Python程序设计案例教程课件第1章

第1章Python语言概述项雪琰学习目标了解Python的诞生、发展历程。了解Python的特点及用途。掌握Python程序的执行原理。掌握Python及PyCharm的安装。学会如何使用PyCharm及IDLE新建并运行Python文件。12345学习目标1.1Python的概述

1.1.1Python语言的诞生

Python语言的诞生…风云温度湿度光照所处节气“借”来东风古有诸葛孔明夜观天象，借来东风。

Python语言的诞生

Python语言的诞生1989年，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，做为ABC语言的一种继承。之所以选中Python作为该编程语言的名字，是因为他是一个叫MontyPython的喜剧团体的爱好者。

Python语言的诞生人生苦短，Python是岸。

1.1.2Python的历史发展

Python的历史发展

1989年，Python诞生。1991年，Python的第一个版本发布。此时Python已经具有了类，函数，异常处理，包含表和词典在内的核心数据类型，以及模块为基础的拓展系统。1991-1994年，Python增加了lambda、map、filterandreduce。1999年，Python的Web框架之祖——Zope1发布。2000年，加入了内存回收机制，构成了现在Python语言框架的基础。2004年，Web框架Django诞生。

Python的历史发展

2006年，Python2.5发布。 2008年，Python2.6发布。2010年，Python2.7发布。 2008年，Python3.0发布。2009年，Python3.1发布。 2011年，Python3.2发布。2012年，Python3.3发布。 2014年，Python3.4发布。2015年，Python3.5发布。 2016年，Python3.6发布。2018年，Python3.7发布。 2019年，Python3.8发布。

Python的历史发展

Python语言的排名TOP20必备技能

1.1.3Python的版本

Python的版本

目前为止，仍然保留的版本主要基于Python2.x和Python3.x。Python3的出现是为了解决Python2的一些历史问题，如：字符串的问题、对Unicode的支持等。为了不带入过多的累赘，Python3.0在设计的时候没有考虑向下兼容，因此基于早期Python版本设计的程序都无法在Python3.0上正常执行。

1.1.4Python的用途

Python的用途

1.Web应用开发基于Python的Web开发框架很多，比如耳熟能详的Django，还有Tornado，Flask。其中Python+Django架构，应用范围非常广泛，众多大型网站都是用Python开发的，比如Google、Youtube、Dropbox、豆瓣、果壳网等。

Python的用途

Python的用途

2.科学计算Python被广泛的运用于科学和数字计算中，例如生物信息学、物理、建筑、地理信息系统、图像可视化分析、生命科学等领域。

Python的用途

3.人工智能Python在人工智能领域内的机器学习、神经网络、深度学习等方面，都是主流的编程语言。

Python的用途

4.大数据、云计算Python是大数据、云计算领域最火的语言，典型的应用为OpenStack云计算平台。大数据分析中涉及到的分布式计算、数据可视化、数据库操作等，Python中都有成熟的模块可以完成其功能。对于Hadoop-MapReduce和Spark，都可以直接使用Python完成计算。

Python的用途

Python的用途

5.网络爬虫网络爬虫（WebCrawler）也称网络蜘蛛，是一种按照一定的规则，自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。Python是目前主流的能够编写网络爬虫的编程语言。

Python的用途

6.游戏开发在网络游戏开发中，Python也有很多应用，Python可以用更少的代码描述游戏业务逻辑，Python非常适合编写1万行以上的项目，而且能够很好的把网游项目的规模控制在10万行代码以内。

Python的用途

7.桌面软件桌面软件开发也就是GUI，Python用于桌面开发的界面库有很多，如：Kivy、PyQt、gui2py、libavg、wxPython、TkInter在图形界面开发上很强大。

Python的用途

8.自动化运维在系统运维中，有大量工作需要重复性的运行，同时还需要做管理系统、监控系统、发布系统等工作，如果将这些工作自动化起来，能够提高工作效率，Python是一门综合性的语言，能满足绝大部分自动化运维需求。

1.1.5Python语言的特点

Python语言的特点

简单易学面向对象高级语言可移植性解释性开源性可扩展丰富的库规范的代码

Python语言的特点

1.简单易学Python的定位是优雅、明确、简单，其优势之一就是代码量少，逻辑一目了然。Python简单易懂、易于读写，开发者可以把更多的注意力放在问题本身上，不用花费太多时间精力在程序语言、语法上。

