《人工智能基础及应用（Python 微课版）》课件 第1.1 Python 语言简介

Python语言简介算法什么是算法算法，简单来说，就是解决问题的操作步骤或方法。它是对解题方案的准确而完整的描述，包含了一系列清晰定义的指令，用于指导计算机或其他计算设备完成特定的任务。算法不同于程序，程序是算法的具体实现，即用某种编程语言编写的代码，而算法本身不依赖于特定的编程语言，它是跨语言的，可以用不同的编程语言来实现某个算法。算法的基本特性算法具有以下基本特性：有穷性确切性输入项输出项可行性算法算法的表示算法可以用自然语言、‌程序框图、‌N-S图、‌伪代码、‌计算机语言等表示，具体如下：‌‌使用日常语言来描述算法的步骤，‌虽然通俗易懂，‌但文字冗长，‌易出现歧义自然语言‌又称流程图，它‌通过一些规定的图形、‌流程线和文字说明来直观描述算法程序框图‌也称为盒图，‌是一种没有流程线的流程图。‌它将整个程序写在一个大框内，‌由若干个小的基本框图构成N-S图‌一种非正式的、‌简化的编程语言，‌用于描述算法的逻辑结构，‌不依赖于任何特定的编程语言语法伪代码‌直接使用某种编程语言来实现算法，‌包括高级语言、‌汇编语言和机器语言等计算机语言算法程序框图使用一些规定的图形、流程线和文字说明来直观地描述算法。程序框名称功能

起止框表示一个算法的起始和结束

输入、输出框表示一个算法的输入和输出信息

执行框赋值、计算

判断框判断某一条件是否成立，成立时在出口处标明“是”或“Y”，不成立时标明“否”或“N”程序与程序设计程序设计程序程序作为计算机科学的基石，是连接人类思维与机器行为的桥梁。程序是由一系列精心编排的指令构成的集合，这些指令使用计算机语言（比如高级编程语言Python）编写，旨在指导计算机完成特定的任务或解决复杂的问题。程序设计是将算法转化为计算机可执行的指令序列的过程，即把算法转化为程序。这一过程要求开发者熟悉编程语言、算法设计、数据结构以及计算机系统的基本原理。通过程序设计，开发者能够创造出各种应用软件、操作系统、游戏等，以满足用户的不同需求。计算机编程语言编程语言的选择Python的主要优势如下：学习入门容易功能强大应用领域非常广泛高校采用Python作为编程语言的必要性：从计算思维培养角度来说，传统的C、Java和VB等语言过分强调语法，并不适合非计算机专业的学生01而Python语言作为“轻语法”程序设计语言，相比其他语言而言具有更高的使用价值02什么是Python发展到今天，Python已经成为最受欢迎的程序设计语言之一Python的设计哲学是“优雅”“明确”“简单”Python（发音[ˈpaɪθən]）是1989年由荷兰人吉多·范罗苏姆（GuidovanRossum）发明的一种面向对象的解释型高级编程语言0103Python的第一个公开发行版于

