循序渐进Python程序设计 课件 第1章概述

01020304第1章概述1.1Python语言简介1.2Python的安装与环境搭建1.3Python语法规范1.4PythonIDLE开发环境的使用051.5综合应用案例Python编程规范（如严格的缩进要求、清晰的命名规则）体现了严谨治学态度和精益求精的职业素养的需求。第1章概述1.1.1Python语言的特点与优势编程语言流行度评估：TIOBEIndex：2018-2024年度编程语言。PythonGitHub:2024首次超过JavaScript，最受欢迎的语言。1.1Python语言简介设计哲学》优雅、明确和简单语法简洁：代码风格一致，易读易懂；面向对象：模块化、可复用，代码易维护与扩展；动态类型：变量的类型在运行时确定；解释执行：Python解释器解释执行，易于调试和开发，但执行速度较编译型慢；丰富的标准库：文件操作、网络通信、数据库连接、文本处理、GUI编程有助于高效开发程序；跨平台性：可在Windows、Linux、Macos运行，适用性广。1.Python语言的特点无需分号、括号或主函数，单行即可执行前端语言2.Python语言的优势Python语言的优势（5）可扩展性和嵌入性（1）学习门槛低（2）开发效率高（4）活跃的社区生态支持（3）广泛的应用领域第1章概述1.1.1Python语言的特点与优势1.1Python语言简介1.1.2Python语言应用领域数据科学：通过Pandas库高效处理数据，Numpy库支持数值计算，数据清洗流程自动化，提升数据质量。利用Matplotlib和Seaborn库进行数据可视化，Scikit-learn库支持机器学习模型构建，数据分析与预测一体化。人工智能（AI）：涵盖了机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉、强化学习等多个领域。网络编程领域：网络编程是指编写能够在网络环境中运行的软件程序，这些程序可以进行数据的发送和接收，实现不同计算机系统之间的通信。Python在底层网络通信、高层Web开发、网络安全、网络设备管理等方面广泛应用。第1章概述1.1Python语言简介1.1.2Python语言应用领域系统编程：不是传统的系统编程语言，Python通过其库支持文件操作、数据库管理、进程监控等系统级任务，展现其在系统编程领域的广泛应用图形处理与游戏开发：主流语言是C++或C#等语言，但Python有许多强大的库和工具，能够满足从简单的图像处理到复杂的游戏开发需求，是快速原型开发、教育项目和小型游戏开发的理想选择。物联网：Python在区块链技术中的应用虽然不如在数据科学或Web开发中广泛，但它仍然是一个强大的工具，尤其是在区块链原型开发、智能合约编写、区块链数据分析等方面。区块链：Python在区块链技术中的应用虽然不如在数据科学或Web开发中广泛，但它仍然是一个强大的工具，尤其是在区块链原型开发、智能合约编写、区块链数据分析等方面。第1章概述1.1Python语言简介第1章概述安装之前需要明确的问题1.2Python的安装与环境搭建1.语言特性：解释性编程语言2.编程环境核心组件：

Python解释器代码编辑器4.版本选择关键：解释器对操作系统有版本要求不同系统安装方法不同示例：Windows10+支持Python3.135.安装前必查：操作系统版本硬件配置：

✓CPU性能

✓内存容量

✓存储空间3.扩展开发：需要安装针对特定领域的第三方库【例】数据分析用Numpy、Pandas和Matplotlib1.2.1Python解释器的安装１.在64位Windows10上安装Python解释器​✅​​硬件要求​​：1GHz+CPU；4GB+内存（推荐8GB）下载Python安装包​​官网下载​​：/downloads/​​选择版本​​：Python3.13（最新稳定版，右图）第1章概述1.2Python的安装与环境搭建2.安装步骤找到python-3.13.1-amd64.exe双击安装程序，根据安装提示完成Python解释器的安装。3.注意事项勾选“Useadminprivilegeswheninstallingpy.exe”（左图）将以管理员权限安装py.exe，该文件会被安装到系统级目录供所有用户访问使用，特别适合多用户共享计算机环境。勾选“Addpython.exetoPATH”（左图），Python解释器（python.exe）所在目录会添加到系统的环境变量PATH中。这样，在系统的任何目录下的“命令行提示符”窗口都可以直接输入python命令。以Windows系统为例，常用python命令有：python--version或

