量、類型、運(yùn)算符第3章條件語(yǔ)句布爾表達(dá)式與分支第4章循環(huán)語(yǔ)句while與for循環(huán)第5章容器與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)列表、元組、字典、字符串第6章函數(shù)函數(shù)定義與遞歸第7章學(xué)科編程案例跨學(xué)科編程實(shí)踐本章學(xué)習(xí)目標(biāo)4第1章緒論知識(shí)目標(biāo)理解程序的基本概念了解Python語(yǔ)言的特點(diǎn)掌握編譯型與解釋型語(yǔ)言的區(qū)別了解Python的發(fā)展歷程認(rèn)識(shí)PythonIDLE編程環(huán)境能力目標(biāo)能夠獨(dú)立安裝Python環(huán)境熟練使用IDLE編寫和運(yùn)行代碼掌握print()函數(shù)的基本用法掌握input()函數(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互能夠編寫簡(jiǎn)單的Python程序本章課時(shí)安排（4課時(shí)）6第1章緒論課時(shí)教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)/難點(diǎn)活動(dòng)設(shè)計(jì)第1課時(shí)程序的概念與Python簡(jiǎn)介程序的基本操作概念講解+討論第2課時(shí)Python安裝與IDLE環(huán)境環(huán)境搭建實(shí)操練習(xí)第3課時(shí)第一個(gè)Python程序print()函數(shù)編程實(shí)踐第4課時(shí)人機(jī)互動(dòng)程序input()函數(shù)項(xiàng)目實(shí)踐提示建議每課時(shí)預(yù)留10分鐘進(jìn)行實(shí)踐操作，讓學(xué)生在動(dòng)手編寫代碼中學(xué)習(xí)。1.1Python編程了解程序的基本概念，認(rèn)識(shí)Python語(yǔ)言的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)1.1.1程序的概念9第1章緒論·1.1Python編程什么是程序？程序（Program）告訴計(jì)算機(jī)應(yīng)如何完成一個(gè)計(jì)算任務(wù)。計(jì)算可以是數(shù)學(xué)運(yùn)算（如解方程），也可以是符號(hào)運(yùn)算（如查找和替換文檔中的單詞。程序的本質(zhì)計(jì)算機(jī)是由數(shù)字電路組成的運(yùn)算機(jī)器，只能對(duì)數(shù)字做運(yùn)算程序能做符號(hào)運(yùn)算，是因?yàn)榉?hào)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部也是用數(shù)字表示的聲音和圖像在計(jì)算機(jī)內(nèi)部也用數(shù)字表示，經(jīng)硬件設(shè)備轉(zhuǎn)換成人可感知的形式程序的五大基本操作11第1章緒論·1.1Python編程1輸入(Input)從鍵盤、文件或其他設(shè)備獲取數(shù)據(jù)2輸出(Output)把數(shù)據(jù)顯示到屏幕，或存入文件3基本運(yùn)算數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)學(xué)運(yùn)算（加減乘除）4測(cè)試和分支測(cè)試條件，根據(jù)結(jié)果執(zhí)行不同操作5循環(huán)重復(fù)執(zhí)行一系列操作任何復(fù)雜的程序都可以由這五種基本操作組合而成示例：三角形面積計(jì)算過(guò)程13第1章緒論·1.1Python編程已知三角形的底和高分別為a、b，求三角形的面積輸入底a,高b→計(jì)算面積=a*b/2→輸出面積結(jié)果程序讀取用戶輸入的三角形底和高的數(shù)據(jù)，根據(jù)面積公式進(jìn)行計(jì)算，輸出結(jié)果任務(wù)1.1已知三角形的三條邊長(zhǎng)分別為a、b、c，如何求三角形的面積？請(qǐng)畫出相對(duì)應(yīng)的計(jì)算過(guò)程。（提示：海倫公式）1.1.2為什么學(xué)習(xí)Python15第1章緒論·1.1Python編程編程需要用到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有C、C++、Java、JavaScript等，也包括Python。Python是當(dāng)前排名第一的編程語(yǔ)言Python在教育領(lǐng)域的應(yīng)用17第1章緒論·1.1Python編程高中信息技術(shù)課程Python是當(dāng)前高中階段信息技術(shù)課程使用的編程語(yǔ)言新課標(biāo)將Python納入信息技術(shù)課程作為師范生，掌握Python編程技能非常重要未來(lái)任教信息技術(shù)課的必備技能人工智能與大數(shù)據(jù)Python在人工智能領(lǐng)域被廣泛使用大數(shù)據(jù)分析的首選語(yǔ)言機(jī)器學(xué)習(xí)框架（TensorFlow、PyTorch）數(shù)據(jù)科學(xué)工具（NumPy、Pandas）逐漸成為編程入門的首選語(yǔ)言HelloWorld程序?qū)Ρ?9第1章緒論·1.1Python編程以最簡(jiǎn)單的程序——在屏幕上輸出”HelloWorld!”為例，對(duì)比三種語(yǔ)言Pythonprint("HelloWorld!")Python僅需一行代碼C語(yǔ)言#include<stdio.h>intmain(){printf("HelloWorld!");

return

0;}C語(yǔ)言需要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)JavapublicclassHelloWorld{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(

