《Python程序设计与数据分析》全套教学课件

《Python程序设计与数据分析》第1章+Python与编程环境第2章+Python语法基础第3章+程序基本流程控制第4章+组合数据类型第5章+函数与函数式编程第6章+面向对象编程基础第7章+Python文件操作第8章+使用模块和库编程第9章+NumPy与数值计算第10章+Pandas数据处理与分析第11章+Matplotlib库与数据可视化全套可编辑PPT课件第1章Python与编程环境计算机程序与编程语言Python语言概述Python与PyCharm安装配置了解计算机程序与编程语言的概念了解Python的基本概念和特点熟悉Python的安装和配置方法掌握PyCharm的安装和基本使用计算机程序与编程语言

计算机程序计算机编程语言计算机编程语言编译和解释1.1

计算机程序又称“计算机软件”，是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，也可以理解为能够被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。常见的计算机软件比如微信小程序、QQ等。1.1.1计算机程序计算机程序计算机编程语言是计算机和人都能识别的语言，即控制计算机的一系列指令。计算机编程语言经历了以下三个发展阶段：机器语言

由二进制0、1代码指令构成，能被计算机直接识别并执行，不同的CPU具有不同的指令系统。机器语言程序难编写、难修改、难维护，编程效率极低。汇编语言

汇编语言指令是机器指令的符号化，与机器指令存在着直接的对应关系。汇编语言同样难学难用、容易出错、维护困难。但编程效率高。1.1.2计算机编程语言计算机编程语言计算机编程语言是计算机和人都能识别的语言，即控制计算机的一系列指令。计算机编程语言经历了以下三个发展阶段：高级语言

高级语言是面向用户的、基本上独立于计算机种类和结构的语言。高级语言的一个命令可以代替几条、几十条甚至几百条汇编语言的指令。形式上接近于算术语言和自然语言，概念上接近于人们通常使用的概念。高级语言易学易用，通用性强，应用广泛。目前，广泛使用的Python、Java、PHP、C、C++、C#等语言均属于高级语言。1.1.2计算机编程语言计算机编程语言编译，是将源代码转换成目标代码的过程。1.1.3计算机编程语言编译和解释计算机编程语言编译和解释

