Python程序设计 课件 单元1 初识Python语言-

单元1初识Python语言-Python基础知识与开发环境搭建目录Python语言简介搭建Python开发环境Python程序的编写的步骤、语法元素和代码规范案例：根据用户输入的年龄，输出不同的消息内容概述学习Python编程语言的基础知识。了解Python的主要特点、发展历程和实际应用。介绍Python的简洁语法、开源性质和强大功能，解释为何Python在编程界如此受欢迎。了解Python的发展历史，从早期版本到最新更新，熟悉其在编程领域的演变和影响。探讨Python在Web开发、数据科学、人工智能等领域的应用，理解Python的实际用途。为了实际编程，搭建Python开发环境，包括安装Python解释器和使用IDLE、PyCharm等工具。了解Python程序的编写步骤，包括明确目标、编写伪代码、选择数据结构和算法、编写和测试代码。介绍Python的基本语法和代码规范，以确保编写的代码既有效又易于维护。学习要点（1）理解Python语言的核心特性与多领域应用。（2）掌握Python标识符命名规则与代码规范。（3）熟练搭建Python开发环境与工具操作。（4）掌握基础语法与条件分支逻辑。（5）运用输入输出与类型转换解决实际问题。1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点1.1.2Python的发展历史1.1.3Python的应用领域1.1 Python语言简介Python是一种面向对象的高级编程语言，由GuidovanRossum（吉多·范罗苏姆）在1989年创造并于1991年发布。它被设计为易于阅读和理解的语言，同时也具有强大的功能和广泛的应用领域。GuidovanRossum是Python编程语言的创始人。他于1989年开始开发Python，并于1991年首次发布。Guido的设计哲学强调代码的可读性和简洁性，使Python成为一种易于学习和使用的语言。他在Python社区中被尊称为“仁慈的独裁者终身制”（BDFL），直到2018年宣布退位。Python因其广泛的应用和活跃的社区，成为世界上最受欢迎的编程语言之一。1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点1.1.2Python的发展历史1.1.3Python的应用领域1.1.1Python的一些主要特点1.1.2Python的发展历史1.1.3Python的应用领域1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点Python是一种强大而灵活的编程语言，适合各种类型的项目和任务，并且因其简单易学的特性，成为了很多初学者和专业开发者的首选语言之一。1.简单易学：Python的语法简单清晰，易于初学者上手。2.开源：Python是开源的，可以免费获取并且社区活跃。3.高级语言：Python是一种高级语言，提供了丰富的内置函数和库，使得编程任务更加轻松。4.面向对象：Python支持面向对象编程范式，允许开发者使用类和对象来组织代码和数据。5.动态类型：Python是一种动态类型语言，无需声明变量类型，可以根据上下文自动推断。1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点6.跨平台：Python可以在各种操作系统上运行，包括Windows、Linux和macOS等。7.广泛的库支持：Python生态系统拥有丰富的第三方库和框架，涵盖了几乎所有领域，如数据科学、机器学习、Web开发等。8.可扩展性：Python可以与其他语言（如C/C++）集成，可以编写扩展模块以提高性能。9.社区支持：Python拥有庞大的社区支持，提供了大量的教程、文档和解决方案。10.适用范围广泛：Python在各种领域都有应用，包括Web开发、科学计算、人工智能、自动化、游戏开发等。小结：Python以简洁语法、动态类型和丰富库支持著称；具备跨平台、开源特性，支持面向对象编程；广泛用于Web开发、AI及科学计算等领域。1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点Thankyou1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点1.1.2Python的发展历史1.1.3Python的应用领域1.1 Python语言简介1.1.2Python的发展历史由于历史的原因，Python官方网站一直在同时发行和维护Python2.x和Python3.x两个不同系列的版本，这两个版本不兼容，导致Python2.x开发的应用系统很难升级到Python3.x。Python的主要发展历史：072015年Python3.5发布；Python3.5引入了一些重要的新特性，如异步I/O、async和await关键字。082017年Python3.6发布：Python3.6引入了f-strings、字典保持元素顺序、类型注释等新特性。