《LC編程實(shí)例》課件

《LC編程實(shí)例》PPT課件本課件將介紹LeetCode平臺(tái)上經(jīng)典編程問(wèn)題的解題思路和代碼實(shí)現(xiàn)，并以實(shí)例講解常見(jiàn)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。課程大綱課程時(shí)間本課程將分多個(gè)階段進(jìn)行，持續(xù)時(shí)間約為3個(gè)月。課程內(nèi)容Python基礎(chǔ)語(yǔ)法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法面向?qū)ο缶幊坛Ｒ?jiàn)模塊實(shí)戰(zhàn)LeetCode編程題學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握Python語(yǔ)言基礎(chǔ)，熟悉常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，提升編程能力。1.變量和數(shù)據(jù)類型變量變量是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器。在程序中，使用變量可以方便地保存和修改信息。數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型表示變量可以存儲(chǔ)的值的種類，例如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串等。不同的數(shù)據(jù)類型具有不同的特性和操作方法。變量聲明變量名變量名用于標(biāo)識(shí)變量，幫助您在代碼中引用它們。變量名應(yīng)以字母或下劃線開(kāi)頭，可以包含字母、數(shù)字和下劃線。賦值使用等號(hào)(=)將值賦予變量。例如，`x=10`會(huì)將值10存儲(chǔ)到名為`x`的變量中。數(shù)據(jù)類型在聲明變量時(shí)，您需要指定其數(shù)據(jù)類型。例如，`intx=10`聲明了一個(gè)名為`x`的整數(shù)類型變量。示例以下是一個(gè)變量聲明的示例：`intage=25;`數(shù)據(jù)類型簡(jiǎn)介1數(shù)字類型數(shù)字類型包括整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)等，用于表示數(shù)值數(shù)據(jù)。2字符串類型字符串類型用于表示文本數(shù)據(jù)，由字符序列構(gòu)成，可使用引號(hào)包裹。3布爾類型布爾類型用于表示真假值，只有True和False兩種狀態(tài)，常用于條件判斷。4列表類型列表類型用于存儲(chǔ)有序、可變的數(shù)據(jù)集合，可包含多種數(shù)據(jù)類型。字符串操作1字符串拼接使用“+”運(yùn)算符將多個(gè)字符串連接在一起。2字符串切片使用方括號(hào)和索引來(lái)訪問(wèn)字符串中的特定字符。3字符串方法Python提供了豐富的字符串方法，例如查找、替換、分割等。2.分支和循環(huán)條件判斷if-else語(yǔ)句根據(jù)條件執(zhí)行不同的代碼塊，實(shí)現(xiàn)程序邏輯的分支。循環(huán)執(zhí)行while和for循環(huán)用于重復(fù)執(zhí)行代碼塊，直到滿足特定條件。循環(huán)控制循環(huán)體中可以使用break語(yǔ)句提前退出循環(huán)，或使用continue語(yǔ)句跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)的剩余代碼。if-else語(yǔ)句1條件判斷判斷條件是否滿足2執(zhí)行語(yǔ)句滿足條件執(zhí)行語(yǔ)句塊3else語(yǔ)句條件不滿足執(zhí)行語(yǔ)句塊if-else語(yǔ)句是程序中最常見(jiàn)的控制流程之一。它允許程序根據(jù)條件的不同執(zhí)行不同的代碼塊。通過(guò)判斷條件是否滿足，程序可以選擇執(zhí)行不同的代碼分支。switch語(yǔ)句1匹配條件根據(jù)表達(dá)式結(jié)果匹配case2執(zhí)行代碼塊對(duì)應(yīng)case的代碼塊3default語(yǔ)句無(wú)匹配時(shí)執(zhí)行switch語(yǔ)句用于根據(jù)表達(dá)式的值選擇執(zhí)行不同的代碼塊。它提供了比if-else更清晰的結(jié)構(gòu)，尤其是在處理多個(gè)條件時(shí)。while和for循環(huán)1while循環(huán)循環(huán)條件為真時(shí)，不斷執(zhí)行循環(huán)體代碼。2for循環(huán)用于遍歷可迭代對(duì)象，例如列表、字符串和字典。