《人工智能技术应用（第三版）》课件 2.1 超市记事本

第2章初识Python2.1超市记事本《人工智能技术应用》（第3版）目录01|场景导入02|知识小百科03|AI实验室04|分享评价场景导入小明和家人来到超市购买日常生活用品，完成扫码支付后，小明看了看消费清单，一个想法突然映入他的脑海里：“能不能利用Python自己设计一个超市记事本的程序呢？能记录家人每次的购买商品记录，包括商品名称、商品单价、商品数量及消费总金额，这样就可以合理的安排家庭支出了”。学以致用，下面我们随着小明一起走进Python的世界，开始编程之旅吧！活动目标：学习Python编程中的变量使用、常用数据类型以及标识符命名规则学习赋值语句掌握从键盘读取数据，打印数据的方法知识小百科—Python简介Python是一种跨平台通用的编程语言，用它编写的程序能够运行在Linux、Windows、MacOS等平台上。在Python官方网站上，可以下载各个版本的Python软件。Python语言分为Python2和Python3两个主要版本分支，彼此之间并不完全兼容，而且差异比较大。由于Python官方核心开发团队已于2020年1月1日正式停止对Python2的支持，因此，选择学习Python3较为合适。本书所有任务均基于Python3.11.3版本开发。下载Python软件Step1：打开Python官方网站，并单击下载“Downloads”菜单。Step2：选择Python3.11.3版本。Step3：选择并下载64位的Python可执行安装包。安装Python软件Step1：下载完成后，启动安装包，在默认和自定义安装选择对话框中，勾选添加环境变量选项，选择自定义安装。安装Python软件（续）Step2：在可选功能对话框中，默认勾选全部选项，单击“Next”按钮。Step3：在高级选项对话框中，勾选添加环境变量选项并更改安装路径，单击“Install”按钮。Step4：安装成功后，单击“Close”按钮即可。检查Python环境Step5：检查Python环境是否搭建成功。打开命令提示符窗口，输入“python”并按回车键确认，若弹出相应界面，证明Python环境搭建成功。更换pip下载源pip是Python包管理工具，该工具提供了对Python包的查找、下载、安装和卸载等功能。用户可以通过命令“piplist”来查看所有pip安装包版本。Python环境搭建成功后，pip下载源默认是国外的网站，当安装第三方Python库时，速度较慢，因此，需要更换为国内的网站。常见国内镜像源：·清华大学：/simple/·中国科学技术大学：/simple/·阿里云：/pypi/simple/·豆瓣：/simple/更换pip下载源（操作步骤）以更换为清华大学镜像源为例：Step1：在“C:\Users\用户名\”的根目录下新建一个文件夹，名称为“pip”。Step2：在pip文件夹内新建一个文本文档，名称为“pip”，内容改为：[global]index-url=/simple/Step3：设置显示文件后缀名，把pip文本文档名称和后缀名改为pip.ini即可。VSCode简介虽然自带官方PythonIDE编程环境，但官方的编程环境对用户操作不友好，因此，本书推荐VSCode（VisualStudioCode）。VSCode是Microsoft推出的集成开发环境（IDE），也是目前使用最广泛的代码编辑器之一。支持全平台系统，轻量、开源且功能强大，可扩展性非常高，并拥有丰富的插件生态系统，支持多种语言和文件格式的编写。VSCode支持C++、PHP、Python、Java等多种语言开发。对于初学者来说，用它来写Python是再合适不过了。下载VSCodeStep1：打开官方网站，选择Windows版本，下载安装包。安装VSCodeStep1：下载完成后，启动安装包，并进行安装，建议更改默认安装路径。Step2：勾选添加环境变量选项后，单击“下一步”按钮。Step3：安装成功后，单击“完成”按钮即可。VSCode环境配置—安装中文语言包Step1：按“Ctrl+Shift+P”组合键。Step2：输入“ConfigureDisplayLanguage”，并按回车键进入语言设置界面。Step3：选择“Installadditionallanguages”选项安装其他语言。Step4：选择安装中文（简体）语言包。VSCode环境配置—安装Python插件在扩展搜索栏中，输入“python”搜索插件，安装Python插件（Python和PythonforVSCode）。