深入浅出Python编程课件-程序和数据

深入浅出Python编程

（

程序和数据）顺序：使用海龟画太极图

使用海龟turle模块画图太极图包括阴鱼、阳鱼和鱼眼鱼眼的比例、位置自主调整Outcome单元目标/Objectives

理解顺序程序设计结构

了解计算机的组成和编程语言的发展

掌握Python程序的基本语法规则

熟练使用变量和基本I/O操作

理解和掌握变量的使用⑥具有人文情怀和文化自信内容及计划/Agenda&Schedule6ClassHoursDetails<00:15>课程介绍<00:20>认识计算机及编程<00:40>走进Python<02:40>turtle画太极图<00:05>课堂小结Total：6hours(4hPractice)01认识计算机与编程Computer&Program1.冯·诺依曼体系结构运算器控制器存储器输入设备输出设备VonNeumannStoredProgramArchitecture2.计算机程序—

编程语言的发展第一代，机器语言第二代，汇编语言第三代，高级程序设计语言编译vs.解释编译器将源代码/高级语言程序，一次性转换成目标代码，批处理解释器将源代码逐条转换成目标代码、同时逐条运行目标代码2.计算机程序—

IPO/IPOS图输入—就是求解问题需要提供的数据，通过输入设备/文件等送入计算机中处理—产生输出所需的操作步骤，这也是你的算法输出—就是将问题求解需要的最终结果展现出来或存入文档等2.计算机程序—

程序流程图图例表示意义椭圆表示流程的开始和结束平行四边形表示数据的输入和输出菱形表示判断条件，决定执行的选择矩形表示处理箭头表示工作流方向2.计算机程序—

计算思维（ComputationalThinking）解构/分解（Decomposition）模式识别(Patternrecognition)

模式归纳/抽象化(Abstraction)

算法开发(Algorithmicthinking)02认识PythonGettingPython1.走进Python—

Python语言的特点“简单”/simple，又“不简单”/powerful的Python优雅的使用Python/Pythonic

1.走进Python—

Python语言的特点简单、简洁，易学/Greatstarterlanguage为可读性而设计/Designedtobehumanreadable灵活的编程语言—胶水语言/Flexibleprogramminglanguage免费、开源，跨平台/（FLOSS,Free/LibreandOpenSourceSoftware）1.走进Python—Python的应用机器学习模型/Machinelearningmodels人工智能项目

/ArtificialintelligenceprojectsWeb应用项目

/Webapplications自动化工具

/Automationutilities啥都能干

/Anything,really

2.Python语法规则缩进（indentation）采用空格1个tab相当于4个空格注释（comment）行注释—#块注释—'''/"""妙用注释调试程序2.Python语法规则缩进（indentation）采用空格1个tab相当于4个空格注释（comment）行注释—#块注释—'''/"""妙用注释调试程序2.Python语法规则续行符建议每行不超过80个字符

\

后面不能再加空格documentstringPython代码格式

设置指南/PEP8

缩进：用4个空格，不要用制表符，制表符会引起混乱换行：一行不超过79个字符，换行的小屏阅读体验更好注释：最好把注释放到单独一行；使用文档字符串；注释内容不要超过72个字符空行：适当增加空行分隔较大的代码块运算符前后、逗号后要用空格，但不要直接在括号内使用类和函数的命名要一致。按惯例，命名类用UpperCamelCase，命名函数与方法用lowercase_with_underscores3.简单I/O操作输出（print）语法格式可以用来调试程序输入（input）print(value,...,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)print(‘我是Python，今年’,2021–

1990,

“岁了。”)字符串直接输出数值计算后输出字符串直接输出都是可选的，如果什么都不指定，就打印一个空行name=input(“你叫什么名字？”)提示信息，照原样打印出来name将获得从键盘上输入的值3.简单I/O操作计算（eval）将字符串包裹的表达式进行计算注意代码安全风险小技巧help()：用来查看函数的详细使用信息，类似于打印操作手册dir()：用来查询一个类或者对象所有属性、方法4.Python程序的运行方式交互式/shell：利用Python解释器即时响应用户输入的代码，给出输出结果文件式/script：4.Python程序的运行方式交互式/shell:文件式/script：将Python程序写在一个或多个文件中，启动Python解释器批量执行文件中的代码4.Python程序的运行方式IDE：集成开发环境（IDE，IntegratedDevelopmentEnvironment）IDLE：Python自带的集成开发环境交互式/shellvs.文件式/script03太极图TurtledrawYinYang1.任务分析目标解构由阴鱼和阳鱼两个部分组成，基本上是对称的旋转180度，阴鱼和阳鱼的位置就能刚好对调了也就是说，我们只需要能画出阴鱼或者阳鱼，另一半就能方便的画出来了1.任务分析模式识别画太极图，实际上是在画半圆和圆模式归纳鱼头和鱼尾连接的地方置于画布的中心原点(0,0)，鱼眼的圆心在(0,y)鱼头半圆的半径为R，鱼眼半径为0.15*R，且鱼眼的圆心位置为(0,0.5R)，由此也可以计算得出画鱼眼的位置距圆心为0.35R1.任务分析算法设计circle()方法画圆或者半圆left()或者right()转动海龟的方向forward()可以控制小海龟向前移动2.任务准备—关于海龟画图turtleTurtle模块是一个预先安装好的Python库设想有一只小海龟在一张白纸上爬行，爬过的轨迹即是在画图画图的坐标原点在屏幕中央通过坐标值可以控制小海龟移动的距离，通过角度值可以控制小海龟移动的方向importturtle即可使用该模块04顺语句画太极图TurtledrawYinYang1.顺序语句画太极图中的阳鱼1.顺序语句画太极图中的阳鱼1.顺序语句画太极图中的阳鱼2.顺序语句画太极图中的阴鱼在IDLE中采用交互式方式演示画阴阳眼3.使用变量改造程序—