3嵌套循環(huán)循環(huán)可以嵌套使用，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的操作。3.函數(shù)和模塊代碼組織函數(shù)將代碼段封裝成獨(dú)立的功能單元，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。模塊化設(shè)計(jì)模塊將相關(guān)的函數(shù)和類組織在一起，方便代碼重用，減少重復(fù)代碼編寫(xiě)。團(tuán)隊(duì)協(xié)作模塊化編程有利于團(tuán)隊(duì)成員分工協(xié)作，提高開(kāi)發(fā)效率。函數(shù)定義和調(diào)用1定義函數(shù)使用`def`關(guān)鍵字定義函數(shù)，包含函數(shù)名和參數(shù)列表。2函數(shù)體函數(shù)體包含函數(shù)執(zhí)行的代碼塊，通常包含處理邏輯和返回值。3調(diào)用函數(shù)通過(guò)函數(shù)名和參數(shù)傳遞調(diào)用函數(shù)，執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)的代碼。定義函數(shù)可以將代碼模塊化，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。調(diào)用函數(shù)可以重復(fù)使用代碼，避免重復(fù)編寫(xiě)相同邏輯。函數(shù)參數(shù)和返回值參數(shù)傳遞函數(shù)可以接受參數(shù)，參數(shù)是函數(shù)執(zhí)行所需的信息。參數(shù)類型參數(shù)可以是數(shù)字、字符串、列表等各種數(shù)據(jù)類型。返回值函數(shù)可以返回計(jì)算結(jié)果，返回值可以被其他函數(shù)或代碼使用。模塊導(dǎo)入和使用導(dǎo)入模塊使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊，例如：importmath。從模塊中導(dǎo)入特定函數(shù)或類，例如：frommathimportsqrt。使用模塊使用模塊中的函數(shù)或類，例如：math.sqrt(9)或my_module.my_function()。模塊可以提供多種功能，例如數(shù)學(xué)計(jì)算、字符串操作、文件處理等。4.列表和元組列表創(chuàng)建和遍歷列表是Python中最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。列表可包含不同數(shù)據(jù)類型，并且可以使用索引訪問(wèn)元素?？梢缘L問(wèn)列表中的每個(gè)元素。列表方法列表提供了許多內(nèi)置方法，可以用于操作列表，例如添加元素、刪除元素、排序、查找元素等。元組的特點(diǎn)元組是不可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這意味著創(chuàng)建后，元組的元素?zé)o法更改。元組通常用于存儲(chǔ)固定長(zhǎng)度的元素集合。列表創(chuàng)建和遍歷創(chuàng)建列表使用方括號(hào)[]包含元素，用逗號(hào)分隔，創(chuàng)建列表。遍歷列表使用for循環(huán)，迭代列表中的每個(gè)元素，執(zhí)行指定操作。列表索引通過(guò)索引訪問(wèn)列表元素，索引從0開(kāi)始。列表方法追加元素使用append()方法在列表末尾添加一個(gè)元素。插入元素使用insert()方法在指定位置插入元素，第一個(gè)參數(shù)是索引，第二個(gè)參數(shù)是新元素。移除元素使用remove()方法移除列表中第一個(gè)出現(xiàn)的指定元素。刪除元素使用pop()方法刪除并返回列表中指定索引位置的元素，默認(rèn)刪除最后一個(gè)元素。元組的特點(diǎn)11.不可變?cè)M中的元素一旦創(chuàng)建，就不能修改。這可以保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，在某些情況下非常有用。22.存儲(chǔ)效率由于元組不可變，Python可以對(duì)元組進(jìn)行優(yōu)化，例如將其存儲(chǔ)在內(nèi)存中更緊湊的空間。33.作為字典鍵元組可以作為字典的鍵，因?yàn)樗鼈兪遣豢勺兊?，確保了鍵的唯一性和穩(wěn)定性。44.函數(shù)參數(shù)元組可以作為函數(shù)的參數(shù)，用于傳遞多個(gè)值，同時(shí)保證這些值不會(huì)被函數(shù)意外修改。5.字典和集合字典字典是一種可變數(shù)據(jù)類型，使用鍵值對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。