Python语言是一种被广泛使用的高级通用脚本编程语言，采用解释方式执行。解释，是将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行目标代码的过程。源代码源代码程序输入解释器结果输出编译器目标代码程序输入程序执行结果输出Python语言概述Python的起源与发展Python的特点Python的应用领域和发展趋势1.2Python由荷兰数学和计算机科学研究学会的GuidovanRossum（吉多·范罗苏姆）于1990年代初设计，作为一门叫做ABC语言的替代品。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。1.2.1Python的起源与发展1.2.1Python的起源与发展2000年10月，Python2.0发布，Python从基于maillist的开发方式转为完全开源的开发方式。2008年12月，Python3.0版本发布，并被作为Python语言持续维护的主要系列。2012年Python3.3版本发布，2014年Python3.4版本发布，2015年Python3.5版本发布，2016年Python3.6版本发布，2018年6月27日Python3.7.0发布，2019年10月14日Python3.8.0发布。2010年，Python2.x系列发布了最后一个版本，其主版本号为2.7，同时，Python的维护者们声称不在2.x系列中继续对主版本号升级，Python2.x系列慢慢退出历史舞台。目前Python的最新版本为2025年10月7日发布的3.14。Guido于1989年定下目标之后便投身于Python语言的设计之中，但Python的第一个公开版本直到1991年才发行，此版本使用C语言实现，能调用C语言的库文件。Python是一门解释型的编程语言，遵循“优雅”、“明确”、“简单”的设计哲学，语法简单，易学、易读、易维护。简单易学--Python和传统的C/C++、Java、C#等语言相比，Python对代码格式的要求没有那么严格。功能强大--（可扩展、可嵌入）既属脚本语言，也属高级程序设计语言。可移植--Python语言编写的程序可以不加修改地在任何平台中运行。面向对象编程--既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。开源--Python是自由/开放源码软件之一，用户可以自由地下载、拷贝、阅读、修改代码。Python除了具有上述特点外，也存在运行速度慢、代码加密困难等问题。1.2.2Python的特点优点1.2.3Python的应用领域与发展趋势Python作为一种高级通用语言，得到了广泛应用，业内几乎所有的大中型互联网企业都在使用。数据分析网络爬虫金融量化自动化运维和测试Web开发游戏开发人工智能云计算网络服务网络服务1.2.3Python的应用领域与发展趋势1．数据分析Python在数据分析、可视化方面有相当完善和优秀的库，例如NumPy、SciPy、Matplotlib、Pandas等，结合科学计算、机器学习等技术对数据进行清洗、去重、规格化和针对性的分析是大数据行业的基石。2．操作系统管理Python作为一种解释型的脚本语言，提供了诸多方便与服务器交互的软件包，比如Python标准库中包含了多个可用来调用操作系统功能的库，特别适合于编写操作系统管理脚本。Python编写的系统管理脚本在可读性、性能、源代码重用度、扩展性等方面都优于普通的Shell脚本。1631.2.3Python的应用领域与发展趋势3．文本处理Python提供的NLTK、spaCy、transformers等库，可以一站式完成分词、词性标注、命名实体识别、情感分析、语义搜索、文本摘要、机器翻译等任务。无论是社交媒体舆情监控、电商评论情感打分、金融公告事件抽取、法律文书智能检索，还是新闻聚合、客服机器人、知识图谱构建，Python都能用简洁的代码把“原始文本”变成“可用智能”。4．图形用户界面（GUI）开发Python支持GUI开发，使用Tkinter、wxPython或者PyQt库，可以开发跨平台的桌面软件。1.2.3Python的应用领域与发展趋势5．Web编程应用随着Python的Web开发框架逐渐成熟，比如Django、Flask、FastAPI等，Python可以快速开发各种规模的Web应用程序，程序员可以更轻松地开发、管理复杂的Web程序。6．网络爬虫网络爬虫也称网络蜘蛛，是大数据行业获取数据的核心工具。网络爬虫可以自动、智能地在互联网上爬取免费的数据。从技术层面上讲，Python提供有很多服务于编写网络爬虫的工具，例如urllib、Selenium和BeautifulSoup等，其Scripy爬虫框架的应用非常广泛。Python与PyCharm开发工具安装配置常见的Python开发工具Python3.12.0的下载与安装Python开发环境IDLE及其使用Python集成开发环境PyCharm的安装与配置1.31.3.1常见的Python开发工具为了提升编码效率和代码管理质量，选择合适的开发工具至关重要。下面将具体介绍这7款工具：1．PyCharmPyCharm是一款非常优秀的Python集成开发工具。它具有友好的图形用户界面，拥有代码自动补全、自动缩进、可选择解释器等功能，还可以单步执行或设置断点来调试程序。PyCharm在多个系统平台下都可以使用，适合开发大型项目，是专业开发者和初学者广泛使用的Python开发工具。2．VisualStudioCodeVisualStudioCode（VSCode）是一款免费、开源的编辑器，支持多种编程语言，包括Python。它轻量化且功能强大，通过插件系统可以扩展其功能，例如Python插件就是专门用于增强Python开发体验的。VSCode配合Anaconda使用，可以有效提高学习和开发效率。1.3.1常见的Python开发工具3．JupyterNotebookJupyterNotebook是基于Web网页的交互式计算环境，可以在网页页面中直接编写和运行代码。它允许用户创建和共享各种内容，包括实时代码、方程式、可视化和叙述文本的文档，支持多种编程语言，可以实现多种丰富形式的输出，用途包括数据清理和转换、数值模拟、统计建模、数据可视化和机器学习等。4．SublimeTextSublimeText是一款多功能编辑器，支持多种语言，具有优秀的代码自动完成、代码片段等功能。它还具有良好的扩展能力和完全开放的用户自定义配置与编辑状态恢复功能，支持强大的多行选择和多行编辑。1.3.1常见的Python开发工具5．IDLEIDLE是Python的基本IDE（IntegratedDevelopmentEnvironment，集成开发环境），具备基本的IDE功能，是非商业Python开发的不错选择。它还可以方便地调试Python程序基本功能包括语法加亮、段落缩进、基本文本编辑、Table键控制和调试程序等。6．SpyderSpyder是一款免费开源的专业高效的Python集成开发工具，提供多种功能，包括代码补全、语法高亮、变量探索、类和函数浏览器及对象检查等。其最大的特点是模仿Matlab的“工作空间”的功能，可以方便地观察和修改数组的值。它支持Windows、Linux和MacOS等主流操作系统。综上所述，Python开发工具的选择取决于个人偏好和项目需求。每款工具都有其独特的优势和特性，合理利用可以提高开发效率和代码质量。在选择时，可以考虑工具的功能集、社区支持、易用性及其对新技术支持的响应速度等因素。（1）从Python官网下载与用户Windows操作系统位数（32位或64位）相对应的Python3.12.0版本此时下载文件是Python3.12.4的可执行的Python安装程序。1.3.2Python3.12.0的下载与安装2.如果用户的计算机是64位Windows操作系统，则双击“python-3.12.4-amd64.exe”可执行的Python安装文件，在安装界面上，勾选“AddPython.exetoPATH”选项。在安装界面上，选择“Customizeinstallation”（自定义安装）项，进入选项功能界面。1.3.2Python3.12.0的下载与安装1.3.2Python3.12.0的下载与安装3.勾选选项功能界面上的所有选项，单击Next按钮，进入高级选项界面。1.3.2Python3.12.0的下载与安装4.在高级选项界面上，勾选如图3个选项。单击Browse按钮，更改Python软件安装的路径。单击Install按钮，则开始软件安装。1.3.2Python3.12.0的下载与安装5.软件安装进度界面。软件安装成功后，弹出软件安装成功界面，单击Close按钮关闭界面。1.3.3Python开发环境IDLE及其使用什么是IDLE？1.3.3Python开发环境IDLE及其使用

IDLE，即“IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment”，是Python内置的一个集成开发环境，它作为Python安装包的一部分提供给广大用户。与IDLE不同，其他IDE（集成开发环境）通常由第三方公司或组织提供，例如PyCharm、Anaconda等。安装Python后会自动安装IDLE（Python自带的集成开发环境），该软件包含文本处理程序，用于书写和修改Python代码。IDLE有两个窗口可以供开发者使用：Shell窗口可以直接输入并执行Python语句，编辑窗口可以输入和保存程序。1.3.3Python开发环境IDLE及其使用1．IDLE的启动在Windows系统的“开始”菜单中选择Python3.12.0IDLE(Python3.12.064-bit)选项就可以启动IDLE。启动IDLE后，进入所示的Shell界面。“>>>”是Python命令提示符，在提示符后可以输入Python语句。窗口的菜单栏列出了常用的操作选项。1.3.3Python开发环境IDLE及其使用2．开发和运行Python程序的两种方式开发和运行Python程序一般包括以下两种方式1）交互式在Python解释器命令行窗口中，输入Python代码，解释器及时响应并输出结果。交互式一般适用于调试少量代码。Python解释器包括Python、IDLEShell等。Shell窗口提供了一种交互式的使用环境。在“>>>”提示符后输入一条语句，按Enter键后会立刻执行。如果输入的是带有冒号和缩进的复合语句（如if语句、while语句、for语句等），则需要按两次Enter键。1.3.3Python开发环境IDLE及其使用2．开发和运行Python程序的两种方式开发和运行Python程序一般包括以下两种方式2）文件式Shell窗口无法保存代码。关闭Shell窗口后，输入的代码就被清除了。所以在进行程序开发时，通常都需要使用文件编辑方式进行代码的编写、保存与执行。将Python程序编写并保存在一个或者多个源代码文件中，然后通过Python解释器来编译执行。文件式适用于较复杂应用程序的开发。需要先创建Python源文件，然后保存程序文件后进行运行。具体操作为在菜单栏中选择Run->RunMoudule命令或者按快捷键【F5】来运行程序。书写代码时需要注意以下5点：

