《Python程序設(shè)計基礎(chǔ)》-課件全套 李麗 項目1-10　Python 基礎(chǔ)知識及環(huán)境搭建-綜合性任務(wù)實踐

任務(wù)1認識Python01任務(wù)2安裝與配置Python開發(fā)環(huán)境02任務(wù)3安裝與使用代碼編輯器（VSCode）03任務(wù)4運行第一個Python程序041任務(wù)1認識Python21.了解編程語言的概念、分類和特點2.?了解兩類高級語言（編譯型語言和解釋型語言）的概念和區(qū)別3.?熟悉Python的概念、特點、應(yīng)用領(lǐng)域和常用版本任務(wù)目標3一、編程語言編程語言是一種人與機器交流和溝通的工具，類似于日常使用的中文、英文等，但是溝通的主體與對象從人與人變成了人與機器。編程語言是用來定義計算機程序的形式語言。當我們需要讓計算機做些什么時，會向其發(fā)送一系列指令，這一系列指令就是程序，而編程語言則是這些程序標準化、規(guī)范化的結(jié)果。編程語言也稱“計算機語言”，隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷演變。根據(jù)編程語言的發(fā)展階段，可以將其分成機器語言、匯編語言、高級語言三大類。相關(guān)知識41.機器語言機器語言是使用二進制代碼表示的，計算機能直接識別和執(zhí)行的一種機器指令的集合，常用于計算機發(fā)展的早期階段。機器語言是指機器能直接識別的程序語言或指令代碼，無須經(jīng)過翻譯，每一個操作碼在計算機內(nèi)部都由相應(yīng)的電路來完成；或指不經(jīng)過翻譯即可被機器直接理解和接受的程序語言或指令代碼。機器語言使用絕對地址和絕對操作碼。不同的計算機有各自的機器語言，即指令系統(tǒng)。5計算機的設(shè)計者通過計算機的硬件結(jié)構(gòu)，使用機器語言賦予計算機操作功能。機器語言具有靈活、直接執(zhí)行和速度快等特點。不同型號的計算機，其使用的機器語言是不相通的。按照一種計算機的機器指令編制的程序，不能在另一種計算機上執(zhí)行。從使用的角度看，機器語言易于計算機理解，但很難編程、調(diào)試和修改，因此現(xiàn)在罕有人使用。62.?匯編語言匯編語言也稱符號語言，是編程語言發(fā)展的第二個階段，常用于底層程序的設(shè)計。為了幫助人們理解與使用匯編語言，常用助記符代替機器指令的操作碼，用地址符或標號代替指令或操作數(shù)的地址。與機器語言相比，匯編語言的可讀性雖然有所提高，但其可移植性仍然很差，對編程人員的要求較高。在不同的設(shè)備中，匯編語言對應(yīng)著不同的機器語言指令集，通過匯編過程轉(zhuǎn)換成機器指令。特定的匯編語言和特定的機器語言指令集是一一對應(yīng)的，不同平臺之間不可直接移植。7也正是由于這種機器相關(guān)性，匯編語言執(zhí)行速度快、效率高。匯編語言是計算機提供給用戶的最快、最有效的語言，雖然與高級語言相比，其可讀性還是較差，但是采用匯編語言編寫的程序保持了機器語言直接的特點，用它可以有效地訪問和控制計算機的各種硬件設(shè)備，這是高級語言無法取代的。不過，由于編寫和調(diào)試匯編語言程序要比高級語言程序復雜，因此，通常將其與高級語言配合使用。83.?高級語言高級語言是相對于匯編語言（低級語言）而言的，并不特指某一種具體語言，而是包括很多編程語言在內(nèi)，如C語言、Java、Python等。為了提高程序開發(fā)效率，便于開發(fā)人員理解，高級語言是參照數(shù)學語言設(shè)計的較接近于自然語言的編程語言。高級語言基本脫離了機器的硬件系統(tǒng)，相對低級語言有較高的可讀性，更易理解。9高級語言作為用戶層面的編程工具，用戶并不需要了解硬件的結(jié)構(gòu)，只需要用邏輯語言實現(xiàn)想要的目標。但是，由于高級語言的架構(gòu)高于匯編語言，不能用它編寫直接訪問硬件資源的系統(tǒng)程序，因此，高級語言必須調(diào)用匯編語言編寫的程序來訪問硬件地址。本教材要講解的Python是計算機高級語言的一種。10二、編譯型語言和解釋型語言高級語言的程序源碼較接近自然語言和數(shù)學公式，無法直接執(zhí)行，而計算機的中央處理器（centralprocessingunit，CPU）卻只能識別二進制指令，所以程序在被CPU運行之前必須經(jīng)過一個將源碼轉(zhuǎn)換成二進制指令的過程。根據(jù)將源碼轉(zhuǎn)換成二進制指令的時間不同，將高級語言分為編譯型語言和解釋型語言兩類。111.編譯型語言使用編譯型語言（如C語言、C++等）開發(fā)完成程序后，需要將所有的源碼一次性轉(zhuǎn)換成二進制指令，并生成一個可執(zhí)行文件（如Windows系統(tǒng)中的“.exe”文件等），所使用的轉(zhuǎn)換工具被稱為編譯器，可執(zhí)行程序里面的代碼就是二進制指令形式的機器碼。12編譯型語言具有以下特點。●可脫離開發(fā)環(huán)境運行。由于可執(zhí)行程序里面包含的是已經(jīng)轉(zhuǎn)換完成的二進制指令形式的機器碼，因此在運行程序時，只需要編譯可執(zhí)行程序，不再需要源碼和編譯器，所以編譯型語言可以脫離開發(fā)環(huán)境運行。●可執(zhí)行程序不能跨平臺。不同操作系統(tǒng)對于可執(zhí)行文件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著截然不同的要求，彼此之間不能兼容。另外，相同操作系統(tǒng)中的不同版本也不一定兼容?！裨创a不能跨平臺。不同平臺支持的函數(shù)、類型、變量等可能會不同，基于某個平臺編寫的源碼一般不能在另一個平臺下編譯。132.解釋型語言解釋型語言每次執(zhí)行程序都需要一邊轉(zhuǎn)換一邊執(zhí)行，用到哪些源碼就將哪些源碼轉(zhuǎn)換成機器碼，而不會像編譯型語言一樣生成一個可執(zhí)行文件，用不到的就不進行任何處理。每次執(zhí)行程序時，用到的功能可能不同，這時需要轉(zhuǎn)換的源碼也不一樣。解釋型語言（如Python、JavaScript、PHP等）所使用的轉(zhuǎn)換工具被稱為解釋器。14解釋型語言具有以下特點。●無法脫離開發(fā)環(huán)境。由于解釋型語言是一邊執(zhí)行一邊轉(zhuǎn)換的，所以需要源碼和解釋器?！裰С挚缙脚_。由于存在針對不同平臺開發(fā)的不同解釋器，因此，解釋型語言的源碼可以在不同的平臺下執(zhí)行，執(zhí)行時使用相應(yīng)的解釋器進行源碼轉(zhuǎn)換?！駡?zhí)行效率低。解釋型語言的執(zhí)行效率低是相對于編譯型語言來說的。因為每次執(zhí)行程序都需要重新轉(zhuǎn)換源碼，所以解釋型語言的執(zhí)行效率偏低，甚至與編譯型語言的執(zhí)行效率存在數(shù)量級的差距。15三、Python基礎(chǔ)知識1.?Python的概念1989年，荷蘭人GuidovanRossum（以下簡稱Guido）發(fā)明了一種面向?qū)ο蟮慕忉屝途幊陶Z言，并將其命名為Python。Python一詞的英文原意是“蟒蛇”，這也是Python的蟒蛇圖標的由來。Python隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展與計算機性能的不斷提升而不斷更新演變，其維護團隊和社區(qū)為其設(shè)計了各種豐富和強大的庫。利用這些庫，Python可以很輕松地和基于其他語言的各種模塊（尤其是C語言和C++）結(jié)合在一起，這也是Python被稱為“膠水”語言的原因。162.?Python的特點Python作為目前被廣泛應(yīng)用的編程語言，具有以下優(yōu)點。●語法、結(jié)構(gòu)簡單。Python具有相對較少的關(guān)鍵字和明確定義的語法，相對于傳統(tǒng)編程語言（如C語言、C++），Python沒有那么嚴格的格式要求，從而降低了學習的門檻。●開源。Python的開源分為兩部分，一是程序員編寫的Python代碼是開源的，可以直接查看其源碼并對其進行相應(yīng)的修改；二是Python的解釋器和模塊是開源的，這樣可以讓所有用戶參與到改進Python性能、彌補Python漏洞的過程中。17●社區(qū)活躍性高。Python擁有眾多可以實現(xiàn)不同功能的模塊，還有著一個發(fā)展良好、活躍的用戶社區(qū)，可以輕松實現(xiàn)所有常用的功能。●可拓展性強。Python具有豐富而強大的類庫，這些類庫的底層代碼不一定都是用Python編寫的，還有很多C/C++的“身影”，所以在Python程序中可以很輕松地調(diào)用C/C++程序。