鍵必須是唯一的，且可以是任何不可變數(shù)據(jù)類型，例如字符串、數(shù)字或元組。字典使用大括號(hào){}創(chuàng)建，鍵和值用冒號(hào):分隔?？梢允褂面I訪問(wèn)相應(yīng)的值。集合集合是一種無(wú)序且不可重復(fù)的元素集合，使用花括號(hào){}創(chuàng)建。集合支持各種集合操作，例如并集、交集、差集和補(bǔ)集。集合可以用于檢查元素是否存在、刪除重復(fù)元素等。字典創(chuàng)建和訪問(wèn)1創(chuàng)建使用大括號(hào){}或dict()函數(shù)2訪問(wèn)使用鍵訪問(wèn)對(duì)應(yīng)的值3添加通過(guò)鍵賦值添加新的鍵值對(duì)4修改通過(guò)鍵賦值修改已有鍵值對(duì)5刪除使用del或pop方法刪除鍵值對(duì)字典是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)鍵值對(duì)。它允許你通過(guò)鍵來(lái)快速查找和修改對(duì)應(yīng)的值。字典方法添加元素可以使用update()方法添加新的鍵值對(duì)，或者直接用賦值語(yǔ)句添加。刪除元素可以使用pop()或del刪除指定的鍵值對(duì)，也可以使用clear()清空整個(gè)字典。獲取值可以使用get()方法獲取指定鍵的值，避免KeyError異常。鍵值訪問(wèn)可以使用keys()方法獲取所有鍵，values()方法獲取所有值，items()方法獲取所有鍵值對(duì)。集合操作1添加元素使用add()方法添加單個(gè)元素，使用update()方法添加多個(gè)元素。2刪除元素使用remove()方法刪除特定元素，使用discard()方法刪除可能存在的元素。3集合運(yùn)算使用|運(yùn)算符進(jìn)行并集，使用&運(yùn)算符進(jìn)行交集，使用-運(yùn)算符進(jìn)行差集。4其他操作使用len()方法獲取集合長(zhǎng)度，使用in運(yùn)算符判斷元素是否存在。6.文件I/O文件打開(kāi)和關(guān)閉文件操作的第一步是打開(kāi)文件，使用open()函數(shù)并指定文件路徑和模式。文件讀寫(xiě)使用read()和write()方法可以讀取和寫(xiě)入文件內(nèi)容，根據(jù)需要選擇不同的模式。文件異常處理使用try-except塊來(lái)捕獲文件操作中的異常，例如文件不存在或權(quán)限不足。文件打開(kāi)和關(guān)閉1打開(kāi)文件使用open()函數(shù)2讀取內(nèi)容使用read()或readline()函數(shù)3關(guān)閉文件使用close()函數(shù)文件打開(kāi)和關(guān)閉是文件操作的基礎(chǔ)。在Python中，使用open()函數(shù)打開(kāi)文件，并指定文件模式。文件打開(kāi)后，可以使用read()或readline()函數(shù)讀取文件內(nèi)容。最后，使用close()函數(shù)關(guān)閉文件，釋放資源。文件讀寫(xiě)1打開(kāi)文件使用open()函數(shù)打開(kāi)文件，指定文件名和模式（'r'讀取，'w'寫(xiě)入，'a'追加）。2讀取內(nèi)容使用read()、readline()或readlines()方法讀取文件內(nèi)容。3寫(xiě)入內(nèi)容使用write()方法將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件，使用close()方法關(guān)閉文件。文件異常處理文件不存在文件不存在時(shí)，程序會(huì)拋出FileNotFoundError異常。文件權(quán)限不足沒(méi)有足夠的權(quán)限訪問(wèn)文件，例如寫(xiě)入權(quán)限，會(huì)引發(fā)PermissionError異常。文件讀寫(xiě)錯(cuò)誤文件讀寫(xiě)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，例如文件損壞，會(huì)引發(fā)IOError異常。異常處理使用try...except塊捕獲異常，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如打印錯(cuò)誤信息或重試操作。7.面向?qū)ο缶幊填惡蛯?duì)象類是對(duì)象的模板，對(duì)象是類的實(shí)例。繼承和多態(tài)子類繼承父類的屬性和方法，實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用。魔法方法特殊方法，定義對(duì)象行為，如__init__、__str__。