Py程序基础教程- 1

《Python程序设计基础项目化教程》课程教案课题：项目三 数据类型和程序设计教学目的：1.培养严谨求实的科学态度和职业精神，通过编写精确、高效的代码（如计算圆周率案例）2.解决实际问‍题。3.在数据处理（如文本文件写入、数据去重）中，强调数据安全与隐私保护意识，树立正确的科技伦理‍观。4.通过自主探索解决编程难题，培养学生的创新精神和直面挑战的良好品格。5.理解并掌握Python核心数据类型的定义、特点及适用场‍景。6.熟练运用各种数据类型的创建、访问、修改和删除等基本操‍作。7.能够使用函数进行数据类型转换，并格式化输‍出。8.能够运用顺序、分支和循环三种基本程序结构来设计和实现算‍法。9.熟练使用条件语句、循环语句及控制流程。课型：新授课课时：本章安排6个课时。教学重点：重点：能够使用函数进行数据类型转换，并格式化输‍出。教学难点：难点：熟练使用条件语句、循环语句及控制流程。教学过程：教学形式：采用课堂讲授、案例研讨与随堂习题相结合的混合式教学形式，兼顾理论讲解与互动思考。教学媒体：依托多媒体课件、线上学习平台以及素材开展直观化教学，辅助知识点理解。板书设计：本课标题数据类型和程序设计课次3授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排6学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《Python程序设计基础项目化教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境本项目聚焦于编程的两个核心基础：数据类型与程序结构。数据类型是程序能够正确处理信息的前提。控制代码执行逻辑包括三种基本方式—顺序、分支和循环。本项目的学习，要求读者能综合运用这两方面的知识，构建逻辑清晰、能够解决简单问题的规范程‍序。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式任务一数字类型一、数字类型分类数字类型是数学中常见的数据类型，是Python程序设计运行的基础。在程序设计中，可根据需求定义不同的数字类型，也可对指定的数值进行类型转‍换。在Python中，数字（如整数、浮点数）属于不可变类型。这意味着一个数字对象一旦创建，它的值就不能被修改。例如，先执行var=10，再执行var=20，并不是改变了数字10本身的值，而是让变量var不再指向10，转而指向了另一个值为20的数字对‍象。1. 整数型在Python3中，整数型是int。与某些语言不同，Python的整数没有固定的大小限制（如4个字节或8个字节）。它可以根据数字的大小自动扩展，以表示任意大的整数，其精度仅受限于计算机的内存。无论是三位数还是几十位的超大数字，都可以用整数型来存‍储。2. 浮点型浮点型数据只采用十进制，有两种形式：十进制数形式和指数形‍式。（1）十进制数形式。（2）指数形式。3. 布尔型布尔型数据在Python中是一个非常重要的概念。布尔型数据只有两个值，即真（True）和假（False）。在Python中，可以直接使用这两个值，也可以通过布尔运算得到布尔型数‍据。#直接定义布尔型变量bool_var1=Truebool_var2=False在Python中，bool是int的子类（继承int），故True==1和False==0返回True。4. 复数型Python支持复数运算。复数在数学中通常写作a+bi，其中a是实部，b是虚‍部。注意：在Python代码中，虚数单位使用j或J来表示，而不是数学中常用的i。（1）创建复数。（2）获取实部和虚部。5. 数据输入与输出程序需要与用户进行交互。Python提供了input()函数来获取用户输入，print()函数用来向屏幕输出信‍息。二、数据类型转换在程序运行过程中，经常需要将一种数据类型转换为另一种。例如，通过input()函数获取的数字是字符串类型，必须先将其转换为整数或浮点数，才能进行数学运算。Python提供了一系列内置函数，便于在不同数据类型之间进行转换，详见表3-2。任务二数据容器一、字符串字符串是Python中最常用、最重要的数据类型之一。它本质上是一个由字符（如字母、数字、符号等）组成的有序序列，专门用来表示和处理文本信息。从一个简单的名字、一条用户消息，到一个网页的全部内容或一个文件的路径，在程序中都是通过字符串来呈现‍的。1. 创建字符串2. 访问和截取字符串中的值字符串是一个有序的字符序列，可以通过索引来访问其中的特定字符，或者通过切片来截取一部分子字符‍串。（1）访问单个字符。（2）截取子字符串（切‍片）。二、列表Python的列表（List）是一种有序且可变的数据集合。它使用中括号“[]”创建，元素之间用逗号“,”隔开。列表的一大特点是灵活性高，可以包含任意数据类型的元素，并且元素的数量和内容都可以在程序运行时被修‍改。1. 