18同時，Python具有以下缺點。●運行速度慢。Python是解釋型語言，需要一邊運行一邊轉(zhuǎn)換，并且由于Python是高級語言，屏蔽了許多底層細節(jié)，所以在運行時還要多做很多工作，其中的某些工作非常消耗資源，如管理內(nèi)存等，多種原因?qū)е翽ython的運行速度相對較慢?！翊a加密困難。因為Python本身是一種解釋型語言，它的源碼在運行時會被解釋器轉(zhuǎn)換成機器代碼，這就意味著，任何有足夠技術(shù)知識的人都可以查看和修改Python源碼。193.?Python的應(yīng)用領(lǐng)域作為一種入門簡單、功能強大且通用的編程語言，Python一經(jīng)發(fā)布就在國際上廣受好評，市場占有率逐年提高。目前，Python的應(yīng)用領(lǐng)域主要有人工智能、科學計算、Web開發(fā)、系統(tǒng)運維、大數(shù)據(jù)、金融等。204.Python2和Python3的區(qū)別目前，在Python官網(wǎng)中同時發(fā)行了Python2和Python3兩個版本。與Python2相比，Python3在語句輸出、編碼、運算和異常處理等方面做出了一系列調(diào)整。需要注意的是，Python3在設(shè)計時并沒有考慮向下兼容，即許多針對早期的Python版本設(shè)計的程序都沒辦法在Python3上正常執(zhí)行，并且早期版本和Python3的拓展庫之間存在差別，這導致舊系統(tǒng)向新版本遷移時較困難。但相對于Python2，Python3做出的各種改動使其更加合理、高效和人性化。21任務(wù)2

安裝與配置Python開發(fā)環(huán)境221.了解集成開發(fā)環(huán)境的概念和作用。2.能在Windows系統(tǒng)中安裝Python開發(fā)環(huán)境。3.能在Linux系統(tǒng)中安裝Python開發(fā)環(huán)境。任務(wù)目標23集成開發(fā)環(huán)境（intergrateddevelopmentenvironment，IDE）是用于提供程序開發(fā)環(huán)境（即開發(fā)人員用來編寫、測試和調(diào)試代碼的工作環(huán)境）的應(yīng)用程序，一般集成了代碼編輯器、調(diào)試器、編譯器和其他開發(fā)工具的軟件應(yīng)用程序，旨在為程序員提供便捷的程序開發(fā)環(huán)境。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以稱為集成開發(fā)環(huán)境，如微軟的VisualStudio系列，Borland的C++Builder、Delphi系列等。程序可以獨立運行，也可以和其他程序并用。相關(guān)知識24IDE和代碼編輯器是兩種不同的開發(fā)工具，IDE是一個綜合性的開發(fā)環(huán)境，集成了多種工具，如代碼編輯器、調(diào)試器、編譯器等，旨在為開發(fā)人員提供一站式的開發(fā)體驗；而代碼編輯器專注于文本編輯，提供了基本的代碼編輯功能，但通常不包含其他開發(fā)工具。25從開始在主機或終端機開發(fā)程序起，IDE逐漸成為必要的工具。早期的編程語言在被送進編譯器進行處理之前，必須先經(jīng)過流程圖處理，再撰寫表格、打卡，所以當時并不需要IDE。BASIC（Beginner’sAll-purposeSymbolicInstructionCode，初學者通用符號指令代碼）是第一種有IDE的編程語言，也是第一種可以直接在主機或終端機中開發(fā)程序的編程語言，該IDE以命令行的方式呈現(xiàn)，與現(xiàn)代IDE的菜單和圖形界面不同。然而，它卻完整地整合了編輯、文件管理、編譯、調(diào)試、執(zhí)行等功能，具有現(xiàn)代IDE的特性。26IDE將各種命令行開發(fā)工具集成在一起，提供了一個抽象化的工具，從而縮短了開發(fā)人員學習編程語言的時間。IDE并不是把各種功能簡單地拼裝在一起，而是把它們有機地結(jié)合起來，統(tǒng)一在一個圖形化操作界面下，為程序設(shè)計人員提供盡可能高效、便利的服務(wù)。27作為伴隨編程語言發(fā)展而出現(xiàn)的工具，IDE具有以下優(yōu)點?！窆?jié)省時間和精力。IDE的出現(xiàn)讓開發(fā)更加快捷、方便，通過提供各種工具和性能，幫助開發(fā)者組織資源，減少失誤?！裥纬山y(tǒng)一的工作標準。當多名程序設(shè)計人員共用同一開發(fā)環(huán)境時，形成了統(tǒng)一的工作標準。當IDE提供預設(shè)模板或不同團隊共享代碼庫時，這一現(xiàn)象更加明顯。●便于管理開發(fā)工作。首先，IDE提供文檔工具，可自動插入開發(fā)者的注釋，或強制在不同區(qū)域編寫評論。其次，IDE能夠展示資源，方便定位應(yīng)用所在位置，無須費力在文件系統(tǒng)中搜索。28IDE也存在一些缺點，具體如下?！駨碗s度高。一些IDE的界面可能相對復雜，可能使開發(fā)者感到混亂，特別是在首次使用時。●資源占用較大。由于IDE通常包含許多功能和工具，它們可能占用較多的系統(tǒng)資源，導致計算機性能下降，尤其是在使用較久的計算機上?！癫混`活。有些IDE可能對特定的開發(fā)任務(wù)非常好用，但在其他領(lǐng)域可能不太適用，這可能導致開發(fā)者在更廣泛的項目中受到限制。29任務(wù)3

安裝與使用代碼編輯器（VSCode）301.了解Python的主流IDE及各自的特點。2.能在Windows系統(tǒng)中安裝VSCode。3.能在Linux系統(tǒng)中安裝VSCode。任務(wù)目標31一、PyCharmPyCharm帶有一整套可以幫助用戶在使用Python開發(fā)程序時提高工作效率的工具，如調(diào)試、語法高亮、項目管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制等工具。此外，PyCharm還提供了一些高級功能，用于支持Django框架下的專業(yè)網(wǎng)頁開發(fā)。這些功能使PyCharm成為Python專業(yè)開發(fā)人員和入門開發(fā)人員的有力工具。PyCharm允許創(chuàng)建插件來增強用戶體驗，合理利用插件還能進一步提升編程體驗。然而PyCharm存在內(nèi)存消耗大和物理磁盤空間占用偏高、啟動速度慢、界面復雜、體量“臃腫”等問題，初學者想要熟練使用PyCharm還需要一定的練習時間?；A(chǔ)知識3233二、VSCodeVSCode是微軟公司開發(fā)的強大的跨平臺源碼編輯器，是一個較完整的開發(fā)工具集，它包括整個開發(fā)調(diào)試周期需要的絕大部分工具，如統(tǒng)一建模語言（unifiedmodelinglanguage，UML）工具、IDE等，具有完備的代碼開發(fā)、調(diào)試、管理功能。VSCode還專門針對提高編程速度這一點進行了一系列調(diào)整和優(yōu)化，其強大的自動補全功能以及各種人性化的功能快捷鍵，不論對編程速度還是編程體驗，都有大幅提升。此外，VSCode支持豐富的插件拓展，工程師們?yōu)榱颂峁└玫木幊腆w驗，開發(fā)了具有如一鍵注釋、拼寫檢查、縮進檢查等功能的插件。配合插件進行編程，編程體驗會大幅提升。34三、SublimeTextSublimeText是一個代碼編輯器，也是超文本標記語言的文本編輯器。SublimeText是由程序員JonSkinner于2008年1月開發(fā)的，它最初被設(shè)計為一個具有豐富拓展功能的Vim插件。SublimeText具有美觀的用戶界面和強大的功能，如具有代碼縮略圖、代碼段等工具，此外，可以自定義按鍵綁定菜單和工具欄。SublimeText的主要功能包括拼寫檢查、即時項目切換、多選擇、多窗口等。SublimeText是一個跨平臺的編輯器，同時支持Windows、Linux、macOS等系統(tǒng)。然而，SublimeText存在更新緩慢、界面友好程度差、插件安裝速度緩慢甚至時常安裝失敗等問題，因此初學者學習使用該軟件要花費不少的時間。35四、AtomAtom是GitHub（面向開源及私有軟件項目的托管平臺）專門為程序設(shè)計人員推出的一個跨平臺文本編輯器，具有簡潔、直觀的用戶界面，并且支持CSS、HTML、JavaScript等網(wǎng)頁編程語言。它支持宏，可自動實現(xiàn)分屏功能，同時集成了文件管理器。Atom具有強大的開發(fā)維護團隊，而且是開源項目，因此修復錯誤的速度快，生態(tài)圈成長速度快；插件管理到位，能準確找到出問題的插件。