類和對(duì)象類類是對(duì)象的模板，定義了對(duì)象的屬性和方法。屬性：描述對(duì)象的特征方法：描述對(duì)象的行為對(duì)象對(duì)象是類的實(shí)例，擁有類的屬性和方法。每個(gè)對(duì)象都有其獨(dú)一無(wú)二的屬性值。創(chuàng)建對(duì)象使用類名和括號(hào)創(chuàng)建對(duì)象，如：`object=ClassName()`對(duì)象可以使用`.`訪問(wèn)屬性和方法。繼承和多態(tài)1繼承子類繼承父類的屬性和方法，建立類之間的層次結(jié)構(gòu)。2代碼復(fù)用通過(guò)繼承，可以避免重復(fù)代碼，提高代碼可維護(hù)性。3多態(tài)同一個(gè)方法在不同的子類中可以有不同的實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)多態(tài)性。4代碼靈活性多態(tài)性增強(qiáng)了代碼的靈活性，方便擴(kuò)展和修改。魔法方法重載運(yùn)算符魔法方法允許您自定義運(yùn)算符的行為，例如+、-、*和/?？刂茖?duì)象行為魔法方法提供特殊功能，例如構(gòu)造函數(shù)(__init__)和析構(gòu)函數(shù)(__del__)。增強(qiáng)可讀性魔法方法使代碼更易于理解和維護(hù)，因?yàn)樗梢阅M常見(jiàn)的操作。8.常用模塊實(shí)戰(zhàn)datetime模塊日期和時(shí)間處理是編程中常見(jiàn)的任務(wù)。datetime模塊提供了豐富的功能，用于處理日期、時(shí)間、時(shí)間間隔和時(shí)區(qū)。os和sys模塊os模塊提供與操作系統(tǒng)交互的功能，例如文件操作、路徑操作和系統(tǒng)信息。sys模塊提供訪問(wèn)Python解釋器相關(guān)信息的工具。requests模塊requests模塊簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的處理，它提供了易于使用的API，用于發(fā)送HTTP請(qǐng)求，并解析響應(yīng)數(shù)據(jù)。datetime模塊日期和時(shí)間對(duì)象datetime模塊提供日期和時(shí)間對(duì)象，用于表示日期和時(shí)間信息。例如，創(chuàng)建日期對(duì)象可以使用`datetime.date()`，創(chuàng)建時(shí)間對(duì)象可以使用`datetime.time()`。格式化輸出可以使用`strftime()`方法將日期和時(shí)間對(duì)象格式化為字符串，例如，將日期格式化為“年-月-日”格式。時(shí)間計(jì)算datetime模塊允許進(jìn)行時(shí)間計(jì)算，例如，計(jì)算兩個(gè)日期之間的天數(shù)，或計(jì)算時(shí)間間隔。os和sys模塊1操作系統(tǒng)交互os模塊提供與操作系統(tǒng)進(jìn)行交互的功能，例如獲取系統(tǒng)信息、創(chuàng)建目錄、管理文件等。2系統(tǒng)相關(guān)功能sys模塊提供訪問(wèn)解釋器和系統(tǒng)變量的接口，例如獲取程序參數(shù)、退出程序、修改環(huán)境變量等。3示例可以使用os模塊獲取當(dāng)前工作目錄，使用sys模塊獲取程序參數(shù)列表。requests模塊HTTP請(qǐng)求requests模塊提供簡(jiǎn)潔易用的API，輕松發(fā)送各種HTTP請(qǐng)求，如GET、POST、PUT、DELETE等。網(wǎng)頁(yè)抓取requests模塊是Python中最常用的網(wǎng)頁(yè)抓取庫(kù)之一，它能夠輕松獲取網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容、解析數(shù)據(jù)和處理不同網(wǎng)站的API。9.綜合案例構(gòu)建個(gè)人博客系統(tǒng)整合Python知識(shí)，構(gòu)建一個(gè)功能豐富的博客平臺(tái)，包含文章發(fā)布、評(píng)論系統(tǒng)、用戶管理等。進(jìn)行數(shù)據(jù)分析利用Python庫(kù)處理真實(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化、分析和預(yù)測(cè)，并得出有效結(jié)論。開(kāi)發(fā)圖像識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，訓(xùn)練圖像識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片內(nèi)容的自動(dòng)識(shí)別和分類。項(xiàng)目需求分析項(xiàng)目需求