Python核心编程与应用 课件 【ch01】Python语法基础pptx

Python核心编程与应用Python语法基础第一章新工科·数据科学与大数据系列01基础语法基础语法01标识符用计算机语言编写程序就像用英语写文章，首先要记住常用的单词,然后才能借助这些单词拼接成语句，由语句进而组织为作文，作文就相当于我们的程序。Python程序的各组成要素需要命名，如“s=1+1”中的s就是一个变量的名称，名称必须为有效的标识符，标识符有严格的规范：必须由字母开头，后跟字母、数字、下画线。字母区分大小写，a和A是两个完全不同的符号。数字不能作为标识符的开头。基础语法01关键字Python语言中有一些固定的英文单词已经被征用，这些单词称为保留关键字，用户不能将其作为标识符使用，否则会引发冲突。保留关键字共33个,如表1-1所示。在Python中导入keyword库，通过keyword对象的kwlist属性可以查看Python关键字，也可以用iskeyword方法判断某个单词是否为关键字，如果是，就返回真，否则返回假。基础语法01缩进格式缩进是指在某些语句前空若干空格，默认为4个空格，很像中文文章每个自然段开头空两格。Python程序通过严格的缩进约束其框架结构，借助缩进表达不同代码之间的层级关系，每缩进一层表示它是上一层代码的子集，由此构成一级代码、二级代码、三级代码等。Python程序支持无限级的层级嵌套。【例1-2】缩进格式。基础语法01换行如果代码比较长,需要若干行才能写完,就需要换行，即物理上有若干行但逻辑上仅属于一行。换行有3种方法。第一种方式：用“\”作为换行符，就是通过“\”将语句拆分成多行。第二种方式：遇到三种特殊的符号即{、[]、()时，可以直接将一行语句拆分成多行。这3种符号分别代表Python的三种数据结构。第三种方式：通过三引号(就是三个单引号或者三个双引号)，但是必须成对出现。基础语法01注释注释就是备注，是程序员在代码中加入的说明或提示信息，用于提高代码的可读性。编译或解释程序遇到注释就会将其自动忽略，即注释不会被执行。Python程序使用“#”作为单行注释开头，所以当不想执行某行语句时，只要加“#”，改成注释即可。可以同时对多行进行一次性注释。当注释很长、一行写不下时，只要用三个单引号或者三个双引号括起来，就是一个多行注释。多行注释通常用来描述文档或者函数的功能，写在文档的最上方或者函数的首部，这样当打开这个文档时，就能看到文档的说明。02基础输入和输出基础输入和输出02输入函数input()语法格式如下：<变量>=input([提示信息])在获得用户输入前，input()函数可以包含一些提示信息，提高输入时的界面友好性和准确性。注意，不管用户输入的是字符还是数字，函数返回值一定是字符串类型。在PyCharm窗口的底部单击“PythonConsole”，进入控制台窗口，交互模式下的代码执行如图1-2所示。基础输入和输出02输出函数print()输出函数print()用于将程序结果输出到屏幕上。语法格式如下：print(*objects,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)参数说明:objects：表示可以输出多个值,值之间用“,”分隔。sep：输出项之间的分割符，默认为空格。end：输出结束符，默认为回车，'n'是转义符，代表换行。【例1-6】print()函数基础输入和输出02重定向输入和输出stdin()和stdout()stdin()和stdout()函数可以更好地定制输入和输出，包括重定向到文件。输入重定向的方法有:sys.stdin.readlines(),sys.stdin.readline()，sys.stdin.read()。例如，在当前目录下新建文件the_zen_ofpython.txt，文件内容为《Python之禅》，将其作为输入数据读入程序，然后输出到屏幕。【例1-7】