在Shell窗口中，所有语句都必须在命令提示符“>>>”后输入，按Enter键执行。语句中的所有符号都必须是半角字符（在英文输入法下输入的字符），需要特别注意括号、引号、逗号等符号的格式。Python用代码缩进和冒号“：”区分代码之间的层次。用相同的缩进表示同一级别的语句块，不正确的缩进会导致程序逻辑错误。Python在表示缩进时可以使用Tab键或空格，但不要将两者混合使用。一般以4个空格作为基本缩进单位。对关键代码可以添加必要的注释。1.3.3Python开发环境IDLE及其使用书写要求

在IDLE环境提供了诸多帮助功能，常见的有以下4种。

Python关键字使用不同的颜色标识。例如，print关键字默认使用紫色标识。

输入函数名或方法名，再输入紧随的“(”时会出现相应的语法提示。

使用Python提供的help()函数可以获得相关对象的帮助信息。可以获得print()函数的帮助信息，包括该函数的语法、功能描述和各参数的含义等。

输入模块名或对象名，再输入紧随的“.”时，会弹出相应的元素列表框。例如，输入import语句，导入random模块，按Enter键执行。然后输入“random.”，稍后就会弹出一个列表框，列出了该模块包含的所有random函数等对象，可以直接从列表中选择需要的元素，代替手动输入。1.3.3Python开发环境IDLE及其使用帮助功能1.3.3Python开发环境IDLE及其使用5．Shell窗口中的错误提示代码中如果有语法错误，则执行后会在Shell窗口显示错误提示。6．常用快捷键在程序开发过程中，合理使用快捷键可以降低代码的错误率，提高开发效率。在IDLE中，选择OptionsConfigureIDLE选项，打开Settings对话框，在Keys选项卡中列出了常用的快捷键。1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置1.PyCharm简介PyCharm是Jetbrain公司开发的一款Python集成开发环境，由于其具有智能代码编辑器、智能提示、自动导入等功能，因而已经成为Python专业开发人员和初学者经常使用的Python开发工具。1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置Professional版本特点提供PythonIDE的所有功能，支持Web开发。支持JavaScript、CoffeeScriptTypeScript、CSS和Cython等。支持远程开发、Python分析器、数据库和SQL语句。PyCharm的两个版本是Professional和CommunityCommunity版本特点轻量级的PythonIDE，只支持Python开发。免费、开源、集成Apache2的许可证。智能编辑器、调试器、支持重构和错误检查，集成VCS版本控制。对于个人学习者而言，使用免费的社区版即可1.PyCharm简介1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置2.PyCharm的安装从JetBrains官网下载社区版本的PyCharm软件，下载PyCharmCommunityEdition。1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置双击安装包(PyCharmCommunityEdition2021.2.3.exe)，打开PyCharm软件安装界面。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置进入选择安装位置界面，再单击“下一步”按钮。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置进入安装选项界面，建议勾选“PyCharmCommunityEdition”“添加“bin”文件夹到“PATH”和“.py”选项，再单击“下一步”按钮。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置进入选择开始菜单界面，单击“安装”按钮。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置进入程序安裝进度界面。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置之后进入程序安装完成界面，单击“完成”按钮，完成PyCharm的安装，并询问重启方式。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置双击桌面上的PyCharm快捷启动图标，启动PyCharm程序。选择是否导入开发环境配置文件，此处不选择导入，单击OK按钮，进入阅读协议界面。进入PyCharm启动界面。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置在PyCharm启动界面上选择“NewProject”选项创建新项目，也可选择“Open”选项打开已有的项目，或通过“GetfromVCS”选项进行项目的版本控制。2.PyCharm的安装1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置3.PyCharm的简单设置更换主题修改源代码字体大小修改编码设置选择解释器设置设置快捷键方案1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置启动PyCharm：双击桌面上的PyCharm快捷启动图标，确认是否接受用户协议，选择复选框，并继续。4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置启动PyCharm：

点击【Continue】按钮，进入PyCharm启动界面。4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置新建项目：打开PyCharm软件，选择“File→New→Project”4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置单击【Create】按钮。弹【打开项目】对话框。选择“Thiswindow”选项，进入【创建项目】界面。4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置进入项目管理界面。4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置新建Python文件：右键单击项目名称，选择“New→PythonFile”，弹出【创建Python文件】对话框。4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置编写和运行Python程序：双击项目目录区的HelloPython.py文件，在右边的代码编辑区中输出—行Python代码：print('应用Python揭示财经之道，驱动经济洞察。')4.PyCharm的使用1.3.4Python集成开发环境PyCharm的安装与配置编写和运行Python程序：右键单击代码编辑区，在弹出的快捷菜单中选择“Runtest”或者单击右上角的绿色三角形按钮，就可运行这一行Python代码。4.PyCharm的使用计算机程序又称“计算机软件”，是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列。计算机编程语言经历了三个发展阶段：机器语言、汇编语言、高级语言。Python具有有学习成本低、开源、适应人群广泛、应用领域广等特点。计算机编程语言由源程序转换为机器语言有编译和解释两种方式，其中Python属于解释方式。Python由GuidovanRossum于1990年设计，秉承“优雅”“明确”“简单”的设计理念。Python可以应用于人工智能、数据分析、网络爬虫、金融量化、云计算、Web开发、自动化运维和测试、游戏开发、网络服务、图像处理等众多领域。IDLE是Python官方提供的集成开发环境，有两种使用方式。在Shell窗口中可以直接输入并执行Python指令，进行交互式编程；使用文件编辑方式则是先编写并保存代码，以后可以多次执行文件中的代码程序。PyCharm是由JetBrains公司开发的一款Python的IDE软件，具备调试、语法高亮、项目管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试和版本控制等功能。请简述Python编程语言的特点，并说明其在农业领域的应用优势？简述Python程序的运行过程。简述程序的编译方式和解释方式的区别。如何在IDLE中运行和调试Python程序？利用IDLE和PyCharm编程环境，输出如下信息。***************消费单****************单号：DH20240901日期：2024-09-0108:00:00************************************购买物品单价数量金额运动衫56.002112.00网球鞋168.001168.00网球拍270.001270.00***********************************折扣：8折消费总金额：￥440.0实际交费：￥500.0找钱：￥60.0本次购物所获得的积分：13ThankYou!第2章Python语法基础编码规范保留字和标识符变量和赋值数据类型基本输入和输出运算符和表达式知识综合应用：模拟农场日常管理系统熟悉Python编程语言的基本语法和结构掌握变量、数据类型、运算符和表达式的使用掌握基本输入输出的参数和使用注意事项培养良好的编码习惯编码规范