"HelloWorld!");}}Java結(jié)構(gòu)更復(fù)雜Python的優(yōu)勢(shì)21第1章緒論·1.1Python編程簡(jiǎn)潔優(yōu)雅語(yǔ)法簡(jiǎn)單，代碼可讀性強(qiáng)，對(duì)初學(xué)者友好易于學(xué)習(xí)無(wú)需掌握復(fù)雜細(xì)節(jié)即可入門跨平臺(tái)可在Windows、Mac、Linux上運(yùn)行豐富的庫(kù)擁有大量標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)社區(qū)活躍全球龐大的開(kāi)發(fā)者社區(qū)支持應(yīng)用廣泛AI、大數(shù)據(jù)、Web、自動(dòng)化等領(lǐng)域Lifeisshort,youneedPython.—BruceEckel思考與討論23第1章緒論·1.1Python編程思考題代碼1.1（Python）、1.2（C語(yǔ)言）和1.3（Java）的HelloWorld程序有哪些相似之處？請(qǐng)從以下幾個(gè)方面思考：1.都有輸出函數(shù)/語(yǔ)句2.都有字符串”HelloWorld!”3.程序的基本結(jié)構(gòu)延伸思考1.為什么Python只需要一行代碼，而C和Java需要更多？2.這種簡(jiǎn)潔性對(duì)編程學(xué)習(xí)有什么影響？3.在什么場(chǎng)景下，C或Java可能比Python更適合？1.1.3Python是一種解釋型語(yǔ)言25第1章緒論·1.1Python編程高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以分為兩大類：編譯型和解釋型特性編譯型語(yǔ)言（如C）解釋型語(yǔ)言（如Python）執(zhí)行方式先編譯成機(jī)器碼再執(zhí)行逐行解釋執(zhí)行跨平臺(tái)不能跨平臺(tái)，需分別編譯可輕松跨平臺(tái)運(yùn)行效率較高較低（實(shí)時(shí)翻譯）開(kāi)發(fā)效率較低（需編譯步驟）較高（直接運(yùn)行）代碼安全編譯后不易查看源碼源碼可見(jiàn)提示Python是一種解釋型語(yǔ)言，只要操作系統(tǒng)中安裝了Python解釋器，即可運(yùn)行Python程序。三種語(yǔ)言的執(zhí)行流程27第1章緒論·1.1Python編程編譯型語(yǔ)言（C）源代碼(.c)→編譯器(Compiler)→機(jī)器碼(.exe)解釋型語(yǔ)言（Python）源代碼(.py)→解釋器(Interpreter)→逐行執(zhí)行混合型語(yǔ)言（Java）源代碼(.java)→編譯器→字節(jié)碼(.class)→JVM解釋執(zhí)行重要概念：機(jī)器語(yǔ)言29第1章緒論·1.1Python編程計(jì)算機(jī)只能理解機(jī)器語(yǔ)言計(jì)算機(jī)的中央處理器（CPU）只能識(shí)別0和1，內(nèi)存和硬盤也只能存儲(chǔ)0和1。當(dāng)我們使用編程語(yǔ)言完成代碼后，需要把代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言，才能使計(jì)算機(jī)為我們服務(wù)，執(zhí)行代碼并解決問(wèn)題。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言使用容易理解和記憶的字符或單詞作為關(guān)鍵字，開(kāi)發(fā)效率高，便于讀寫。Python、C、Java都是高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1.1.4Python的發(fā)展歷程31第1章緒論·1.1Python編程Python的誕生Python由荷蘭程序員GuidovanRossum開(kāi)發(fā)，最早于1991年發(fā)布，1.0版本于1994年發(fā)布。目前主流的Python版本是3.x版本。1991Python首次發(fā)布1994Python1.0發(fā)布2000Python2.0發(fā)布2008Python3.0發(fā)布2020Python2停止維護(hù)2022Python排名第一Python名稱的由來(lái)33第1章緒論·1.1Python編程有趣的事實(shí)雖然單詞Python的中文翻譯是”蟒蛇”，但是Python語(yǔ)言的由來(lái)與蟒蛇毫無(wú)關(guān)系！這種程序語(yǔ)言命名為Python，是因?yàn)槠鋭?chuàng)造者GuidovanRossum非常喜歡英國(guó)的喜劇團(tuán)體MontyPython。Python已有三十多年的發(fā)展史，其誕生之初并不起眼，直到近些年才成為熱門編程語(yǔ)言。提示Python流行趨勢(shì)：從TIOBE指數(shù)可以看出，Python從2010年后開(kāi)始快速上升，在2021年登頂?shù)谝弧?.1小結(jié)：Python編程程序是告訴計(jì)算機(jī)如何完成計(jì)算任務(wù)的指令序列程序的五大基本操作：輸入、輸出、運(yùn)算、分支、循環(huán)Python是當(dāng)前最流行的編程語(yǔ)言，TIOBE排名第一Python語(yǔ)法簡(jiǎn)潔優(yōu)雅，適合初學(xué)者入門Python是解釋型語(yǔ)言，可跨平臺(tái)運(yùn)行Python由GuidovanRossum于1991年創(chuàng)建Python名稱來(lái)源于英國(guó)喜劇團(tuán)體MontyPython1.2編寫一個(gè)Python程序?qū)W習(xí)安裝Python、使用IDLE環(huán)境、編寫第一個(gè)程序1.2.1安裝Python37第1章緒論·1.2編寫Python程序安裝步驟1訪問(wèn)官網(wǎng)訪問(wèn)官方網(wǎng)站2下載安裝文件點(diǎn)擊Downloads進(jìn)入下載界面3選擇版本選擇適合操作系統(tǒng)的Python版本4運(yùn)行安裝雙擊安裝文件，按提示安裝5驗(yàn)證安裝打開(kāi)IDLE檢查是否安裝成功注意本書中的代碼需要使用Python3.8或以上版本。注意：多數(shù)代碼無(wú)法在Python2中運(yùn)行！Python官方下載頁(yè)面39第1章緒論·1.2編寫Python程序官方網(wǎng)站：點(diǎn)擊”Downloads”進(jìn)入下載界面顯示最新版本的Python安裝文件提供適用于不同操作系統(tǒng)的版本W(wǎng)indows、macOS、Linux均有支持Mu編程環(huán)境推薦初學(xué)者使用的Python編程環(huán)境官方網(wǎng)站：https://codewith.mu設(shè)計(jì)理念：編程環(huán)境簡(jiǎn)潔降低初學(xué)者的學(xué)習(xí)難度提供適合不同操作系統(tǒng)的版本提示本書中的所有代碼均可在Python官方編程環(huán)境IDLE中運(yùn)行，無(wú)需特殊編程環(huán)境支持。1.2.2運(yùn)行Python—IDLE41第1章緒論·1.2編寫Python程序什么是IDLE？IDLE是”IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment”的簡(jiǎn)寫，即整合開(kāi)發(fā)與學(xué)習(xí)環(huán)境。它是集成了Python解釋器的編程環(huán)境。打開(kāi)IDLE的方式方式一：開(kāi)始菜單在開(kāi)始菜單中找到IDLE程序或直接搜索”IDLE”點(diǎn)擊打開(kāi)即可方式二：Python應(yīng)用列表打開(kāi)開(kāi)始菜單找到Python應(yīng)用列表選擇IDLE打開(kāi)IDLE界面介紹43第1章緒論·1.2編寫Python程序IDLEShell界面打開(kāi)IDLE后顯示代碼解釋器界面（Shell），程序開(kāi)發(fā)者可以在這里與Python解釋器進(jìn)行實(shí)時(shí)交互：輸入代碼，即可顯示結(jié)果。在三個(gè)大于號(hào)（>>>）處輸入代碼，按下Enter鍵即可執(zhí)行。IDLEShell>>>1+12>>>print("HelloWorld!")HelloWorld!Python3.10.5表示當(dāng)前運(yùn)行的Python版本號(hào)，只要版本號(hào)是3.8以上即可。配置IDLE45第1章緒論·1.2編寫Python程序調(diào)整字體設(shè)置獲得更好的代碼閱讀體驗(yàn)設(shè)置項(xiàng)推薦值說(shuō)明FontFaceConsolas適合顯示代碼的等寬字體Size22根據(jù)屏幕大小調(diào)整設(shè)置路徑Options→ConfigureIDLE在設(shè)置界面進(jìn)行調(diào)整推薦編程字體Consolas-Windows系統(tǒng)自帶的優(yōu)秀等寬字體CourierNew-經(jīng)典的等寬字體根據(jù)個(gè)人喜好和屏幕大小選擇合適的字體和字號(hào)1.2.3嘗試運(yùn)行Python代碼47第1章緒論·1.2編寫Python程序任務(wù)1.2請(qǐng)?jiān)赟hell中嘗試輸入下面的代碼，并分析運(yùn)行結(jié)果：2*32*31-210/510/0運(yùn)行結(jié)果>>>2*36>>>2*36>>>1-2-1>>>10/52.0>>>10/0Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#1>",line1,in<module>