092018年Python3.7发布：Python3.7引入了诸多新特性，包括数据类、上下文变量、新增的内置函数等。102019年Python3.8发布：Python3.8带来了诸多改进，包括语言和库层面的性能提升、Walrus操作符、Positional-only参数等。112020年Python3.9发布：Python3.9引入了一些新特性，包括字典合并运算符、装饰器的句法改进等。122021年Python3.10发布：Python3.10引入了诸多新特性，如模式匹配、类型注解的改进等。1.1 Python语言简介1.1.2Python的发展历史1.1 Python语言简介1.1.2Python的发展历史Python2.x己停止更新和维护，并且Python3.x的设计更加合理、高效和人性化，目前己全面普及，本书中的代码全部在Windows7+Python3.8.7的环境中运行通过。Python3.x与Python2.x不兼容！小结：Python发展历经2.x与3.x不兼容系列，3.x优化Unicode支持、改进语法（如print函数化），2020年终止2.7维护。建议新项目优先选用3.6+版本以确保功能与安全。1.1 Python语言简介1.1.2Python的发展历史Thankyou1.1 Python语言简介1.1.1Python的一些主要特点1.1.2Python的发展历史1.1.3Python的应用领域1.1.1Python的一些主要特点1.1.2Python的发展历史1.1.3Python的应用领域1.1 Python语言简介1.1.3Python的应用领域Python是一种功能强大、易学易用的编程语言，因此在许多不同的领域都有广泛的应用。以下是Python常见的应用领域：Web开发：Python在Web开发领域有着广泛的应用，诸如Django、Flask、Pyramid等框架提供了构建高效、可扩展的Web应用程序所需的工具和技术。数据科学和人工智能：Python在数据科学和人工智能领域非常流行，诸如NumPy、Pandas、SciPy、scikit-learn、TensorFlow、PyTorch等库用于数据分析、机器学习、深度学习等任务。自然语言处理：Python在自然语言处理领域有广泛的应用，如NLTK（自然语言工具包）、spaCy、TextBlob等库用于文本分析、语言模型构建等任务。网络爬虫和数据挖掘：Python被广泛用于网络爬虫和数据挖掘，如Scrapy、BeautifulSoup等库用于从网页中提取数据、进行信息收集和分析。1.1 Python语言简介1.1.3Python的应用领域游戏开发：Python在游戏开发领域也有一定的应用，如Pygame等库用于开发2D游戏，而Unity等游戏引擎也提供了Python脚本支持。物联网和嵌入式开发：Python在物联网和嵌入式领域也有一定的应用，如MicroPython、CircuitPython等用于在微控制器和单片机上编写Python代码。软件开发工具：Python还用于构建各种软件开发工具和自动化脚本，如版本控制工具Git、自动化测试工具Selenium等。科学计算：Python在科学计算领域也有应用，如Matplotlib、SciPy等库用于绘图、数值计算等任务。小结：Python广泛应用于Web开发（Django/Flask）、AI与数据科学（TensorFlow/PyTorch）、爬虫（Scrapy）、自动化及科学计算，凭借丰富库生态和易用性支撑多领域开发需求。1.1 Python语言简介1.1.3Python的应用领域Thankyou小结：Python是由GuidovanRossum于1991年创建的高级编程语言，以简洁语法、开源特性和跨平台能力著称。其动态类型、面向对象设计及丰富的标准库（如os、math）大幅简化开发流程，同时支持扩展集成其他语言。Python3.x系列自2008年推出后逐步取代Python2.x，统一Unicode编码、优化语法结构，成为主流版本。该语言广泛应用于Web开发（Django/Flask）、数据科学（Pandas/TensorFlow）、人工智能、自动化及科学计算等领域，庞大的社区生态与持续版本迭代（如3.10引入模式匹配）进一步巩固其“万能语言”地位，是初学者与开发者的高效工具选择。1.1 Python语言简介Thankyou1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装1.2.2IDLE的使用1.2.3PyCharm的下载与安装1.2.4在PyCharm中运行Python程序1.2.1Python解释器的下载与安装1.2.2IDLE的使用1.2.3PyCharm的下载与安装1.2.4在PyCharm中运行Python程序1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装1.进入Python官网的下载页面访问Python官网的下载页面：/downloads/，单击选择图1-1中的超链接“Windows”，进入Windows版本软件下载页面。1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装2.