然而，Atom受限于其性能問題，啟動速度非常緩慢，使用Atom打開大文件時經(jīng)常出現(xiàn)CPU占用過高的問題。因此，使用Atom進行編程對編程者的計算機性能提出了一定的要求。36五、EclipseEclipse是一個開放源碼、基于Java的可拓展開發(fā)平臺。Eclipse還包括插件開發(fā)環(huán)境（plug-indevelopmentenvironment，PDE），這個組件可用于拓展Eclipse的功能，它允許工具開發(fā)人員構(gòu)建與Eclipse環(huán)境無縫集成的工具。由于Eclipse中的每種東西都是插件，對于給Eclipse提供插件以及給用戶提供一致的和統(tǒng)一的IDE而言，所有工具開發(fā)人員都具有同等的發(fā)揮場所，因此可以將Eclipse配置成一個Python開發(fā)環(huán)境，并且有多處可供自定義。然而，將Eclipse配置成Python開發(fā)環(huán)境的步驟較多且相對比較復雜，需要開發(fā)人員具備較好的專業(yè)能力。在以上所介紹的IDE中，輕量化的IDE有VSCode、SublimeText、Atom，而體量大、功能多的IDE有PyCharm、Eclipse。任務(wù)4

運行第一個Python程序371.了解Python的編程規(guī)范。2.了解Python的編程方式。3.能使用IDLE進行交互式編程和編寫源文件式編程。4.能使用VSCode進行編寫源文件式編程。任務(wù)目標38一、Python的編程規(guī)范良好的編程習慣不僅能夠提高編程效率，還能夠提高編寫的程序的可讀性。由于程序的開發(fā)需要開發(fā)者之間有效的溝通與協(xié)作，經(jīng)常出現(xiàn)需要閱讀源碼的情況，因此編寫的源碼的可讀性十分重要?；A(chǔ)知識391.命名規(guī)則Python對于標識符的命名非常頻繁。標識符是一個名稱，其作用是作為模塊、函數(shù)、變量、類以及其他對象的名稱。（1）Python標識符是由字符（A～Z和a～z）、下畫線和數(shù)字組成的，但第一個字符不能是數(shù)字。（2）Python標識符不能和Python中的保留字相同。（3）Python標識符不能包含空格、@、%和$等特殊字符。（4）Python標識符嚴格區(qū)分大小寫，兩個單詞拼寫相同而大小寫不同，對應(yīng)的標識符是不同的，彼此之間是完全獨立的個體。（5）Python允許使用漢字作為標識符。40在Python中，以下畫線作為開頭的標識符往往具有特殊含義，具體如下?！褚詥蜗庐嬀€開頭的標識符（如_width）表示不能直接訪問的類對象屬性，無法通過from...import的方式導入?！褚噪p下畫線開頭的標識符（如__add）表示類的私有成員?！褚詥蜗庐嬀€開頭和結(jié)尾的標識符（如_init_）是專用標識符。41此外，標識符作為不同對象的名稱時，其規(guī)則也不相同，具體如下?！衲K/包名：全為小寫字母，單詞簡單，意義明確，如果需要，可以使用下畫線，如math、sys、math_tools等?！窈瘮?shù)名：全為小寫字母，可以使用下畫線增加可讀性，如foo()、my_func()等。●變量名：全為小寫字母或全為大寫字母，可以使用下畫線增加可讀性，如age、my_var、TEM、NUM、RATE、TOTAL_COUNT等?！耦惷翰捎门了箍?，即由多個單詞組成名稱，每個單詞除第一個字母大寫外，其余的字母均小寫，如MyNumber等。422.編碼風格約定Python編碼風格應(yīng)遵守的規(guī)則如下。（1）使用空格鍵進行縮進，而不用“Tab”鍵。（2）和語法相關(guān)的每一層縮進都需要用到4個空格。（3）通常情況下，在運算符兩側(cè)、函數(shù)參數(shù)之間以及逗號兩側(cè)，都建議使用空格進行分隔。（4）每行的字符長度不應(yīng)大于80，采用ASCII或UTF-8編碼文件。（5）使用空行分隔函數(shù)和類，以及函數(shù)內(nèi)的大塊代碼。（6）不要在行尾添加分號，也不要用分號將兩條指令放在同一行。（7）按照一致的命名風格命名類和函數(shù)。433.注釋注釋用來向用戶提示或解釋某些代碼的作用和功能，它可以出現(xiàn)在代碼中的任何位置。Python解釋器在執(zhí)行代碼時會識別并忽略注釋，不做任何處理。注釋的最大作用是提高程序的可讀性。沒有注釋的代碼，會給他人閱讀此代碼帶來困擾，因此在編寫代碼時，務(wù)必加上相應(yīng)的注釋。一般情況下，合理的代碼注釋應(yīng)占源碼的1/3左右。Python支持單行注釋和多行注釋。單行注釋使用#符號注釋單行內(nèi)容，使用示例如下。#這是一個注釋print(''Hello,World!'')44多行注釋使用三個連續(xù)的單引號'''或者三個連續(xù)的雙引號''''''注釋多行內(nèi)容，使用示例如下。'''這是多行注釋，用三個單引號這是多行注釋，用三個單引號'''print(''Hello,World!'')45''''''這是多行注釋（字符串），用三個雙引號這是多行注釋（字符串），用三個雙引號''''''print(''Hello,World!'')464.?多行語句前面提到，Python代碼每行的字符長度不應(yīng)大于80。當需要輸入字符長度大于80的長語句時，可以使用續(xù)行符號“\”分成多行編寫。續(xù)行符號的使用示例如下。a=1+2+3\+4print(a)#程序運行結(jié)果如下。10475.?關(guān)鍵字與大小寫Python關(guān)鍵字即保留字，保留字是Python中已經(jīng)被賦予特定意義并帶有特殊功能的單詞，所以在開發(fā)程序時，不得用這些保留字為其他對象命名，不然會出現(xiàn)錯誤。Python中所有的保留字見下表。48Python中所有的保留字49Python中所有的保留字Python中包含的保留字可以使用下面的指令來查看。>>>importkeyword>>>keyword.kwlist['False','None','True','__peg_parser__','and','as','assert','async','await','break','class','continue','def','del','elif','else','except','finally','for','from','global','if','import','in','is','lambda','nonlocal','not','or','pass','raise','return','try','while','with','yield']50Python嚴格區(qū)分大小寫，保留字也不例外。將保留字的大小寫進行修改后，可以將其用作標識符，如for是保留字，但FOR或For就不是保留字。在實際開發(fā)中，如果使用Python的保留字作為標識符，則解釋器會提示“SyntaxError:invalidsyntax”的錯誤信息。該錯誤信息通常意味著在代碼中存在語法錯誤，可能是拼寫錯誤、缺少關(guān)鍵符號、不匹配的括號或其他編碼問題。51二、Python的編程方式Python有兩種主要的編程方式：交互式編程和編寫源文件式編程。1.交互式編程在交互式編程方式下，程序會對每條輸入語句進行即時運行。該運行方式的優(yōu)點是調(diào)試程序方便，占用資源少，適合單條語法的練習；缺點是程序無法永久保存，一旦關(guān)掉程序編寫窗口，程序?qū)⒃趦?nèi)存中被釋放。2.編寫源文件式編程在編寫源文件式編程方式下，將創(chuàng)建以“.py”為后綴的代碼源文件，用于保存所有編寫的語句，程序運行的單元就是該“.py”文件。運行程序時，里面的所有代碼是一個整體。該方式是Python的主要編程方式。52任務(wù)1

Python變量的定義和使用01任務(wù)2

Python基本輸入和輸出的使用02任務(wù)3

Python字符串常用方法的使用0353任務(wù)1