10/0ZeroDivisionError:divisionbyzero代碼運(yùn)行結(jié)果分析49第1章緒論·1.2編寫Python程序表達(dá)式結(jié)果分析2*36*號(hào)表示乘法，前后空格不影響運(yùn)行2*36與2*3結(jié)果相同，空格不影響1-2-1-號(hào)表示減法，結(jié)果為負(fù)數(shù)10/52.0/表示除號(hào)，結(jié)果總是float類型10/0錯(cuò)誤除數(shù)不能為0，觸發(fā)ZeroDivisionError注意計(jì)算機(jī)只會(huì)按照程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的規(guī)則執(zhí)行代碼。不符合規(guī)則的代碼會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤（Error）。提示重要發(fā)現(xiàn)：10/5的結(jié)果是2.0而不是2！在Python中，除法運(yùn)算的結(jié)果總是float類型，無(wú)論數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果是否為整數(shù)。1.2.4第一個(gè)完整的Python程序51第1章緒論·1.2編寫Python程序從Shell到程序文件為什么要?jiǎng)?chuàng)建程序文件？IDLEShell主要用于交互功能，編寫一個(gè)完整的程序需要?jiǎng)?chuàng)建程序文件。點(diǎn)擊File菜單中的NewFile選項(xiàng)創(chuàng)建程序文件在新的程序編寫窗口中輸入代碼點(diǎn)擊Run菜單中的RunModule選項(xiàng)運(yùn)行程序在彈出的對(duì)話框中選擇保存位置并命名程序保存完成后，在Shell中查看程序運(yùn)行結(jié)果運(yùn)行HelloWorld程序53第1章緒論·1.2編寫Python程序第一步：創(chuàng)建新文件并輸入代碼程序文件print("HelloWorld!")第二步：運(yùn)行程序Shell輸出>>>HelloWorld!第三步：保存程序文件（.py后綴）提示Python程序文件的擴(kuò)展名是.py。建議為程序取一個(gè)有意義的名字，方便日后查找。輸出多行信息55第1章緒論·1.2編寫Python程序任務(wù)1.3擴(kuò)充代碼，輸出如下兩行信息：HelloWorld!Iloveprogramming!錯(cuò)誤嘗試：錯(cuò)誤代碼print("HelloWorld!Iloveprogramming!")Python無(wú)法理解這種表達(dá)方式正確方法：正確代碼print("HelloWorld!")print("Iloveprogramming!")調(diào)用兩次print()函數(shù)輸出兩行信息1.2.5人機(jī)互動(dòng)57第1章緒論·1.2編寫Python程序什么是人機(jī)互動(dòng)？到目前為止，我們的程序只能輸出信息，無(wú)法實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。下面來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出的程序，即能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)互動(dòng)的程序。input()函數(shù)input()函數(shù)的功能與print()函數(shù)不同可以讀取用戶輸入的數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)保存到變量中在程序中使用輸入的數(shù)據(jù)print()vsinput()print()：輸出數(shù)據(jù)到屏幕input()：從鍵盤讀取數(shù)據(jù)print()：程序→用戶input()：用戶→程序人機(jī)互動(dòng)程序示例59第1章緒論·1.2編寫Python程序任務(wù)1.4請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)程序，詢問(wèn)用戶的姓名，當(dāng)用戶輸入姓名后，程序?qū)τ脩粽f(shuō)Hello。例如，用戶輸入Jim，程序輸出HelloJim。代碼1.6print("Whatisyourname?")name=input()print("Hello",name)運(yùn)行結(jié)果Whatisyourname?JimHelloJim程序運(yùn)行過(guò)程詳解61第1章緒論·1.2編寫Python程序1程序輸出”Whatisyourname?”2程序暫停，input()函數(shù)等待用戶輸入3光標(biāo)閃爍，表示正在等待輸入數(shù)據(jù)4用戶輸入Jim，按下Enter鍵5程序繼續(xù)運(yùn)行，輸出HelloJim6程序運(yùn)行結(jié)束注意程序只會(huì)按照順序執(zhí)行一遍，運(yùn)行結(jié)束后不會(huì)自動(dòng)重啟！當(dāng)輸入第二個(gè)名字時(shí)，Shell將其視為代碼，導(dǎo)致報(bào)錯(cuò)。錯(cuò)誤分析63第1章緒論·1.2編寫Python程序Shell>>>Whatisyourname?JimHelloJim>>>TomTraceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#0>",line1,in<module>TomNameError:name'Tom'isnotdefined錯(cuò)誤原因分析程序運(yùn)行結(jié)束后，Shell恢復(fù)到交互模式。此時(shí)輸入Tom，Shell將其視為Python代碼執(zhí)行。由于Tom不是定義過(guò)的變量名，所以出現(xiàn)NameError。本章關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)65第1章緒論術(shù)語(yǔ)解釋計(jì)算機(jī)科學(xué)研究計(jì)算機(jī)及其周圍各種現(xiàn)象與規(guī)律的科學(xué)算法解決問(wèn)題的步驟或方法程序告訴計(jì)算機(jī)如何完成計(jì)算任務(wù)的指令序列Python解釋器將Python代碼逐行翻譯為機(jī)器語(yǔ)言的程序PythonIDLEPython的集成開(kāi)發(fā)與學(xué)習(xí)環(huán)境PythonShellPython的交互式命令行界面本章小結(jié)Python語(yǔ)言的特點(diǎn)：簡(jiǎn)潔優(yōu)雅、易于學(xué)習(xí)、跨平臺(tái)、應(yīng)用廣泛Python的安裝與運(yùn)行：從下載，使用IDLE編程環(huán)境IDLE編程環(huán)境：Shell界面（交互）與文件程序編寫界面基本信息輸出：使用print()函數(shù)輸出數(shù)據(jù)人機(jī)互動(dòng)程序：使用input()函數(shù)讀取用戶輸入程序按順序執(zhí)行一遍，運(yùn)行結(jié)束后不會(huì)自動(dòng)重啟除法運(yùn)算結(jié)果總是float類型課后習(xí)題68第1章緒論1相比于C語(yǔ)言和Java，Python有哪些特點(diǎn)？2編譯型與解釋型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的區(qū)別是什么？3設(shè)計(jì)一個(gè)程序，輸出信息：I'maprogrammer!4設(shè)計(jì)一個(gè)程序，輸出信息：我喜歡編程。5設(shè)計(jì)一個(gè)程序，詢問(wèn)用戶最喜歡的動(dòng)物是什么，并讀取用戶輸入，然后輸出IloveXXX信息。實(shí)踐練習(xí)1：輸出自我介紹70第1章緒論·實(shí)踐練習(xí)任務(wù)實(shí)踐編寫一個(gè)Python程序，輸出以下自我介紹信息：大家好！我叫XXX。我是一名師范生。我喜歡編程！參考代碼：practice1.pyprint("大家好！")print("我叫小明。")print("我是一名師范生。")print("我喜歡編程！")實(shí)踐練習(xí)2：簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話72第1章緒論·實(shí)踐練習(xí)任務(wù)實(shí)踐編寫一個(gè)Python程序，實(shí)現(xiàn)以下對(duì)話：程序：你好！請(qǐng)問(wèn)你叫什么名字？用戶：輸入名字程序：你好，XXX！歡迎學(xué)習(xí)Python編程！參考代碼：practice2.pyprint("你好！請(qǐng)問(wèn)你叫什么名字？")name=input()print("你好，"+name+"！")print("歡迎學(xué)習(xí)Python編程！")提示提示：這里使用了字符串拼接（+），將在第2章詳細(xì)介紹。知識(shí)拓展：計(jì)算思維74第1章緒論·知識(shí)拓展什么是計(jì)算思維？計(jì)算思維（ComputationalThinking）是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的核心分解：將復(fù)雜問(wèn)題分解為小問(wèn)題模式識(shí)別：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的規(guī)律抽象：忽略細(xì)節(jié)，關(guān)注核心算法設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)解決步驟編程與計(jì)算思維編程是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要手段計(jì)算思維不等同于編程21世紀(jì)每個(gè)人的必備技能師范生作為未來(lái)教師必須掌握第1課時(shí)回顧：程序與Python76第1章緒論·課時(shí)回顧程序是告訴計(jì)算機(jī)如何完成計(jì)算任務(wù)的指令序列程序的五大基本操作：輸入、輸出、運(yùn)算、分支、循環(huán)Python是當(dāng)前最流行的編程語(yǔ)言（TIOBE排名第一）Python語(yǔ)法簡(jiǎn)潔，適合初學(xué)者入門Python是解釋型語(yǔ)言，可跨平臺(tái)運(yùn)行Python由GuidovanRossum于1991年創(chuàng)建Python名稱來(lái)源于英國(guó)喜劇團(tuán)體MontyPython第2課時(shí)回顧：安裝與運(yùn)行78第1章緒論·課時(shí)回顧從下載Python安裝文件推薦使用Python3.8或以上版本IDLE是Python的集成開(kāi)發(fā)與學(xué)習(xí)環(huán)境IDLEShell提供交互式編程體驗(yàn)可以配置字體和字號(hào)獲得更好的閱讀體驗(yàn)推薦編程字體：Consolas、CourierNewMu是另一個(gè)適合初學(xué)者的編程環(huán)境第3課時(shí)回顧：第一個(gè)程序80第1章緒論·課時(shí)回顧print()函數(shù)用于輸出信息到屏幕創(chuàng)建程序文件：File→NewFile運(yùn)行程序：Run→RunModulePython程序文件擴(kuò)展名為.py輸出多行信息需要多次調(diào)用print()函數(shù)空格不影響代碼運(yùn)行（如2*3和2*3結(jié)果相同）除法運(yùn)算/的結(jié)果總是float類型第4課時(shí)回顧：人機(jī)互動(dòng)82第1章緒論·課時(shí)回顧input()函數(shù)用于讀取用戶輸入的數(shù)據(jù)input()函數(shù)的返回值是字符串類型print()和input()配合實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)程序按順序執(zhí)行一遍，運(yùn)行結(jié)束后不會(huì)自動(dòng)重啟在Shell中輸入未定義的變量名會(huì)觸發(fā)NameErrorprint()函數(shù)可以輸出多個(gè)值，用逗號(hào)分隔變量用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將在第2章詳細(xì)介紹深入理解：程序的本質(zhì)84第1章緒論·深入理解數(shù)字表示計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字所有信息最終都轉(zhuǎn)換為數(shù)字文字→編碼（如ASCII、Unicode）圖像→像素值矩陣聲音→采樣數(shù)據(jù)序列程序→二進(jìn)制指令從問(wèn)題到程序1.分析問(wèn)題2.設(shè)計(jì)算法3.編寫代碼4.調(diào)試運(yùn)行5.測(cè)試驗(yàn)證6.維護(hù)優(yōu)化Python生態(tài)系統(tǒng)86第1章緒論·知識(shí)拓展人工智能TensorFlow,PyTorch,Keras數(shù)據(jù)分析NumPy,Pandas,MatplotlibWeb開(kāi)發(fā)Django,Flask,FastAPI自動(dòng)化腳本Selenium,PyAutoGUI科學(xué)計(jì)算SciPy,SymPy,AstroPy教育工具turtle,jupyter,Mu編程語(yǔ)言對(duì)比88第1章緒論·知識(shí)拓展語(yǔ)言類型難度主要應(yīng)用學(xué)習(xí)建議Python解釋型低AI、數(shù)據(jù)、Web、教育初學(xué)者首選C編譯型中高系統(tǒng)、嵌入式、驅(qū)動(dòng)理解底層原理Java混合型中企業(yè)應(yīng)用、Android面向?qū)ο笕腴TJavaScript解釋型中前端、Node.jsWeb開(kāi)發(fā)必學(xué)C++編譯型高游戲、系統(tǒng)、高性能進(jìn)階學(xué)習(xí)提示作為師范生，建議先學(xué)Python入門，再根據(jù)需要學(xué)習(xí)其他語(yǔ)言。Python的簡(jiǎn)潔性讓你能專注于編程思維而非語(yǔ)法細(xì)節(jié)。常見(jiàn)錯(cuò)誤與解決方法90第1章緒論·實(shí)用指南錯(cuò)誤類型錯(cuò)誤信息原因解決方法除零錯(cuò)誤ZeroDivisionError除數(shù)為0檢查除數(shù)是否為0名稱錯(cuò)誤NameError使用未定義的變量檢查變量是否已定義語(yǔ)法錯(cuò)誤SyntaxError代碼不符合語(yǔ)法規(guī)則檢查標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和縮進(jìn)類型錯(cuò)誤TypeError不兼容的類型操作檢查數(shù)據(jù)類型提示遇到錯(cuò)誤不要慌！仔細(xì)閱讀錯(cuò)誤信息，通常能找到問(wèn)題所在。Python的錯(cuò)誤信息非常詳細(xì)，能幫助你定位問(wèn)題。print()函數(shù)詳解92第1章緒論·知識(shí)拓展print()函數(shù)的基本用法print()函數(shù)是Python中最常用的輸出函數(shù)，可以將數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。print_examples.py#輸出字符串print("HelloWorld!")#輸出空行print()#輸出多個(gè)值（用逗號(hào)分隔）print("Hello","World","Python")#輸出變量name="Tom"print(name)輸出結(jié)果：HelloWorld!/（空行）/HelloWorldPython/Tominput()函數(shù)詳解94第1章緒論·知識(shí)拓展input()函數(shù)的基本用法input()函數(shù)用于從鍵盤讀取用戶輸入的數(shù)據(jù)，返回值始終是字符串類型。input_examples.py#基本用法name=input()print("Hello",name)#帶提示信息age=input("請(qǐng)輸入年齡：")print("你的年齡是",age)#注意：input()返回的是字符串num=input("請(qǐng)輸入數(shù)字：")print(num*3)#字符串重復(fù)，不是數(shù)學(xué)運(yùn)算更多實(shí)踐練習(xí)96第1章緒論·實(shí)踐練習(xí)1輸出個(gè)人信息輸出姓名、學(xué)校、專業(yè)三行信息2簡(jiǎn)單計(jì)算器在Shell中計(jì)算100+200的結(jié)果3問(wèn)候程序輸入名字，輸出個(gè)性化問(wèn)候語(yǔ)4自我介紹對(duì)話程序問(wèn)3個(gè)問(wèn)題，輸出總結(jié)信息5數(shù)學(xué)運(yùn)算探索在Shell中嘗試+、-、*、/運(yùn)算Python版本發(fā)展史98第1章緒論·知識(shí)拓展版本發(fā)布年份重要特性Python0.91991最初的Python版本Python1.01994函數(shù)式編程工具Python2.02000列表推導(dǎo)、垃圾回收Python2.42004裝飾器、生成器表達(dá)式Python3.02008不兼容升級(jí)，print()函數(shù)化Python3.62016f-strings格式化字符串Python3.82019海象運(yùn)算符:=Python3.102021結(jié)構(gòu)化模式匹配注意Python2已于2020年停止維護(hù)。本書使用Python3.8+版本，代碼無(wú)法在Python2中運(yùn)行！不同操作系統(tǒng)的安裝方法100第1章緒論·實(shí)用指南Windows1.訪問(wèn)2.下載.exe安裝包3.勾選AddtoPATH4.點(diǎn)擊InstallNow5.驗(yàn)證：打開(kāi)IDLEmacOS1.訪問(wèn)2.下載.pkg安裝包3.雙擊安裝4.或使用brew：brewinstallpython5.驗(yàn)證：打開(kāi)IDLELinux1.使用包管理器：Ubuntu:aptinstallpython3CentOS:yuminstallpython32.或從源碼編譯3.通常已預(yù)裝4.驗(yàn)證：python3--versionIDLE的常用功能102第1章緒論·實(shí)用指南功能操作方式說(shuō)明新建文件File→NewFile(Ctrl+N)創(chuàng)建新的程序文件打開(kāi)文件File→Open(Ctrl+O)打開(kāi)已有程序文件保存文件File→Save(Ctrl+S)保存當(dāng)前程序文件運(yùn)行程序Run→RunModule(F5)運(yùn)行當(dāng)前程序文件配置IDLEOptions→ConfigureIDLE設(shè)置字體、顏色等查找替換Edit→Find(Ctrl+F)在代碼中查找和替換縮進(jìn)控制Tab/Shift+Tab增加/減少縮進(jìn)代碼注釋104第1章緒論·知識(shí)拓展什么是注釋？注釋（Comment）是以#號(hào)開(kāi)頭的信息，不會(huì)影響代碼的執(zhí)行，主要作用是幫助理解代碼的含義。comments.py#這是一個(gè)單行注釋print("HelloWorld!")#行尾注釋#下面計(jì)算正方形周長(zhǎng)side=3

