Python語言概述

Python開發環境配置

1.到Python主頁下載并安裝Python基本開發和運 行環境，網址：
www.python.org/downloads/ https://python123.io/download
2.根據作業系統不同選擇不同版本
3.下載相應的Python 3.0系列版本程式

Python解釋器

Python解釋器有兩個重要的工具：
IDLE：Python集成開發環境，用來撰寫和除錯 Python代碼；
Pip：Python第三方庫安裝工具，用來在當前計算 機上安裝第三方庫，

Python程式的編輯方式

通過IDLE啟動互動式Python運行環境輸出資料

打開IDLE，點擊Ctrl+N打開一個新視窗，輸入 陳述句并保存，使用快鍵建F5即可運行該程式，

Python程式的運行方式

Python程式有兩種運行方式：互動式和檔案式，
互動式利用Python解釋器即時回應用戶輸入的 代碼，給出輸出結果，
檔案式將Python程式寫在一個或多個檔案中， 啟動Python解釋器批量執行檔案中的代碼，
互動式一般用于除錯少量代碼，檔案式是最常用 的編程方式，

程式的基本撰寫方法

1.輸入資料
輸入（Input）是一個程式的開始，程式要處理的 資料有多種來源，形成了多種輸入方式，包括：文 件輸入、網路輸入、控制臺 輸入、互動界面輸出、 隨機資料輸入、內部引數輸入等，
2.處理資料
處理（Process）是程式對輸入資料進行計算產生輸 出結果的程序，計算問題的處理方法統稱為“算 法”，它是程式最重要的組成部分，可以說，演算法 是一個程式的靈魂，
3.輸出資料
輸出（Output）是程式展示運算成果的方式，程式 的輸出方式包括：控制臺輸出、圖形輸出、檔案輸 出、網路輸出、作業系統內部變數輸出等，

Python語言基本語法元素

程式的格式框架

1.縮進
Python語言采用嚴格的“縮進”來表明程式的 格式框架，縮進指每一行代碼開始前的空白區 域，用來表示代碼之間的包含和層次關系，
1個縮進 = 4個空格
縮進是Python語言中表明程式框架的唯一手段，
當表達分支、回圈、函式、類等程式含義時， 在if、while、for、def、class等保留字所在完整 陳述句后通過英文冒號（:）結尾并在之后進行縮/進，表明后續代碼與緊鄰無縮進陳述句的所屬關系，

2.注釋
注釋是代碼中的輔助性文字，會被編譯或解釋器 略去，不被計算機執行，一般用于程式員對代碼 的說明，Python語言采用#表示一行注釋的開始， 多行注釋需要在每行開始都使用#，
Python程式中的非注釋陳述句將按順序執行，注釋 陳述句將被解釋器過濾掉，不被執行，注釋一般用于在代碼中標明作者和著作權資訊，或解釋代碼原 理及用途，或通過注釋單行代碼輔助程式除錯，

語法元素的名稱

1.變數
變數是保存和表示資料值的一種語法元素，在程式中十分常見，顧名思義，變數的值是可以改變的，能夠通過賦值（使用等號=表達）方式被修改，
2.命名
Python語言允許采用大寫字母、小寫字母、數 字、下劃線(_)和漢字等字符及其組合給變數命名，但名字的首字符不能是數字，中間不能出現空格，長度沒有限制
注意：識別符號對大小寫敏感，python和Python 是兩個不同的名字，
3.保留字
Python 3.x保留字串列 (33個)

程式的陳述句元素

1.運算式
產生或計算新資料值的代碼片段稱為運算式，運算式類似數學中的計算公式，以表達單一功能為目的，運算后產生運算結果，運算結果的型別由運算子或運算子決定，運算式一般由資料和運算子等構成，這是構成Python陳述句的重要部分，
2.賦值陳述句
Python語言中，= 表示“賦值”，即將等號右側的值計算后將結果值賦給左側變數，包含等號（=）的陳述句稱為“賦值陳述句”
<變數> = <運算式>
同步賦值陳述句：同時給多個變數賦值
<變數1>, …, <變數N> = <運算式1>, …, <運算式N>
3.參考
Python程式會經常使用當前程式之外已有的功能代碼， 這個程序叫“參考”，Python語言使用 import保留字參考當前程式以外的功能庫，使用方式如下：

import <功能庫名稱>

參考功能庫之后，采用<功能庫名稱>.<函式名稱>() 方式呼叫具體功能，

4.其他陳述句
除了賦值陳述句外，Python程式還包括一些其他的陳述句型別，例如，分支陳述句和回圈陳述句等，
分支陳述句

num = eval(input("請輸入一個整數:"))
	if 0 <= num <= 100:	# 判斷[0,100]
	print("輸入整數在0到100之間(含)")