Python變量的定義和使用541.了解Python中變量的賦值和使用。2.了解Python中的數(shù)據(jù)類型及其轉(zhuǎn)換。3.能正確定義和使用整數(shù)型變量。4.能正確定義和使用浮點型變量。任務(wù)目標55一、Python中變量的賦值和使用計算機程序通常用于處理各種類型的數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)屬于不同的數(shù)據(jù)類型，支持不同的運算操作。計算機程序處理的數(shù)據(jù)通常需要放入內(nèi)存。機器語言和匯編語言直接通過地址訪問存儲于內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，而高級語言則通過變量訪問存儲于內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。相關(guān)知識56在Python3中“一切皆為對象”。對象是某個類（類型）的實例，對象由唯一的ID（身份標識號）標識。從變量到對象的連接稱為引用，引用是一種關(guān)系。對象可以看作一個個小箱子，用來裝程序中不同的數(shù)據(jù)。每個對象都有獨一無二的ID，通過變量可以找到內(nèi)存中的對象。從底層的視角解釋，就是程序中的數(shù)據(jù)以對象的形式存儲到內(nèi)存中，變量其實就是記錄對象名稱并幫助程序訪問具體對象的索引。常量的概念和變量相似，不同之處在于，變量引用會發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，而常量則引用那些不會發(fā)生變化的數(shù)據(jù)。571.Python中變量的賦值變量的賦值是指把一個變量綁定到某個對象，即在變量和對象之間建立聯(lián)系，其語法格式如下。變量名=字面量或表達式字面量是用于表達源碼中某種固定值的表示方法，它可以是整數(shù)、浮點數(shù)、字符串等。字面量是最簡單的表達式，Python基于字面量的值創(chuàng)建一個對象，并將其和變量進行綁定。對于復雜的表達式，Python先求出表達式的值，然后返回表達式結(jié)果對象，并將其和變量進行綁定。Python變量被訪問之前必須進行初始化，即被綁定到某個對象，否則會報錯。582.Python中變量的使用使用Python中的變量時，只需要知道變量的名稱即可。在Python代碼的任何地方幾乎都能使用變量。下面是一個對變量的簡單使用示例。myname="Python"print(myname)程序運行結(jié)果如下。Python59二、Python中的數(shù)據(jù)類型及其轉(zhuǎn)換Python中的變量不需要聲明，但每個變量在使用前都必須先賦值才會被創(chuàng)建。而變量實際上沒有類型，通常所說的變量是指內(nèi)存中對象的類型。1.數(shù)字類型（number）（1）整數(shù)型（int）整數(shù)就是沒有小數(shù)部分的數(shù)字。Python的整數(shù)包括正整數(shù)、0和負整數(shù)。有些計算機語言的整數(shù)型數(shù)據(jù)有精度或長度限制，開發(fā)者需要根據(jù)實際使用的數(shù)字的取值范圍選用不同的數(shù)據(jù)類型。Python中只有一種類型的整數(shù)，而且Python整數(shù)的理論取值范圍是無限的，實際取值大小只受計算機內(nèi)存的限制。6061不同進制的對比整數(shù)可以使用多種進制來表示，不同進制的對比見下表。（2）浮點型（float）在實際應(yīng)用中，數(shù)字并不總是以整數(shù)形式存在。在編程語言中，小數(shù)通常以浮點數(shù)的形式存儲。浮點數(shù)和定點數(shù)是相對的，在存儲小數(shù)的過程中，如果小數(shù)點發(fā)生移動，稱為浮點數(shù)；如果小數(shù)點不發(fā)生移動，稱為定點數(shù)。Python中的小數(shù)有十進制形式和指數(shù)形式兩種書寫方式。1）十進制形式。十進制形式是常見的小數(shù)形式，如314.0、31.4、3.14、0.314等。書寫十進制形式的小數(shù)時，其必須包含一個小數(shù)點，否則會被Python當成整數(shù)處理。622）指數(shù)形式。Python小數(shù)的指數(shù)形式的書寫方式如下。mEn或men其中，m是尾數(shù)部分，以十進制形式書寫；E或e是固定的字符，用來分割尾數(shù)部分和指數(shù)部分；n是指數(shù)部分，是一個以十進制形式書寫的整數(shù)。整個書寫方式等價于m*10n。63（3）復數(shù)型（complex）復數(shù)是Python的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，也就是說，在Python中使用復數(shù)，不需要依賴標準庫或第三方庫。復數(shù)由實部和虛部構(gòu)成，在Python中，復數(shù)的虛部以j或者J作為后綴，具體格式如下。a+bj或a+bJ其中，a表示實部，b表示虛部。642.字符串類型（string）字符串是連續(xù)的字符序列。Python中的字符串可以使用英文狀態(tài)下的雙引號““””或者單引號“‘’”創(chuàng)建，具體格式如下?！白址瓵”‘字符串B’字符串的內(nèi)容可以是字母、標點、特殊符號、中文或者其他文字。注意：Python字符串中的雙引號和單引號沒有任何區(qū)別，而某些編程語言（如PHP和JavaScript）中的雙引號字符串可以解析變量，單引號字符串一律直接按原樣輸出。65（1）引號轉(zhuǎn)義在引號前面添加反斜杠“\”就可以對引號進行轉(zhuǎn)義，讓Python將其當作普通文本來處理。例如以下程序。（2）使用不同引號包圍字符串如果字符串中出現(xiàn)了單引號，可以使用雙引號將其包圍，反之亦然。例如以下程序。663.布爾類型（bool）Python中使用了布爾類型來表示真（對）或假（錯），如不等式1>0，這個結(jié)果是正確的，在程序中被稱為真（對），在Python中使用True來表示；再如不等式0>1，這個結(jié)果是錯誤的，在程序中被稱為假（錯），在Python中使用False來表示。注意：True和False是Python中的關(guān)鍵字，當作為Python代碼輸入時，需要注意字母的大小寫是否一一對應(yīng)，否則解釋器會出錯。另外，在Python中，True對應(yīng)整數(shù)1，F(xiàn)alse對應(yīng)整數(shù)0。在Python中，所有的對象都可以進行真假值的測試，包括字符串、元組、列表、字典、對象等。674.數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換雖然Python是弱類型的編程語言，不需要像別的編程語言一樣在使用變量前對變量的類型進行聲明，但在某些使用場景中，仍然需要對數(shù)據(jù)的類型進行轉(zhuǎn)換。6869可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的函數(shù)Python提供了多種可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的函數(shù)，見下表。70但是，在使用類型轉(zhuǎn)換函數(shù)時，必須確保待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)符合相應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)據(jù)要求，如使用int函數(shù)無法將非數(shù)字字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)。Python中除一些內(nèi)置的函數(shù)外，還有許多可供調(diào)用的方法。上表中均為內(nèi)置函數(shù)，后面要講的split等就是方法。兩者的區(qū)別是內(nèi)置函數(shù)可以直接使用，方法一般通過對象調(diào)用。任務(wù)2

