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編程語言和Python

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Python開發環境搭建

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變量

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循環語句

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容器

字符串

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字典

集合

案例-員工管理系統

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基礎課程概述

本階段課程分爲三大部分, 分別以下:

Python開發環境搭建

Python語法規則

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1 Python開發環境

學習目標:

1. 可以說出計算機有那兩部分組成

2. 可以說出操做系統的做用

3. 可以說出編程語言的做用

4. 可以說出解釋器的做用

5. 可以說出Python解釋器種類

6. 可以說出目前Python主流的兩大版本是哪些

7. 可以說出在不一樣系統上搭建Python開發環境的流程

8. 知道Python語言歷史、優缺點、應用領域

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1.1計算機組成

學習目標:

1. 可以說出計算機有那兩部分組成

2. 可以說出操做系統的做用

計算機是能夠進行數值計算和邏輯運算, 而且具備存儲功能的電子機器.

計算機由硬系統件和軟件系統組成.

計算機組成

1.1.1 硬件系統

主要分爲主機和外設兩部分, 是指那些構成計算機系統的物理實體, 它們主要由各類各樣的電子器件和機電裝置組

成.

運算器:　負責數據的算術運算和邏輯運算，即數據的加工處理.

控制器:　是整個計算機的中樞神經，分析程序規定的控制信息，並根據程序要求進行控制，協調計算機各部

分組件工做及內存與外設的訪問等.

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運算器和控制器統稱中央處理器（即CPU).

存儲器:　實現記憶功能的部件，用來存儲程序、數據和各類信號、命令等信息，並在須要時提供這些信息.

輸入設備:　實現將程序、原始數據、文字、字符、控制命令或現場採集的數據等信息輸入到計算機.

輸出設備:　實現將計算機處理後生成的中間結果或最後結果（各類數據符號及文字或各類控制信號等信息）

輸出出來.

1.1.2 軟件系統

主要分爲系統軟件和應用軟件，是指計算機證運行所需的各類各樣的計算機程序。

系統軟件的任務是既要保證計算機硬件的正常工做，又要使計算機硬件的性能獲得充分發揮，而且爲計算機用戶提

供一個比較直觀、方便和友好的使用界面.

1.1.2.1 操做系統

沒有安裝操做系統的計算機, 一般被稱爲裸機

若是想在 裸機 上運行本身所編寫的程序, 就必須用機器語言書寫程序.

操做系統功能示意圖

操做系統提供如下功能:

給用戶間接操做硬件的方式

圖形窗口方式

終端命令方式

給開發者提供的間接操做硬件的方式

系統調用

簡言之: 主要做用是管理好硬件設備, 併爲用戶和開發者提供一個簡單的接口, 以便於使用.

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1.1.2.2 驅動程序

驅動程序: 驅動程序指的是設備驅動程序, 是一種可使計算機和設備通訊的特殊程序. 操做系統經過這個程序操做

和控制硬件設備工做, 若是某設備的驅動程序沒有正確安裝, 該設備則沒法工做. 因此通常操做系統安裝完畢以後,

首要就是要安裝硬件設備的驅動程序, 不過大多數狀況下, 咱們並不須要安裝驅動程序, 例如硬件、顯示器、光驅就

不須要安裝驅動程序, 而顯卡、聲卡、攝像頭、打印機等就須要安裝驅動程序.

好比, 讓聲卡播放音樂, 它首先會發送響應的指令到聲卡驅動程序, 聲卡驅動程序接受到後, 立刻將其翻譯成聲卡才

能聽懂的電子信號命令, 從而讓聲卡播放音樂.

簡言之, 驅動程序提供了硬件到操做系統的一個接口以及協調兩者之間的關係. 扮演者硬件和操做系統之間的

一個橋樑的做用.

1.1.3 計算機運行程序的過程

咱們從計算機如何播放音樂, 來了解計算機執行程序的過程.

程序運行過程

1. 雙擊應用程序, 應用程序中的指令和數據就會加載到內存中.

2. CPU從內存中獲取指令並執行, 在內存中存儲運行以後的數據.

3. CPU控制硬件進行相應的操做.

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1.1.4 小結

1. 計算機是可以進行數值運算、邏輯運算, 而且具備存儲功能的電子設備.

2. 計算機由硬件系統和軟件系統構成.

3. 計算機中全部程序的運行都是在內存中進行的, 暫時存放CPU中的運算數據.

4. 操做系統的做用就是來管理硬件, 爲普通用戶和開發者提供一種間接控制硬件的方式.