2.12.1编码规范代码格式可提升代码的可读性，与其他语言不同，Python代码的格式是Python语法的组成之一，不符合格式规范的Python代码无法正常运行。编码规范2.1编码规范在编写代码时，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，并对代码的理解与维护起到至关重要的作用。Python中采用PEP8作为编码规范，其中PEP是PythonEnhancementProposal（Python增强建议书）的缩写；而PEP8表示版本，它是Python代码的样式指南。编码规范2.1编码规范下面给出PEP8编码规范中的一些在编程中应该严格遵守的规则。（1）不要在行尾添加分号“；”，也不要用分号将两条命令放在同一行。（2）建议每行不超过80个字符，如果超过，建议使用小括号“()”将多行内容隐式地连接起来，而不推荐使用反斜杠“＼”进行连接。（3）关于空行和空格的规定。使用必要的空行可以增加代码的可读性。一般在顶级定义（如函数或者类的定义）之间空两行，而在方法定义之间空一行。另外，在用于分隔某些功能的位置也可以空一行。通常情况下，运算符两侧、函数参数之间、逗号“，”的两侧建议使用空格进行分隔。2.1编码规范（4）应该避免在循环中使用“+”和“+=”运算符累加字符串。这是因为字符串是不可变的，这样会创建不必要的临时对象。推荐的作法是将每个子字符串加入列表，然后在循环结束后使用join()方法连接列表。（5）适当使用异常处理结构提高程序容错性，但不能过多依赖异常处理结构，适当的显式判断是必要的。（6）命名规范在编写代码中起到很重要的作用，使用命名规范可以更加直观地了解代码所代表的含义。（7）Python最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号{}。缩进的空格数是可变的（一般为4个空格），但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。（8）每个import语句只导入一个模块，尽量避免一次导入多个模块。2.1编码规范2-1在农业数据处理程序中，遵循编码规范可以使代码更易读、易维护。任务要求：编写一个符合PEP8编码规范的程序，用于监测农作物的生长阶段。实现代码如下：#获取用户输入height=float(input("请输入农作物当前高度（单位：厘米）："))#判断生长阶段ifheight<10:stage="幼苗期"elif10<=height<30:stage="生长期"elif30<=height<60:stage="抽穗期"else:stage="成熟期"#输出结果print(f"农作物当前处于：{stage}")2.1编码规范2-1一般来说，在编写代码时尽量不要使用过长的语句，应保证一行代码不超过屏幕宽度。如果语句确实太长，Python允许在行尾使用续行符“＼”表示下一行代码仍属于本条语句，或者使用圆括号把多行代码括起来表示是一条语句。另外，Python代码中有两种常用的注释形式，即“#”和三引号。“#”用于单行注释，表示本行中“#”后的内容不作为代码运行；三引号常用于大段说明性的文本注释。请输入农作物当前高度（单位：厘米）：20农作物当前处于：生长期在农业数据处理程序中，遵循编码规范可以使代码更易读、易维护。任务要求：编写一个符合PEP8编码规范的程序，用于监测农作物的生长阶段。实现代码如下：2.1编码规范缩进Python最具特色的就是使用缩进来表示代码块。缩进的空格数是可变的（一般为4个空格），但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。Python3不允许混合使用Tab和空格。ifTrue:print("True")else:print("False”)print("False”)ifTrue:print("True")else:print("False")

print(”False”)2.1编码规范注释Python代码中有两种常用的注释形式，即”#”和三引号。“#”用于单行注释，表示本行中“#”后的内容不作为代码运行；三引号常用于大段说明性的文本注释。#第一个注释print(”Hello,Python!”)

#第二个注释"""print(value,...,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)

"""2.1编码规范语句换行在编写代码时尽量不要使用过长的语句，如果语句确实太长，Python允许在行尾使用续行符“＼”表示下一行代码仍属于本条语句，或者使用圆括号把多行代码括起来表示是一条语句。string=("Python是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言，" "由GuidovanRossum于1989年底发明。" "第一个公开发行版发行于1991年，" "Python源代码同样遵循GPL(GNUGeneralPublicLicense)协议。")保留字和标识符