Python基本輸入和輸出的使用711.了解Python輸入、輸出的概念及作用。2.了解標準輸入函數(shù)的概念和使用方法。3.了解標準輸出函數(shù)的概念和使用方法。4.能使用標準輸入、輸出函數(shù)輸入、處理和輸出數(shù)據(jù)。任務(wù)目標72一、Python輸入、輸出的概念及作用輸入和輸出是程序的基本要素。人們通常會用程序完成很多事情，如數(shù)學運算、文件操作等，這些都涉及大量的數(shù)據(jù)交互。這些數(shù)據(jù)不僅是數(shù)字，還可能是圖片、視頻、聲音等。輸入數(shù)據(jù)就是將一些數(shù)據(jù)交給程序去處理，可以通過鍵盤輸入字符，也可以通過麥克風輸入聲音。程序接收到這些輸入的數(shù)據(jù)后，會對這些數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理。程序處理完這些數(shù)據(jù)后，將其呈現(xiàn)出來的過程就是輸出?；A(chǔ)知識73程序通過輸入接收待處理的數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行相應(yīng)的處理，最后通過輸出返回處理的結(jié)果，其流程如圖所示。Python程序通?？梢允褂孟铝蟹绞綄崿F(xiàn)交互功能?！衩钚袇?shù)?！駱藴瘦斎牒洼敵龊瘮?shù)?！裎募斎牒洼敵??！駡D形化用戶界面。74程序流程75二、標準輸入函數(shù)的概念和使用方法input是Python的內(nèi)置函數(shù)，用于接收一個標準輸入數(shù)據(jù)。input函數(shù)讓程序暫停運行，等待用戶輸入一些數(shù)據(jù)，獲取用戶輸入的數(shù)據(jù)后，Python將數(shù)據(jù)存儲在一個變量中，以便以后使用。用戶輸入完成后，按“Enter”鍵，程序繼續(xù)運行。input函數(shù)的語法格式如下。input('提示文本')#示例#將輸入的數(shù)據(jù)賦給變量num=input('請輸入數(shù)字')print(num)注意：input函數(shù)接收用戶輸入的數(shù)據(jù)后，返回的數(shù)據(jù)為字符串類型。所以在使用這些返回的數(shù)據(jù)前，需要按實際需求，使用數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)對其進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。7677三、標準輸出函數(shù)的概念和使用方法print是Python的內(nèi)置函數(shù)，用來向控制臺輸出數(shù)據(jù)，print是Python中的常用函數(shù)，也是許多初學者用到的第一個函數(shù)。print函數(shù)一般用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串類型后輸出，能夠轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型包括數(shù)字類型、布爾類型、列表變量、字典變量等。關(guān)于print函數(shù)，在前面的任務(wù)中已經(jīng)多次使用到。前面的任務(wù)在使用print函數(shù)時，都只輸出了一個變量，實際上使用print函數(shù)可以同時輸出多個變量。print函數(shù)的語法格式如下。print(*objects,sep='',end='\n',file=sys.stdout)各參數(shù)的含義如下?！駉bjects：輸出的對象，需要輸出多個對象時，要用逗號分隔?！駍ep：用于分隔多個對象。print函數(shù)默認使用空格對多個變量進行分隔，需要使用別的符號對變量進行分隔時，對sep參數(shù)進行設(shè)置即可?！馿nd：用于設(shè)定以什么結(jié)尾。默認值是換行符\n，也可以換成其他字符。78●?le：用于指定print函數(shù)的輸出目標。?le參數(shù)的默認值為sys.stdout，該默認值代表了系統(tǒng)標準輸出，也就是將數(shù)據(jù)輸出至終端。當需要將數(shù)據(jù)輸出至特定的文件內(nèi)時，對?le參數(shù)進行修改即可。注意：Python2中的print是一個語法結(jié)構(gòu)，輸出數(shù)據(jù)時不需要加括號；Python3中的print是一個內(nèi)置函數(shù)，輸出數(shù)據(jù)時需要在print后面加括號。79任務(wù)3

Python字符串常用方法的使用801.掌握Python中字符串的常用處理方法。2.能進行字符串的整體操作和內(nèi)部元素操作。3.能進行字符串與輸入、輸出聯(lián)合編程。任務(wù)目標81一、拼接字符串拼接字符串是指將兩個或多個字符串首尾相連，程序中使用加號。'aa'+'bb'='aabb'注意：（1）如果加號兩邊都是字符串，則進行拼接。（2）如果加號兩邊都是數(shù)字，則進行加法運算。（3）如果加號兩邊類型不同，則報錯。相關(guān)知識8283二、截取字符串從本質(zhì)上講，字符串是由一個或多個字符構(gòu)成的，字符之間是有順序的，字符的順序稱為索引（index）。Python允許通過索引來操作字符串，如獲取指定索引處的字符、返回指定字符的索引值等。1.獲取單個字符知道字符串的名稱以后，在方括號“[]”中使用索引即可訪問對應(yīng)位置的字符，具體的語法格式如下。strname[index]其中，strname表示字符串的名稱，index表示索引值。84Python允許從字符串的兩端使用索引。當以字符串的左端（字符串的開頭）為起點時，索引是從0開始計數(shù)的，字符串中第一個字符的索引值為0，第二個字符的索引值為1，第三個字符的索引值為2，以此類推。當以字符串的右端（字符串的末尾）為起點時，索引是從-1開始計數(shù)的，字符串中倒數(shù)第一個字符的索引值為-1，倒數(shù)第二個字符的索引值為-2，倒數(shù)第三個字符的索引值為-3，以此類推。852.獲取多個字符使用方括號“[]”除了可以獲取單個字符，還可以指定一個范圍來獲取多個字符，也就是一個子串，具體格式如下。strname[start:end:step]各參數(shù)的含義如下?！駍trname：要截取的字符串的名稱?！駍tart：要截取的第一個字符所在的索引（截取時包含該字符）?！馿nd：要截取的最后一個字符所在的索引（截取時不包含該字符）?！駍tep：從start索引處的字符開始，每step個距離獲取一個字符，直至end索引處的字符。86三、分割字符串split方法用于將一個字符串根據(jù)指定的分隔符進行切割，從而形成多個子串。切割后的子串會被存儲在一個列表中，并作為方法的返回值返回。這個方法在處理文本數(shù)據(jù)時非常有用。該方法的基本語法格式如下。str.split(sep,maxsplit)87各參數(shù)的含義如下?！駍tr：要進行分割的字符串的名稱?！駍ep：用于指定分隔符，可以包含多個字符。此參數(shù)默認為None，表示所有空字符，包括空格、換行符“\n”、制表符“\t”等?！駇axsplit：可選參數(shù)，用于指定分割的次數(shù)，最后列表中子串的個數(shù)最多為maxsplit+1。如果不指定或指定為-1，則表示分割次數(shù)沒有限制。在split方法中，如果不指定sep參數(shù)，需要以str.split(maxsplit=xxx)的格式指定maxsplit參數(shù)。88四、合并字符串在字符串處理中，join方法同樣具有重要的作用。與split方法相反，join方法用于將包含多個字符串的列表（或元組）連接成一個單獨的字符串。這個方法在處理拼接文本時非常有用。使用join方法時，它會根據(jù)指定的分隔符將列表（或元組）中的多個字符串合并起來，形成一個新的字符串。這種操作能夠有效地將多個文本片段整合成一個更大的字符串。89join方法的語法格式如下。str.join(iterable)各參數(shù)的含義如下?！駍tr：用于指定合并時的分隔符?！駃terable：做合并操作的源字符數(shù)據(jù)，允許以列表、元組等形式提供。90五、統(tǒng)計字符串元素count方法用于檢索目標字符串在指定字符串中出現(xiàn)的次數(shù)，如果檢索的字符串不存在，則返回0，否則返回出現(xiàn)的次數(shù)。count方法的語法格式如下。str.count(sub,start=None,end=None)各參數(shù)的含義如下?！駍tr：指定字符串。●sub：目標字符串。●start：檢索的起始位置，如果不指定，默認從頭開始檢索?！馿nd：檢索的結(jié)束位置，如果不指定，默認一直檢索到結(jié)尾。91六、檢索字符串的子字符串在Python中可以使用兩種方法檢索指定字符串中是否包含目標字符串，分別是?nd方法和index方法。1.find方法?nd方法用于檢索字符串中是否包含目標字符串，如果包含，則返回第一次出現(xiàn)該字符串的索引值，反之則返回-1。?nd方法的語法格式如下。str.find(sub,start=None,end=None)92各參數(shù)的含義如下?！駍tr：指定字符串?！駍ub：目標字符串?！駍tart：檢索的起始位置，如果不指定，默認從頭開始檢索?！馿nd：檢索的結(jié)束位置，如果不指定，默認一直檢索到結(jié)尾。932.index方法與?nd方法類似，index方法也可以用于檢索指定字符串是否包含目標字符串。不同之處在于，當目標字符串不存在時，index方法會拋出異常（?nd方法不會拋出異常）。index方法的語法格式如下。