VSCode环境配置—配置Python解释器Step1：选择“文件→首选项→设置”选项，选择“工作台→外观”选项，单击“在settings.json中编辑”进入配置文件。Step2：配置Python解释器的安装路径。Step3：配置鼠标滚轮改变字体大小和禁用语法检测功能（可选）。VSCode环境配置—测试Step4：最后，测试VSCode环境是否搭建成功。新建Python文件，并在控制台上测试输出“Helloworld!”，证明环境搭建完成。Python与计算机沟通Python是一种计算机程序设计语言，是与计算机沟通的桥梁。通过编写程序代码，让Python与计算机进行沟通。现在，启动VSCode软件，输入Python代码：print(520)运行结果：520代码背后发生了什么：（1）通过代码向计算机发出指令：输出“520”；（2）Python把代码编译成计算机能“听懂”的机器语言；（3）计算机执行相应的动作，输出结果。这就是通过Python这个工具，成功与计算机实现沟通的方式。Python与计算机沟通（续）现在请大家继续在VSCode软件上，输入如下Python代码，可以把你的名字替换到单引号内：print('你的名字')运行结果：你的名字特别说明：Python代码区分大小写。在编写Python语句的时候一定只能使用英文输入法！变量和赋值想要把自己的名字存入计算机，让计算机帮忙保存信息，就需要使用变量和赋值的方法。变量是用于存储数据的计算机内部空间。变量含有变量名和变量值。变量名是一种标识符，标识符就像是一个人的名字，它的主要作用就是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称，可以理解为这个空间的门牌号码。Python语言中，标识符必须符合如下命名规则：（1）只能是一个词；（2）只能由字母、数字和下划线组成；（3）不能以数字开头；（4）区分大小写；（5）不能使用Python函数名或关键字。从培养使用习惯的角度，尽量用能够描述包含数据内容的词语来命名。变量和赋值（示例）name="孙悟空"Python中，通过赋值操作来给变量这个空间填入数据。等号（=）就是用来给变量赋值的。等号的左边是变量名，右边是变量中的值，即变量值，也就是想要存入变量空间的信息内容。上面代码就是变量的赋值，把“孙悟空”这三个字赋值给了name这个变量。变量和赋值（修改变量值）name="孙悟空"name="哪吒"print(name)运行结果：哪吒由运行结果可见，终端上出现的结果是“哪吒”，而不是“孙悟空”。一个变量创建后，变量名就固定下来，而变量值却是可变化的。特别说明：Python中的变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建。而且变量不用定义类型，系统会自动识别。关键字关键字也称保留字，Python的关键字不能用作标识符。Python的关键字如下：and、or、not、if、elif、else、while、for、break、continue、pass、return、False、True、in、is、try、except、None、from、import、def、class、with、del、assert、as、finally、global、raise、lambda、nonlocal、yield特别说明：编程者如果自己定义和这些关键字名称相同的标识符，会导致无法预知的错误。andornotifelifelsewhileforbreakcontinuepassreturnFalseTrueinistryexceptNonefromimportdefclasswithdelassertasfinallyglobalraiselambdanonlocalyield

基本数据类型—字符串在计算机世界里，所有能输入计算机并被计算机程序处理的、具有一定意义的文字、数字、字母符号和图片、视频等统称为数据。Python中最常用的数据类型有字符串（str）、整数（int）和浮点数（float）。字符串英文为string，简写为str，就是由一个个字符串起来的组合，字符可以是数字、字母、文字，甚至是一个符号等。字符串的识别方式非常简单：被单/双/三引号括起来的内容，就表示是字符串类型。其中，三引号允许一个字符串跨多行，字符串中可以包含换行符。基本数据类型—字符串示例name="人工智能"print("Let'splayagame！")