Python与人工智能编程-基础与实验 课件 实验1-3 集成开发环境的安装及 Jupyter Notebk 的使用、Python基础语法、Python 控制语句与程序调试

集成开发环境的安装及

JupyterNotebook的使用实验一课程学习目标下载并正确安装Anaconda掌握基本的JupyterNotebook操作Python简介

Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰人GuidovanRossum于1989年发明。在“人工智能+”背景下，即使是非计算机专业学生掌握一门编程语言也非常必要。Python语言难度低,语法简单,容易理解,非常适合编程基础为零的学生学习。语法简洁清晰丰富的标准库面向对象动态类型解释型语言自由软件Anaconda简介Anaconda是一个Python集成管理工具，实现了相关数据包的集成与管理；免去了大量的安装各种运算数据、算法包等麻烦，实现一键式应用；自带JupyterNotebook开发工具，非常适合初学者。下载并安装Anaconda下载Anaconda时为了加快下载速度和提高安装成功率推荐国内镜像源(清华镜像源)/单击黑色问号，出现安装包下载地址选择自己PC的对应版本进行下载下载之后按照教材实验1.2节安装JupyterNotebook简介‌JupyterNotebook‌是一个基于网页的交互式计算应用程序，它允许用户以网页形式编写和运行代码，同时展示代码的运行结果。‌JupyterNotebook‌特别适合于数据科学、机器学习等领域，因为它提供了一个集成开发环境（IDE），用户可以在同一个页面中编写代码、创建文档、生成可视化结果等。JupyterNotebook特点‌交互性‌：用户可以直接在网页上编写和运行代码，代码的执行结果会直接显示在代码块下方，便于实时查看和调试。‌富媒体支持‌：支持HTML、LaTeX等多种富媒体格式，使得结果展示更加丰富和直观。‌文档编写‌：支持Markdown语法，同时支持使用LaTeX编写数学性说明。‌跨平台兼容性‌：JupyterNotebook支持在Windows等多个操作系统上运行，使得它成为数据科学领域中一个非常受欢迎的工具。JupyterNotebook使用教程请参考教材实验1的1.3节本节实验作业用print打印一串字符串：“学校+专业+姓名+学号”；将文件重命名为first.py,然后另存到桌面上；从电脑中导入一段代码到JupyterNotebook中。具体操作请查看视频教程Python基础语法实验二课程学习目标掌握Python的语法特点掌握保留字与标识符掌握变量的用法掌握基本的数据类型掌握运算符与表达式掌握基本输入与输出Python语法特点1注释

单行注释#作为单行注释的符号多行注释’’’注释内容’’’或者”””注释内容”””中文编码声明注释#coding=编码#-*-coding:编码-*-Python语法特点2代码缩进采用代码缩进和冒号“:”区分代码之间的层次；缩进的空格数量是可变的，但是所有代码块语句必须包含相同的缩进空格数量，通常采用4个空格（一个Tab键）作为一个缩进量。错误的缩进将导致程序无法正确运行。正确

错误2.1Python语法特点3代码编码规范遵循一定的代码编写规则和命名规范可以使代码更加规范化，阅读起来轻松、畅快。比如：不要在行尾添加分号“；”，也不要用分号将2条命令放在同一行；

建议每行不超过80个字符，如果超过，建议使用圆括号“()”将多行内容隐式地连接起来；使用必要的空行可以增加代码的可读性；2.2保留字与标识符保留字数量目前为35个，区分大小写。具有特殊含义，不能作为标识符。保留字不可以作为变量、函数、类、模块和其他对象的名称来使用。andasassertbreakclasscontinuedefdelelifelseexceptfinallyinfromFalseglobalifimportorislambdanonlocalnotNonewhilepassraisereturntryTrueforwithyieldasync

await

2.2保留字与标识符标识符由字母、下划线“_”和数字组成，首字符不能是数字，不能使用保留字，区分大小写。单下画线开头的标识符(如_width)表示不能直接访问的类属性；双下画线开头的标识符(如_

