第1章 程序设计和Python语言

第1章绪论程序与程序设计语言21.1程序设计语言机器语言机器语言是由0和1组成的指令序列。机器代码可以直接被计算机所识别，因此机器语言最大的特点是效率高，执行速度快。但编程效率不高、容易出错。汇编语言出错采用一些简洁的英文字母、符号串替代特定指令的二进制串，使表达方式更接近自然语言。经过汇编程序翻译为机器语言才能执行高级语言接近于自然语言和数学语言，在一定程度上与具体计算机无关的符号化语言。3高级语言用高级语言编写的程序形式（以Ｃ语言为例）：4#include<stdio.h>intmain(void){printf(“%d\n”,13-5);return0;}高级语言高级语言的翻译方式解释方式（Interpreter解释程序）编译方式（Compiler编译程序或称编译器）5高级语言程序的开发过程明确问题算法设计选择某种语言进行编程测试与调试运行与维护6程序设计语言JavaPythonPerl就程序本质而言刻画计算（数值计算与非数值计算，与处理同义）过程的处理对象（数据）与处理规则（算法）。瑞士计算机科学家NiklausWirth认为：程序＝算法＋数据结构7程序＝算法＋数据结构算法是解决问题的步骤和方法，是指令的有限序列数据结构则是数据的组织形式，涉及操作对象以及它们之间的关系和操作8程序＝算法＋数据结构9S1：sum0S2：i1S3：如果i100执行sumsum+i，如果i>100转S5S4：ii+1，转S3S5：输出sum计算1+2+…+100的和，算法和数据结构设计：程序＝数据结构+算法算法是程序的灵魂，在程序设计中有核心地位实际应用中用户首先关心的是自己的数据能够被处理，其次才关心如何处理，用什么工具处理数据，所以从应用角度出发，程序设计的重心已转移到数据上了10程序设计的本质结构化程序设计自顶向下（top-down），逐步细化(stepwiserefinement)，由抽象到具体的功能分解过程，使用三种控制结构即顺序、选择和循环控制构造程序面向对象程序设计是目前计算机开发中使用的主流方法，它是一种对现实世界理解并抽象的方法，将对象作为程序的基本单元，并将程序和数据封装在内，以提高软件的重用性、灵活性和扩展性。11Python语言概述121.2Python指数——PYPL13编程语言流行指数（PyPL)Python指数——TIOBE14Python指数——IEEESpectrum15Python应用实例161.2.1Python的历史和特性17GuidovanRossum第1个Python编译器/解释器于1991年诞生Python名称来自Guido挚爱的电视剧MontyPython'sFlyingCircusPython介于C和Shell之间、功能全面、易学易用、可扩展的诞生18优雅明确简单Python在其表达方式和语法形式等多个方面均体现其优雅拥有传统编译型程序语言所有强大通用的功能拥有简单脚本语言和解释型程序语言的易用性Python的哲学19Python的历史胶水语言（GlueLanguage）很容易和其他著名的程序语言连接（C/C++），集成封装脚本语言（ScriptLanguage）高级脚本语言，比脚本语言只能处理简单任务强大面向对象语言（Object-OrientedLanguage）完全支持继承、重载、派生、多继承20面向对象语言Object-OrientedLanguage胶水语言GlueLanguage脚本语言ScriptLanguage大数据Python提供各种库，具有极其便捷强大的数据处理和统计功能文本处理python提供的re模块能支持正则表达式Python的库——具有强大吸引力21Web开发Python定义了WSGI标准应用接口来协调http服务器与基于Python的Web程序之间的沟通GUI开发用wxPython或者PyQt来开发跨平台的桌面软件Python的库——具有强大吸引力22Python的库——具有强大吸引力23操作系统大多数Linux发布版以及NetBSD、OpenBSD和MacOSX都集成了Python，Python标准库包含了多个调用作业系统功能的库多媒体用于将计算机游戏中图形渲染模块封装为Python扩展类库1.2.2Python的版本24Python的2个版本25Python2.xPython3.x以Python3.x为主互不兼容Python官方网站26Python语言开发环境271.3经典HelloWorld28myString='Hello,World!'print(myString)1.3.1Python开发环境29Python环境30MacOS&Linux下$python$python3Windows下Python编辑器31基于Python环境SublimeText和VSCode等Python集成开发环境（IDE）32PythonIDEPython内置IDEIDLEAnacondaPyCharm包的安装33Python的特点是有极其丰富的软件包（第三方库）PyPI（thePythonPackageIndex）是Python官方提供的软件包索引，它可以给现有的超过十万个Python软件包提供索引（/pypi）

PyPI提供软件包索引包的安装34用pip命令安装包（大多数Python

IDE中已集成，无需额外安装）①下载get-pip.py(https://pip.pypa.io/en/latest/installing/)

②在操作系统终端依次执行如下命令

>pythonget-pip.py

>pipinstallatx安装包清华镜像：下载AnacondaX8632位/anaconda/archive1.3.2Python运行方式35Python的运行方式（一）36Shell方式Shell是交互式的解释器输入一行命令，解释器就解释运行出相应结果Python的运行方式（二）在Python的IDE环境中，创建一个以py为扩展名的文件用Python解释器在Shell中运行出结果37文件执行方式经典HelloWorld38>>>myString='Hello,World!'>>>print(myString)Hello,World!>>>myString'Hello,World!'Sourc#Filename:helloworld.pymyString='He