Python语言的特点

2.免费、开源Python是免费开源的，它可以共享、复制和交换。这也帮助Python形成了强壮的社区，使它更加完善，技术发展更快。

Python语言的特点

3.可移植性Python程序无需修改就可以在任何支持Python的平台上运行。由于Python是开源的，Python已经被移植在许多平台上。

Python语言的特点

4.解释型语言Python是一门解释型语言，在运行时，不需要全部编译成二进制代码，可以直接从源代码解释一句，运行一句。在计算机内部，由Python解释器把源代码转换成字节码的中间形式，然后再把它翻译成机器语言并运行。

Python语言的特点

编译执行编译执行是指通过编译程序（也称为编译器）将源代码（sourcecode）一次性编译成目标程序，再由计算机运行目标程序的过程，其中源代码指由高级语言编写的代码。

Python语言的特点

解释执行解释执行与编译执行主要的区别是翻译时的解释程序不产生目标代码，且解释器在翻译源代码的同时执行中间代码。

Python语言的特点

5.面向对象Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，对于Python来说“一切皆为对象”。现如今面向对象是非常流行的编程方式，Python支持面向过程编程，面向对象编程，函数式编程。

Python语言的特点

6.丰富的库Python拥有一个强大的标准库，其提供了系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML处理等额外的功能。

Python语言的特点

7.可拓展性Python的可扩展性体现为它的模块，Python具有脚本语言中最丰富和强大的类库，这些类库覆盖了文件I/O、GUI、网络编程、数据库访问、文本操作等绝大部分应用场景。

Python语言的特点

8.规范的代码Python与其他语言最大的区别就是，其代码块不使用大括号{}来控制类、函数以及其他逻辑判断。Python语言是“靠缩进控制代码逻辑的语言”，因此要必须注意严格缩进，统一的编码规范可以提高程序的开发效率。

Python语言的特点

9.胶水语言Python又被称为胶水语言，它提供了丰富的API和工具，以便开发者能够轻松使用包括C、C++等主流编程语言编写的模块来扩充程序。

1.1.6Python语言规范

Python语言规范

Python语言是“靠缩进控制代码逻辑的语言”，因此要必须注意严格缩进。在编写代码时，4个空格表示一个缩进层次（PyCharm可自动缩进）。注意：不要使用Tab，更不能将Tab和空格混用。

Python语言规范

在实际的编程中遵循良好的编码风格，可有效的提高代码的可读性，降低出错几率和维护的难度，同时，使用统一的编码风格，还可以降低沟通成本。

1.1.7Python程序执行原理

Python程序执行原理

计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，所以必须要把程序员所写的程序语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序。翻译的方式有两种（如图所示）：翻译过程

Python程序执行原理

Python属于解释型语言，Python自带的解释器为CPython，是一个用C编写的Python解释器，包含在Python安装程序中。

Python解释器首先将源代码编译生成中间字节码，一般情况下，如果源文件被导入，则将中间字节码保存为后缀为.pyc的文件。然后将编译好的字节码转发到PVM（Pythonvirtualmachine，Python虚拟机）中加以执行。

Python程序执行原理

Python解释器解释一句，代码执行一句，因此Python程序执行速度相比编译型语言略慢，但是其跨平台性好。Python程序在不同的操作系统上运行时，只需要不同的平台上装不同的解释器，程序就可执行。

案例1输出“HelloPython！”

案例描述

输出一句话：“HelloPython!”学习编程首先需要熟悉开发环境，下面介绍常用Python开发环境的基本使用。

相关知识

Python的开发环境很多，常见的有IDLE、PyCharm和Anaconda等。IDLE是Python自带的开发环境，虽然有点简陋，但是使用简单方便，非常适合初学者。Pycharm

是目前Python语言最好用的集成开发工具。

相关知识

相关知识03

Python的安装

PyCharm的基本使用0102

IDLE的基本使用1.2Python的安装Pycharm的安装

Python官网界面(1)访问Python官网的下载页面：/downloads/Python的安装

下载相应版本安装包(2)单击超链接“Windows”，进入Windows版本软件下载页面，根

据操作系统版本选择相应软件包。Python的安装

选择安装方式(3)下载完成后，双击安装包会启动安装程序，并勾选相应的选项。Python的安装

开始以默认方式安装(4)程序开始以默认方式安装，Python将被默认安装到以下路径：C:\Users\用户名\AppData\Local\Programs\Python\Python36。