python-V：查看Python版本python：启动Python解释器。运行Python脚本：如命令“pythonc:/first.py”可以运行C盘根目录下的Python脚本程序first.py。【练一练1.1】（1）下载并安装Python3.13版本的Windows安装程序（2）检查Python是否安装成功1.2.2搭建Python开发环境1.集成化开发环境：PythonIDLE(轻量级)/VSCode/PyCharm​（1）交互式开发环境：通过命令窗口直接输入Python代码，窗口会立即返回结果。例如：PythonIDLEshell或命令行中输入print("HelloWorld")。这种即时反馈模式特别适合测试单行代码效果，比如初学者可以通过反复尝试range(5)、list(range(5))等简单命令来理解函数特性（2）脚本式开发环境：是为编写和执行脚本语言代码而设计的环境。例如：PythonIDLE(轻量级)/VSCode/PyCharmPython第三方库是开发者共享的代码工具，功能强大且开源免费，覆盖数据分析、Web开发、AI等多个领域。通过pip可一键安装，配合详细文档，能快速上手使用第1章概述1.2Python的安装与环境搭建2.第三方库的使用与管理狭义上的开发环境：指Python解释器，是Python程序运行的必须环境。广义的Python开发环境：涵盖了Python解释器、集成开发环境（IDE）、包管理工具、虚拟环境以及相关的代码调试和版本控制工具。1.2.2搭建Python开发环境第1章概述1.2Python的安装与环境搭建虚拟环境能隔离不同项目的Python依赖，但并非必须。初学阶段或团队环境统一时，可直接使用系统Python环境，无需额外配置。3.创建Python虚拟环境帮助开发者更好地管理项目依赖，避免不同项目之间的库冲突。Python提供了内置的venv模块用于创建虚拟环境。【例1.2】假定在Windows操作系统中已安装2个Python版本：Python3.10：安装目录为C:/python310。Python3.13：安装目录为C:/python313。（1）按组合键win+E打开windows的资源管理器，创建保存项目数据的文件夹。假定创建的文件夹为D:\sySystem。（2）按组合键win+R打开“运行”窗口，在输入框内输入“cmd”，如右图1所示。（3）单击“确定”按钮打开“命令提示符”窗口，如右图2所示。（4）输入命令“cdD:/sySystem”，进入项目文件夹。（5）输入命令“C:\Python310\python.exe-mvenvenv310”，创建名为“env310”的虚拟环境。执行该命令后，会自动创建D:/sySystem/env310文件夹，用于保存虚拟环境相关文件。（6）输入命令“env310\Scripts\activate”，激活虚拟环境。（7）使用虚拟环境。如安装项目依赖的第三方库、运行Python脚本。（8）输入命令“deactivate”，停用虚拟环境。环境配置、激活与使用使用venv模块，基于Python3.10版本创建项目sySystem的虚拟环境的主要步骤如下：系统操作进入命令状态1.3.1Python语言字符集第1章概述1.3Python语法规范Python语法规范是编写代码的基本规则，能提升代码可读性、减少错误并便于维护。​​1.ASCII（美国信息交换标准代码）​​7位基础编码（128字符），扩展版8位（256字符）。​​应用​​：计算机基础符号（如英文、控制符），现代协议（如HTTP）仍兼容。2.​​GB2312/GB18030（中国汉字编码标准）​​GB2312（1981年）为基础集，GB18030（2000年）扩展兼容。​​应用​​：中文软件、文档存储（如.txt）、政府/企业信息系统。​​3.Unicode（通用多八位编码字符集）​​覆盖全球语言/符号，每个字符对应唯一码点（Python中可用ord()获取）。​​应用​​：多语言软件（如网页UTF-8、Java/C#字符串）、Emoji/符号标准化。【练一练1.2】在PythonIDLE中，尝试输出字符"A"、"9"和"中"的Unicode码点。1.3.2Python语言词法规则第1章概述1.3Python语法规范词法规则定义了如何识别和理解代码中的基本元素，包括标识符、关键字、字面量、操作符和分隔符等。1.标识符命名规则组成：字母、数字、下划线（数字不能开头）禁用关键字（如if、class）;

