信息技术 课件 第10章 程序设计基础

程序设计基础信息技术内容纲要010203程序设计入门

编程工具应用Python语言基础04编写应用程序程序设计入门01PARTONE程序设计入门当前人类社会生产、生活中的智慧工厂、网络购物、外卖点餐、在线教育、线上办公、远程医疗、智慧出行、网络社交、视频分享等功能强大、丰富多彩的数字化形态，归根结底都是由计算机程序驱动产生的。计算机程序（Computerprogram），简称程序（program），是一组指示计算机或其他信息技术设备执行动作或做出判断的指令，通常由某种程序设计语言编写，并运行于某种信息技术设备的体系结构之上。设计、编制和调试程序的方法与过程称为程序设计，一般包含需求分析、架构设计、编码调试、测试发布等阶段。什么是程序01PARTONE程序设计入门01PARTONE机器语言汇编语言高级语言程序设计语言0101001000111Helloworld程序设计入门01PARTONE两种程序设计思想面向过程的结构化程序设计结构化编程的着眼点在于面向过程，从求解问题的功能入手，按照工程的标准和严格规范，将求解的问题分解为若干个功能模块，求解问题是实现模块功能的函数和过程的集合，其解决思路是自顶向下，逐层细化。面向对象的程序设计面向对象的程序设计（OOP）方法能更好地描述客观事物及其相互联系，追求对现实世界的直接模拟，强调万事万物一切事物皆是对象，每个对象都有自己的属性和行为；对象之间的联系通过消息来连接。程序设计入门01PARTONE高级程序语言分类与特征典型编程语言语言类别主要特征典型编程语言结构化程序设计语言结构化程序设计主要特点是将程序中的数据与处理数据的方法分离。以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块。其设计思想是自顶向下、逐步求精。Fortran、Basic、C面向对象程序设计语言面向对象程序设计语言的三个基本特征：封装、继承、多态。应用面向对象语言进行程序设计具有维护简单、可扩充性和代码重用等优点。Java、C#、Python、C++数据库语言主要用于操作数据库的非过程化编程语言，允许用户在高层数据结构上直接工作。SQL、QBE、NDL人工智能语言适应于人工智能和知识工程领域的、具有符号处理和逻辑推理能力的程序设计语言。LISP、Prolog、Smalltalk、Java、Python网页编程语言用来编写静态或动态网页的编程语言。网页中还经常嵌入脚本语言实现动态网页功能。HTML、PHP、ASP、JSP程序设计入门01PARTONE程序设计流程程序设计时需要先把待解决的现实问题抽象（转换）成数学问题（数学模型），然后利用程序设计语言编写指令解决数学问题，从而实现应用程序解决实际问题。问题的提出明确解决步骤将问题抽象化运行程序编写程序指令将A、B两个杯子的溶液互换先将A杯中牛奶倒入空杯C中，再将B杯中可乐倒入A杯中，最后将C杯里的牛奶倒入B杯A=”牛奶”B=”可乐”C=”空杯”C=A;A=B;B=CA=”牛奶”B=”可乐”......应用程序解决实际问题如果问题复杂，则可以借助流程图等工具，进一步理清思路，进行问题抽象。程序设计入门01PARTONE程序设计流程程序设计入门01PARTONE程序的解释与编译编译使用编译器将高级语言程序代码转换为目标代码的过程称为编译。编译器编译源代码后会生成二进制目标代码，运行时计算机以机器语言方式运行，程序执行速度快、效率高。解释通过解释器将高级语言程序代码转换为可执行代码并同时逐条执行的过程称为解释。解释器对源程序的翻译与执行是同时进行的。源代码被一条一条的解释成机器语言代码，送给计算机来执行，每次程序运行都要执行这样的翻译过程，所以这样的程序运行起来效率不是很高。应用高级语言编写的程序，是不能直接在计算机中运行的，需要通过编译或解释，最终才能以二进制机器语言的形式在计算机中运行。编程工具应用02PARTTWO编程工具应用02PARTTWO获取与安装可以从官方网站下载获得Python语言基本开发与运行环境。在Python的官网中有多个下载链接，分别对应着不同的操作系统。下载前要注意自己使用的操作系统及版本，推荐选择当前的稳定版本。双击下载回来的压缩包,开始安装。注意要勾选”AddPythonX.XtoPATH”项。验证安装完成后，按住win+R键打开Windows运行对话框，输入cmd后回车，进入命令行工具。在提示符下输入python并回车，如果出现Python的版本信息和命令提示符>>>，则表示安装成功。点击开始菜单，通过程序组找到新安装的python项目，点击“pythonX.x(64-bit)”同样可以进入python的命令状态使用通过cmd命令方式进入python，这种状态下能够输入执行单条命令，但不能完成程序文件编写功能。使用python安装时自带的GUI环境IDLE。IDLE简单轻便，界面下分清爽，可以进行简单的python程序开发和交互式的命令输入。应用其他支持python的集成开发环境。Python语言环境安装02PARTTWO编程工具应用语法着色