5. 操做系統爲普通用戶提供了終端、圖形化操做硬件的方式.

6. 操做系統爲開發者提供了系統調用操做硬件的方式.

7. 驅動程序扮演操做系統和硬件之間的橋樑.

1.1.5 思考

咱們能夠直接控制硬件嗎? 缺點是什麼?

爲何程序運行時, 要將程序數據存儲在內存中? 內存的做用是什麼?

計算機中程序的執行流程是什麼樣的?

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1.2 編程語言

學習目標:

1. 可以說出編程語言的做用

2. 可以說出解釋器的做用

3. 可以說出Python解釋器種類

1.2.1 編程語言

咱們如何根據本身的需求控制硬件? 編程語言

編程語言(計算機語言)是人們爲了控制計算機, 而設計的一種符號和文字的組合, 從而實現向計算機發出指令.

形式是符號和文字的組合.

目的是爲了控制計算機硬件.

Python語言就是一種編程語言, 由符號和文字組成的, 使用Python語言的目的就是爲了控制計算機硬件進行工做.

1.2.2 解釋器

編程語言是文字和符號的組合, CPU只能認識機器指令, 機器指令的表現方式就是0和1的組合. 這顯然很矛盾?

此時, 須要一箇中間角色負責將文字和符號轉換爲機器指令, 這個負責轉換的角色叫作解釋器. 解釋器本質上就是一

個運行在操做系統上的應用程序.

Python語言若是想要被CPU讀懂, 也須要一箇中間的翻譯程序.

1.2.3 Python 語言解釋器

Python語言是解釋型程序, 也就是說Python語言是讀一行解釋執行一行的方式進行工做的. 解釋器是一個程序, 那麼

可使用其餘的程序來編寫這個解釋器.

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使用C語言編寫的CPython解釋器(官方版本).

Java語言編寫的Jython解釋器.

C#語言編寫的IronPython解釋器.

Python語言編寫的PyPy解釋器.

1.2.4 小結

1. Python語言是符合和文字的組合, 目的是用來向計算機發送指令, 控制計算機工做.

2. Python解釋器是運行在操做系統之上的一個特殊功能的應用程序.

3. 解釋器負責將編程語言的符合和文字轉換爲計算機可以識別的計算機語言.

4. Python解釋器程序能夠由不一樣的語言的編寫, 官方解釋器使用C語言編寫, 稱之爲CPython解釋器.

1.2.4 思考

咱們在Windows上編寫的Python程序是否能夠在Linux、Mac或者其餘種類的操做系統上運行呢? 若是但願在其餘

操做系統上運行, 咱們須要作哪些工做呢？

答案圖示

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1.3 Python 語言介紹

學習目標

1. 可以說出 Python 語言應用領域

1.3.1 Python 做者簡介

Python 的做者, Guido von Rossum (吉多·範·羅蘇姆, 中國Python程序員都叫他 龜叔), 荷蘭人. 1982年, 龜叔從阿姆

斯特丹大學得到了數學和計算機碩士學位. 然而, 儘管他算得上是一位數學家, 但他更加享受計算機帶來的樂趣. 用

他的話說, 雖然擁有數學和計算機雙料資質, 他總趨向於作計算機相關的工做, 並熱衷於作任何和編程相關的事情.

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吉多·範·羅蘇姆

1.3.2 Python 語言的發展歷史

80 年代我的電腦浪潮, 電腦配置很低, 因此你們都使用相似於C語言這樣的程序語言, 但使用C語言使得程序員

必須像計算機同樣思考, 寫出符合機器口味的程序. 不利於咱們使用人思考問題的方式解決問題, 對於一些複雜

問題, 會使得編碼比較複雜.

吉多但願編碼簡單, 功能又強大. 因而在 1991 年, 誕生了第一個 C 語言實現的 Python 解釋器.

計算機硬件愈來愈強大, Python 又容易使用, 因此許多人開始轉向 Python. 這些來自不一樣領域的開發者, 將不一樣

領域的優勢帶給了 Python.

從 Python 2.0開始, Python 轉爲徹底開源的開發方式, Python 也得到了更加高速的發展.

1.3.3 Python 語言的版本

Python 目前有兩個版本, Python2 和 Python3, 最新版分別爲 2.7.15 和 3.6.5, 其中 Python2 截止到 2020 年中止更

新.

1.3.4 Python 語言的優缺點

易學. Python 有極其簡單的語法, 學習極其容易上手.

開源.

可移植性. Python 已經被移植在許多平臺上. 這些平臺包括 Linux、Windows、Mac OS、FreeBSD、Windows

CE 甚至還有 Symbian、Android 平臺.