str.index(sub,start=None,end=None)各參數(shù)的含義如下?！駍tr：指定字符串。●sub：目標字符串?！駍tart：檢索的起始位置，如果不指定，默認從頭開始檢索?！馿nd：檢索的結(jié)束位置，如果不指定，默認一直檢索到結(jié)尾。94七、格式化字符串方式一字符串.format(值1,值2,…)方式二str.format(格式字符串1,值1,值2,…)方式三format(值,格式字符串)方式四格式字符串%(值1,值2,…)#Python2用法的兼容版本,不建議使用任務(wù)運算符綜合應(yīng)用951.了解表達式的概念。2.熟悉各種運算符的概念、作用及基本使用方法。3.能通過相應(yīng)的運算符實現(xiàn)各種運算。任務(wù)目標96一、表達式表達式是可以計算的代碼片段。表達式由操作數(shù)、運算符和小括號按一定的規(guī)則組成。表達式通過運算后產(chǎn)生運算結(jié)果，返回結(jié)果對象。運算結(jié)果對象的類型由操作數(shù)和運算符共同決定。運算符表明對操作數(shù)進行什么樣的運算。表達式既可以非常簡單，又可以非常復雜。當表達式包含多個運算符時，運算符的優(yōu)先級控制各個運算符的計算順序。相關(guān)知識97二、算術(shù)運算符Python提供了豐富的算術(shù)運算符，用于進行包含四則運算的各種算術(shù)運算。98Python中的算術(shù)運算符99三、賦值運算符賦值運算符用來把右側(cè)的值傳遞給左側(cè)的變量（或者常量）?？梢灾苯訉⒂覀?cè)的值傳遞給左側(cè)的變量，也可以進行某些運算后再傳遞給左側(cè)的變量，如加減乘除、函數(shù)調(diào)用、邏輯運算等。等號“=”是Python中最常見、最基本的賦值運算符，用來將一個表達式的值賦給另一個變量。100在Python中，變量是用來存儲數(shù)據(jù)的，但實際上，變量并不直接存儲數(shù)據(jù)本身，而是存儲對數(shù)據(jù)對象的引用。這意味著變量實際上指向內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)對象的位置，而不是存儲數(shù)據(jù)本身。當使用賦值語句（如x=10）時，實際上是在創(chuàng)建一個名為x的變量，并將其指向一個存儲值為10的整數(shù)對象的內(nèi)存位置，這個過程稱為對象引用。變量x是對該整數(shù)對象的引用，因此可以通過x來訪問和操作這個整數(shù)對象。Python中的一切都是對象，因此，當創(chuàng)建一個變量并將其值賦為函數(shù)、類實例等時，實際上是在為這個變量創(chuàng)建一個指向相應(yīng)對象的引用。101等號“=”可以與其他運算符（包括算數(shù)運算符、位運算符和邏輯運算符）相結(jié)合，拓展成功能更加強大的賦值運算符。拓展后的賦值運算符見下表。Python中的算術(shù)運算符102Python中的算術(shù)運算符通常情況下，只要能使用拓展后的賦值運算符，都推薦使用這類賦值運算符。注意：這類賦值運算符只能針對已經(jīng)存在的變量賦值，因為賦值過程中需要變量引用的對象參與運算，如果變量沒有提前定義，它的值就是未知的，無法參與運算。103四、位運算符Python位運算按照數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的二進制位進行操作，它一般用于底層開發(fā)（如算法設(shè)計、驅(qū)動、圖像處理等）。Python位運算符只能用來操作整數(shù)型數(shù)據(jù)，它按照整數(shù)在內(nèi)存中的二進制形式進行計算。Python支持的位運算符見下表。這里定義兩個變量：變量a為60，變量b為13，它們的二進制格式如下。a=00111100b=00001101104Python支持的位運算符105五、比較運算符比較運算符也稱關(guān)系運算符，用于對常量、變量或表達式的結(jié)果進行比較，返回值為True（真）或False（假），用于程序流程控制。Python支持的比較運算符見下表。Python支持的比較運算符106六、邏輯運算符邏輯運算符用來對多個表達式進行計算，表示“且”“或”“非”等。Python中的邏輯運算符見下表。Python中的邏輯運算符107Python按照下面的規(guī)則執(zhí)行and運算?！袢绻筮叡磉_式的值為False，那么就不用計算右邊表達式的值了?！袢绻筮叡磉_式的值為True，那么最終值是不能確定的，and運算會繼續(xù)計算右邊表達式的值，并將右邊表達式的值作為最終結(jié)果。對于or運算符，情況是類似的，兩邊的值都為False時，最終結(jié)果才為False，只要其中一個值為True，那么最終結(jié)果就為True。Python按照下面的規(guī)則執(zhí)行or運算?！袢绻筮叡磉_式的值為True，那么就不用計算右邊表達式的值了。●如果左邊表達式的值為False，那么最終值是不能確定的，or運算會繼續(xù)計算右邊表達式的值，并將右邊表達式的值作為最終結(jié)果。108七、三目運算符三目運算符又稱條件運算符，它是唯一一個有三個操作數(shù)的運算符，所以又稱三元運算符。在其他編程語言（如C語言）中，三目運算符的格式如下。b?x:y其工作原理是先計算條件b，然后進行判斷。如果b的值為True，計算x的值，運算結(jié)果為x的值；否則計算y的值，運算結(jié)果為y的值。一個條件表達式絕不會既計算x的值，又計算y的值。但是，Python中并未引入其他編程語言中的三目運算符的寫法，而是使用已有的if...else語句來實現(xiàn)相同的功能。109使用if...else語句實現(xiàn)三目運算符（條件運算符）的格式如下。exp1ifconditionelseexp2其中，condition是判斷條件，exp1和exp2是兩個表達式。如果判斷條件成立（結(jié)果為True），就執(zhí)行exp1，并把exp1的結(jié)果作為整個表達式的結(jié)果；如果判斷條件不成立（結(jié)果為False），就執(zhí)行exp2，并把exp2的結(jié)果作為整個表達式的結(jié)果。110另外，Python中的三目運算符支持嵌套，由此構(gòu)成更加復雜的表達式。在嵌套時，需要注意if和else的配對。三目運算符嵌套的格式如下。aifa>belsecifc>delsed其工作原理是當a>b時，以a的結(jié)果作為輸出，否則對c和d的大小進行比較，當c>d時，以c的結(jié)果作為輸出，否則以d的結(jié)果作為輸出。任務(wù)1序列的使用01任務(wù)2列表的使用02任務(wù)3元組的使用03111任務(wù)4字典的使用04任務(wù)5集合的使用05任務(wù)1序列的使用1121.熟悉序列的概念。2.掌握序列的基本使用方法。3.掌握檢查元素是否包含在序列中的方法。4.了解和序列相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)。任務(wù)目標113一、序列索引在序列中，每個元素都有屬于自己的編號（索引）。例如，一個含有n個元素的序列從起始元素開始，索引值從0開始遞增至n-1，如圖所示。相關(guān)知識114序列索引方法1除此之外，Python還支持索引值是負數(shù)，此類索引是從右向左計數(shù)的，從最后一個元素開始計數(shù)，從索引值-1開始，如圖所示。無論是采用正索引值，還是負索引值，都可以訪問序列中的任何元素。115序列索引方法2二、序列切片切片操作是訪問序列中元素的另一種方法，它可以訪問一定范圍內(nèi)的元素，通過切片操作，可以生成一個新的序列。序列實現(xiàn)切片操作的語法格式如下。sname[start:end:step]116各參數(shù)的含義如下?！駍name：序列的名稱?！駍tart：切片開始位置對應(yīng)的索引值（包括該位置），此參數(shù)也可以不指定，會默認為0，也就是從序列的開頭進行切片?！馿nd：切片結(jié)束位置對應(yīng)的索引值（不包括該位置），如果不指定，則默認為序列的長度。●step：在切片過程中，隔幾個存儲位置（包含當前位置）取一次元素，也就是說，如果step的值大于1，則在進行切片取序列元素時，會“跳躍式”地取元素，如果省略設(shè)置step的值，則最后一個冒號就可以省略。117三、序列相加、相乘序列的相加、相乘與前面字符串的相加、相乘的調(diào)用格式和作用相同，故不在此詳細說明。序列相加、相乘示例如下。str1="Python"print(str1+"編程語言")print(str1*3)程序運行結(jié)果如下。