1991

年发行，在

2004

年以后，Python

的使用率呈线性增长，并获得“2021年TIOBE最佳年度语言”称号0502Python常被称为“胶水语言”，能够把用其他语言（尤其是C/C++）制作的各种模块很轻松地连接在一起04Python语言的特点Python语言的优点（1）语言简单（2）开源、免费（3）面向对象（4）跨平台（5）强大的生态系统Python语言的缺点（1）运行速度慢（2）存在多线程性能瓶颈（3）代码不能加密Python语言的应用数据科学使用第三方库Scrapy编写网络爬虫程序采集网页数据数据采集使用第三方库pandas清洗数据、排序数据数据清洗第三方库NumPy和SciPy提供了丰富的科学计算和数据分析功能数据处理分析第三方库Matplotlib提供了丰富的数据可视化图表数据可视化人工智能有许多基于Python的第三方库，如scikit-learn、Keras和NLTK等深度学习框架Tensorflow、Caffe等，都是用Python实现的Python语言的应用Python具有Django、Flask、Pyramid、Bottle、Tornado、web2py等框架网站开发著名的开源云计算平台OpenStack就是使用Python语言开发的Ansible、Salt等自动化部署工具，也是使用Python语言开发的系统管理搭建Python开发环境安装Python请到Python官方网站下载与自己计算机操作系统匹配的安装包python-3.12.2-amd64.exe运行安装包开始安装，在安装过程中，要注意选中“Addpython.exetoPATH”复选框安装Python安装完成以后，需要检测是否安装成功。可以打开Windows操作系统的cmd命令界面，然后执行如下命令打开Python解释器：>cdC:\python312>python设置当前工作目录Python的当前工作目录是指Python解释器当前正在使用的目录。当我们在cmd命令界面中使用“python”命令打开Python解释器时，在哪个目录下执行“python”命令，该目录就会成为Python的当前工作目录，比如，在cmd命令界面中执行如下命令：>cdC:\>python这时，进入Python解释器以后，当前工作目录就是“C:\”。再比如，在cmd命令界面中执行如下命令：>cdC:\python312>python这时，进入Python解释器以后，当前工作目录就是“C:\python312”。使用交互式执行环境>>>print("HelloWorld")HelloWorld>>>1+23>>>2*(3+4)14上图呈现的界面就是一个交互式执行环境（或称为“解释器”），可以在Python命令提示符“>>>”后面输入各种Python代码，回车后就会立即看到执行结果，比如：运行代码文件假设在Windows操作系统的Python安装目录下已经存在一个代码文件hello.py，该文件里面只有如下一行代码：print("HelloWorld")现在我们要运行这个代码文件。可以打开Windows操作系统的cmd命令界面，并在命令提示符后面输入如下语句：>pythonC:\python312\hello.py执行结果如图所示。使用IDLE编写代码Python安装成功以后，会自带一个集成式开发环境IDLE，它是一个PythonShell，程序开发人员可以利用PythonShell与Python交互在Windows操作系统的“开始”菜单中找到“IDLE(Python3.12

64-bit)”，单击进入IDLE主窗口，如图所示，窗口左侧会显示Python命令提示符“>>>”，在提示符后面输入Python代码，回车后就会立即执行并返回结果使用IDLE编写代码如果要创建一个代码文件，可以在IDLE主窗口的顶部菜单栏中选择“File→NewFile”然后就会弹出图所示的文件窗口，可以在里面输入Python代码，最后，在顶部菜单栏中选择“File→SaveAs…”，把文件保存为hello.py使用IDLE编写代码如果要运行代码文件hello.py，可以在IDLE的文件窗口的顶部菜单栏中选择“Run→RunModule”（或者直接使用快捷键“F5”），这时就会开始运行程序。程序运行结束后，会在IDLEShell窗口显示执行结果，如图所示需要注意的是，除了Python自带的IDLE以外，我们还可以选择第三方开发工具进行Python编程，比如PyCharm、Eclipse、JupyterNotebook、IntelliJIDEA等。Python规范注释规则单行注释Python中使用“#”表示单行注释。单行注释可以作为单独的一行放在被注释代码行之上，或者也可以放在语句或表达式之后。【例2-1】单行注释作为单独的一行放在被注释代码行之上。pi=3.14r=2#使用面积公式求出圆的面积area=pi*r*rprint(area)当单行注释作为单独的一行放在被注释代码行之上时，为了保证代码的可读性，建议在“#”后面添加一个空格，再添加注释内容。注释规则单行注释单行注释放在语句或表达式之后。length=3#矩形的长width=5#矩形的宽area=length*width#求出矩形的面积print(area)当单行注释放在语句或表达式之后时，同样为了保证代码的可读性，建议注释和语句（或注释和表达式）之间至少要有两个空格。注释规则多行注释当注释内容过多，导致一行无法显示时，就可以使用多行注释。Python中使用三个单引号或三个双引号表示多行注释。使用三个单引号的多行注释。'''文件名：area.py用途：用于求解矩形的面积创建日期：2024年8月1日创建人：XMU'''代码缩进Python和其他编程语言（比如C和Java）很不一样的地方在于，Python采用代码缩进和冒号来区分代码之间的层次，而Java和C语言则采用大括号来分隔代码块01如果我们有其他语言（如C或者Java）的编程经验，那么Python的强制缩进一开始会让我们很不习惯。但是，如果习惯了Python的缩进语法，就会觉得它非常优雅02缩进可以使用空格或者Tab键来实现（建议使用空格作为缩进）。当使用