#邊長(zhǎng)perimeter=side*4

#周長(zhǎng)=邊長(zhǎng)*4print(perimeter)#輸出結(jié)果提示良好的注釋習(xí)慣是編程的基本素養(yǎng)。注釋應(yīng)該解釋”為什么”而不是”做了什么”。Python的命名趣事106第1章緒論·趣味知識(shí)MontyPythonPython名稱來(lái)源英國(guó)喜劇團(tuán)體MontyPythonGuidovanRossum的喜愛(ài)與蟒蛇無(wú)關(guān)體現(xiàn)了Python的幽默文化Python之禪importthisBeautifulisbetterthanuglySimpleisbetterthancomplexReadabilitycounts體現(xiàn)了Python的設(shè)計(jì)哲學(xué)>>>importthis交互模式vs腳本模式108第1章緒論·知識(shí)拓展特性交互模式（Shell）腳本模式（文件）用途測(cè)試和實(shí)驗(yàn)編寫完整程序執(zhí)行方式逐行輸入執(zhí)行一次性執(zhí)行全部代碼保存不保存代碼保存為.py文件適用場(chǎng)景快速驗(yàn)證想法開(kāi)發(fā)實(shí)際程序打開(kāi)方式直接打開(kāi)IDLEFile→NewFile運(yùn)行方式輸入代碼+EnterRun→RunModule(F5)提示建議：先用Shell測(cè)試小段代碼，驗(yàn)證正確后寫入程序文件。這是高效的Python開(kāi)發(fā)方式。Shell中的數(shù)學(xué)運(yùn)算110第1章緒論·知識(shí)拓展Shell運(yùn)算>>>2+35>>>10-46>>>3*412>>>15/35.0>>>2**101024>>>17%52>>>17//53運(yùn)算符含義示例結(jié)果+加法2+35-減法10-46*乘法3*412/除法15/35.0**冪運(yùn)算2**101024%取余17%52//取整除17//53理解Python錯(cuò)誤信息112第1章緒論·實(shí)用指南錯(cuò)誤信息>>>10/0Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#1>",line1,in<module>

