计算机基础与应用简明教程（人工智能版）课件 第3章 计算思维与Python语言

第3章计算思维与Python语言本章教学目标理解计算思维基本思想。学会Python语言基本语法和基本结构。能编写简单的Python语言循环、分支程序。初步掌握Python语言的组合数据类型。3.1计算思维3.1.1图灵机模型图灵机抽象模型：无限长纸带（存储介质）读写头（处理单元）状态转换表（程序逻辑）理论意义朴素的IPO（Input,Process,Output）运算模式①证明了通用计算理论，肯定了计算机实现的可能性，同时给出了计算机应有的主要架构；②引入了读/写、算法与程序设计语言的概念，突破了传统计算机器的设计理念；③图灵机模型理论是计算学科的核心理论，很多问题可以转化为图灵机这个简单的模型来考虑3.1.2计算思维特征六大核心要素：分解（Divide）抽象（Abstraction）算法（Algorithm）调试（Debugging）迭代（Iteration）泛化（Generalization）①计算思维是一种解决问题过程的思维方法，是概念化的抽象思维，而不是程序化的思维。②计算思维是人的思维，而不是机器思维。计算思维像“读、写、算”那样，是人的一种基本技能，尤其是数字时代每个人都应具备的基本技能。计算思维并非计算机科学技术工作者所独有的技能，而是面向所有人、所有领域的思维方式。③计算思维并非数学计算的能力，但吸收了解决问题需要采用的一般数学思维方法，并可与数学和工程思维互补融合。④计算思维是思想，而不是人工制品。3.2Python语言基础3.2.1基本语法标识符是变量、常量、函数、属性、类、模块、包等对象的指定名称。标识符的命名规则如下：①区分大小写，Myname和myname是两个不同的标识符；②首字符可以是下画线“_”或字母，但不能是数字；③除首字符外的其他字符，可以是下画线、字母或数字；④关键字不能作为标识符；⑤不能使用Python内置函数作为自定义的标识符。关键字是类似于标识符的设定的字符序列基本数据类型分为数值类型和字符串类型。数值类型包含整数、浮点数、复数和布尔类型3.2Python语言基础字符串类型标识符是str。字符串可根据需要用一对单引号、双引号、三单引号、三双引号作为界定符进行包裹。其中三单引号和三双引号所界定的字符串可以包含多行。切片从字符串中提取子串。切片的参数是用两个冒号分隔的三个数字，切片的形式为s[i:j:k]3.2.2组合数据类型列表（list）是一种序列型组合数据类型，用来存储由多个值组成的序列。在列表中，值可以是任何数据类型，称为元素（element）或项（item）。列表是有序的。>>>mlist=[['ColA','ColB','ColC'],[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]>>>mlist[0][1]'ColB'>>>mlist[2][2]6列表的切片规则与字符串的一致>>>list1=[1,2,3,4,5,6,7]>>>list1[1:5][2,3,4,5]>>>list1[:-3][1,2,3,4]>>>list1[3:][4,5,6,7]3.2.2组合数据类型元组（tuple）与列表类似，也是序列型组合数据类型。元组也可以存储不同类型的数据，如字符串、数值甚至元组。元组的索引、切片与字符串、列表的规则也相同。与列表不同的是，元组是只读的，创建后不能再做任何修改操作>>>t=()>>>t1=(1,)#创建只有一个元素的元组>>>t2=(2,3,345,'abc',(4,5,'pp'),'中文')>>>t2[2:]('abc',(4,5,'pp'),'中文')>>>t2[-2][-1]'PP'3.2.2组合数据类型字典（dictionary）是一种映射型组合数据类型，是包含键（key）和值（value）映射的集合，其中的一个键对应一个值。这种一一对应的关联称为键值对（key-valuepair），或称为项（item）。简单地说，字典就是用花括号包裹的项（键:值）的集合>>>dict={'name':'www','port':80}>>>dict{'name':'www','port':80}>>>dict['port']80>>>dict['a']Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#4>",line1,in<module>dict['a']KeyError:'a'>>>d={}>>>print(d.get('name'))None>>>d.get("name",'N/A')'N/A'>>>d["name"]='Eric'>>>d.get('name')'Eric'3.2.2组合数据类型3.2.3程序控制结构（顺序、分支和循环结构）顺序结构是典型的IPO结构，即程序工作的一般流程：数据输入、运算处理、结果输出，自上而下地依次执行各条语句importmathr=float(input("请输入圆的半径:"))circumference=2*math.pi*rprint("圆的周长为{:.2f}".format(circumference))3.3程序控制结构（顺序、分支和循环结构）分支结构#分支结构示例score=eval(input("请输入成绩:"))if90<=score<=100:grade='A'elif80<=score<90:grade='B'else:grade='C'print(f"成绩等级:{grade}")

3.3程序控制结构（顺序、分支和循环结构）为了逼近所需目标或结果重复反馈的过程称为迭代。对过程的一次重复称为一次迭代，而一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值，重复执行一系列相同的运算步骤，从前面的结果依次求出后面的结果。