_add)表示类的私有成员；双下画线开头和结尾的标识符是Python里的专用标识,如_

_init__()表示构造函数。2.3变量不需要先声明变量名及其类型,直接赋值即可创建各种类型的变量number=1024

#创建整型变量number并赋值为1024,该变量为数值型规则：（1）变量名必须是一个有效的标识符。(2)变量名不能使用Python中的保留字。(3)慎用小写字母l和大写字母O。(4)应选择有意义的单词作为变量名。【例2.5】变量的类型可以随时变化注：Python是一种动态类型的语言，所以nickname在赋值"碧海苍梧"之后可以变为整型的变量，并赋值10242.4基本数据类型数字类型布尔类型：True表示1,False表示0字符串类型：属于不可变序列，使用’、”、’’’括起来，例2.8数据类型转换：表2.5总结了数据类型转换函数基本数据类型整数：二进制、八进制、十进制、十六进制浮点数：整数部分+小数部分，例如1.43复数：实部+虚部，如3.14+12.5j整数【例2.8】字符串类型输出结果：字符串的格式化输出1.%操作符(C样式)【例2.10】这是最早期的格式化方式，类似于C语言的printf函数风格2.str.format()方法字符串的格式化输出3.f-string(formatted

string

literals）【例2.12】从Python3.6开始引入，f-string提供了一种更直观且易于阅读的内插字符串表达式的方式。eval(str)：字符串中的有效Python表达式,并返回表达式值。该函数常用,建议掌握,因为input函数接收用户输入后,即使用户从键盘输入数值型,input返回值也是string,可以用eval转换。【例2.13】使用input函数接收用户输入的两个数值,然后求和,并输出。数据类型转换2.5运算符运算符是一些特殊的符号,主要用于数学计算、比较大小和逻辑运算等。Python的运算符主要包括算术运算符、赋值运算符、比较(关系)运算符、逻辑运算符和位运算符。使用运算符将不同类型的数据按照一定的规则连接起来的式子,称为表达式。例如,使用算术运算符连接起来的式子称为算术表达式,使用逻辑运算符连接起来的式子称为逻辑表达式。2.5节中详细讲解了各种运算符，下面通过例子来了解算术运算符【例2.15】计算学生成绩的分差及平均分。比较运算符【例2.16】使用比较运算符比较大小关系逻辑运算符【例2.17】某手机店在每周二的10点至11点和每周五的14点至15点,对华为Mate10系列手机进行折扣让利活动,想参与折扣活动的顾客要在时间上满足两个条件:周二10:00a.m.~11:00am.,周五2:00p.m.~3:00p.m.。注意：在使用运算符时，需要遵守运算符的优先级规则Python的运算符的运算规则是:优先级高的运算先执行,优先级低的运算后执行,同一优先级的操作按照从左到右的顺序进行。也可以使用圆括号,括号内的运算最先执行。右表按从高到低的顺序列出了运算符的优先级运算符说明**幂~、+、-取反、正号和负号*、/、%、//算术运算符+、-算术运算符<<、>>位运算符中的左移和右移&位运算符中的位与^位运算符中的位异或|位运算符中的位或<、<=、>、>=、!=、==比较运算符2.6Python的6种基本数据结构Number数值型(整数型int、浮点数float、复数complex、布尔型bool)

_Data

=123#直接给变量赋值String(字符串),常用_str="我爱祖国"List(列表),常用Stu_list=["张三",183,65,"男"]Dictionary(字典),常用Stu_dic={"name":"张三","height":183,"weight":65,"sex":"男"}Tuple(元组),常用tup=(1,"two",3.0)Set(集合)，不常用st={1,2,3,4}2.6.1列表创建直接定义法。通过方括号[]包裹元素,并用逗号分隔各个元素,即可创建一个列表。my_list