重定向输入【例1-8】重定向输出03变量的声明和使用变量的声明和使用03变量的的命名Python变量命名遵循标识符的命名规则，即以字母开头，后跟字母、数字和下画线。字母区分大小写，不能使用保留字作为变量名。例如，$abc、1_Num、class等是不合法的变量名，a、_name、myAge、my_Name、num1、num_等是合法的变量名。但是合法并不意味着好，好的变量命名首先要规范和严谨，其次要遵循见名知意的原则。变量命名通常用小写字母，单词之间用“_”连接，即蛇形命名法，如变量员工的姓名可以命名为employee_firstname。变量命名后，就可以在程序中声明这个变量并且使用。变量的声明和使用03变量的赋值在使用变量之前需要给变量传入数据，这就是变量赋值。变量赋值的格式如下：变量=表达式“=”是赋值运算符，用来将右边表达式的值赋给左边的变量。例如;a=1my_name="小明"变量的声明和使用03变量的赋值【例1-10】变量赋值>>>a='ABC'>>>b=a>>>a='XYZ'>>>print(b)最后一行打印出变量b的内容到底是'ABC'还是'XYZ'呢?如果从数学意义上理解，就会错误地得出b与a的内容相同，都是'XYZ，但实际上b的内容是'ABC'，一行一行地执行代码,就可以清楚知道发生了什么。变量的声明和使用03变量的赋值执行“a='ABC”"，解释器创建了字符串'ABC'和变量a，并把a指向'ABC'，如图1-3所示。执行“b=a”后，解释器创建了变量b，并把b指向a指向的字符串'ABC'，如图1-4所示。继续执行“a='XYZ'"，解释器创建了字符串'XYZ'，并把a的指向改为XYZ，但b并没有更改(如图1-5所示)，所以最后打印变量b的结果自然是'ABC'。变量的声明和使用03变量的赋值Python语言不需要声明变量的类型,但变量使用之前必须先赋值。理解了赋值在计算机内存中的实现，也就不难理解为什么Python语言中的数据类型是动态数据类型，变量的类型在程序运行中可以发生变化。【例1-11】动态数据类型。>>>age=18>>>age='男'>>>age'男'变量age的数据类型随着所赋值对象类型的变化而变化。另外，Python语言中表达式的值可以存放在临时空间中，通过临时变量名“_”访问。04数值类型数值类型04数值型数据类型1.整型整型，就是整数，可以是正数、零、负数，如1000、9527、-768、0。Python语言中，整数无表达范围限制,只要内存够用，无论多大的数都能精确表达。2.布尔类型布尔类型即逻辑型，表示真和假两种对立的状态。True表示真（条件满足或成立)，False表示假(条件不满足或不成立)。在Python语言中，布尔类型是整型的子类，True就是1，False就是0。布尔类型还支持加减运算，1.5节将详细介绍。数值类型04数值型数据类型3.浮点型浮点型数与数学中的实数概念一致，表示带有小数的数值，如3.14、-3.14e3、314.0。其中，-3.14e3是一种科学计数法,表示-3.14×103。4.复数类型复数类型与数学中的复数概念一致，表示为“real+imagJ”，real是实数部分，imag是虚数部分，而且实部和虚部都是浮点数。虚部必须有后缀J或j。复数类型提供了一些常用属性和方法，如用.real和.imag属性可以获取实部和虚部，函数conjugate()用于求共辄复数。数值类型04数值型数据类型5.类型转换不同的数据类型可以相互转换。常用的类型转换函数有：int()，转换为整型；float()，转换为浮点型；complex()，转换为复数型。类型转换函数的使用（编码转字符函数chr()和字符转编码函数ord()在1.8节中介绍）如下。（1）int()函数作用：将一个字符串或者数字转换为整型。语法格式如下:int(obj,base=10)返回值：整型。参数说明：obj为数字或者字符串，base为进制，有效的进制基数是0~36。数值类型04数值型数据类型5.类型转换（2）float()函数作用：将一个字符串或者数字转换为浮点型。语法格式如下:float(obj)返回值：浮点型。参数说明：obj为数字或者字符串。数值类型04数值型数据类型5.类型转换（3）complex()函数作用：创建一个值为real+imagJ的复数或者把一个字符串或数字转化为复数。如果第一个参数为字符串，则不需要指定第二个参数。语法格式如下：complex(real[,imag])返回值：复数。参数说明：real为实部，imag为可选虚部，默认为0。数值类型04内置数值型函数1.进制转换函数在Python语言中，用字符串的形式表达不同进制数，规定二进制用0b引导，八进制用0o引导，十六进制用0x引导，大小写字母均可使用。如“0o711”表达八进制数711。表1-2列出了十进制数转换为其他进制数的函数。数值类型04内置数值型函数1.进制转换函数int(s,base=n)函数将其他进制数转换成十进制数。参数s是需要转换的其他进制的数字字符串,参数base为进制说明，如表1-3所示。数值类型04内置数值型函数2.常见内置函数Python解释器提供了一些内置函数，有6个函数与数值运算相关，如表1-4所示。数值类型04算术运算符Python提供了9个基本算术运算符，由Python解释器直接提供，故也称为内置算术运算符,如表1-5所示。05布尔类型布尔类型05布尔类型与整型布尔类型是整型的子类型，True用1表示，False用0表示。因此，布尔类型可以参与算术运算。【例1-21】布尔类型参与算术运算。>>>True==1True>>>False==0True>>True+12>>>False+11