保留字标识符2.2保留字(keyword)，也称关键字，指被编程语言内部定义并保留使用的标识符。保留字是Python语言中已经被赋予特定意义的一些单词，在开发程序时，不可以把这些保留字作为变量、函数、类、模块和其他对象的名称来使用。2.2.1保留字保留字False awaitelse

import

pass

Nonebreakexcept

in raise

True

classfinally

is return

and

continueforlambdatry

as def

from

nonlocalwhile

assert del global

not withasync elif

if oryieldPython中所有保留字是区分字母大小写的。例如，True、if是保留字，但是TURE、IF就不属于保留字。如果在开发程序时，使用Python中的保留字作为模块、类、函数或者变量等的名称，则会提示“invalidsyntax”的错误信息。2.2.1保留字保留字False awaitelse import pass Nonebreakexcept in raise True classfinallyis returnand continueforlambdatry as def from nonlocalwhile assert del global not withasync elif if oryieldPython中的保留字可以通过“keyword.kwlist”代码查看。2.2.1保留字importkeywordprint(keyword.kwlist)运行结果：['False','None','True','and','as','assert','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']2.2.2标识符现实生活中，每种事物都有自己的名称，从而与其他事物区分开。例如，每种交通工具都用一个名称来标识。2.2.2标识符在Python语言中，同样也需要通过对程序中各个元素命名来加以区分，这种用来标识变量、函数、类等元素的符号称为标识符，通俗地讲就是名字。标识符的主要作用就是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称。命名规则标示符由字母、下划线和数字组成，且数字不能开头。Python中的标识符是严格区分大小写的。例如，Sum和sum是两个不同的标识符。Python中的标识符禁止使用保留字或（关键字）。Python中以下划线开头的标识符有特殊意义，一般应避免使用相似的标识符。2.2.2标识符标识符的命名，除了要遵守以上这几条规则外，不同场景中的标识符，其名称也有一定的规范可循，例如：当标识符用作模块名时，应尽量短小，并且全部使用小写字母，可以使用下划线分割多个字母，例如user_save、book_borrow等。标识符用作包的名称，应尽量短小，全部使用小写字母，不推荐使用下划线，如crm.user。当标识符用作类名时，应采用单词首字母大写的形式。如一个用户类，可以命名为User。模块内部的类名，可以采用"下划线+首字母大写"的形式，如_User;函数名、类中的属性名和方法名，应全部使用小写字母，多个单词之间可以用下划线分割；常量命名应全部使用大写字母，单词之间可以用下划线分割。变量和赋值变量的定义变量的命名变量值的存储2.32.3.1变量的定义Python中的变量通过赋值方式创建，并通过变量名标识。在Python语言里，“赋值”并不是把数据塞进变量，而是给数据对象贴上一张新名字标签：先算出右侧表达式的值，再把左侧变量名绑定（指向）到那块内存对象上。Python使用等号=作为赋值运算符，具体格式为：name表示变量名；value表示值，即要存储的数据。变量创建时不需要声明数据类型的，变量的“类型”是所指的内存中被赋值对象的类型，例如item_name="苹果"

#字符串类型price=8 #整数类型weight=6.5 #浮点数类型z=5+6j

#复数类型name=value2.3.1变量的定义同一变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的数据，这也是Python语言称为动态语言的原因，例如：并且，Python也允许同时为多个变量赋值(多重赋值)，比如username,age,score='初心',18,96.5。var="18岁" #字符串类型var=18

#整数类型var=96.5

#浮点数类型var=3+4j

#复数类型2.3.1变量的定义#初始化变量irrigation_area=0.0water_usage_per_mu=0.0total_water_consumption=0.0#获取用户输入irrigation_area=float(input("请输入灌溉面积（单位：亩）："))water_usage_per_mu=float(input("请输入每亩用水量（单位：立方米）："))#计算总用水量total_water_consumption=irrigation_area*water_usage_per_mu#输出结果print(f"农场总水资源消耗为：{total_water_consumption}立方米")2-3使用变量和赋值操作，用于计算农场的水资源消耗。实现代码如下。2.3.1变量的定义2-3使用变量和赋值操作，用于计算农场的水资源消耗。实现代码如下。请输入灌溉面积（单位：亩）：2请输入每亩用水量（单位：立方米）：1.5农场总水资源消耗为：3.0立方米注意，变量的值一旦被修改，之前的值就被覆盖了，不复存在了，再也找不回了。换句话说，变量只能容纳一个值。除了赋值单个数据，也可以将表达式的运行结果赋值给变量，比如result=3+4，表示3和4相加的结果，赋给result变量。程序代码是按照书写顺序依次执行的，所有变量必须先定义后使用，否则会报错。在Python中，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。对于变量的命名并不是任意的，要遵守Python标识符命名规范。变量名必须是一个有效的标识符。变量名不能使用Python中的保留字。慎用小写字母l和大写字母O。变量名称应见名知意。2.3.2变量的命名命名规则2.3.3变量值的使用与存储Python语言中的变量存储的是其值在内存中的地址。使用Python变量时，只要知道变量的名字即可。赋值语句的执行过程是：首先把等号右侧表达式的值计算出来，然后在内存中寻找一个位置把值存放进去，最后创建变量并指向这个内存地址。每个对象由标识（identity）、类型（type）、value（值）组成。2.3.3变量的存储标识用于唯一地表示一个对象，通常对应对象在计算机内存中的位置，换句话说变量是存放变量位置的标识符。使用内置函数id(obj)可以返回对象obj的标识所谓的内置函数是指Python解释器自带的函数，这些函数可以直接使用，不需要导入某个模块。注意，不要使用内置函数的名字作为标识符使用（例如变量名、函数名、类名、对象名等）虽然这样做Python解释器不会报错，但这会导致同名的内置函数被覆盖，从而无法使用。2.3.3变量的存储变量fruit_01赋值为“苹果”fruit_01=”苹果”变量fruit_01赋值为“苹果”，变量fruit_02赋值为“香蕉”fruit_01=”苹果”fruit_02=”香蕉”2.3.3变量的存储变量fruit_01赋值“苹果”，变量fruit_02的值等于fruit_01，代码如下：fruit_01=”苹果”fruit_02=fruit_01Python是一种动态类型的语言，也就是说，变量的类型可以随时变化。2.3.3变量的存储类型用于标识对象所属的数据类型（类），数据类型用于限定对象的取值范围以及允许执行的处理操作。使用内置函数type(obj)可以返回对象obj所属的数据类型。从数据类型是否必须先声明的角度来说，编程语言分为强类型和弱类型的编程语言。强类型的编程语言是指定义变量时要指明变量的类型，而且赋值的数据也必须是相同类型的，C、C++、Java是强类型语言的代表。和强类型语言相对应的是弱类型语言，Python、PHP、JavaScript等脚本语言一般都是弱类型的。弱类型语言有两个特点：变量无须声明就可以直接赋值，对一个不存在的变量赋值就相当于定义了一个新变量。变量的数据类型可以随时改变，比如，同一个变量可以先被赋值为整数，然后被赋值为字符串。2.3.3变量的存储类型用于标识对象所属的数据类型（类），数据类型用于限定对象的取值范围以及允许执行的处理操作。使用内置函数type(obj)可以返回对象obj所属的数据类型。从数据类型是否必须先声明的角度来说，编程语言分为强类型和弱类型的编程语言。强类型的编程语言是指定义变量时要指明变量的类型，而且赋值的数据也必须是相同类型的，C、C++、Java是强类型语言的代表。和强类型语言相对应的是弱类型语言，Python、PHP、JavaScript等脚本语言一般都是弱类型的。注意，弱类型并不等于没有类型，弱类型是指在书写代码时不用刻意关注类型，但是在编程语言的内部仍然是有类型的。我们可以使用type()内置函数类检测某个变量或者表达式的类型。2.3.3变量的存储值用于表示对象数据类型的值。使用内置函数print(obj)可以返回对象obj的值。【例2-4】使用内置函数type()、id()和print()查看myvalue变量对象。