豐富的庫. Python 標準庫確實很龐大. 除了標準庫之外，還有許多其餘高質量的庫.

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2018年5月全球編程語言排行榜

1.3.5 Python 語言應用領域

Web應用開發.

網絡爬蟲.

桌面軟件.

操做系統管理.

...

1.3.6 小結

1. Python 的做者叫吉多.

2. 第一個 Python 解釋器誕生於 1991 年.

3. Python 目前存在兩大版本, Python2 和 Python3, 主流版本爲 Python3.

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4. Python 簡單、易學、開源、擴展性強、有豐富的庫.

5. Python 能夠用來作 Web 網站、網絡爬蟲、操做系統管理.

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1.4 Python開發環境搭建

學習目標

1. 可以說出在不一樣系統上搭建 Python 開發環境的流程

Python 程序開發通常包含兩部分, 編寫 Python 程序和運行 Python 程序, 因此一個 Python 開發環境主要包含兩部

分:

編輯Python代碼的編輯器.

運行Python代碼的解釋器.

1.4.1 Python解釋器 + 普通文本編輯器

普通文本編輯器咱們可使用 Windows 系統自帶的 txt 文本編輯器、notepad++、sublime、editplus、ue 等等. 任

何可以進行文本編輯的軟件均可以做爲 Python 程序開發的代碼編輯器.

1.4.2 Python解釋器 + 交互式終端

在安裝 Python 解釋器時安裝了交互式終端. 咱們能夠經過在命令行窗口中, 輸入 Python 或者 Python2 或者

Python3 進入不一樣 Python 版本的交互式終端.

交互式終端圖示

1.4.3 Python解釋器 + 集成開發環境(IDE)

集成開發環境(IDE, Integrated Development Environment)是用於提供程序開發環境的應用程序, 通常包括代碼編輯

器、編譯器、調試器和圖形用戶界面等工具. 集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開

發軟件服務套. 全部具有這一特性的軟件或者軟件套(組)均可以叫集成開發環境.

咱們使用 PyCharm 這款集成開發環境(IDE). 該軟件提供了 Windows、Linux、Mac三個版本, 可依據實際開發平臺

選擇.

PyCharm的具體使用, 演示內容以下:

1. PyCharm 在 Windows、Linux、Mac 都有對應版本, 基礎班可以使用免費的社區版本.

2. 如何建立項目, 注意不一樣版本的 PyCharm 在建立項目時指定解釋器. 但願學生的版本和講師的版本統一.

3. 介紹 PyCharm 編輯器的各個項目結構區域、代碼編輯區域、以及如何執行一個python 程序.

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4. 介紹如何配置 PyCharm 的字體、顏色、風格, 以及如何配置項目解釋器.

1.4.4 小結

1. Python 的開發環境包含兩部分: Python 解釋器和代碼編輯器.

2. 編寫 Python 程序可使用普通文本編輯器、交互式終端環境、集成開發環境.

3. 咱們在開發中主要使用集成開發環境 PyCharm.

1.4.5 思考

請問: 在 Linux 操做系統上編寫 Python 程序, 咱們須要作哪些準備工做? 安裝哪些軟件?

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2. Python基礎語法

學習目標:

1. 可以說出註釋的做用以及使用註釋的語法

2. 可以說出什麼是標識符、什麼是關鍵字

3. 可以說出變量的做用

4. 可以說出變量類型的做用

5. 可以說出不一樣類型的數據之間的運算規則

6. 可以說出 Python 中的運算符的種類

7. 可以說出 print 函數的做用

8. 可以說出 input 函數的做用

9. 可以說出爲何要進行類型轉換

10. 可以說出在 Python 中如何定義變量

11. 可以說出 if 分支語句的做用

12. 可以說出 if 語句的語法格式

13. 可以說出 while 循環語句的做用

14. 可以說出 while 循環的語法格式

15. 可以說出 break 在循環語句中的做用

16. 可以說出 continue 在循環語句中的做用

17. 可以說出函數的做用

18. 可以說出函數定義的的語法格式

19. 可以說出函數編寫的單一職責原則是什麼

20. 可以說出函數文檔的做用

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2.1 註釋

學習目標:

1. 可以說出註釋的做用

2. 可以說出註釋的語法格式

3. 可以說出添加和取消註釋的快捷方式

2.1.1 註釋的做用

註釋是編寫程序時, 寫程序的人給一個語句、程序段、函數等的解釋或提示, 能提升程序代碼的可讀性.