#不建议使用布尔类型进行数值运算，会引起代码混乱>>>True+False1>>>isinstance(True,int)True

#判断True是香为int类型布尔类型05bool()函数布尔类型函数bool(obj)用来判断obj为真还是为假，返回True或False。以下4种情况，函数返回值为假，即0：①obj为None、False；②obj是任何数值类型的0，如0、0.0、0j；③obj为任何空的序列，如"、()、[]、；④为类定义_nonzero_或__len_方法且在返回整数零或布尔值False时。除此之外，bool(obi)都返回真。【例1-22】bool函数。>>>bool(1)

#运行结果:True>>>bool(False)

#运行结果:False>>>bool(-1)

#运行结果:True>>>bool('')

#运行结果:False>>>bool('

')

#运行结果:True，空格是字符>>>bool(None)

#运行结果:False>>>bool('False')

#运行结果:True，'False'是字符串布尔类型05基本布尔运算基本布尔运算有3种：and、or、not，优先级由高到低分别为not、and、or。（1）与、或、非运算（如表1-7所示)与运算：只有两个布尔值都为True时，计算结果才为True。或运算：只要有一个布尔值为True，计算结果就是True。非运算：把True变为False，或者把False变为True。布尔类型05布尔混合运算布尔类型还可以与其他数据类型做and、or、not运算。【例1-23】布尔混合运算。>>>a=True>>>(aand'a=T'

or'a=F')'a=T''a=T和'a=F'是字符串，字符串只要非空，都代表True。所以，表达式相当于：TrueandTrueorTrue结果肯定是True。布尔类型05布尔短路运算（1）and短路设表达式aandb,有如下短路法则:①若a是False，则根据与运算法则，整个结果必定为False，此时短路发生，提前返回表达式a的值,表达式b不再执行。②若a是True，则整个计算结果必定取决于b，因此返回表达式b的值。（2）or短路设表达式aorb,有如下短路法则:①若a是True，则根据或运算法则，整个结果必定为True，此时短路发生，提前返回表达式a的值,表达式b不再执行。②若a是False，则整个计算结果必定取决于b，因此返回表达式b的值。（3）混合运算短路Python程序在进行布尔运算时，只要能提前确定计算结果，就不会往后继续运算，直接返回结果。06比较运算符比较运算符06比较运算符Python语言提供了6个比较运算符:>、>=、<、<=、==、!=。作用：比较两个对象之间的关系，返回值为布尔类型。注意:“=”与“==”不一样，“=”用来赋值，“一”用来比较两个对象是否相等。【例1-25】比较运算。比较运算符06关系运算、逻辑运算的综合运用【例1-26】关系运算、逻辑运算的综合运用。07字符串类型字符串类型07字符串的表示和访问1.字符串的表示方法字符串可以用单引号""、双引号""、三个单引号’’’‘’’或三个双引号"""