选择合适的版本根据操作系统类型和操作系统的位数（64/32）选择相应软件包。本书使用的是Windows764位操作系统，此处选择3.8.7版本、.exe形式的安装包，如图1-2所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装3.安装Python解释器下载完成后，双击安装包会启动安装程序，选中此复选框：在安装Python时，确保选中“AddPythontoPATH”选项。这将自动将Python解释器的路径添加到系统的环境变量中，使您可以在命令行或终端中直接使用python命令运行Python脚本。1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装4.安装完成。在【开始】菜单栏中搜索“python”，找到并单击打开Python3.8(64bit)，如图1-4所示。小结：Python安装步骤：访问官网下载对应系统版本（如Windows选3.8.7），勾选“AddPython3.8toPATH”以自动配置环境变量，选择“InstallNow”默认安装，完成后通过开始菜单验证解释器运行。1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装Thankyou1.2 搭建Python开发环境1.2.1Python解释器的下载与安装1.2.2IDLE的使用1.2.3PyCharm的下载与安装1.2.4在PyCharm中运行Python程序1.2.1Python解释器的下载与安装1.2.2IDLE的使用1.2.3PyCharm的下载与安装1.2.4在PyCharm中运行Python程序1.2 搭建Python开发环境1.2.2IDLE的使用IDLE（IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment）是Python自带的集成开发环境，提供了一个交互式的Python编程环境和一个简单的代码编辑器。1.打开IDLE在开始菜单或应用程序目录中找到Python安装文件夹，在其中找到IDLE并打开，如图1-5所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.2IDLE的使用IDLE（IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment）是Python自带的集成开发环境，提供了一个交互式的Python编程环境和一个简单的代码编辑器。2.交互式解释器DLE默认打开交互式解释器窗口，你可以在这里输入Python代码并立即执行。可以在窗口中输入简单的表达式或命令，然后按回车键执行，如图1-6所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.2IDLE的使用3.新建和编辑文件通过选择“文件”->“新建文件”或者使用快捷键Ctrl+N来打开一个新的代码编辑窗口。在这里你可以编写并保存Python脚本，如图1-7所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.2IDLE的使用4.运行代码：在编辑窗口中编写完代码后，你可以选择“运行”->“运行模块”或者使用快捷键F5来执行代码，如图1-8所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.2IDLE的使用5.查看帮助：IDLE还提供了查看Python文档和帮助的功能。你可以选择“帮助”->“Python文档”来查看官方文档，或者使用快捷键Alt+H。6.关闭IDLE：选择“文件”->“退出”来关闭IDLE。这只是IDLE的基本使用方法，你还可以进一步探索其它功能和选项，以及自定义设置以满足你的需求。小结：Python内置IDLE集成开发环境，提供交互式解释器（即时执行代码）和代码编辑器（Ctrl+N新建/F5运行脚本），支持查看文档，适用于基础编程学习与调试。1.2 搭建Python开发环境1.2.2IDLE的使用Thankyou1.2 搭建Python开发环境1.2.3PyCharm的下载与安装PyCharm是Jetbrains家族中的一个明星产品，Jetbrains开发了许多好用的编辑器，包括Java编辑器（IntelliJ IDEA）、JavaScript编辑器（WebStorm）、PHP编辑器（PHPStorm）、Ruby编辑器（RubyMine）、C和C++编辑器（CLion）、.Net编辑器（Rider）、iOS/macOS编辑器（AppCode）等。PyCharm常用于编辑Python项目，它具备非常齐备的功能，如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等，使用PyCharm可以实现程序编写、运行、测试的一体化。1.2 搭建Python开发环境1.2.3PyCharm的下载与安装1.下载PyCharm编辑器访问PyCharm官方网址/pycharm/download/，进入PyCharm的下载页面，如图1-9所示。