註釋就是對代碼的解釋和說明, 其目的是讓人們可以更加輕鬆地瞭解代碼.

如何在程序文件中添加的解釋說明文字, 不會被解釋器當作程序代碼運行 ?

咱們須要告訴解釋器那一行是註釋.

2.1.2 註釋語法格式

1. 單行註釋

# 這是註釋內容

print('hello world!')

print('hello world!') # 在代碼後也能夠編寫註釋

2. 多行註釋

"""

代碼完成的功能是, 打印輸出hello world

1. 首先調用 print 函數

2. 給 print 函數傳入要打印輸出的參數

"""

print('hello world!')

3. 快捷鍵註釋

快捷鍵增長註釋: ctrl + /

2.1.3 小結

1. 註釋的做用是解釋說明代碼.

2. 註釋分爲單行註釋和多行註釋.

3. PyCharm 可使用 ctrl + / 註釋快捷鍵.

4. 註釋的恰當用法是彌補咱們沒法用代碼表達意圖. 當代碼修改時, 程序員要堅持維護本身的註釋.

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2.2 變量

學習目標:

1. 可以說出什麼是標識符、什麼是關鍵字

2. 可以說出變量的做用

3. 可以說出變量類型的做用

4. 可以說出不一樣類型的數據之間的運算規則

5. 可以說出 Python 中的運算符的種類

6. 可以說出 print 函數的做用

7. 可以說出 input 函數的做用

8. 可以說出爲何要進行類型轉換

9. 可以說出在 Python 中如何定義變量

2.2.1 變量的做用

編寫程序的目的就是將待處理的數據, 通過程序計算, 得出結果數據.

計算器舉例:

1. 咱們經過鍵盤輸入的操做數.

2. 程序是否須要得到鍵盤輸入的數據? 得到數據以後是否要將數據臨時保存, 便於後續計算?

3. 輸出運算結果.

變量是在程序運行過程當中, 臨時存儲程序所須要計算的數據.

2.2.2 變量定義語法

那麼在 Python 如何定義一個變量呢?

變量在程序中表現爲一個惟一不重複的名字, 只需定義一個名字, 給這個名字變量賦值便可.

注意: 變量意味着存儲的數據是能夠變化的.

# 定義一個變量, 名字爲 val, 這個變量臨時存儲的值爲 100

val = 100

# 下面將這個變量的值, 更改成其餘的值 200

val = 200

注意: 這裏的等號(=), 叫作賦值運算符, 表示將=號後面的數據存儲到名字爲=號前面的名字變量裏.

在取變量名時有什麼須要注意的地方嗎？

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1. 標識符由字母、下劃線和數字組成，且數字不能開頭.

2. python中的標識符是區分大小寫的.

3. 變量名通常用小寫加下劃線組成.

4. 不能和關鍵字和已有的名字衝突.

什麼是關鍵字? 就是已經被 Python 佔用的一些名字.

2.2.3 變量的類型

咱們臨時存儲數據的目的是爲了計算, 獲取最終結果. 數據在運算過程當中, 不一樣類型的數據之間的運算規則是不一樣的.

例如: 兩個整數的運算規則和一個是整數、一個是'abc'字符串運算規則是不同的.

也就是說在數據運算過程當中, 不一樣的數據類型約束了數據之間的運算規則.

下面咱們先了解下, 在 Python 中的數據都有哪些類型?

數字類型: 整數和小數

字符串類型: 除了數字類型的數據, 咱們處理更多的就是字符串類型數據, 例如 Word 中編輯文本, 其實就是在處

理文本信息, 這些文本信息就是字符串類型.

在 Python 程序裏, 不管任何字符寫到兩個單引號或者雙引號內部, 咱們稱之爲字符串. 例如: 'abcd'

布爾類型: 用於表示邏輯運算結果, 該變量只有兩個值, True 或 False.

注意: Python中定義變量時不須要指定類型, Python 會根據變量的值來推導變量的類型. 咱們可以使用 type() 函數

來查看變量的類型.

函數指的是一個單獨的功能. type 函數的功能就是爲了得到變量的類型.

2.2.3 不一樣類型之間的運算規則

咱們通常不會將數字類型的數據和布爾類型的數據進行運算, 也不會將字符串類型的數據和布爾類型進行運

算, 這樣作毫無心義.

咱們須要藉由 Python 提供的算術運算符來完成變量之間的運算, Python 提供了兩種: 算術運算符和複合運算符.

算術運算符

運算符 描述 實例

+ 加 10 + 20 = 30

- 減 10 - 20 = -10

* 乘 10 * 20 = 200

20