=[1,2,3,'apple','banana']#直接创建列表推导式。列表推导式是创建新列表的简洁方式,尤其适合根据现有数据结构生成新的列表。numbers

=[i

for

i

in

range(10)]#创建包含0~9的整数列表内置函数list()。string_example

="Hello"list_from_string

=list(string_example)#['H''e''l''l''o']2.6.2列表索引、切片和遍历列表索引：列表是一种有序的数据结构,可以通过索引来访问、修改或删除其中的元素。列表索引从0开始。【例2.18】列表索引2.6.2列表索引、切片和遍历列表切片：原则就是“左闭右开”,左边数据包含,右边数据不包含。【例2.19】列表切片2.6.2列表索引、切片和遍历列表遍历：for循环与成员变量in结合遍历,是最常见的方式。【例2.20】列表遍历2.6.2列表的函数与方法函数与方法是两个不同的概念,方法是自身具有的功能,而函数是需要和别人一起合作才能实现某种功能,列表往往作为参数。列表常见函数：len(list)列表元素个数；min(list)返回列表元素最小值

max(list)返回列表元素最大值；list(seq)将元组转换为列表【例2.21】返回my_list=[10,20,30,40,50]的最大值。my_list=[10,20,30,40,50]print(max(my_list))#输出值为502.6.2列表的函数与方法列表常见方法：list.append()在列表末尾添加新的对象；list.count()统计某个元素在列表中出现的次数；list.insert()将对象插入列表；list.sort()对原列表进行排序；list.clear()清空列表【例2.22】在my_list=[10,20,30,40,50]的最后位置插入602.7基本的输入和输出函数输入函数：input()（1）带有提示信息name=input("请输入您的姓名:")（2）类型转换：input()函数得到的始终是字符串类型。如果需要用户输入数字并进行数值计算，则需要将输入转换为相应的数据类型，如整数或浮点数：age=eval(input("请输入您的年龄:"))weight=eval(input("请输入您的体重（公斤）:"))（3）异常处理当尝试将用户输入转换为数字时，如果输入的不是有效数字（例如，用户输入的是含有非数字字符的字符串），eval()函数将会抛出ValueError异常。因此，在实际编程中，通常需要捕获这类异常，确保程序能正确处理非法输入。try:age=eval(input("请输入您的年龄:"))exceptValueError:print("无效输入！请确保您输入的是一个整数。")输出函数：print(）（1）基础打印：打印单个字符串或者变量的值print("Hello,World!")#输出Hello,World!my_var=123print(my_var)#输出123（2）打印多个值#默认情况下，多个参数之间会自动用空格分隔：print("Hello,","World!")#输出Hello,World!print(1,2,3)#输出123（3）使用空格``而非换行符打印多个值在同一行print("apple",end="")print("banana",end="")print("cherry")#输出applebananacherry（4）自定义分隔符#sep参数用于指定输出时多个值之间的分隔符print("apple","banana","cherry",sep=",")#输出apple,banana,cherry（5）自定义结束符#使用`end`参数设置打印结束后添加的字符，默认是换行符`\n`，可以改为其他字符：print("apple",end="，")print("banana",end="，")

print("cherry")#每一行以逗号隔开，常用；#输出apple，banana，cherry（6）格式化输出#使用`format()`方法进行字符串格式化：name="Alice"age=25#python特有格式化输出，常用print("Mynameis{}andIam{}yearsold.".format(name,age))#或者在Python3.6及以上版本使用f-string:print(f"Mynameis{name}andIam{age}yearsold.")（7）打印到文件#可以通过`file`参数将输出重定向至文件：withopen("output.txt","w")asf:print("Sometexttowritetofile.",file=f)2.8Python模块和包模块和包是Python组织和复用代码的重要工具模块:在Python中,一个模块就是一个包含Python代码(.py)的文件。模块可以包含函数、类等,模块可以被别的程序通过import语句导入。包:Python中的一种更高层次的组织代码的方式,它是由多个模块组成的目录结构。【例2.23】导入包先输入“!pipinstalljieba”，安装结巴分词工具然后导入jieba，导入语句为：importjieba2.9Python文件操作使用with

open

as进行文件操作，其中'r'：只读模式（默认）'w'：写入模式（覆盖原有内容）'a'：追加模式（在文件末尾添加内容）本节实验作业通过程序在C盘下面创建一个文件swun.txt,然后写入