Python程序设计基础第1章 Python语言概述

1第一章Python语言概述目录Python语言简介Python开发环境配置第一个Python程序程序设计方法Python在金融领域的应用及前景1234521.1Python语言简介程序设计语言概述1.1.1Python发展简史1.1.2Python语言特点1.1.331.1.1程序设计语言概述程序设计语言（又称编程语言）是人与计算机信息交流的工具。通常可分为三类：机器语言汇编语言高级语言41.1.1程序设计语言概述机器语言（MachineLanguage）机器语言是计算机系统能够能直接接收、识别并执行的程序设计语言。0000001000000001加法运算0000001100000001减法运算是面向机器的语言。优点：占用内存少、执行速度快、效率高等；缺点：可读性很差，非常难于理解、记忆，出现错误很难检查。51.1.1程序设计语言概述汇编语言（AssemblyLanguage）是一种把机器语言符号化（助记符）的语言。ADDAX,BX做加法运算,AX,BX是通用寄存器SUBAX,30H做减法运算,30H是十六进制数提高了编程的速度，检查和修改程序也比较方便；保留了机器语言执行速度快的优点。也是一种面向机器的语言。61.1.1程序设计语言概述用汇编语言编写的源程序需要用汇编程序将其翻译成机器指令（目标程序）才能执行。图1.1汇编语言程序的执行过程输出执行汇编程序汇编语言源程序目标程序输入71.1.1程序设计语言概述高级语言（High-levelLanguage）更接近自然语言；通用性强；编程效率高C/C++、Pascal、VisualBasic、VisualC++、Java用高级语言编写的源程序也需要用翻译程序将其翻译成目标程序才能执行。根据翻译方式的不同，可分为编译方式和解释方式两类。81.1.1程序设计语言概述编译方式：将源程序一次性地翻译成等价的目标程序后，再执行该目标程序。大部分高级语言都采用编译方式。图1.2编译方式程序的执行过程输出执行编译程序高级语言源程序目标程序输入91.1.1程序设计语言概述解释方式：是用解释程序（又称解释器）将源程序逐条进行翻译，翻译一条执行一条，边翻译边执行。图1.3解释方式程序的执行过程输

出边解释边执行解释程序高级语言源程序输入101.1.2Python发展简史诞生于20世纪90年代初；创始人为荷兰人吉多·范·罗苏姆（GuidovanRossum）；Python原意为大蟒蛇，源于英国电视喜剧MontyPython’sFlyingCircus；秉持了开放性理念并取得了极大的成功。111.1.2Python发展简史Python的两个版本：Python2已于2020年1月1日终止支持，成为历史；Python3不完全兼容Python2；是该语言的现在和未来；最新版本是“Python3.8.xforWindows”；获得2018年度TIOBE最佳年度语言称号。121.1.3Python语言特点Python的开发理念：对于一个特定的问题，只需要提供一种最好的方法来解决。主要特点如下：1、简洁易学2、集解释性与编译性于一体3、多模式编程4、可扩展性和可嵌入性5、可移植性6、免费开源7、良好的编程生态131.2Python开发环境配置Windows环境下Python的安装1.2.1Python集成开发环境简介1.2.2其他Python集成开发环境1.2.3141.2.1Windows环境下Python的安装Python程序是用Python语言解释器执行的；两种运行方式：Python命令行Python集成开发环境（Python’sIntegratedDevelopmentEnvironment,IDLE）以Python3.8.2forwindows版本为例，介绍其下载和安装。15下载：https:///downloads/

图1.4Python语言解释器下载首页16图1.5Python3.8.2下载页面1下载：17图1.6Python3.8.2下载页面2

下载：18安装：双击安装文件python-3.8.2-amd64.exe，启动安装引导进程。图1.7安装进程之启动页面

默认安装方式定制安装方式19单击“Customizeinstallation”进行定制安装图1.8安装进程之特征选择页面

20进入高级选项页面：图1.9安装进程之高级选项页面

21安装成功页面：图1.10安装成功页面221.2.2Python集成开发环境简介PythonIDLE可提供两种程序运行方式:交互式是指Python解释器即时响应用户输入的每条代码，给出运行结果；通常用于少量代码的调试。文件式是将Python程序写到一个文件中去，Python解释器批量解释并执行文件中的代码；是最常用的程序设计方式。23命令代码运行结果命令提示符启动IDLE：“开始”菜单