一站式项目构建代码自动补全代码封装动态调试集成开发环境Python语言基础03PARTTHREEPython语言基础03PARTTHREE基本语法规范标识符通常用于命名变量、函数、类名称、模块名称等。标识符由数字、字母（大、小写）、以及下划线组成。标识符一般以字母开头，不能以数字开头，不能与系统关键字重名，单、双下划线开头的标识符一般具有特殊意义，通常不使用。不同层次的代码缩进不同，层次相同的代码缩进相同。首次缩进一般使用四个空格，不推荐使用制表符（Tab)。函数定义之间使用一个空行以示区分，类定义使用两个空行分隔。如果一行代码的长度超过80个字符，可以使用小括号、中括号、大括号等将这段代码包围，实现隐式的连接。推荐使用小括号，不推荐使用反斜线连接方式。注释以#和一个空格开始。一条语句内也可以使用注释，但要求至少要有两个空格与代码分隔开，然后再输入#和注释内容。Python语言基础03PARTTHREEPython程序结构Python程序由包、模块（即一个Python文件）和函数组成。包是由一系列模块组成的集合。模块是处理某一类问题的函数和类的集合。Python语言基础03PARTTHREE变量：变量是指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。

Python中的变量比较特殊，采用引用值的方式建立与其他对象的联系。变量本身没有类型，随着引用对象类型的不同，对外呈现的类型也不同，它是作为操作数据的手段或媒介而存在的，变量中实际保存的是对象的内存地址。

变量stu

对象“张三”引用对象内存地址⑴在内存中创建了字符串对象“张三”；⑵创建了一个变量，名字为stu;⑶建立了stu和“张三”之间的引用关系，即stu中存放的是“张三”这个字符串的内存地址，而通过内存地址就是能访问到“张三”这个字符串。Python中变量的命名通常采用小写字母方式，且不能与系统的关键字重名。变量可以多次赋值，每次赋值的对象可以是不同类型的。Python语言基础03PARTTHREE整型浮点型字符型布尔型列表元组字典集合……常用数据类型

Python中变量自身是没有类型的，引用了谁，就是存储谁的内存地址，对外体现的就是被引用对象的类型。Python中任何一个对象，都具有不同id、类型和值。使用内置的id()、type（）函数即可获取到对象的id和类型。Python语言基础03PARTTHREE算术运算符加（+）减（-）乘（*）除（/）乘方（**）书写形式a+b、a*3-b、a/b、a**3关系运算符大于（>）大于等于（>=）小于（<）小于等于（<=）等于（==）不等于（!=）参与关系运算的对象类型必须相同逻辑运算符与运算（and）或运算（or）取反运算（not）逻辑运算的结果是布尔类型的值，即成立就是True，不成立就是False。赋值运算符“=”称之为赋值符号，其表达的含义是将“=”右侧的常、变量或表达式，赋值给其左侧的变量。复合的赋值运算符：+=、-=、*=、/=…常用的各类运算符Python语言基础03PARTTHREE顺序结构选择结构循环结构

这三种基本的控制结构可以进行各种组合，所有的程序从实质上看都是三种控制结构的综合运用。

掌控程序流程

Python程序由一条条的程序语句构成，程序语句按控制方式归纳有三种结构，分别是顺序结构、选择结构和循环结构。Python语言基础03PARTTHREE顺序结构是程序设计中最简单的控制结构，程序中的各条语句按照出现的先后顺序依次执行就构成顺序结构。这种结构的特点是：按代码书写顺序，自上而下，依次执行。所有程序从宏观上看，都是按顺序结构来执行的。顺序结构