回圈陳述句

  # 輸出10到100步長為3的全部整數
	n = 10
while n < 100:
print(n, end=" ")
	n = n + 3

基本輸入輸出函式

input()函式
獲得用戶輸入之前，input()函式可以包含一些提示性文字

>>>a = input("請輸入一個小數: ")
請輸入一個小數: 123.456
>>>print(a)	# 此時a是字串"123.456"
123.456

eval() 函式
eval函式是Python語言中一個十分重 要的函式，它能夠以Python運算式的方式決議并 執行字串，將回傳結果輸出，

>>>a = eval("1.2 + 3.4")
>>>print(a)
4.6

print(）函式
print()函式用于輸出運算結果，根據輸出內容的 不同，有三種用法，
第一種，僅用于輸出字串，使用方式如下：

>>>print("世界和平")
世界和平

第二種，僅用于輸出一個或多個變數，使用方式如下：

>>>value = 123.456
>>>print(value, value, value)  123.456 123.456 123.456

第三種，用于混合輸出字串與變數值，使用方式如下：

>>>a, b = 123.456, 1024
>>>print("數字{}和數字{}的乘積是{}".format(a, b, a*b))
數字123.456和數字1024的乘積是126417.944

對print()函式的end引數進行賦值

>>>a = 24
>>>print(a, end=".")  24.
>>>print(a, end="%")  24%

基本資料型別

1.數字型別
Python語言提供3種數字型別：整數型別、浮點數型別和復數型別，分別對應數學中的整數、實數和復數，
1010是一個整數型別，10.10是一個浮點數型別，10 + 10j是一個復數型別，
2.整數型別
與數學中的整數概念一致，沒有取值范圍限制；
整數型別有4種進制表示：十進制、二進制、八進制和十六進制，默認情況，整數采用十進制，其他進制需要增加引導符號，
3.浮點數型別
帶有小數點及小數的數字
Python語言中的浮點數型別必須帶有小數部分，小數部分可以是0，
例如：1010是整數，1010.0是浮點數，
浮點數有2種表示方法：十進制形式的一般表示和科學計數法表示，除十進制外，浮點數沒有其他進制表示形式，
下面是浮點數型別的例子：1010.0, -1010., 1.01e3, -1.01E-3
科學計數法使用字母e或者E作為冪的符號，以10為基數，含義如下：

<a>e<b> = a*10b

Python浮點數型別的數值范圍和小數精度受不同計算機系統的限制，除高精度科學計算外的絕大部分運算來說，浮點數型別的數值范圍和小數精度足夠“可靠”，

>>>1234567890.987654321 * 1234567890.987654321
1.5241578774577044e+18
>>>9876543210.123456789 / 1234567890.987654321
7.000000066600002

4.復數型別
復數型別表示數學中的復數，復數有一個基本單位元素j，叫作“虛數單位”，含有虛數單位的數被稱為復數，
例如：11.3+4j -5.6+7j 1.23e-4+5.67e+89j
Python語言中，復數可以看作是二元有序實數對（a, b），表示為：a + bj，其中，a是實數部分，簡稱實部，b是虛數部分，虛部，虛數部分通1不能省略，即 1j表示復數，而j則表示Python程式中的一個變數，

復數型別中實部和虛部都是浮點型別，對于復數z，可以用z.real和z.imag分別獲得它的實數部分和虛數部分.

>>>(1.23e4+5.67e4j).real
12300.0
>>>(1.23e4+5.67e4j).imag
56700.0
>>>1.23e4+5.67e4j.imag # 先獲得5.67e4j的虛部，再與1.23e4進行求和計算
69000.0

數字型別的運算

數值運算運算子

數值運算可能改變結果的資料型別，型別的改變與運算子有關，有如下基本規則：

1. 整數和浮點數混合運算，輸出結果是浮點數；
2. 整數之間運算，產生結果型別與運算子相關，/運算的結果是浮點數；
3. 整數或浮點數與復數運算，輸出結果是復數，
   數值運算函式Python解釋器提供了一些內置函式，在這些內置函式之中，有6個函式與數值運算相關，

字串型別及格式化

字串型別
字串是字符的序串列示，根據字串的內容多少分為單行字串和多行字串，
單行字串可以由一對單引號（’）或雙引號（"）作為邊界來表示，單引號和雙引號作用相同，
多行字串可以由一對三單引號（’’’）或三雙引號（"""）作為邊界來表示，兩者作用相同，
字串運算子

程式的流程圖

起止框：表示程式邏輯的開始或結束；
判斷框：表示一個判斷條件，并根據判斷結果選擇不同的
執行路徑；
處理框：表示一組處理程序，對應于順序執行的程式邏輯；
輸入輸出框：表示程式中的資料輸入或結果輸出；
注釋框：表示程式的注釋；
流向線：表示程式的控制流，以帶箭頭直線或曲線表達程
序的執行路徑；
連接點：表示多個流程圖的連接方式，常用于將多個較小
流程圖組織成較大流程圖，

程式的基本結構

程式由三種基本結構組成：順序結構、分支結構和回圈結構，

程式的分支結構

單分支結構: if陳述句
二分支結構: if-else陳述句
多分支結構: if-elif-else陳述句

關系運算子

程式的回圈結構

Python語言的回圈結構包括兩種：遍歷回圈和無限回圈，
遍歷回圈使用保留字for依次提取遍歷結構各元素進行處理；
無限回圈使用保留字while根據判斷條件執行程式，