交互式程序运行方式24打开Python源文件编辑器窗口文件式程序运行方式File

Save(Ctrl+S)，保存文件并为其命名为welcome.py25运行程序：Run

RunModule(F5)程序文件的运行结果显示在Python3.8.2Shell窗口中。运行结果如下：261.2.3其他Python集成开发环境PyCharmPyCharm是由JetBrains开发的一种Python集成开发环境，适用于Python专业开发人员。提供了一套完备高效的开发工具，如代码分析、语法高亮、项目管理、等。还提供了一些高级功能，用于支持Django框架下的专业Web开发等。27PyCharm官网：https:///pycharm/两个版本：专业版（ProfessionalEdition）功能更为丰富和完备社区版（CommunityEdition）开源免费28图1.13PyCharm工作界面项目区代码区运行结果区291.2.3其他Python集成开发环境Anaconda是一个面向数据科学的开源Python版本，其中包括Python、Conda以及很多已安装好的工具包及其依赖包，如numpy、scipy、pandas等。已经成为数据分析的标准环境。它解决了Python的两大问题：一是提供了包管理功能，解决了Windows平台安装第三方包经常失败的问题；二是提供了环境管理的功能，解决了多版本Python并存切换的问题。30Anaconda中的主要组件如下：(1)Conda：它是Anaconda下用于包管理和环境管理的工具，功能上类似于pip和virtualenv的组合；(2)AnacondaNavigator：是用于管理工具包和环境的图形用户界面；(3)Jupyternotebook：是一个基于web的交互式计算环境；(4)Qtconsole：是一个可执行IPython的仿终端图形界面程序；(5)Spyder：是一个跨平台的用于科学运算的Python集成开发环境。31Anaconda的官方网址为：/download/清华大学开源软件镜像站：https:///help/anaconda/32图1.14Spyder的运行界面文件编辑窗格交互窗格331.3第一个Python程序【例1.1】给定长方形的长和宽，求其面积和周长。方法一：交互式启动IDLE，在命令提示符>>>后输入如下代码：12345678>>>x,y=6,4>>>area=x*y>>>perimeter=2*(x+y)>>>print(area)24>>>print(perimeter)20>>>

34方法二：文件式打开IDLE源文件编辑窗口输入下列代码：保存为：welcome.py运行结果为：351.4程序设计方法面向过程的程序设计1.4.1面向对象的程序设计1.4.2IPO编程模式1.4.3用计算机解决问题的一般步骤1.4.4361.4程序设计方法两大类程序设计方法：面向过程的程序设计面向对象的程序设计371.4.1面向过程的程序设计又称为结构化程序设计，是程序设计的基础。基本思想就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现。遵循的基本原则：(1)自顶向下，逐步求精(2)模块化结构设计(3)限制使用无条件转移语句早期的计算机语言基本上都是面向过程的程序设计语言，如：BASIC、FORTRAN、C等。381.4.2面向对象的程序设计面向对象的程序设计(Object-OrientedProgramming，简称OOP)将对象作为程序的基本单元，将程序和数据封装其中，以提高软件的重用性、灵活性和扩展性。面向对象的程序设计语言：VisualC++、VisualBasicPython既支持面向过程的程序设计，也支持面向对象的程序设计。391.4.3IPO编程模式IPO(Input，Process，Output)是一种基本的程序编写方法。它把一个程序设计分为输入数据、处理数据和输出数据三部分。输入(Input)：是一个程序的开始；处理(Process)：程序对输入数据进行处理，产生输出结果；输出(Output)：是一个程序展示运算成果的方式。40【例1.2】根据IPO模式分析例1.1的代码。其IPO模式描述如下：输入I：长方形的长x，宽y处理P：计算长方形的面积area计算长方形的周长perimeter输出O：长方形的面积area长方形的周长perimeter411.4.4用计算机解决问题的一般步骤用计算机解决问题的一般步骤如下：1、分析问题2、设计算法3、编写程序一个程序通常可由两部分组成：(1)数据部分(2)指令部分4、测试调试重复步骤3和步骤4，不断对代码进行优化，直至解决问题为止。421.5Python在金融领域的应用及前景Python被誉为是实现金融科技