列表定义2. 列表索引与切片列表中值的切片也可以用到变量[头下标:尾下标]，就可以截取相应的列表，从左到右索引默认从0开始，从右到左索引默认从-1开始，下标可以为空表示取到头或‍尾。3. 列表常用函数列表作为一种非常灵活的数据类型，支持多种多样的操作。可以将这些操作分为两大类：运算符与内置函数及列表专属的方‍法。三、区间在Python中，range()可以生成一个整数序列。它不是一个列表，而是一个特殊的、能够按需生成数字的可迭代对象。函数调用格式如‍下：四、元组元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组的创建包括两种方‍法。1. 直接创建2. 使用tuple()函数创建元组五、字典字典是Python中非常灵活且重要的数据结构。它是一个有序的、可变的键值对集合。与列表通过数字索引访问元素不同，字典是通过唯一的“键”来查找对应的“值”，这使得它在存储和查找关联信息时极为高效。1. 使用大括号“{}”创建2. 使用dict.fromkeys()方法创建使用dict.fromkeys()方法可快速创建一个新字典，它会使用一个序列中的所有元素作为字典的键，并为这些键指定一个统一的初始值。3. 使用dict()构造函数创建使用dict()构造函数也是一种非常灵活的创建字典的方式，它支持多种不同的数据传入格式。下面介绍几种主要用‍法。（1）通过关键字参数创建。（2）通过包含键值对的序列创建。（3）通过zip()函数组合键和值创建。4. 字典的基本操作创建字典后，可以对其进行查、改、增、删等一系列常用操作。六、集合集合（set）是Python中一种重要的数据类型，它有两个核心特点：集合中的元素没有固定的顺序，因此不能通过索引来访问它们；集合中不允许包含重复的元素。这两个特点使得集合在去重和测试成员关系时非常高‍效。1. 创建集合在Python中，可以通过两种主要方式来创建集合，它们分别适用于不同的场‍景。（1）set()函数创建。（2）大括号“{}”创建。2. 修改集合Python的集合是可变的，所以它提供了一套丰富的方法，方便进行元素的添加、删除等操作。表3-6总结了最常用的集合修改方‍法。3. 集合的数学运算集合最强大的功能之一，在于能高效执行标准的数学集合运算，这在分析和处理两组或多组数据之间的关系时非常实用。例如，可以快速找出同时选修两门课程的学生（交集），或者合并两个活动小组的所有成员并自动去重（并‍集）。任务三程序结构一、表达式与语句在学习任何编程语言时，理解“表达式”和“语句”这两个基本构件至关重要。可以用一个简单的类比来理‍解：● 表达式：如同一个有值的短语，如“2加2”。● 语句：如同一个执行动作的完整句子，如“把2加2的结果赋给变量x”。1. 表达式表达式是常量、变量、函数调用和运算符的组合，其最终会被Python“计算”出一个值。表达式的核心在于它总能返回一个结‍果。2. 语句在Python中，每行代码通常都是一个语句，它是程序执行的一个完整指令，比如赋值语句a=10或print()调用。简单地说，一个语句是Python可以执行的一个完整指令，用于执行一个特定的动‍作。最常见的语句类型如‍下：（1）赋值语句。（2）表达式语句。二、顺序结构顺序结构是程序最基本、最自然的执行流程。在该结构中，代码会严格按照从上到下的书写顺序逐行执行，不存在任何跳转或重复执行的情‍况。顺序结构是所有程序的基础，但仅依靠顺序结构往往无法解决复杂问题。在很多情况下，需要根据特定条件判断该执行哪部分代码，此时就要用到接下来学习的选择结‍构。三、选择结构选择结构是指根据表达式值的情况来选择执行哪些语句。通常在编写较复杂的算法时会用到该结‍构。其中较常用的是if-else结构，该结构也是复杂结构中最常用的一种分支结构。Python选择结构分为单分支结构、二分支结构和多分支结构，它有以下三种形‍式。1. 单分支结构：if2. 二分支结构：if-else3. 多分支结构：if-elif-else四、循环结构在利用Python进行数值实验或工程计算时，用得最多的便是循环结构了。在循环结构中，被重复执行的语句组称为循环体。常用的循环结构有两种：for循环与while循环，下面分别介绍其用‍法。1. for循环2. while循环五、程序的流程控制在利用Python编程解决实际问题时，有时不需要让循环完整地执行到结束，而是需要提前终止for或while循环结构。例如，当我们在一个列表中查找某个数据时，一旦找到，就没有必要再继续检查后面的元素了；在处理一批文件时，我们可能想跳过某些无效文件，只处理有效文件。为了实现这种提前终止或跳过某次循环的需求，Python提供了break和continue这两个流程控制语‍句。1. break命令2. continue命令1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习数据类型和程序