Python程序设计：从基础到人工智能实践标准教程-第1章 Python入门知识

内容导读Python是目前流行的编程语言之一，广泛应用于数据分析、机器学习、web开发、自动化运维和搜索引擎等领域。对于编程爱好者而言，学习Python将是一个很好的选择。本章将对Python进行介绍，包括Python的发展、下载和安装，以及常用集成开发环境和Python编程规范等。目录Contents1.1Python概述1.2集成开发环境1.3编程规范1.4拓展练习1.1.1认识PythonPython常被称为“胶水语言”，它可以轻松地与其他编程语言（如C/C++）进行交互，借助相应的库和工具，实现不同语言之间的函数调用和数据传递。可以将不同语言制作的各种模块和组件无缝地连接起来，为应用提供更加丰富的功能和灵活性。1. Python的优点（1）简单易学Python非常容易上手，因为Python消减了C、C++、Java中一些较为复杂的语法，降低了编程的难度。Python还提高了开发者的工作效率，在实现相同功能时，Python语言所需的代码量往往是其它语言的20-30%。1.1.1认识Python（2）免费、开源Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一，使用者可以自由地发布这个软件的副本、阅读它的源代码、对它进行修改或者把它的一部分应用于新的软件中，这种扎实的群众基础也是Python变得愈来愈优秀的原因之一。（3）面向对象面向对象编程方法强调在软件开发过程中采用人类在认识客观世界时普遍运用的思维方法，直观、自然地描述客观世界中的事物。（4）跨平台由于Python是开源的，它已经被移植到许多平台上，如：Linux、Windows、macOS等平台。1.1.1认识Python（5）功能强大Python拥有丰富的开源库，其中有Python自带的库，如os、sys、re等；也有成千上万的第三方库，如numPy、pandas、SciPy等，几乎覆盖了计算机应用的各个领域。1.1.1认识Python2. Python的缺点（1）运行速度慢由于Python是解释型语言，Python程序每次运行，都需要Python解释器把代码翻译成机器码执行，这个翻译过程比较耗时，因此Python运行速度相对较慢。（2）代码不能加密如果要发布Python程序，实际上就是发布源代码，这一点跟C和C++语言不同，C和C++语言不用发布源代码，只需要把编译后的机器码发布出去。（3）独特的语法这也许不应该被称为缺点，但是它用缩进来区分语句关系的方式还是会给很多初学者带来困惑，即便是很有经验的Python程序员，也可能深陷其中。最常见的情况是tab和空格混用会导致错误。1.1.2安装PythonPython自发布以来，先后迭代了3个版本，其中1.X版本已经出局，2.X版本也已经不再更新，根据目前主流发展方向和应用现状，建议安装3.7及以上版本。本书将以3.13版本为例进行说明。1.1.2安装Python介绍Python的安装过程。（1）下载Python1.1.2安装Python（2）安装Python1.1.2安装Python（3）运行Python安装完成以后，需要检测Python能否正常工作。目录Contents1.1Python概述1.2集成开发环境关注微信公众号DSSF007，回复关键字“清华电脑学堂”获取更多资源1.3编程规范1.4拓展练习1.2.1集成开发环境IDELIDLE是Python标准发行版内置的一个简单小巧的集成开发环境，安装Python后，IDLE也已自动安装完毕。IDLE集成了编辑器、解释器、调试器等常用组件，足以应付大多数简单应用程序的开发。IDLE是用Python编写的，最初的作者正是吉多·范罗苏姆，它是非商业Python开发或初学者学习Python的最佳选择之一。1．启动IDLE通过开始菜单，找到“IDLE（Python3.1364-bit）”菜单项，然后单击该菜单项，启动IDLE。1.2.1集成开发环境IDEL2．创建Python程序除了在交互式解释器中直接输入并执行Python程序之外，开发人员还可以利用IDLE提供的编辑器编写Python程序，并把程序保存为Python脚本文件，然后再使用Python命令执行脚本文件。