10/0ZeroDivisionError:divisionbyzero如何閱讀錯(cuò)誤信息Traceback:錯(cuò)誤回溯，顯示錯(cuò)誤發(fā)生的位置File:出錯(cuò)的文件名和行號(hào)line1:出錯(cuò)的代碼行號(hào)ZeroDivisionError:錯(cuò)誤類型（除零錯(cuò)誤）divisionbyzero:錯(cuò)誤描述（除以零）課堂討論話題114第1章緒論·課堂活動(dòng)討論話題1.為什么說(shuō)Python適合作為編程入門語(yǔ)言？2.編譯型語(yǔ)言和解釋型語(yǔ)言各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？3.在你的專業(yè)領(lǐng)域，Python可能有哪些應(yīng)用？4.如果你是老師，如何向中小學(xué)生介紹編程？5.計(jì)算思維與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)思維有什么異同？6.你認(rèn)為學(xué)習(xí)編程對(duì)師范生有什么意義？Python之父：GuidovanRossum116第1章緒論·趣味知識(shí)人物簡(jiǎn)介GuidovanRossum，荷蘭程序員，1956年出生。1989年圣誕節(jié)期間，為了打發(fā)時(shí)間，開(kāi)始編寫Python語(yǔ)言。他是Python語(yǔ)言的創(chuàng)造者和長(zhǎng)期的”仁慈獨(dú)裁者”（BDFL）。貢獻(xiàn)創(chuàng)造了Python語(yǔ)言設(shè)計(jì)Python的簡(jiǎn)潔語(yǔ)法領(lǐng)導(dǎo)Python社區(qū)30余年2018年退居幕后2020年加入微軟設(shè)計(jì)理念簡(jiǎn)潔優(yōu)雅可讀性優(yōu)先只有一種正確做法實(shí)用勝于純粹面向初學(xué)者友好TIOBE指數(shù)詳解118第1章緒論·知識(shí)拓展什么是TIOBE指數(shù)？TIOBE指數(shù)是編程語(yǔ)言流行度的重要參考指標(biāo)，基于搜索引擎查詢結(jié)果統(tǒng)計(jì)，每月更新一次。Python從2018年的3.9%上升到2022年的13.4%，增長(zhǎng)迅猛IDLE的顏色提示120第1章緒論·實(shí)用指南顏色含義示例橙色Python關(guān)鍵字if,else,for,while,def綠色字符串"HelloWorld!"紫色內(nèi)置函數(shù)print(),input(),int()灰色注釋#這是一個(gè)注釋黑色普通代碼name=input()藍(lán)色輸出結(jié)果HelloWorld!提示通過(guò)顏色可以快速識(shí)別代碼的組成部分，幫助發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤。如果變量名顯示為橙色，說(shuō)明它是關(guān)鍵字，需要更換名稱。程序詳解：人機(jī)互動(dòng)程序122第1章緒論·代碼詳解interactive.pyprint("Whatisyourname?")name=input()print("Hello",name)第1行print()函數(shù)輸出提示信息”Whatisyourname?”第2行input()函數(shù)等待用戶輸入，將輸入內(nèi)容保存到變量name中第3行print()函數(shù)輸出”Hello”和變量name的值，用空格分隔預(yù)告：變量124第1章緒論·下章預(yù)告什么是變量？在代碼1.6中，name=input()使用了變量name來(lái)存儲(chǔ)用戶輸入的數(shù)據(jù)。變量是編程中非常基礎(chǔ)且重要的概念，將在第2章詳細(xì)介紹。variables_preview.py#變量用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)name=input()#將輸入保存到變量nameage=18