安装成功Python的安装

测试是否安装成功(5)在【开始】菜单栏中搜索“Python”，找到并单击打开Python3.7(64bit)，用户亦可在控制台中进入Python环境。Python的安装

(6)在打开的“编辑环境变量”对话框中，通过单击“新建”按钮，添加关于Python的两条绝对路径，如下图所示，即可完成环境变量配置。

选中Path变量添加路径Python的安装

IDLE的基本使用

1.启动IDLE环境单击系统的“开始”菜单，然后依次选择“所有程序”→“Python3.6”→“IDLE(Python3.664-bit)”菜单命令，即可打开IDLE窗口。打开IDLE

IDLE窗口

IDLE的基本使用

2.编辑、执行单条语句启动IDLE之后默认为交互模式，直接在Python提示符“>>>”后面输入相应的语句即可。按<Enter>键立即执行。如果语句正确，立刻就可以看到执行结果，否则提示错误。

IDLE的基本使用

注意：PythonShell一次只能执行一条完整语句。

IDLE的基本使用

3.编辑、执行多条语句当需要编写多行代码时，可以单独创建一个文件保存这些代码，在全部编写完成后一起执行。

IDLE的基本使用

（1）创建文件在IDLE主窗口的菜单栏上，执行“File”→“NewFile”菜单命令，打开一个新窗口，在该窗口中，可以直接编写Python代码。新创建的Python文件窗口

IDLE的基本使用

（2）编辑代码在代码编辑区输入一行代码后再按<Enter>键，将自动换到下一行，能编写多行代码。比如，输出Python之禅

编辑多行后的Python文件窗口

IDLE的基本使用

（3）保存文件执行“File”→“SaveFile”菜单命令或者按<Ctrl+S>快捷键保存文件。

IDLE的基本使用

（4）运行程序执行“Run”→“RunModule”菜单命令或者按<F5>快捷键运行程序，运行程序后，将打开PythonShell窗口显示运行结果。运行结果

PyCharm的基本使用

1.启动PyCharm单击系统的“开始”菜单，然后依次选择“所有程序”→“JetBrains”→“JetBrainsPyCharmCommunityEdition2019.3”菜单命令，进入启动PyCharm界面。启动PyCharm

PyCharm的基本使用

第一次启动PyCharm时，可以为PyCharm选择配色，如下图所示。一般选择“SkipRemainingandSetDefaults”保留默认配色接着进入欢迎界面。选择配色欢迎界面

PyCharm的基本使用

2.创建新的项目第一次启动进入欢迎界面后，选择“CreateNewProject”创建新的项目，接着为项目选择路径，选择项目的存放路径，单击“Create”按钮创建成功。创建项目选择项目路径

PyCharm的基本使用

后续再启动PyCharm环境后，直接通过执行“File”→“NewProject”菜单命令创建项目，如下图所示。创建项目

PyCharm的基本使用

3.创建Python文件在新创建的项目中，右击项目名称，在弹出的快捷菜单中执行“New”→“PythonFile”命令，创建Python文件，以Python之禅为例，Python文件命名为“zenofpython”。创建Python文件为Python文件命名

PyCharm的基本使用

4.编辑代码创建好Python文件后，生成一个以.py结尾的文件，在代码编辑区输代码，如下图所示。编辑代码

PyCharm的基本使用

5.选择Python解释器在运行之前，可以再检查下Python解释器是否设置好。执行“File”→“Settings”菜单命令，打开“Settings”对话框，在左侧窗格中选择“ProjectInterpreter”，右侧“ProjectInterpreter”中一般会默认列出机器内已安装好的Python解释器。

PyCharm的基本使用

“设置”对话框添加Python解释器若显示没有解释器，此时需要单击“Add…”手动添加解释器，如下图所示，打开“AddPythonInterpreter”对话框。

PyCharm的基本使用

在“AddPythonInterpreter”对话框中，从左侧窗格中选择“SystemInterpreter”，右侧如果没有列出Python解释器，则单击“...”按钮从本地选择已存在的Python解释器，即python.exe文件，单击“OK”按钮完成解释器的选择。选择“python.exe”完成手动选择Python解释器

PyCharm的基本使用

6.运行代码右击代码编辑区，在弹出的快捷菜单中执行“Run‘zenofpython’”命令，即可运行代码，如下图所示。运行Python文件

PyCharm的基本使用

运行结果如下图所示。运行结果

案例实现

1.使用IDLE环境在IDLE环境中