区分大小写​​命名惯例​​：变量：snake_case命名，如my_var类名：CamelCase（驼峰命名方法），如MyClass注：虽支持汉字变量名（如我=99），但不建议使用2.关键字语法专用词：False、True、None、and.or、not、if、elif、else、for、while、break、continue、pass、def、class、try、except、finally、raise、import、from、as、with、lambda.yield.global、nonlocal、del、in、is、async/await、assert、return测试方法：尝试用作变量名，触发SyntaxError则为关键字【练一练1.4】在PythonIDLE中，尝试执行以下代码，确定哪些是Python关键字。（1）if=9（2）while=8（3）can=0（4）class=2（5）is=63.基础语法元素【练一练1.5】在PythonIDLE中，尝试执行以下代码：（1）x=5+\（2）a=(1,2,

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3)1.3.3代码编写格式第1章概述1.3Python语法规范Python语言的设计哲学强调“优雅”、“明确”和“简单”，其代码格式非常简约。1.使用缩进：使用缩进来表示代码块的逻辑层次。通常使用4个空格作为一个缩进级别，正确的缩进能够确保代码块按照预期的逻辑执行。2.行长度:每行代码最好不要超过80个字符，以保持代码的整洁和可读性。3.使用空行:函数与函数之间、类与类之间应空两行，函数内部逻辑块之间可以空一行，增加代码的可读性。4.表达式和语句中的空格:为了增加代码的可读性，建议在操作符两侧加上空格，在逗号后面也要加上空格。【特别提示】（1）在PythonIDLE脚本编辑器中，可使用组合键Ctrl+[设置左缩进，使用组合键Ctrl+]设置右缩进。（2）PEP8是Python社区中一份关于代码编写风格的重要指导文件，详细规定了Python代码在排版、命名、注释等方面的规则。遵循PEP8规范不仅有助于开发者自己理解和维护代码，还能使其他开发者更容易阅读和协作开发。【练一练1.6】熟悉PEP8规范对代码编写风格方面的规则。1.4.1PythonIDLE交互式窗口的使用第1章概述1.4PythonIDLE开发环境的使用PythonIDLE是Python自带的轻量级开发工具，提供交互式编程和代码编辑功能，适合初学者学习和小项目开发。1.PythonIDLE的启动：在Windows搜索框输入"idle"，选择"IDLE（Python3.1364-bit）"即可启动Shell窗口，见右图。2.交互式窗口的使用:五大部分：标题栏-显示版本和窗口控制按钮菜单栏-提供文件操作等功能输入输出区-主工作区，显示代码和结果提示栏-显示">>>"提示符状态栏-显示光标位置（行/列）。【练一练1.7】在交互式窗口中先为变量x赋值为6，再计算表达式“3*x+x/2-8”的值。【例1.3】在交互式窗口中输入以下代码，测试abs函数和print函数的作用。x=-90;y=66print(abs(x)+abs(y))【练一练1.8】在交互式窗口中输入“help(print)”了解print函数的使用语法。输入“dir(int)”了解整数对象有哪些内置方法。1.4.2PythonIDLE编辑窗口的使用第1章概述1.4PythonIDLE开发环境的使用1.编辑窗口的启动的几种方式：（1）PythonIDLE启动时直接打开编辑窗口（2）利用交互式窗口打开编辑窗口（3）利用Windows资源管理器打开编辑窗口在Windows资源管理器中，右击Python脚本文件，单击弹出菜单的“显示更多选项”，再单击“EditwithIDLE”-“EditwithIDLE3.13(64-bit)”命令，即可打开编辑窗口。【特别提示】在Windows资源管理器双击Python脚本文件时，Windows操作系统会调用Python解释器读执行脚本中的代码。1.4.2PythonIDLE编辑窗口的使用第1章概述1.4PythonIDLE开发环境的使用1.编辑窗口的使用：窗口由五部分组成：标题栏显示脚本文件名，如果编辑的文件未