#變量age存儲(chǔ)整數(shù)18pi=3.14

#變量pi存儲(chǔ)浮點(diǎn)數(shù)3.14#使用變量print(name)print(age)print(pi)第2章將深入學(xué)習(xí)變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符等核心概念→學(xué)習(xí)資源推薦126第1章緒論·學(xué)習(xí)資源官方資源Python官網(wǎng):Python文檔:Python教程:/3/tutorial/IDLE使用指南Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)文檔其他資源Mu編輯器:codewith.muTIOBE指數(shù):Python之禪:importthis菜鳥(niǎo)教程:/python3實(shí)驗(yàn)樓:本章知識(shí)結(jié)構(gòu)圖128第1章緒論·知識(shí)結(jié)構(gòu)第1章緒論第1章緒論程序概念Python簡(jiǎn)介發(fā)展歷程安裝PythonIDLE環(huán)境第一個(gè)程序本章測(cè)試130第1章緒論·測(cè)試1.Python是一種什么類型的語(yǔ)言？A.編譯型語(yǔ)言B.解釋型語(yǔ)言C.匯編語(yǔ)言D.機(jī)器語(yǔ)言2.Python語(yǔ)言由誰(shuí)創(chuàng)建？A.GuidovanRossumB.BillGatesC.LinusTorvaldsD.JamesGosling3.Python程序文件的擴(kuò)展名是？A..pyB..pythonC..ptD..p4.以下哪個(gè)是Python的交互式編程環(huán)境？A.IDLEB.WordC.ExcelD.Photoshop本章測(cè)試（續(xù)）131第1章緒論·測(cè)試1.input()函數(shù)返回的數(shù)據(jù)類型是？A.整數(shù)B.浮點(diǎn)數(shù)C.字符串D.布爾值2.10/5在Python中的結(jié)果是？A.2B.2.0C.2.5D.錯(cuò)誤3.程序運(yùn)行結(jié)束后會(huì)怎樣？A.自動(dòng)重啟B.保持運(yùn)行C.自動(dòng)結(jié)束，不會(huì)重啟D.報(bào)錯(cuò)4.以下哪個(gè)是程序的五大基本操作之一？A.輸入B.排序C.搜索D.加密第1章完下一章：數(shù)據(jù)與運(yùn)算變量·數(shù)據(jù)類型·運(yùn)算符·輸入輸出·格式化輸出教學(xué)建議（教師參考）133第1章緒論·教學(xué)參考教學(xué)重點(diǎn)程序的基本概念和五大操作Python的安裝與IDLE使用print()函數(shù)和input()函數(shù)第一個(gè)完整程序的編寫流程人機(jī)互動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)教學(xué)難點(diǎn)編譯型與解釋型語(yǔ)言的區(qū)別程序執(zhí)行流程的理解input()返回值為字符串程序只執(zhí)行一遍的概念錯(cuò)誤信息的理解與分析教學(xué)策略建議135第1章緒論·教學(xué)參考1.從生活實(shí)例引入程序概念，如計(jì)算器、手機(jī)APP等2.先演示再操作：教師演示安裝和運(yùn)行過(guò)程，學(xué)生跟做3.對(duì)比教學(xué)法：Python與C/Java的HelloWorld對(duì)比4.任務(wù)驅(qū)動(dòng)：每個(gè)知識(shí)點(diǎn)配以具體任務(wù)讓學(xué)生完成5.鼓勵(lì)探索：讓學(xué)生在Shell中自由嘗試各種運(yùn)算6.錯(cuò)誤教學(xué)：故意制造錯(cuò)誤，讓學(xué)生學(xué)習(xí)閱讀錯(cuò)誤信息7.分組討論：討論計(jì)算思維與編程的關(guān)系8.及時(shí)反饋：每課時(shí)結(jié)束時(shí)進(jìn)行小結(jié)和測(cè)試學(xué)生常見(jiàn)問(wèn)題137第1章緒論·教學(xué)參考問(wèn)題原因解決方案安裝后無(wú)法運(yùn)行未勾選AddtoPATH重新安裝或手動(dòng)添加PATHIDLE找不到安裝不完整重新安裝Python中文標(biāo)點(diǎn)報(bào)錯(cuò)使用了中文引號(hào)/括號(hào)切換英文輸入法程序不輸出未運(yùn)行程序按F5運(yùn)行輸入后報(bào)錯(cuò)程序已結(jié)束重新運(yùn)行程序除法結(jié)果不對(duì)結(jié)果是float類型理解/總是返回float編程思維入門139第1章緒論·思維訓(xùn)練從問(wèn)題到程序編程的核心不是記憶語(yǔ)法，而是學(xué)會(huì)將問(wèn)題分解為計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的步驟。這種思維方式就是”編程思維”。步驟一：理解問(wèn)題明確輸入是什么明確輸出是什么明確需要什么計(jì)算考慮邊界情況步驟二：設(shè)計(jì)步驟確定計(jì)算順序考慮需要的變量規(guī)劃輸入輸出格式畫出流程圖問(wèn)題分析示例：?jiǎn)柡虺绦?41第1章緒論·思維訓(xùn)練問(wèn)題設(shè)計(jì)一個(gè)程序，詢問(wèn)用戶姓名，輸出個(gè)性化問(wèn)候語(yǔ)。分析維度內(nèi)容輸入用戶的姓名（字符串）輸出個(gè)性化問(wèn)候語(yǔ)（字符串）計(jì)算無(wú)復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算，字符串拼接步驟1輸出提示信息步驟2讀取用戶輸入步驟3輸出問(wèn)候語(yǔ)+姓名print("Whatisyourname?")name=input()print("Hello",name)Python在生活中的應(yīng)用143第1章緒論·知識(shí)拓展數(shù)據(jù)處理Excel自動(dòng)化、批量文件處理網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)自動(dòng)獲取網(wǎng)頁(yè)信息人工智能語(yǔ)音識(shí)別、圖像分類自動(dòng)化辦公自動(dòng)發(fā)郵件、生成報(bào)告游戲開(kāi)發(fā)Pygame制作小游戲教育工具turtle繪圖、教學(xué)演示Python與Scratch對(duì)比145第1章緒論·知識(shí)拓展特性ScratchPython編程方式圖形化積木文本代碼適合年齡8-12歲12歲以上學(xué)習(xí)難度非常低較低應(yīng)用范圍教育、游戲全領(lǐng)域語(yǔ)法要求無(wú)需要學(xué)習(xí)語(yǔ)法實(shí)際開(kāi)發(fā)不適合廣泛使用過(guò)渡關(guān)系編程啟蒙正式編程提示對(duì)于中小學(xué)生，可以先學(xué)Scratch建立編程概念，再過(guò)渡到Python學(xué)習(xí)真正的編程。IDLE常用快捷鍵147第1章緒論·實(shí)用指南快捷鍵功能使用場(chǎng)景F5運(yùn)行程序在程序文件中運(yùn)行代碼Ctrl+N新建文件創(chuàng)建新的程序文件Ctrl+S保存文件保存當(dāng)前程序Ctrl+O打開(kāi)文件打開(kāi)已有程序Ctrl+F查找在代碼中查找文本Ctrl+Z撤銷撤銷上一步操作Ctrl+C復(fù)制復(fù)制選中文本Ctrl+V粘貼粘貼文本Tab縮進(jìn)增加縮進(jìn)Shift+Tab取消縮進(jìn)減少縮進(jìn)良好編程習(xí)慣149第1章緒論·編程素養(yǎng)1.使用英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，避免中文標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)致的語(yǔ)法錯(cuò)誤2.為程序文件取有意義的名字3.養(yǎng)成及時(shí)保存的習(xí)慣（Ctrl+S）4.寫注釋解釋代碼的含義5.代碼要有適當(dāng)?shù)目s進(jìn)6.遇到錯(cuò)誤先仔細(xì)閱讀錯(cuò)誤信息7.不要害怕犯錯(cuò)，錯(cuò)誤是學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)8.多動(dòng)手實(shí)踐，光看不練學(xué)不會(huì)編程綜合實(shí)踐：自我介紹程序151第1章緒論·綜合實(shí)踐任務(wù)綜合任務(wù)編寫一個(gè)完整的自我介紹程序：1.程序問(wèn)候用戶2.詢問(wèn)用戶姓名3.詢問(wèn)用戶年齡4.詢問(wèn)用戶愛(ài)好5.輸出一段完整的自我介紹intro.pyprint("歡迎使用自我介紹程序！")print("請(qǐng)回答以下問(wèn)題：")print("你叫什么名字？")name=input()print("你今年幾歲？")age=input()print("你的愛(ài)好是什么？")hobby=input()print("---")print("你好，",name)print("你今年",age,"歲")print("你的愛(ài)好是",hobby)編程范式簡(jiǎn)介153第1章緒論·知識(shí)拓展什么是編程范式？編程范式是編程的基本風(fēng)格或方式，不同的范式有不同的思考問(wèn)題和組織代碼的方式。命令式編程告訴計(jì)算機(jī)”怎么做”通過(guò)語(yǔ)句改變程序狀態(tài)Python支持此范式C語(yǔ)言也屬于此范式最常用的編程方式函數(shù)式編程將計(jì)算視為函數(shù)運(yùn)算避免狀態(tài)改變Python部分支持強(qiáng)調(diào)不可變性適合數(shù)據(jù)處理面向?qū)ο缶幊虒⒊绦蚪M織為對(duì)象對(duì)象包含數(shù)據(jù)和方法Python完全支持適合大型項(xiàng)目本書不深入介紹計(jì)算機(jī)如何執(zhí)行程序（簡(jiǎn)化）155第1章緒論·知識(shí)拓展編寫源代碼→解釋/編譯→機(jī)器指令→CPU執(zhí)行→輸出結(jié)果執(zhí)行過(guò)程說(shuō)明1.程序員使用Python語(yǔ)言編寫源代碼2.Python解釋器將源代碼逐行翻譯為機(jī)器指令3.機(jī)器指令是CPU能理解的二進(jìn)制代碼4.CPU執(zhí)行機(jī)器指令，進(jìn)行運(yùn)算5.運(yùn)算結(jié)果輸出到屏幕或其他設(shè)備內(nèi)存的概念157第1章緒論·知識(shí)拓展什么是內(nèi)存？?jī)?nèi)存是計(jì)算機(jī)中用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件。程序運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)和指令都存儲(chǔ)在內(nèi)存中。每個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中都有一個(gè)唯一的地址。內(nèi)存的特點(diǎn)臨時(shí)存儲(chǔ)（斷電丟失）讀寫速度快容量相對(duì)較小按地址訪問(wèn)數(shù)據(jù)程序運(yùn)行時(shí)使用與硬盤的區(qū)別硬盤：永久存儲(chǔ)內(nèi)存：臨時(shí)存儲(chǔ)硬盤：容量大速度慢內(nèi)存：容量小速度快程序從硬盤加載到內(nèi)存運(yùn)行算法的概念159第1章緒論·知識(shí)拓展什么是算法？算法是解決特定問(wèn)題的一系列步驟。一個(gè)好的算法應(yīng)該：正確、高效、可讀。算法示例：泡茶1.燒開(kāi)水2.準(zhǔn)備茶杯和茶葉3.將茶葉放入茶杯4.倒入開(kāi)水5.等待3分鐘6.喝茶算法示例：三角形面積1.讀取底a和高b2.計(jì)算面積=a*b/23.輸出面積這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的算法程序是算法的實(shí)現(xiàn)調(diào)試（Debug）簡(jiǎn)介161第1章緒論·知識(shí)拓展什么是調(diào)試？調(diào)試（Debug）是發(fā)現(xiàn)和修復(fù)程序中錯(cuò)誤的過(guò)程。Bug原意為”蟲(chóng)子”，據(jù)說(shuō)早期計(jì)算機(jī)故障是因?yàn)轱w蛾卡在繼電器中。語(yǔ)法錯(cuò)誤代碼不符合語(yǔ)法規(guī)則IDLE會(huì)提示SyntaxError通常為標(biāo)點(diǎn)錯(cuò)誤最容易發(fā)現(xiàn)和修復(fù)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤程序運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)如ZeroDivisionError如NameError需要閱讀錯(cuò)誤信息邏輯錯(cuò)誤程序能運(yùn)行但結(jié)果不對(duì)最難發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤需要測(cè)試驗(yàn)證需要仔細(xì)分析邏輯Python社區(qū)與生態(tài)163第1章緒論·知識(shí)拓展Python社區(qū)全球數(shù)百萬(wàn)開(kāi)發(fā)者PyPI：超過(guò)40萬(wàn)個(gè)第三方包活躍的開(kāi)源貢獻(xiàn)豐富的學(xué)習(xí)資源友好的新手環(huán)境每年舉辦PyCon大會(huì)Python之禪BeautifulisbetterthanuglySimpleisbetterthancomplexReadabilitycountsThereshouldbeonewayPracticalitybeatspurityNowisbetterthanneverPython與職業(yè)發(fā)展165第1章緒論·職業(yè)展望信息技術(shù)教師中小學(xué)Python編程教學(xué)數(shù)據(jù)分析師使用Python處理和分析數(shù)據(jù)AI工程師使用Python開(kāi)發(fā)AI應(yīng)用Web開(kāi)發(fā)者使用Django/Flask開(kāi)發(fā)網(wǎng)站自動(dòng)化工程師使用Python編寫自動(dòng)化腳本科研人員使用Python進(jìn)行科學(xué)研究作為師范生，掌握Python將為你的教育事業(yè)打開(kāi)更多可能Python學(xué)習(xí)路徑167第1章緒論·學(xué)習(xí)規(guī)劃1入門基礎(chǔ)語(yǔ)法、變量、運(yùn)算符、條件、循環(huán)2進(jìn)階函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件操作、異常處理3應(yīng)用turtle繪圖、數(shù)據(jù)處理、簡(jiǎn)單項(xiàng)目4拓展面向?qū)ο蟆⒛K、第三方庫(kù)5專業(yè)Web開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)分析、人工智能本書涵蓋入門到應(yīng)用階段，為你打下堅(jiān)實(shí)的Python基礎(chǔ)實(shí)踐：Shell中的數(shù)字探索169第1章緒論·實(shí)踐練習(xí)任務(wù)探索任務(wù)在IDLEShell中嘗試以下運(yùn)算，記錄并分析結(jié)果：1.7+32.7-33.7*34.7/35.2**86.100%77.100//7Shell>>>7+310>>>7-34>>>7*321>>>7/32.3333333333333335>>>2**8256>>>100%72>>>100//714實(shí)踐：Shell中的字符串探索171第1章緒論·實(shí)踐練習(xí)任務(wù)探索任務(wù)在IDLEShell中嘗試以下操作，分析結(jié)果：1.print("Hello")2.print('Python')3."Hello"+"World"4."Hi"*35.print("A","B","C")Shell>>>print("Hello")Hello>>>print('Python')Python>>>"Hello"+"World"'HelloWorld'>>>"Hi"*3'HiHiHi'>>>print("A","B","C")ABC環(huán)境變量與PATH173第1章緒論·實(shí)用指南什么是PATH？