选择结构是最常用的控制结构，也称分支结构。程序依据条件表达式的结果动态改变程序的走向，使得程序变得更加智慧、更加灵活。选择结构有单分支选择、双分支选择、多分支选择多种形式。Python语言基础03PARTTHREE单分支选择适用于较为简单情况，满足条件则执行语句，不满足就不执行双分支选择适用于二者选其一的情况，当满足条件时执行语句块1，不满足条件时执行语句块2。多分支选择适用于具有多种选择的复杂情况，这时需要对多个条件分别判断。Python语言基础03PARTTHREE单分支选择结构条件表达式条件表达式可以是任意的数值或表达式，表达式的值为True表达条件成立，否则表达条件不成立。若表达式为数值，则0代表False，其余值均代表True。语法格式语法格式：if<条件表达式><语句序列>语句块是当条件满足时需要执行的语句序列行，可以是一句或多句。整个语句块与上一行（if<表达式>:)相比，要进行缩进，表示下面的语句均为if条件满足时要执行的内容。一旦不再缩进，则表示整个分支结构的语句序列已经完成。Python语言基础03PARTTHREE双分支选择结构条件表达式条件表达式可以是任意的数值或表达式，表达式的值为True表达条件成立，否则表达条件不成立。若表达式为数值，则0代表False，其余值均代表True。语法格式语法格式：if<表达式>：<语句块1>else:<语句块2>Python语言基础03PARTTHREE多分支选择结构语法格式语法格式：if<表达式1>：<语句块1>elif<表达式2>:<语句块2>……elif<表达式n>:<语句块n>else:<语句序列n+1>Python语言基础03PARTTHREE循环结构循环结构是程序中最能发挥计算机特长的控制结构，可以根据控制条件来重复执行某些语句。当有大量重复计算或类似语句需要反复执行时，通常都要将其放入循环结构中，使其在循环结构的控制下自动运行。实现循环结构的语句就称为循环语句，Python中的循环语句主要有for和while两种。While循环结构Python语言基础03PARTTHREE语法格式：

while<表达式>:

<语句块1>[else:

<语句块2>]当循环条件不成立时，会执行方括号中的else子句。这个else子句不是必须项，可以根据实际问题的需要来取舍语法格式for循环结构Python语言基础03PARTTHREE语法格式：

for<变量>in<序列或可迭代对象>:

<语句块1>[else:

<语句块2>]当循环条件不成立时，会执行方括号中的else子句。这个else子句不是必须项，可以根据实际问题的需要来取舍语法格式

for语句中的变量就是后面序列或可迭代对象中的每一个元素，当循环结构遍历了序列或可迭代对象的全部元素后就将结束当前循环结构的运行。与while语句一样，else子句是可选项，可依据实际问题的情况进行取舍。Break与continuebreak和continue都会结束当前循环语句的执行，二者在while和for语句中都可以使用。但二者还有明显的功能区别:

break语句执行后会彻底跳出当前的循环结构，不再执行循环了；

continue只是跳过当前循环中未执行的部分语句，重又回到循环语句开头部分，继续进行循环。Python语言基础03PARTTHREEPython语言基础03PARTTHREE什么是函数

函数是将实现某一特定功能的相关程序代码组织在一起形成的程序单元函数的分类Python中的函数分为三类：自定义函数、内置函数以及库函数。函数的定义def<函数名>(<形参列表>):<语句块>[return变量]函数的调用调用函数时，只需要写上函数的名字并携带规定的参数就可以了。函数设计Python语言基础03PARTTHREE访问磁盘文件打开文件，创建文件对象。fp=open(“test.txt”,r)#以只读方式打开当前目录下的test.txt文件fp=open(“test.txt”,w)#以写方式打开当前目录下的test.txt文件通过文件对象对文件内容进行读、写、删、改操作。fp.write(“I'maChinese！”)#向文件中写入信息list=fp.readlines()#从文件中读取每行的文本信息并存入列表中关闭并保存文件。fp.close()#关闭文件对象Python语言基础03PARTTHREE

如果程序中出现了异常，没有做任何处理，就会导致程序崩溃。Python提供了异常处理机制，通过这套处理机制，能够捕获到出现的异常，并给出相应的处理，使得程序在出现错误的情况下依然能给出友好提示，不致崩溃。异常处理结构try:<运行时可能出现异常的语句序列>except[异常名称]：#若不带异常名称则捕获所有异常，

#否则只捕获指定的异常