图1-9中的Professional和Community是PyCharm的两个版本,单击相应版本下的【DOWNLOAD】按钮可以开始下载PyCharm的安装包。这里下载Community版本。1.2 搭建Python开发环境1.2.3PyCharm的下载与安装2.安装PyCharm编辑器双击运行下载的安装程序，如图1-10所示；按照安装向导提示一步一步操作即可。1.在IDE的最下方有一排按钮，包括：PythonConsole、Terminal、Run、Debug、TODO。单击它们可以弹出相应结果窗口；弹出这些的窗口的右上方有一个Hide按钮，单击Hide按钮可以最小化此窗口。2.安装PyCharm前,先安装Python解释器，不然配置PyCharm的时候选不了Python解释器。1.2 搭建Python开发环境1.2.4在PyCharm中运行Python程序1.启动Pycharm工作界面，如图1-11所示。方法1，双击桌面上的“PyCharmCommunityEdition”图标。方法2，从“开始“菜单运行”PyCharmCommunityEdition”应用程序。1.2 搭建Python开发环境1.2.4在PyCharm中运行Python程序2.创建新项目更改项目存储路径，选定存放项目的路径（最好不要放在C盘）后，然后点击创建，如图1-12所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.4在PyCharm中运行Python程序3.创建Python源文件右键单击刚创建的项目，在快捷菜单中执行”new->PythonFile”，在对话框中输入文件名，如图1-13所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.4在PyCharm中运行Python程序4.输入Python程序[例1-1]从键盘输入一个数，让这个数乘以2再加10后，在屏幕上显示计算结果。如图1-14所示。1.2 搭建Python开发环境1.2.4在PyCharm中运行Python程序5.运行Python程序方法1：在空白处点鼠标右键，然后点击“Run”运行。方法2：在菜单栏，选择Run栏，然后点“Run”，或者用快捷键Alt+Shift+F10运行代码。方法3：直接点击右上角的三角形按钮运行代码。注意：1.Python程序是从属某一个项目中的，因此第一次新建Python程序前必须创建一个项目。2.不同版本PyCharm中创建运行第一个Python程序时有些细节是不一样的，大家活学活用。1.3Python程序的编写步骤、语法元素和代码规范1.3.1程序的编写步骤1.3.2Python语法元素1.3.3Python代码规范明确目标：确定程序的目标和功能。分解问题：将大问题分解为更小的子问题。编写伪代码：用伪代码描述解决问题的步骤和算法。选择合适的数据结构和算法：根据问题特性选择合适的数据结构和算法。编写代码：根据伪代码和子问题编写实际的Python代码。测试和调试：编写测试用例验证程序正确性，并调试解决错误。优化和改进：优化代码提高性能，改进程序满足更多需求。1.3Python程序的编写步骤、语法元素和代码规范1.3.1程序的编写步骤一般来说，编写Python程序可以分为七个步骤：输入函数：input()函数用于获取用户输入。类型转换函数：int()函数将字符串转换为整数类型。条件判断语句：使用if-elif-else结构进行条件判断。比较运算符：如<和>=，用于比较值。代码块缩进：Python使用缩进表示代码块的开始和结束。输出函数：print()函数用于输出消息。1.3Python程序的编写步骤、语法元素和代码规范1.3.2Python语法元素1.3Python程序的编写步骤、语法元素和代码规范1.3.1程序的编写步骤1.3.2Python语法元素1.3.3Python代码规范1.3.1程序的编写步骤1.3.2Python语法元素1.3.3Python代码规范1．语句格式

（1）在Python中，通常一行书写一条语句。如果需要在一行内书写多条语句，语句之间使用分号进行分隔。

（2）当一条语句过长时，可以使用反斜杠“\”作为续行符，实现分行书写的功能。2．代码块与缩进

代码块由多行代码组成，用于完成相对复杂的功能。在Python中，代码块通过缩进来表示其层级关系。例如，在if

else语句中，缩进的部分即为代码块。1.3Python程序的编写步骤、语法元素和代码规范1.3.3Python代码规范Python程序设计的书写规范，不仅有助于提高代码的可读性和可维护性，还能帮助我们养成良好的编程习惯。3．注释

（1）注释用于说明程序或语句的功能，以提高代码的可读性。

（2）Python支持单行注释和多行注释。单行注释以#开头，多行注释则使用三引号（"""或'''）包围。1.3Python程序的编写步骤、语法元素和代码规范1.3.3Python代码规范小结：语句分隔：单行单语句，分号分隔多语句；过长语句用\续行缩进规则：强制用缩进（如4空格）标记代码块层级（如if/循环结构）注释规范：单行以#