"""括起来。作为字符串标识的引号必须是英文字符,而且要成对出现。双引号内可以包含单引号，单引号内也可以包含双引号，三引号内可以包含单引号和双引号，所包含的引号都作为普通字符使用。三引号常用于模块、类或函数的文档描述或注释。字符串类型07字符串的表示和访问2.字符串的访问字符串内的字符用索引来访问（如图1-6所示)，索引常称为下标。字符串的下标可以从0开始顺序递增表示，也可以从-1开始逆序递减表示。第一个字符的索引是0，最后一个字符的索引是-1。访问字符时下标不能越界，如针对图1-6，访问a[5]、a[-6]会触发越界错误。字符串类型07字符串的表示和访问3.字符串的切片切片是访问字符串中的一部分，返回结果还是字符串。语法格式；str[起始索引:结束索引:步长]注意，切片含起始位置，但不含结束位置,这是一个“左闭右开”的区间。【例1-28】字符串的访问。字符串类型07字符串的运算和内置函数1.字符串加法运算“+”用于拼接字符串，“+=”用于将原字符串与右侧字符串拼接生成新的字符串。【例1-29】字符串加法运算。注意，迪过“+=”赋值后，字符串存放在新开辟的内存空间。用id()函数可以清楚地看到对象存放地址的更改。字符串类型07字符串的运算和内置函数2.字符串乘法运算字符串的“*”运算与数学中的乘法不同，是生成重复的字符串。同理，“*=”就是生成重复后的新字符串并与原变量绑定。【例1-30】字符串乘法运算。字符串类型07字符串的运算和内置函数3.简单字符串函数len()：求字符串长度,即字符串中有多少个字符。max()：求字符串中编码值最大的字符。min()：求字符串中编码值最小的字符。del()：删除字符串。字符串类型07字符串的运算和内置函数4.字符串成员运算in：判断字符串是否包含其中。notin：判断字符串是否不包含其中。成员运算返回逻辑值True或False。5.字符串的比较=、>、=、<、<=、!=这6个比较运算符同样适用于字符串，只是比较的是字符的编码，英文字符的编码是ASCII值。字符串类型07字符串的运算和内置函数6.转义字符转义字符即转换字符的含义，在字母前加V'来表示那些不能显示的ASCII字符。如'n'，把Ⅳ'和'n'合在一起，代表一个字符，换行符。常见的转义字符如表1-8所示。字符串类型07字符串常用方法1.字符串常用方法字符串常用方法如表1-9所示。字符串类型07字符串常用方法2.字符串常用格式化方法字符串常用格式化方法如表1-10所示。字符串类型07字符串常用方法3.字符串常用统计查找方法字符串常用统计查找方法如表1-11所示。字符串类型07字符串常用方法4.字符串常用替换方法字符串常用替换方法如表1-12所示。字符串类型07格式化字符串1.%格式【例1-44】格式化字符串。name,age=‘小明',18print('我叫%s,今年%s岁。'%(name,age))运行结果:我叫小明，今年18岁。%s就是占位符，真实值“小明”和“18”会填充到占位符的地方，很像考试时的填空题，需把答案一一填入到指定位置。只是，当真实值不止一个时，使用“()”括起来。字符串类型07格式化字符串2.format()函数格式化format()函数格式化字符串的方法更方便,推荐使用。其语法格式如下：{[[fill]align][sign][#][0][width][,]I.precision][type]}.format()例如:name,age="小明',18print('我叫{}，今年{}岁。'.format(name,age))运行结果:我叫小明，今年18岁。格式化参数:[[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type]①fill参数，可选，空白处填充的字符（配合对齐及宽度一起使用才有效)。08身份和成员运算符身份和成员运算符08身份运算符isis的语法格式如下:aisb作用：判断两个变量引用的是否为同一个对象。返回值：布尔值，指向同一个对象时返回True，否则返回False。【例1-55】身份运算符is示例。age1=age2=18print(age1isage2)运行结果:True注意:“=”用于判断两个变量所指向的对象的数值是否相等，is用于判断两个变量所指向的是否为同一个对象。在计算机中，如果两个变量指向同一个对象，那么它们在计算机中的id地址是相同的。身份和成员运算符08身份运算符isnotisnot语法格式如下:aisnotb作用：判断两个变量所引用的是否为不同的对象。返回值：布尔类型，当变量a和b指向不同对象的时候，返回值为True，否则返回False。身份和成员运算符08id()函数在Python中，可以使用id(obj)函数获得对象obj在内存中的地址。【例1-56】id()函数示例。agel=-8age2=-8print('age1的id地址为:{'.format(id(age1)))print('age2的id地址为:{'.format(id(age2)))print('age1