在这段代码里，人工智能、"Let'splayagame！"都属于字符串类型。基本数据类型—转义字符转义字符表示含义\(在一行的末尾时)续行符\\反斜杠符号\'单引号\"双引号\a响铃\b退格（Backspace）\000空\n换行\v纵向制表符\t横向制表符\r回车\f换页\oyy八进制数yy代表的字符，例如：\012代表换行\xyy十六进制数yy代表的字符，例如：\x0a代表换行基本数据类型—整数Python可以处理任意大小的整数，其中包括负整数。在程序中用十进制表示整数方法和数学上的写法一模一样print(20200130)运行结果：20200130如：1、100、-8080、0等。下列语句都是合法的语句：a=15b=1090065489c=23+45098基本数据类型—浮点数浮点数就是带小数点的数字，由整数部分和小数部分组成。例如：8.0、3.14159等。特别说明：在Python中，浮点数运算可能会产生精度丢失的问题，需要时可以使用decimal模块进行高精度计算。算术运算符Python的运算符有很多种，Python的算术运算符是完成基本算术运算的符号。算术运算符表：+：加，两个数相加-：减，两个数相减*：乘，两个数相乘/：除，两个数相除%：取余，两数相除的余数//：整除，两数相除取整数部分**：幂运算，返回x的y次方特别说明：Python中除法运算的结果永远是浮点数。运算符优先级表：运算符优先级（从高到低）1级：**（指数）2级：+、-、~（正负号、按位取反）3级：*、/、%、//（乘、除、取余、整除）4级：+、-（加、减）5级：<<、>>（位移动）6级：&（按位与）7级：^（按位异或）8级：|（按位或）9级：==、!=、>、<、>=、<=、is、isnot、in、notin（比较、成员）10级：not（逻辑非）11级：and（逻辑与）12级：or（逻辑或）13级：=、+=、-=、*=、/=、%=、**=（赋值）运算符示例—水仙花数magic="是个水仙花数"expression=1×1×1+5×5×5+3×3×3number=153print(str(number)+expression+magic)print(153+expression+magic)运行结果：153=1×1×1+5×5×5+3×3×3是个水仙花数数据类型转换Python提供了丰富的内置函数用于满足编程需求：int()：将字符串或浮点数转换为整数float()：将字符串或整数转换为浮点数str()：将任意类型转换为字符串特别说明：str()函数在应用过程中并没有改变number变量的数据类型，只是在使用的时候给变量加上了一层外壳。float()函数括号里面的数据如果是字符串类型，那这个数据一定得是数字形式。数据类型转换（示例）示例：int(1.8)运行结果：1但浮点数是可以被int()函数转换的。运行结果：...特别说明：float()函数括号里面的数据如果是字符串类型，那这个数据一定得是数字形式。input()函数input()函数是输入函数。input()括号中的参数是等待输入时的提示信息。程序执行到input()函数时将等待用户从键盘输入数据。如果括号中带有参数，这时将显示提示信息。如下段代码：执行到“name=input('请输入你的名字:')”时，系统提示“请输入你的名字:”，等待用户输入，用户输入后按回车键后继续运行。name=input('请输入你的名字:')print(name)input()函数（续）特别说明：无论输入的是字符串还是数字，input()函数统一返回字符串类型。使用input()函数输入的字符串需要用引号括起来。AI实验室—任务发布超市记事本任务：设计一个超市购物记录程序，记录商品名称、单价、数量，计算总金额。软件环境：Python3.x，VSCode开发环境。AI实验室—任务环境本任务软件环境需要配置好Python3.x语言环境，并安装有相应的编程集成开发环境。系统流程图：开始→输入商品信息→计算总金额→输出清单→结束。系统流程图AI实验室—任务实施超市记事本核心代码：name=input('请输入商品名称：')price=float(input('请输入商品单价：'))count=int(input('请输入购买数量：'))total=price*countprint(f'商品名称：{name}')print(f'单价：{price}，数量：{count}')print(f'总金额：{total}')运行结果：...请输入商品的名称:牛奶请输入商品的单价:3.5请输入商品的