Python編程語言PythonPythonPython118四、檢查元素是否包含在序列中在Python中，可以使用in關(guān)鍵字檢查某元素是否為序列的成員，其語法格式如下。valueinsequence其中，value表示要檢查的元素，sequence表示指定的序列。和in關(guān)鍵字用法相同但功能相反的是notin關(guān)鍵字，它用來檢查某個元素是否不包含在指定的序列中。119五、和序列相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)除了上面的用法，Python還提供了一些和序列相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)，可用于實現(xiàn)與序列相關(guān)的一些常用操作。120和序列相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)任務(wù)2列表的使用1211.熟悉列表的概念。2.掌握列表的創(chuàng)建和刪除方法。3.掌握對列表中元素的操作方法。4.能進行列表的整體操作。5.能進行列表中元素的基本操作。任務(wù)目標122列表是一組有序項目的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在創(chuàng)建一個列表后，用戶可以訪問、修改、添加或刪除列表中的項目，即列表是可變的數(shù)據(jù)類型。在Python中沒有數(shù)組，而是使用功能更強大的列表代替。列表將所有元素都放在一對中括號中，相鄰元素之間用逗號分隔。列表的格式如下。[element1,element2,element3,…,elementn]其中，element1～elementn表示列表中的元素，個數(shù)沒有限制，只要是Python支持的數(shù)據(jù)類型都可以，因此，列表可以存儲整數(shù)、小數(shù)、字符串、列表、元組等任何類型的數(shù)據(jù)，并且同一個列表中元素的類型也可以不同。相關(guān)知識123124一、列表的創(chuàng)建在Python中，創(chuàng)建列表的方法可以分為使用中括號“[]”直接創(chuàng)建列表和使用list函數(shù)創(chuàng)建列表兩種。1.使用中括號“[]”直接創(chuàng)建列表使用中括號“[]”創(chuàng)建列表后，一般使用等號“=”將它賦給某個變量，具體格式如下。listname=[element1,element2,element3,…,elementn]其中，listname表示變量名，element1～elementn表示列表元素。另外，使用此方式創(chuàng)建列表時，列表中元素可以有多個，也可以一個都沒有。2.使用list函數(shù)創(chuàng)建列表除了使用中括號“[]”創(chuàng)建列表，Python還提供了一個內(nèi)置的函數(shù)list，使用它可以將可迭代對象（字符串、元組、字典、集合等）轉(zhuǎn)換為列表類型。125126二、列表的刪除對于已經(jīng)創(chuàng)建的列表，如果不再需要使用，可以使用del關(guān)鍵字將其刪除。然而，在實際的開發(fā)中，通常不使用del來手動刪除列表。這是因為Python具備自帶的垃圾回收機制，它會自動檢測和銷毀不再被引用的對象，包括列表。因此，即使開發(fā)者不手動使用del刪除列表，Python也會在適當?shù)臅r候自動回收這些無用的列表，從而釋放內(nèi)存空間，確保程序運行的高效性和穩(wěn)定性。del關(guān)鍵字的語法格式如下。dellistname其中，listname表示要刪除列表的名稱。127三、列表中元素的訪問列表是Python序列的一種，可以使用索引訪問列表中的某個元素（得到的是一個元素的值），也可以使用切片訪問列表中的一組元素（得到的是一個新的子列表）。使用索引訪問列表元素的格式如下。listname[i]其中，listname表示列表的名稱，i表示索引值。列表的索引可以是正數(shù)，也可以是負數(shù)。索引訪問示意圖如圖所示。128索引訪問示意圖使用切片訪問列表元素的格式如下。listname[start:end:step]步長為1的切片訪問示意圖如圖所示。129步長為1的切片訪問示意圖130四、向列表中添加元素1.使用append方法添加元素append方法用于在列表的末尾追加元素，其語法格式如下。listname.append(obj)其中，listname表示要添加元素的列表；obj表示要添加到列表末尾的數(shù)據(jù)，它可以是單個元素，也可以是列表、元組等，但不能是單個的數(shù)字，因為int類型的對象不可迭代，下同。注意：當給append方法傳遞列表或者元組時，該方法會將它們視為一個整體，作為一個元素添加到列表中，從而形成包含列表和元組的新列表。2.使用extend方法添加元素extend方法和append方法的不同之處在于，extend方法不會把列表或元組視為一個整體，而是把它們包含的元素逐個添加到列表中。extend方法的語法格式如下。listname.extend(obj)其中，listname表示要添加元素的列表；obj表示要添加到列表末尾的數(shù)據(jù)，需要是一個可迭代對象，它可以是單個元素，也可以是列表、元組等，但不能是單個的數(shù)字。1313.使用insert方法添加元素append方法和extend方法只能在列表末尾添加元素，如果希望在列表中間某個位置添加元素，可以使用insert方法。insert方法的語法格式如下。listname.insert(index,obj)其中，index表示指定位置的索引值。insert方法會將obj添加到listname列表第index個元素的位置。當添加列表或者元組時，insert方法會將它們視為一個整體，作為一個元素添加到列表中，這一點和append方法是一樣的。132133五、從列表中刪除元素從Python列表中刪除元素一共有四種方法，按照不同的使用場景可以分為以下三類?！窀鶕?jù)目標元素所在位置的索引進行刪除，可以使用del關(guān)鍵字或者pop方法?！窀鶕?jù)元素本身的值進行刪除，可以使用列表（list類型）提供的remove方法。●將列表中所有元素都刪除，可以使用列表（list類型）提供的clear方法。1.del關(guān)鍵字del是Python中的關(guān)鍵字，專門用來執(zhí)行刪除操作，它不僅可以刪除整個列表，還可以刪除列表中的某些元素。因為前面已經(jīng)詳細介紹過如何刪除列表變量，所以這里只講解如何刪除列表元素。del可以刪除列表中的單個元素（通過索引值），其格式如下。dellistname[index]其中，listname表示列表的名稱，index表示元素的索引值。134del也可以刪除中間一段連續(xù)的元素，其格式如下。dellistname[start:end]其中，start表示起始索引值，end表示結(jié)束索引值。del會刪除從索引值start到end之間的元素，不包括end位置的元素。1351362.pop方法pop方法用來刪除列表中指定索引處的元素，其字面意思為彈出，類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的“出棧”操作。其格式如下。listname.pop(index)其中，listname表示列表的名稱，index表示索引值。如果不寫index參數(shù)，默認會刪除列表中的最后一個元素。大部分編程語言都會提供和pop方法相對應(yīng)的方法，即push方法，字面意思為壓入，該方法用來將元素添加到列表的尾部，類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的“入?！辈僮?。但是Python是個例外，Python并沒有提供push方法，因為完全可以使用append方法代替push方法實現(xiàn)其功能。1373.remove方法除了del關(guān)鍵字，Python還提供了remove方法，該方法會根據(jù)元素本身的值進行刪除操作。注意：remove方法只會刪除第一個和指定值相同的元素，而且必須保證該元素是存在的，否則會引發(fā)ValueError錯誤。4.clear方法clear方法用來刪除列表中的所有元素，即清空列表。138六、列表中元素的修改Python提供了兩種修改列表元素的方法，可以每次修改單個元素，也可以每次修改一組元素。1.修改單個元素修改單個元素非常簡單，直接對元素賦值即可。2.修改一組元素Python支持通過切片語法給一組元素賦值。