实现代码如下。myvalue="优质农产品"print(id(myvalue))print(type(myvalue))print(myvalue)myvalue=123print(id(myvalue))print(type(myvalue))print(myvalue)2.3.3变量的存储值用于表示对象数据类型的值。使用内置函数print(obj)可以返回对象obj的值。【例2-4】使用内置函数type()、id()和print()查看myvalue变量对象。运行结果如下。35995344<class'str'>优质农产品8791221138064<class'int'>123数据类型

常见的数据类型数据类型的判断方法数据类型的转换2.42.4.1常见的数据类型Python3中有6种标准的数据类型：Number（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Set（集合）和Dictionary(字典)。其中，不可变数据类型有Number、String、Tuple；可变数据类型List、Dictionary、Set。使用type()函数可以查看对象的数据类型。int整型：没有大小限制，0101-239float浮点型：3.14154.2E-10-2.334E-9；bool布尔型：True和False两个取值，分别对应的值为1和0，并且可以和数字相加；complex复数类型：由实部和虚部两部分构成，用a+bj或complex(a,b)表示，3.12+1.2.3j

-1.23-93j2.4.1常见的数据类型数据类型Python3支持的数字类型有int（整数）、float（浮点数）、bool（布尔型）、complex(复数)4种。2.4.1常见的数据类型1．int（整数类型）在Python3中，int类型用于表示无小数部分的整型数字，包含正整数、0和负整数。其存放数据无大小限制，数值超出计算机自身计算能力时，Python会自动启用高精度计算，因此所有整数均统一以int类型存储。Python支持多进制表示整数：十进制为常规形式；二进制由0和1组成，以0b/0B开头（如0b101对应十进制5）；八进制由0~7组成，以0o/0O开头（首字符为数字0，第二个为字母o/O）；十六进制由0~9和A~F（a~f）组成，以0x/0X开头。此外，Python3.x允许用下划线_作为数字（整数、小数均可）的分隔符来提升可读性（通常每三位加一个，如136_782），该符号不会改变数字本身的值。2.4.1常见的数据类型2．float（浮点数类型）float用于表示小数，小数通常以浮点数的形式存储。浮点数和定点数是相对的：小数在存储过程中如果小数点发生移动，就称为浮点数；如果小数点不动，就称为定点数。Python中的小数有两种书写形式：1）十进制形式:这种就是我们平时看到的小数形式，例如3.14、314.0、0.314。书写小数时必须包含一个小数点，否则会被Python当作整数处理。2）科学记数法形式:Python小数的科学记数法形式的写法为：aEn或aena为尾数部分，是一个十进制数；n为指数部分，是一个十进制整数；E或e是固定的字符，用于分割尾数部分和指数部分。整个表达式等价于a×10n。注意，只要写成指数形式就是小数，即使它的最终值看起来像一个整数。例如2E3等价于1000，但2E3是一个小数。Python只有一种小数类型，就是float。2.4.1常见的数据类型3．bool（布尔型）Python提供了bool类型来表示真（对）或假（错）如常见的28>18比较算式，这个是正确的，在程序计算时称为真（对），Python使用True来代表；再比如3>4比较算式，这个是错误的，在程序计算时称为假（错），Python使用False来代表。True和False是Python中的关键字，当作为Python代码输入时，一定要注意字母的大小写，否则解释器会报错。布尔类型可以当成整数来对待，即True相当于整数值1，False相当于整数值0。总之，bool类型就是用于代表某个事情的真（对）或假（错），如果这个事情是正确的，用True（或1）代表；如果是错误的，用False（或0）代表。2.4.1常见的数据类型4．complex（复数）复数（Complex）是Python的内置类型，直接书写即可。换句话说，Python语言本身就支持复数，而不依赖于标准库或者第三方库。复数由实部（real）和虚部（imag）构成，在Python中，复数的虚部以j或者J作为后缀，具体格式为：a+bj其中，a表示实部，b表示虚部。比如3+4j。complex也可以使用complex(a,b)表示，实数部分a和虚数部分b都是浮点型。2.4.1常见的数据类型编写一个程序，展示不同数据类型在气象数据处理中的应用。#获取用户输入temperature=float(input("请输入当前温度（单位：摄氏度）："))humidity=float(input("请输入当前湿度（单位：%）："))wind_speed=float(input("请输入当前风速（单位：米/秒）："))#数据类型转换temperature_str=str(temperature)humidity_int=int(humidity)wind_speed_float=float(wind_speed)#输出结果print(f"温度（字符串类型）：{temperature_str}°C")print(f"湿度（整数类型）：{humidity_int}%")print(f"风速（浮点数类型）：{wind_speed_float}米/秒")运行结果：请输入当前温度（单位：摄氏度）：23请输入当前湿度（单位：%）：60请输入当前风速（单位：米/秒）：3温度（字符串类型）：23.0°C湿度（整数类型）：60%风速（浮点数类型）：3.0米/秒2-52.4.1常见的数据类型5．string（字符串）若干个字符的集合就是一个字符串（String）。字符串的内容可以包含数字、字母、标点、特殊符号、中文、日文等全世界的所有文字。在Python中，字符串用单引号（'）、双引号（"）、三引号（'''或者"""）作为定界符括起来，且必须配对使用，即字符串开始和结尾使用的引号形式必须一致。其中三引号可实现对字符串中的换行、空格、缩进等空白符都原样输出。当需要表示复杂的字符串时，还可以嵌套使用引号。不同形式的引号可以嵌套，但是最外层作为定界符的引号必须配对，即必须使用同一种引号形式。2.4.1常见的数据类型字符串定界符的使用。mot_title="我喜欢的一句名言："mot_cn='生活就像一盒巧克力,你永远都不知道你会得到什么'mot_en='''Life'slikeabarofchocolate.You'llneverknowwhatyouaregonnaget.'''print(mot_title)print(mot_cn)print(mot_en)运行结果：我喜欢的一句名言：生活就像一盒巧克力,你永远都不知道你会得到什么Life'slikeabarofchocolate.You'llneverknowwhatyouaregonnaget.2-62.4.1常见的数据类型字符串当Python字符串中有一个反斜杠时，表示一个转义序列的开始，称反斜杠为转义符。