下面通过一个示例演示利用IDLE编辑器编写Python程序的方法。1.2.1集成开发环境IDEL在使用IDLE编辑器的过程中，可以发现编辑器拥有以下特性：（1）语法高亮显示所谓语法高亮显示，就是代码中不同的元素使用不同的颜色进行显示。（2）自动缩进Python有严格的缩进要求，当输入与控制结构对应的关键字（如if），或者输入与函数定义对应的关键字（如def），按Enter键后，编辑器会自动缩进。缩进的长度可以通过执行“Format”|“NewIndentWidth”命令进行修改，默认值为4。（3）单词自动完成功能这是初学者比较喜欢的功能，对于一个函数名称，我们只需要输入前几个字母，就可以使用Alt+/（或命令“Edit”|“ExpandWord”）自动完成。1.2.2集成开发环境PyCharmPyCharm也是目前使用比较多的Python集成开发环境，它带有一整套可以帮助用户提高开发效率的工具，如调试、语法高亮、代码跳转、智能提示、单元测试、版本控制等。1．下载PyCharm打开PyCharm的官方网站下载（/pycharm/download/）1.2.2集成开发环境PyCharm2．安装PyCharm1.2.2集成开发环境PyCharm3．启动PyCharm双击计算机桌面上的PyCharm快捷方式，启动PyCharm。1.2.2集成开发环境PyCharm4．使用PyCharmPyCharm的功能有很多，使用起来比IDEL复杂，本书的大部分例子都是使用IDEL进行测试。下面简单介绍一下PyCharm的使用。（1）新建项目单击PyCharm中的“新建项目”选项，打开如图所示的新建项目窗口，在窗口左侧的项目类型列表中选择纯Python，在窗口的右侧可以修改项目存放位置、选择Python版本，在这里我们选择的是已经安装过的Python3.13版本。1.2.2集成开发环境PyCharm（2）创建Python文件单击“新建文件或目录”按钮，在弹出的快捷菜单中执行“Python文件”命令，打开“新建Python文件”窗口中输入名称，如图所示。双击窗口中的“Python文件”选项或按Enter键，新建文件，并在右侧编辑区中打开。1.2.2集成开发环境PyCharm（3）执行Python文件单击编辑区上方的“运行”按钮，运行当前文件，将出现一个控制台，输出程序的运行结果。目录Contents1.1Python概述1.2集成开发环境关注微信公众号DSSF007，回复关键字“清华电脑学堂”获取更多资源1.3编程规范1.4拓展练习1.3.1缩进规范Python对代码的缩进要求非常严格,一般以4个空格作为缩进,同一个级别代码块的缩进量必须一样,否则解释器会报错。缩进可以使用空格或者Tab键来实现，建议使用空格。【例1-1】Python的缩进语法x=10ifx>5:print("x大于5")print("执行逻辑")else:print("x小于等于5")print("结束")1.3.2大小写敏感Python对编写程序中字母的大小写是敏感的,也就是说，Python中是区分字母大小写的。【例1-2】Python对大小写敏感a=5A=15print(a+A)1.3.3注释规则一个程序员往往习惯在程序体中加上注释,以增加程序的可读性。有时在程序运行过程中,注释还可以用来屏蔽暂时无用的代码。Python支持单行注释、多行注释和编码规则注释。1．单行注释Python使用井号“#”作为单行注释的符号。单行注释可以作为单独的一行放在被注释代码行的上方，也可以在被注释语句的后面。【例1-3】单行注释作为单独的一行#计算圆的面积radius=5area=3.14*radius**2#公式:πr²1.3.3注释规则2．多行注释多行注释指的是一次性注释程序中的多行内容，Python使用3个单引号'''或者3个连续的双引号"""表示多行注释。【例1-5】使用3个单引号的多行注释defadd_numbers(a,b):'''

计算两数之和参数:a(int/float):第一个数

b(int/float):第二个数1.3.3注释规则返回:int/float:a与b的和

'''returna+b目录Contents1.1Python概述1.2集成开发环境关注微信公众号DSSF007，回复关键字“清华电脑学堂”获取更多资源1.3编程规范1.4拓展练习1.4拓展练习练习1：在