在進行這種操作時，如果不指定步長（step參數(shù)），Python就不會要求新賦值的元素個數(shù)與原來的元素個數(shù)相同，這意味著，該操作既可以為列表添加元素，又可以為列表刪除元素。139七、列表中元素的查找Python列表提供了index方法和count方法，它們都可以用來查找元素，一個主要用于定位，另一個則用于統(tǒng)計數(shù)量。1.index方法index方法用來查找某個元素在列表中出現(xiàn)的位置（也就是索引），如果該元素不存在，則會導致ValueError錯誤。index方法的語法格式如下。listname.index(obj,start,end)其中，listname表示列表的名稱，obj表示要查找的元素，start表示起始位置，end表示結(jié)束位置。140start和end參數(shù)用來指定檢索范圍。●start和end可以都不寫，此時會檢索整個列表?！袢绻粚憇tart不寫end，那么表示檢索從start到末尾的元素?！袢绻鹲tart和end都寫，那么表示檢索start和end之間的元素。index方法會返回元素所在列表中的索引值。1412.?count方法count方法用來統(tǒng)計某個元素在列表中出現(xiàn)的次數(shù)，其語法格式如下。listname.count(obj)其中，listname表示列表名稱，obj表示目標元素。如果count返回0，表示列表中不存在該元素，所以count也可以用來判斷列表中的某個元素是否存在。任務(wù)3元組的使用1421.掌握元組的創(chuàng)建、刪除與修改方法。2.掌握對元組內(nèi)部元素進行訪問的方法。3.能進行元組創(chuàng)建、元組元素訪問、元組數(shù)據(jù)替換等操作。任務(wù)目標143元組是一組有序序列，包含零個或多個對象引用。元組和列表十分相似，但元組是不可變的對象，即用戶不能修改、添加或刪除元組中的元素（但可以訪問元組中的元素）。元組的所有元素都放在一對小括號中，相鄰元素之間用逗號分隔。相關(guān)知識144元組的格式如下。(element1,element2,…,elementn)其中，element1～elementn表示元組中的元素，個數(shù)沒有限制，只要是Python支持的數(shù)據(jù)類型都可以，所以元組可以存儲整數(shù)、實數(shù)、字符串、列表、元組等任何類型的數(shù)據(jù)，并且在同一個元組中，元素的類型可以不同。145146一、元組的創(chuàng)建1.使用小括號“()”創(chuàng)建元組使用小括號“()”創(chuàng)建元組后，一般使用等號“=”將它賦給某個變量，具體格式如下。tuplename=(element1,element2,…,elementn)其中，tuplename表示變量名，element1～elementn表示元組的元素。147注意：（1）在Python中，元組通常都是使用一對小括號將所有元素括起來，但小括號不是必需的，只要將各元素用逗號隔開，Python就會將其視為元組。（2）當創(chuàng)建的元組中只有一個字符串類型的元素時，該元素后面必須加一個逗號，否則Python解釋器會將它視為字符串。1482.使用tuple函數(shù)創(chuàng)建元組除了使用小括號“()”創(chuàng)建元組，Python還提供了一個內(nèi)置的函數(shù)tuple，用來將其他數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為元組類型。tuple函數(shù)的語法格式如下。tuple(data)其中，data表示可以轉(zhuǎn)換為元組的數(shù)據(jù)（可迭代對象），包括字符串、元組、range對象等。149二、元組的刪除當創(chuàng)建的元組不再使用時，可以通過del關(guān)鍵字將其刪除，例如以下程序。tup1=('Python','C++')print(tup1)deltup1print(tup1)150程序運行結(jié)果如下。('Python','C++')Traceback(mostrecentcalllast):File"d:\VSCode\code\4-3.py",line4,in<module>print(tup1)NameError:name'tup1'isnotdefined151三、元組元素的訪問和列表一樣，可以使用索引訪問元組中的某個元素（得到的是一個元素的值），也可以使用切片訪問元組中的一組元素（得到的是一個新的子元組）。使用索引訪問元組元素的格式如下。tuplename[i]其中，tuplename表示元組的名稱，i表示索引值。元組的索引可以是正數(shù)，也可以是負數(shù)。152使用切片訪問元組元素的格式如下。tuplename[start:end:step]其中，start表示起始索引，end表示結(jié)束索引，step表示步長。以上兩種方式已在序列的使用任務(wù)中進行了詳細講解，這里不再贅述。153四、元組的修改前面提到，元組是不可變序列，元組中的元素不能被修改，所以只能將元組變量引用到一個新創(chuàng)建的元組對象中。另外，還可以通過元組拼接（使用加號“+”拼接元組）的方式生成一個拼接過后的元組。任務(wù)4字典的使用1541.掌握字典的創(chuàng)建、刪除與訪問方法。2.掌握對字典鍵值對的操作方法。3.能創(chuàng)建字典，并進行鍵值對的添加、修改和刪除等操作。任務(wù)目標155字典是一種可變?nèi)萜髂Ｐ?，可存儲任意類型的對象。因為字典是無序的，所以不支持索引和切片。字典類型是Python中唯一的映射類型?！坝成洹笔菙?shù)學中的術(shù)語，指元素之間相互對應(yīng)的關(guān)系，即通過一個元素可以唯一找到另一個元素。字典映射示意圖如圖所示。相關(guān)知識156157字典映射示意圖158在字典中，習慣將各元素對應(yīng)的索引稱為鍵（key），各個鍵對應(yīng)的元素稱為值（value），鍵及其關(guān)聯(lián)的值稱為“鍵值對”。字典類型類似電話簿，如可通過電話簿中的姓名找到對應(yīng)的電話號碼。字典類型中的鍵就好比電話簿中的姓名，而這些鍵所對應(yīng)的值則相當于對應(yīng)的電話號碼。通過字典的鍵，能夠迅速地檢索和獲取對應(yīng)的值，實現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)存儲和檢索。159字典類型所具有的主要特征見下表。字典類型所具有的主要特征160一、字典的創(chuàng)建1.使用大括號“{}”創(chuàng)建字典由于字典中每個元素都包含兩部分，分別是鍵（key）和值（value），因此，在創(chuàng)建字典時，鍵和值之間使用冒號分隔，相鄰元素之間使用逗號分隔，所有元素放在大括號中。使用大括號“{}”創(chuàng)建字典的語法格式如下。dictname={'key1':'value1','key2':'value2',…,'keyn':'valuen'}其中，dictname表示字典變量名，key1:value1~keyn:valuen表示各個元素的鍵值對。161使用type函數(shù)可以查看字典的數(shù)據(jù)類型名稱，具體如下。a={'Python版本':'3.9.2'}print(type(a))程序運行結(jié)果如下。<class'dict'>1622.使用fromkeys方法創(chuàng)建字典在Python中，可以使用字典類型提供的fromkeys方法創(chuàng)建帶有默認值的字典，具體格式如下。dictname=dict.fromkeys(list,value=None)其中，list表示字典中所有鍵的列表；value表示默認值，如果不寫，則為空值None。1633.使用dict函數(shù)創(chuàng)建字典通過dict函數(shù)創(chuàng)建字典的方法有多種，下表列出了常用的幾種方法，它們創(chuàng)建的都是同一個字典a。通過dict函數(shù)創(chuàng)建字典的方法164二、字典的刪除和列表、元組一樣，字典的刪除也是使用del關(guān)鍵字。字典的刪除示例如下。mark={'a':100,'b':200,'c':300}print(mark)delmarkprint(mark)165程序運行結(jié)果如下。{'a':100,'b':200,'c':300}Traceback(mostrecentcalllast):File"d:\VSCode\code\4-4.py",line4,in<module>print(mark)NameError:name