所谓转义字符，是指那些字符串中存在的有特殊含义的字符。转义字符说明\n换行\\反斜杠\''双引号\t制表符Python允许用r""或者r''的方式表示引号内部的字符串，默认不转义。即在普通字符串或者长字符串的开头加上r前缀，就变成了原始字符串。2.4.1常见的数据类型编写一个程序，实现以下功能：创建一个包含农作物生长记录的字符串，包括生长阶段、植株高度、叶片数量等信息，使用换行符\n和制表符\t整齐地排列数据。包含一个文件路径字符串，用于表示生长记录数据文件的存储路径，正确处理路径中的反斜杠，避免转义问题。#农作物生长记录文本growth_record="生长阶段\t植株高度(cm)\t叶片数量\n"growth_record+="播种期\t\t5\t\t\t3\n"growth_record+="出苗期\t\t12\t\t\t5\n"growth_record+="生长期\t\t25\t\t\t8\n"growth_record+="成熟期\t\t90\t\t\t12"#文件路径（使用原始字符串）file_path=r"E:\Agriculture\Data\crop_growth.txt"#输出生长记录文本print(growth_record)print("\n生长记录数据文件路径：")print(file_path)运行结果：生长阶段 植株高度(cm) 叶片数量播种期 5 3出苗期 12 5生长期 25 8成熟期 90 12生长记录数据文件路径：E:\Agriculture\Data\crop_growth.txt2-72.4.1常见的数据类型适用于字符串对象的Python函数主要如下。str()：将其他类型的数据转换为字符串。len()：获取字符串的长度。eval()：把任意字符型数值转换为Python表达式并计算表达式的值。列表、元组、字典、集合和字符串都是Python中常用的复杂数据结构，很多复杂的程序设计都要使用这些数据结构。不同的序列对象使用不同的定界符或元素形式表示有序的序列结构支持索引访问；序列结构可变，表示其元素是可以修改的。2.4.2数据类型的判断方法对象是Python语言中最基本的概念，在Python中处理的一切都是对象，每个对象都有其数据类型，除基本数据类型外，还包括文件、可迭代对象等。不同类型的对象可以存储不同形式的数据，支持不同的操作。Python采用基于值的内存管理模式，变量中存储了值的内存地址或者引用，因此随着变量值的改变，变量的数据类型也可以动态改变，Python解释器会根据赋值结果自动推断变量类型。判断对象的类型可使用type或isinstance方法。（1）type的用法是type(object)，该方法直接返回对象的类型值。（2）isinstance的用法是isinstance(object,class_or_tuple），其中的class是object的类型，tuple是类型构成的元组。该方法判断对象object是否为class指定的类型或tuple这个元组中的某一个对象类型，是则返回True，不是则返回False。该方法的返回值类型为布尔型。2.4.2数据类型的判断方法2-7#农作物生长数据soil_moisture=35.6#土壤湿度，浮点数temperature=28#温度，整数light_intensity=650.5#光照强度，浮点数#使用type方法验证土壤湿度数据类型soil_moisture_type=type(soil_moisture)print(f"土壤湿度数据类型：{soil_moisture_type}")#使用isinstance方法验证温度数据类型is_temperature_valid=isinstance(temperature,(int,float))print(f"温度数据是否为整数或浮点数类型：{is_temperature_valid}")#验证光照强度数据类型light_intensity_type=type(light_intensity)print(f"光照强度数据类型：{light_intensity_type}")在农业科研项目中，我们收集了不同类型的农作物生长数据，包括土壤湿度（浮点数）、温度（整数）、光照强度（浮点数）等。为了确保数据处理的准确性，需要验证这些数据的类型是否符合预期。任务要求：使用type方法验证土壤湿度数据是否为浮点数类型。使用isinstance方法验证温度数据是否为整数类型或浮点数类型（假设某些传感器可能返回浮点数温度）。2.4.2数据类型的判断方法运行结果：土壤湿度数据类型：<class'float'>温度数据是否为整数或浮点数类型：True光照强度数据类型：<class'float'>Python官方推荐使用isinstance()方法来判断数据类型，原因是它在多数情况下判断更准确。2-8在农业科研项目中，我们收集了不同类型的农作物生长数据，包括土壤湿度（浮点数）、温度（整数）、光照强度（浮点数）等。为了确保数据处理的准确性，需要验证这些数据的类型是否符合预期。任务要求：使用type方法验证土壤湿度数据是否为浮点数类型。使用isinstance方法验证温度数据是否为整数类型或浮点数类型（假设某些传感器可能返回浮点数温度）。2.4.3数据类型转换Python是强类型语言。当一个变量被赋值为一个对象后，这个对象的类型就固定了，不能隐式转换成另一种类型。当运算需要时，必须使用显式的变量类型转换。函数说明float()将其他类型数据转换为浮点数str()将其他类型数据转换为字符串int()将其他类型数据转换为整型round()将浮点型数值圆整为整型bool()将其他类型数据转换为布尔类型chr()和ord()chr()将一个整数按ASCII码转换为对应的字符，ord()是chr()的逆运算，把字符转换成对应的ASCII码或Unicode值eval()将字符串中的数据转换成Python表达式原本类型2.4.3数据类型转换模拟超市抹零结账行为。要求：先将各个商品金额累加，计算出商品总金额，并转换为字符串输出，然后再应用int()函数将浮点型的变量转换为整型，从而实现抹零，并转换为字符串输出。money_total=23.2+7.9+8.7+32.65money_total_str=str(money_total)print("商品总额为："+money_total_str)money_real=int(money_total)#舍去小数部分money_real_str=str(money_real)print("实收金额为："+money_real_str)运行结果：商品总额为：72.44999999999999实收金额为：722-9基本输入和输出