回圈控制: break和continue

continue陳述句和break陳述句的區別是：continue陳述句只結束本次回圈，不終止整個回圈的執行，而break具備結束回圈的能力，

函式的基本使用

函式的使用

定義后的函式不能直接運行，需要經過“呼叫”才能運行，
具體來說，函式的使用一共分為四個步驟：

1. 函式定義
   使用def保留字將一段代碼定義為函式，需要確定函式的名字、引數的名字、引數的個數，使用引數名稱作為形式引數（占位符）撰寫函式內部的功能代碼，
2. 函式呼叫
   通過函式名呼叫函式功能，對函式的各個引數賦予實際值，實際值可以是實際資料，也可以是在呼叫函式前已經定義過的變數，
3. 函式執行
   函式被呼叫后，使用實際引數（賦予形式引數的實際值）參與函式內部代碼的運行，如果有結果則進行輸出，
4. 函式回傳
5. 函式執行結束后，根據return保留字的指示決定是否回傳結果，如果回傳結果，則結果將被放置到函式被呼叫的位置，函式使用完畢，程式繼續運行，

函式的回傳值

return陳述句用來結束函式并將程式回傳到函式被呼叫的位置繼續執行，
return陳述句可以出現在函式中的任何部分，同時可以將0個、1個或多個函式運算的結果回傳給函式被呼叫處的變數，

變數的作用域

根據程式中變數所在的位置和作用范圍，變數分為區域變數和全域變數，
區域變數僅在函式內部，且作用域也在函式內部，全域變數的作用域跨越多個函式，

代碼復用

模塊化設計指通過函式的封裝功能將程式劃分成主程式、子程式和子程式間關系的表達，模塊化設計是使用函式設計程式的思考方法，以功能塊為基本單位，一般有兩個基本要求：
緊耦合：盡可能合理劃分功能塊，功能塊內部耦合緊密；
松耦合：模塊間關系盡可能簡單，功能塊之間耦合度低，

組合資料型別

組合資料型別

Python語言中最常用的組合資料型別有3大類，分別是集合型別、序列型別和映射型別，
集合型別是一個具體的資料型別名稱，而序列型別和映射型別是一類資料型別的總稱，
集合型別是一個元素集合，元素之間無序，相同元素在集合中唯一存在，
序列型別是一個元素向量，元素之間存在先后關系，通過序號訪問，元素之間不排他，序列型別的典型代表是字串型別和串列型別，
映射型別是“鍵-值”資料項的組合，每個元素是一個鍵值對，表示為(key, value)，映射型別的典型代表是字典型別，

串列型別

串列的定義

串列是包含0個或多個元組組成的有序序列，屬于序列型別，串列可以元素進行增加、洗掉、替換、查找等操作，串列沒有長度限制，元素型別可以不同，不需要預定義長度，
串列型別用中括號（[]）表示，也可以通過list(x)函式將集合或字串型別轉換成串列型別，

串列的索引

索引是串列的基本操作，用于獲得串列的一個元素，使用中括號作為索引運算子，
可以使用遍歷回圈對串列型別的元素進行遍歷操作，基本使用方式如下：

>>>ls = [1010, "1010", [1010, "1010"], 1010]
>>>for i in ls:
print(i*2)
2020
10101010
[1010,
'1010'
, 1010,
'1010']
2020

串列的切片

切片是串列的基本操作，用于獲得串列的一個片段，即獲得一個或多個元素，切片后的結果也是串列型別，切片有兩種使用式：
<串列或串列變數>[N: M]或<串列或串列變數>[N: M: K]

串列型別的操作

串列的操作函式

min(ls)和max(ls)分別回傳一個串列的最小或最大元素，使用這兩個函式的前提是串列中各元素型別可以進行比較，
list(x)將變數x轉變成串列型別，其中x可以是字串型別，也可以是字典型別，

字典型別

字典的定義

“鍵值對”是組織資料的一種重要方式，廣泛應用在Web系統中，鍵值對的基本思想是將“值”資訊關聯一個“鍵”資訊，進而通過鍵資訊查找對應值資訊，這個程序叫映射，Python語言中通過字典型別實作映射，
Python語言中的字典使用大括號{}建立，每個元素是一個鍵值對，鍵和值通過冒號連接，不同鍵值對通過逗號隔開，字典型別也具有和集合類似的性質，即鍵值對之間沒有順序且不能重復，

字典的索引

串列型別采用元素順序的位置進行索引，由于字典元素“鍵值對”中鍵是值的索引，因此，可以直接利用鍵值對關系索引元素，
字典是存盤可變數量鍵值對的資料結構，鍵和值可以是任意資料型別，通過鍵索引值，并可以通過鍵修改值，

字典型別也支持保留字in，用來判斷一個鍵是否在字典中，如果在則回傳True，否則回傳False，