PATH是操作系統(tǒng)的環(huán)境變量，告訴系統(tǒng)在哪里找到可執(zhí)行程序。安裝Python時(shí)勾選”AddPythontoPATH”可以讓系統(tǒng)在任何位置都能找到Python。如何驗(yàn)證安裝成功方法一：打開(kāi)IDLE，看到Python版本號(hào)即成功方法二：打開(kāi)命令行（CMD/Terminal），輸入python--version方法三：在命令行輸入python，進(jìn)入交互模式如果提示”python不是內(nèi)部命令”，說(shuō)明PATH未配置正確解決方法：重新安裝并勾選AddtoPATH，或手動(dòng)配置環(huán)境變量print()函數(shù)的更多用法175第1章緒論·知識(shí)拓展print_advanced.py#1.輸出空行print()#2.輸出多個(gè)值（默認(rèn)用空格分隔）print("姓名:","張三","年齡:",18)#3.設(shè)置分隔符sepprint("2022","07","01",sep="-")#4.設(shè)置結(jié)尾符end（默認(rèn)換行\(zhòng)n）print("Hello",end="")print("World")#輸出：HelloWorld#5.輸出特殊字符print("第一行\(zhòng)n第二行")#\n表示換行print("帶\"引號(hào)\"的文本")#\"表示雙引號(hào)input()函數(shù)的更多用法177第1章緒論·知識(shí)拓展input_advanced.py#1.基本用法name=input()print("Hello",name)#2.帶提示信息（不推薦）name=input("請(qǐng)輸入姓名：")print("Hello",name)#3.輸入數(shù)字（需要類型轉(zhuǎn)換，第2章詳解）age=input()print("明年你",int(age)+1,"歲")#4.輸入多個(gè)數(shù)據(jù)（每行一個(gè)）a=input()b=input()print(a,b)#重要：input()總是返回字符串！初學(xué)者常見(jiàn)錯(cuò)誤179第1章緒論·實(shí)用指南錯(cuò)誤錯(cuò)誤代碼正確代碼原因中文標(biāo)點(diǎn)print（”Hello”）print("Hello")必須用英文標(biāo)點(diǎn)缺少引號(hào)print(Hello)print("Hello")字符串需要引號(hào)缺少括號(hào)print"Hello"print("Hello")Python3需要括號(hào)大小寫錯(cuò)誤Print("Hello")print("Hello")區(qū)分大小寫縮進(jìn)錯(cuò)誤print("Hello")print("Hello")不能隨意縮進(jìn)注意最常見(jiàn)的問(wèn)題：使用了中文輸入法的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)！編程時(shí)請(qǐng)切換到英文輸入法。交互式編程技巧181第1章緒論·實(shí)用技巧1.在Shell中輸入表達(dá)式可以直接看到結(jié)果，無(wú)需print()2.使用上下箭頭鍵可以瀏覽之前輸入過(guò)的命令3.使用Tab鍵可以自動(dòng)補(bǔ)全變量名和函數(shù)名4.使用Ctrl+C可以中斷正在運(yùn)行的程序5.在Shell中，變量名直接輸出等價(jià)于print(變量名)6.Shell中輸入的代碼不會(huì)被保存，重要代碼請(qǐng)寫入文件7.可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)程序文件窗口8.修改程序后需要重新運(yùn)行（F5）才能看到新結(jié)果Python文件類型183第1章緒論·知識(shí)拓展擴(kuò)展名類型說(shuō)明.pyPython源文件最常見(jiàn)的Python程序文件.pyc編譯后的字節(jié)碼Python自動(dòng)生成，加速加載.pyw無(wú)控制臺(tái)Python文件運(yùn)行時(shí)不顯示控制臺(tái)窗口.pydPython動(dòng)態(tài)模塊Windows上的擴(kuò)展模塊.ipynbJupyter筆記本交互式筆記本文件提示本書中編寫的程序文件都是.py文件，這是最標(biāo)準(zhǔn)的Python程序文件格式。課程期望與要求185第1章緒論·課程說(shuō)明課程要求每課時(shí)攜帶筆記本電腦課前安裝好Python環(huán)境課堂上多動(dòng)手實(shí)踐課后完成習(xí)題和練習(xí)遇到問(wèn)題及時(shí)提問(wèn)培養(yǎng)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力學(xué)習(xí)建議多寫代碼，少看視頻先思考再編碼理解概念而非記憶語(yǔ)法善用Shell測(cè)試想法學(xué)會(huì)閱讀錯(cuò)誤信息享受編程的樂(lè)趣綜合復(fù)習(xí)187第1章緒論·綜合復(fù)習(xí)1.程序的五大基本操作包括以下哪些？A.輸入、輸出、運(yùn)算、分支、循環(huán)B.加減乘除和取余C.打開(kāi)、編輯、保存、運(yùn)行、調(diào)試D.變量、函數(shù)、類、對(duì)象、模塊2.在Python中，10/0會(huì)產(chǎn)生什么？A.結(jié)果為0B.結(jié)果為InfinityC.ZeroDivisionErrorD.程序崩潰3.以下哪個(gè)不是Python的優(yōu)點(diǎn)？A.語(yǔ)法簡(jiǎn)潔B.跨平臺(tái)C.運(yùn)行速度最快D.豐富的庫(kù)4.input()函數(shù)的作用是什么？A.輸出數(shù)據(jù)B.讀取用戶輸入C.計(jì)算數(shù)學(xué)表達(dá)式D.定義變量綜合復(fù)習(xí)（續(xù)）188第1章緒論·綜合復(fù)習(xí)1.Python程序文件保存后，如何運(yùn)行？A.按Ctrl+SB.按F5C.按Ctrl+RD.按Enter2.在IDLE中，Python關(guān)鍵字顯示為什么顏色？A.黑色B.橙色C.綠色D.藍(lán)色3.以下哪個(gè)是正確的print()用法？A.printHelloB.print(Hello)C.print("Hello")D.Print("Hello")4.程序運(yùn)行結(jié)束后會(huì)怎樣？A.自動(dòng)重啟B.保持運(yùn)行狀態(tài)C.自動(dòng)結(jié)束不重啟D.進(jìn)入暫停狀態(tài)感謝學(xué)習(xí)第1章緒論Lifeisshort,youneedPython.——BruceEckel面向師范生的Python編程導(dǎo)論第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算變量·數(shù)據(jù)類型·運(yùn)算符·輸入輸出面向師范生的Python編程導(dǎo)論本章概述2第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算本章將學(xué)習(xí)Python編程中最核心的基礎(chǔ)概念2.1變量變量概念、賦值、命名規(guī)則2.2數(shù)據(jù)類型int/float/str/bool、運(yùn)算符、類型轉(zhuǎn)換2.3數(shù)據(jù)的輸入與輸出input()、print()、f-strings2.4運(yùn)算符進(jìn)階**冪運(yùn)算、//取整除、%取余數(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)4第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算知識(shí)目標(biāo)理解變量的概念與本質(zhì)掌握變量賦值與命名規(guī)則掌握四種基本數(shù)據(jù)類型理解常見(jiàn)運(yùn)算符的功能掌握類型轉(zhuǎn)換的方法能力目標(biāo)熟練使用input()讀取數(shù)據(jù)熟練使用print()輸出數(shù)據(jù)掌握f(shuō)-strings格式化輸出能夠編寫含運(yùn)算的程序能夠解決實(shí)際計(jì)算問(wèn)題本章課時(shí)安排（4課時(shí)）6第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算課時(shí)教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)/難點(diǎn)活動(dòng)設(shè)計(jì)第1課時(shí)變量與賦值、命名規(guī)則變量的概念與命名概念講解+Shell練習(xí)第2課時(shí)數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算符類型轉(zhuǎn)換編程實(shí)踐+任務(wù)驅(qū)動(dòng)第3課時(shí)input()與print()函數(shù)f-strings格式化項(xiàng)目實(shí)踐第4課時(shí)運(yùn)算符進(jìn)階與綜合應(yīng)用//與%運(yùn)算符綜合練習(xí)+測(cè)試提示建議每課時(shí)預(yù)留15分鐘進(jìn)行編程實(shí)踐，讓學(xué)生在動(dòng)手編寫代碼中掌握概念。2.1變量理解變量的概念，掌握變量賦值與命名規(guī)則2.1.1變量的概念9第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量什么是變量？在Python編程中，變量（variable）是一個(gè)非常基礎(chǔ)且重要的概念。變量是一種方便理解和記憶的標(biāo)識(shí)符，對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)某個(gè)數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址。變量可以簡(jiǎn)單理解為一個(gè)名稱，程序通過(guò)它可以存取、修改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。變量的作用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到內(nèi)存中通過(guò)名稱訪問(wèn)數(shù)據(jù)可以隨時(shí)修改數(shù)據(jù)方便程序復(fù)用數(shù)據(jù)生活中的類比變量=貼有標(biāo)簽的盒子變量名=盒子的標(biāo)簽變量值=盒子里的物品賦值=往盒子里放物品變量的基本操作11第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量Shell>>>n=100>>>n100>>>print(n)100>>>id(n)2446972947792n=100定義變量n，賦值為100輸入n即可查看變量值print(n)也可輸出值id(n)函數(shù)輸出變量的內(nèi)存地址每臺(tái)計(jì)算機(jī)結(jié)果不同幫助理解變量本質(zhì)改變變量的值13第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量Shell>>>n=100>>>id(n)2446972947792>>>n=99>>>n99>>>id(n)2446972947760變量的本質(zhì)顧名思義，變量的值是可以變化的。為變量重新賦值即可改變變量的值，本質(zhì)上是其指向的內(nèi)存地址發(fā)生改變。n=99后，n指向了一個(gè)新的內(nèi)存地址。n=100地址A→重新賦值n=99→n=99地址B2.1.2變量賦值15第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量賦值（Assignment）為變量設(shè)置值的過(guò)程叫作賦值，n=99稱為賦值語(yǔ)句，等于號(hào)（=）也叫作賦值運(yùn)算符。賦值語(yǔ)句的本質(zhì)：將等于號(hào)右邊的值賦予左邊的變量。賦值語(yǔ)句的組成變量名(左)=表達(dá)式(右)提示表達(dá)式（expression）是可以被求值的代碼，即運(yùn)算后得到一個(gè)值的算式。最簡(jiǎn)單的表達(dá)式就是一個(gè)值，如100。賦值語(yǔ)句案例17第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量代碼2.1#代碼2.1n=100