input()函数print()函数字符串的格式化输出2.52.5.1input()输入函数在Python中input()是Python的内置函数，用于从输入设备，比如键盘，读取用户输入的内容。input()函数总是以字符串的形式来处理用户输入的内容，所以用户输入的内容可以包含任何字符。input()函数语法格式为：变量=input(<提示字符串>)input()函数首先输出提示字符串，然后等待用户键盘输入，直到用户按回车键结束，函数最后返回用户输入的字符串，保存于变量中，系统继续执行input函数后面的语句。例如：major_name=input(‘请输入您的专业：’)系统会弹出字符串“请输入您的专业：”，等待用户输入，用户输入相应的内容并按回车键，输入内容将保存到major_name变量中。2.5.1input()输入函数在Python中input()是Python的内置函数，用于从输入设备，比如键盘，读取用户输入的内容。input()函数总是以字符串的形式来处理用户输入的内容，所以用户输入的内容可以包含任何字符。input()函数语法格式为：变量=input(<提示字符串>)在Python3.x中，无论输入的是数字还是字符都将被作为字符串读取。如果想要接收数值，需要把接收到的字符串进行类型转换。例如，想要接收整型的数字并保存到变量num中，可以使用下面的代码：num=int(input("请输入您的应收金额："))因此，如果需要将输入的字符串转换为其他类型（如整型、浮点型等），调用对应的转换函数即可。2.5.1input()输入函数计算农作物的预计产量。#获取用户输入area=float(input("请输入种植面积（单位：亩）："))expected_yield_per_mu=float(input("请输入预计每亩产量（单位：千克）："))#计算总产量total_yield=area*expected_yield_per_mu#输出结果print(f"预计农作物总产量为：{total_yield}千克")运行结果：请输入种植面积（单位：亩）：3请输入预计每亩产量（单位：千克）：450预计农作物总产量为：1350.0千克2-102.5.1input()输入函数标准库函数和内置函数是有区别的，其区别如下：（1）Python解释器也是一个程序，它给用户提供了一些常用功能，并给它们起了独一无二的名字，这些常用功能就是内置函数。（2）Python标准库相当于解释器的外部扩展，它并不会随着解释器的启动而启动，要想使用这些外部扩展，必须提前导入。（3）内置函数是解释器的一部分，它随着解释器的启动而生效；标准库函数是解释器的外部扩展，导入模块以后才能生效。一般来说，内置函数的执行效率要高于标准库函数。（4）Python解释器一旦启动，所有的内置函数都生效了；而导入标准库的某个模块，只是该模块下的函数生效，并不是所有的标准库函数都生效。内置函数的数量必须被严格控制，否则Python解释器会变得庞大和臃肿。一般来说，只有那些使用频繁或者和语言本身绑定比较紧密的函数，才会被提升为内置函数。2.5.1input()输入函数在Python中，其输入主要有以下特点：

当程序执行到input，等待用户输入，输入完成之后才继续向下执行。 input接收用户输入后，一般存储到变量中，方便使用。 input会把接收到的任意用户输入的数据都当作字符串处理。2.5.2print()输出函数在Python中，使用内置的print()函数可以将结果输出到IDLE或者标准控制台上。print()函数的基本语法为：print(<输出值1>[,<输出值项2>,…,<输出值n>,sep='',end='\n'])通过print()函数可以将多个输出值转换为字符串并且输出，这些值之间以sep分隔，最后以end结束。sep默认为空格，end默认为换行。输出内容可以是数字和字符串，此类内容将直接输出，也可以是包含运算符的表达式，此类内容将计算结果输出。print('abc',123)print('abc',123,sep=',')运行结果：abc123abc,1232.5.2print()输出函数在Python中，使用内置的print()函数可以将结果输出到IDLE或者标准控制台上。print()函数的基本语法为：print(<输出值1>[,<输出值项2>,…,<输出值n>,sep='',end='\n'])在Python中，print()函数默认以空格隔开多个变量，如果读者希望改变默认的分隔符，可通过sep参数进行设置。在默认情况下，print()函数输出之后总会换行，这是因为print()函数的end参数的默认值是“\n”，这个“\n”就代表了换行。如果希望print()函数输出之后不会换行，则重设end参数即可，使用input()和print()函数，用于收集和显示农场的基本信息。#获取用户输入farm_name=input("请输入农场名称：")farm_location=input("请输入农场位置：")farm_size=input("请输入农场面积（单位：亩