Python 语言及其应用课件 第1章 Python 概述

第1章Python概述Python语言简介1.1Python开发环境配置1.2turtle绘图1.3本章小结1.4本章实训1.5本章导读31.1Python语言简介1.1Python语言简介

Python之父GuidovanRossum1989年GuidovanRossum开始开发Python语言。1991年Python1.0发布。2000年Python2.0发布，引入了一些重大的语义变更。2008年Python3.0发布，为语言增加了很多新特性，并且不再与Python2.x完全兼容。2020年Python3.9发布，增加了许多新特性，如型标注，PEP572。2021年Python3.10发布，包含了诸如泛型，Pydantic模型等新特性。图1.1最初的Pythonlogo5Python发展历程最活跃的Python、C/C++、Java、C#和JavaScript等20种语言大约占据80%的市场。1.1Python语言简介2024年5月TIOBE编程语言排行61.1Python语言简介AAI人工智能BBlockchain区块链CCloudCompute云计算DBig

Data大数据EEdgeComputer边缘计算7Python应用领域1.1Python语言简介代码简洁代码可读性高丰富的标准库很强的交互性8Python语言特点1.2Python开发环境配置Python解释器可在Python官方网站/下载。1.2.1

解释器的安装图1.2Python官方网站下载页面10安装过程中，在第一个界面上，务必勾选第一个界面上的“AddPython.exetoPATH”。安装成功后，可以在开始菜单里找到Python3.12，里面有IDLE、Python3.12（Python解释器）和Python3.12ModuleDocs（文档）。1.2.1

解释器的安装图1.3安装Python选项11IDLE具有两种类型的主窗口：PythonShell窗口和文件编辑窗口，分别用于交互式编程和文件式编程。1.2.2

编写程序交互式编程解释器即时响应用户输入的代码并输出运行结果。文件式编程把程序代码保存在一个文件里。121.交互式编程单击开始菜单中的IDLE进入PythonShell交互环境。在Windows操作系统的控制台下输入“python”进入交互环境。在输入代码的时候，程序设计里的括号和引号都是半角，即英文状态下的输入，程序中所有符号都是半角符号。不便于代码的修改，且退出也无法保存代码。1.2.2

编写程序图1.4第一个python程序图1.5Shell交互编程环境132.文件式编程在IDLE的File菜单单击NewFile(或Ctrl+N)会打开一个新的编辑窗口。代码保存成扩展名为“.py”的文件。按F5键或单击Run菜单里的RunModule就可以在Shell里输出程序运行结果。保存的源代码文件可以反复运行。1.2.2

编写程序图1.6文件式编程窗口14在交互环境下，输入help()函数并回车，进入帮助模式。在help>后输入要查看的主题、关键词、函数名或模块名等信息便查看相关文档。1.2.3查看帮助文档>>>help()#交互环境下输入help()函数并回车WelcometoPython3.12'shelputility!......#此处省略提示信息若干行help>

abs

#在>后输入要查看的函数名或关键词并回车会返回帮助信息Helponbuilt-infunctionabsinmodulebuiltins:abs(x,/)Returntheabsolutevalueoftheargument.151.3turtle绘图turtle又称为海龟绘图，是Python内置库中的一个程序框架，是最初来自于Logo编程语言的绘制几何图像的函数库，可以用简单的代码轻松地绘制出精美的形状和图案，适合用来入门学习。在Python中，海龟绘图提供了一个带有画笔的实体“海龟”形象，假定它在平铺的纸张上画线。1.3.1turtle库简介17第一种方法：import

<模块名>或import

<模块名>as

<别名>importturtleast#引用turtle模块并起别名为t，下面程序中用t代表turtlet.circle(100)#绘制半径100的圆，指明circle()方法来自于turtle模块t.done()#结束程序1.3.2模块的导入importturtle#引用turtle模块，引用之后一般空一行或两行turtle.circle(100)#绘制半径100的圆，指明circle()方法来自于turtle模块turtle.done()#结束程序18第二种方法：from