#100是最簡(jiǎn)單的表達(dá)式a=2+1

#表達(dá)式2+1的值是3，a=3b=2*3

#表達(dá)式2*3的值是6，b=6c=a+b#a+b的值是9，c=9賦值語(yǔ)句右邊表達(dá)式計(jì)算結(jié)果變量值n=100100100n=100a=2+12+13a=3b=2*32*36b=6c=a+ba+b3+6=9c=9表達(dá)式的概念19第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量什么是表達(dá)式？表達(dá)式（expression）是可以被求值的代碼，簡(jiǎn)而言之就是運(yùn)算后得到一個(gè)值的算式。簡(jiǎn)單表達(dá)式1003.14'Hello'True運(yùn)算表達(dá)式2+12*3a+bside*4函數(shù)表達(dá)式int('10')float('3.14')str(100)input()2.1.3變量的命名21第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量命名規(guī)則Python的變量名必須由英文字母或下畫線開(kāi)頭，并且只能由英文字母、數(shù)字、下畫線組成。合法的變量名a1_abcx_yageAgeFromfalse不合法的變量名1a-不能以數(shù)字開(kāi)頭姓名-不能用中文#a1-不能以#開(kāi)頭-不能有字符.from-是關(guān)鍵字Python3關(guān)鍵字列表23第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量變量名不能是Python的關(guān)鍵字（保留字），共35個(gè)關(guān)鍵字列表FalseawaitelseimportNonebreakexceptinTrueclassfinallyisandcontinueforlambdaasdeffromnonlocalassertdelglobalnotasyncelififorpassraisereturntrywhilewithyield提示在IDLE中，關(guān)鍵字會(huì)顯示為橙色。如果變量名顯示為橙色，需要更換名稱。可用keyword.kwlist查看所有關(guān)鍵字。任務(wù)2.1：變量名合法性判斷25第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量任務(wù)2.1下列變量名中，哪些是不合法的，為什么？a1,1a,_abc,x_y,姓名,#a1,,false,From,from,age,Age變量名是否合法原因a1合法1a不合法不能以數(shù)字開(kāi)頭_abc合法x_y合法姓名不合法不能用中文#a1不合法不能以#開(kāi)頭不合法不能有字符.false合法首字母小寫，與False不同區(qū)分大小寫27第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量大小寫敏感Python變量命名區(qū)分大小寫。變量n和變量N是兩個(gè)完全不同的變量，因?yàn)橐粋€(gè)是小寫的n，一個(gè)是大寫的N。Shell>>>n=100>>>N=200>>>print(n)100>>>print(N)200>>>n==NFalse注意age和Age是兩個(gè)不同的變量！在編程中，同一個(gè)字母的大小寫被認(rèn)為是完全不同的字符。變量命名的可讀性29第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量可讀性很重要除命名規(guī)則外，還要注意變量名稱的可讀性，盡可能為變量取一個(gè)容易理解的名字。不好的命名a=3.14b=100x1='Tom's=side*4難以理解變量含義好的命名pi=3.14score=100name='Tom'perimeter=side*4一目了然，方便閱讀查看所有關(guān)鍵字31第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.1變量代碼2.2#代碼2.2import

keywordprint(keyword.kwlist)運(yùn)行結(jié)果['False','None','True','and','as','assert','async','await','break','class','continue','def','del','elif','else','except','finally','for','from','global','if','import','in','is','lambda','nonlocal','not','or','pass','raise','return','try','while','with','yield']提示如果實(shí)在記不住關(guān)鍵字，可以在Shell中運(yùn)行這行代碼查看所有關(guān)鍵字。2.1小結(jié)：變量變量是對(duì)應(yīng)內(nèi)存地址的標(biāo)識(shí)符，用于存儲(chǔ)和訪問(wèn)數(shù)據(jù)賦值語(yǔ)句：變量名=表達(dá)式變量名必須由字母或下畫線開(kāi)頭，只能包含字母、數(shù)字、下畫線變量名不能是Python關(guān)鍵字（35個(gè)保留字）Python變量名區(qū)分大小寫（age和Age不同）變量命名應(yīng)注重可讀性，取有意義的名字id()函數(shù)可以查看變量的內(nèi)存地址改變變量值本質(zhì)是改變了指向的內(nèi)存地址2.2數(shù)據(jù)類型掌握int/float/str/bool四種基本類型、常見(jiàn)運(yùn)算符與類型轉(zhuǎn)換2.2.1基本數(shù)據(jù)類型35第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.2數(shù)據(jù)類型Python中最常用的四種數(shù)據(jù)類型i整型整數(shù)，如100n=100f浮點(diǎn)型小數(shù)，如3.14pi=3.14s字符串型引號(hào)內(nèi)的字符name='Tom'b布爾型True或Falsee=Truetype()函數(shù)37第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.2數(shù)據(jù)類型查看變量類型利用Python的type()函數(shù)可以查看變量的類型。在Shell中輸入type(n)，可以輸出n的類型。Shell>>>n=100>>>type(n)<class

'int'>>>>pi=3.14>>>type(pi)<class

'float'>>>>name="Tom">>>type(name)<class

'str'>提示class可以理解為類型，int表示整數(shù)（integer的縮寫），float表示浮點(diǎn)數(shù)，str表示字符串（string的縮寫）。整型int39第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.2數(shù)據(jù)類型整型（int）整型就是整數(shù)類型，包括正整數(shù)、負(fù)整數(shù)和零。在Python中，整數(shù)的大小沒(méi)有限制。Shell>>>n=100>>>type(n)<class

'int'>>>>a=-5>>>type(a)<class

'int'>>>>b=0>>>type(b)<class

'int'>整型的特點(diǎn)int類型可以參與加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）等數(shù)學(xué)運(yùn)算。注意：除法運(yùn)算的結(jié)果總是float類型。浮點(diǎn)型float41第2章數(shù)據(jù)與運(yùn)算·2.2數(shù)據(jù)類型浮點(diǎn)型（float）浮點(diǎn)數(shù)表示帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，英文全稱是floatingpointnumber。計(jì)算機(jī)用科學(xué)記數(shù)法表示小數(shù)，當(dāng)改變指數(shù)時(shí)，小數(shù)點(diǎn)會(huì)浮動(dòng)。在Python中有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)就是float類型。代碼2.3#代碼2.3pi=3.14print(type(pi))#<class'float'>n=100.0print(type(n))#<class'float'>注意注意：100.0也是float類型！只要包含小數(shù)點(diǎn)，就是浮點(diǎn)數(shù)。即使數(shù)學(xué)上100.0等于100，但類型不同。字符串型str