<库名>

import

<方法名，方法名，...，方法名>或from

<库名>

import

*

#其中*是通配符，代表该库中所有方法1.3.2模块的导入fromturtleimport*#引用turtle模块中的全部方法circle(100)#绘制半径100的圆，不需要指定方法circle()来自turtle模块hideturtle()#隐藏海龟done()#结束程序语句程序较简单时，只引入一个模块或所引用的所有方法仅在一个模块中存在时，两种方法都可以使用。程序较复杂、引用多个模块时，可能在多个模块中存在同名方法，而这些同名方法的功能可能不同时，建议使用第一种方法，明确指出所引用的方法来自于哪个模块，以免出现错误。a.显示画笔

b.隐藏画笔图1.7绘制圆形19(1)移动与绘制①1.3.3turtle方法方法说明forward(distance)|fd()向当前方向移动distance

像素长度，可简写为fd(distance)，distance

为整数backward(distance)|bk()|back()向当前画笔相反方向移动distance

像素长度，distance

为整数，函数名可简写为bk()或back()right(degree)|rt()degree为角度数值，表示顺时针移动degree度，可简写为rt()left(degree)|lt()degree为角度数值，表示逆时针移动degree度，可简写为lt()20(1)移动与绘制②1.3.3turtle方法方法说明goto(x,y=None)|setpos()|setposition()将画笔移动到坐标为(x,y)的位置，保持海龟方向不变；也可用setpos(x,y=None)或setposition(x,y=None)circle(radius,extent=None,steps=None)画圆，半径为正(负)，表示圆心在画笔的左边(右边)画圆。radius：半径，数值。extent：角度数值，画圆的一段弧。steps：整数，表示用几条边的正多边形近似表示这个圆，加这个参数可绘制正多边形，省略时表示画圆。如step=4时画正方形。21(1)移动与绘制③1.3.3turtle方法方法说明speed(speed=None)speed值为画图速度，值为0-10或以下表示速度的单词，0速度最快。“fastest”:0，“fast”:10，“normal”:6，“slow”:3，“slowest”:1home()控制海龟返回坐标原点（0，0），朝向x轴正方向dot(r)绘制一个直径为r的圆点setheading(angle)|seth()设置当前朝向为angle角度，可简写为seth(angle)221.3.3turtle方法fromturtleimport*#导入turtle中的的所有方法foriinrange(5):

#控制循环，缩进块中的语句重复执行5次

forward(100)

#海龟前进100像素

right(144)

#海龟向右转144度

forward(100)

#海龟前进100像素

left(72)

#海龟向左转72度done()

#结束程序语句图1.8绘制五角星绘制结果：23实例1.1绘制五角星1.3.3turtle方法fromturtleimport*#导入turtle库中全部方法pensize(2)#设置画笔粗细为2像素color('blue')#设置画笔颜色为蓝色withopen('xrd.txt')asdata:

#读文件'heart.txt'，创建文件对象命名为data

forlineindata:#读文件每一行的数据

x,y=line.strip().split(',')#每行数据根据空格切分成两个数

goto(float(x)*20,float(y)/30)#画笔沿数据点行走绘线，调整纵横比例done()绘制结果：图1.9绘制XRD曲线24实例1.2绘制XRD曲线25(2)海龟状态1.3.3turtle方法方法说明position()|pos()返回值为海龟当前位置坐标，也可以是以二维向量表示的该点到原点的距离towards(x,y=None)返回当前位置到坐标（x,y）之间连线与当前海龟方向之间的夹角heading()返回海龟朝向distance(x,y=None)返回当前位置到坐标（x,y）之间距离xcor()/ycor()分别返回海龟当前位置的

x/y值(3)画笔绘图状态1.3.3turtle方法方法说明penup()|pu()|up()提起画笔，移动时不绘制图形，简写为pu()或up()pendown()|pd()|down()移动时绘制图形，简写为pd()或down()pensize()|width()画笔宽度，默认值为1pen()返回画笔当前的各种属性isdown()返回画笔是否放在的状态，True为放下的状态26(4)画笔颜色控制1.3.3turtle方法方法说明pencolor(color)设置画笔颜色fillcolor(color)绘制图形的填充颜色color(color1,color2)同时设置画笔颜色为color1,填充颜色为color2filling()返回当前是否在填充状态colormode()函数传入参数为1.0或255，对应RGB分量值为0-1.0或0-25527(5)绘制颜色填充1.3.3turtle方法方法说明begin_fill()准备开始填充图形end_fill()填充完成28(6)海龟可见性1.3.3turtle方法方法说明hideturtle()|ht()隐藏画笔的turtle形状showturtle()|st()显示画笔的turtle形状291.3.3turtle方法fromturtleimport*

#导入turtle中的所有方法pensize(5)

#画笔宽度5像素color('yellow','red')

#画笔红色，填充黄色begin_fill()

#开始填充foriinrange(5):

#控制循环，重复做5次

forward(100)#海龟前进100像素

right(144)#海龟向右转144度

forward(100)#海龟前进100像素

left(72)#海龟向左转72度end_fill()#结束填充hideturtle()#隐藏海龟done()#结束程序语句绘制结果：图1.10绘制填充五角星30实例1.3绘制填充红色的五角(7)动画控制1.3.3turtle方法方