变量变量存储在计算机内存中的一个数据变量其实就是为计算机内存中的一块存储空间贴上了一个标签反映两个要素：类型（type）和值（value）标识符（Identifiers）词法定义大、小写字母A至Z/a至z数字0至9，但不能以数字开头下划线

_pen_width3标识符赋值符值3.使用变量改造程序—

变量变量命名建议变量名：最好能见名知意，既简短，又具有描述性。比如：student_id比id更容易理解表示学生的编号大小写：一般推荐为变量命名用全小写，虽然用大写字符也没有错/编程实践中，一般将大写字符认为是常量，即值不会改变的量慎用小写字母l和大写字母O，因为容易和数字1、0混淆产生误读3.使用变量改造程序—

关键字（keywords）关键字（keywords）又称为保留字，是Python语言本身的一部分，不能作为一般标识符来使用help('keywords’)，importkeyword/keyword.kwlist3.使用变量改造程序—

深入了解Python变量强类型与弱类型强类型语言使用强制数据类型定义的语言，没有强制类型转化前，不允许两种不同类型的变量相互操作弱类型，一个变量可以赋不同数据类型的值，允许将一块内存看作多种类型，比如直接将整型变量与字符变量相加静态与动态静态：它的数据类型是在编译期进行检查的，也就是说变量在使用前要声明变量的数据类型，这样的好处是把类型检查放在编译期，提前检查可能出现的类型错误动态：在运行期进行数据类型检查的语言，也就是在编写代码的时候可以不指定变量的数据类型课堂小结Python的设计哲学：简单、优雅、明确Python是一门动态、解释的强类型的脚本语言变量不需要先声明注释可以帮助调试程序Python程序可以以交互式或脚本方式执行计算思维的训练比编写代码更重要提问&解答深入浅出Python编程

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程序和数据）打印计算机信息图卡

以信息卡片的样式打印运维数据主要包括：CPU、内存和磁盘信息合理使用数字和字符串的格式化使用datetime模块打印时间戳使用psutil模块获取计算机运维数据Outcome单元目标/Objectives熟练使用数字类型数据及格式化

熟练使用字符串类型数据及格式化

熟练对字符串进行索引和切片操作熟练使用内置函数：int/float/str等

了解并使用日期和时间数据⑥

具有严谨细致的工匠精神内容及计划/Agenda&Schedule6ClassHoursDetails<00:10>回顾&成果介绍<01:00>数字的使用<02:00>字符串的使用<00:25>日期时间的使用<00:05>课堂小结Total：6hours(4hPractice)01计算机信息图卡Infographiccard1.任务分析目标解构一个字符图卡，由字符、文字、数字组成“+”和“-”组成的表格数字格式化输出的运维数据模式识别数字的格式化包括精度控制和等宽度输出数字还包括存储单位的换算问题字符串的格式化主要涉及占位宽度、换行输出日期格式按“年—月—日”；时间24小时格式显示1.任务分析模式归纳字符串、数字的串格式化控制，包括对齐、固定宽度、精度等算法设计利用第三方模块psutil获取计算机的运维数据将容量原始数据字节/Byte表示，换算成单位G通过+和*计算实现拼接、重复；通过format()函数，f字符串行精度和宽度的格式化2.任务准备—关于psutil模块Psutil模块psutil（pythonsystemandprocessutilities）是一个跨平台的用于获取运行进程和系统利用率（CPU、内存、磁盘、网络、传感器）的Python库psutil还提供了许多命令行工具提供的功能，比如：ps、top、netstat、ifconfig、df、kill等单独安装psutil不是Python的内置模块，需要安装pipinstallpsutil2.任务准备—使用psutil模块创建虚拟环境隔离不同项目的执行环境python3-mvenv<.env>psutil中用到的函数psutil.cpu_count(logical=True)psutil.cpu_percent(interval=None,percpu=False)psutil.virtual_memory()psutil.disk_usage(path)02使用数字表示计算机性能指标Number1.数值基本计算—计算数学符号Python操作符意义示例结果++加法2+35--减法2-11×*乘法2*36÷/除法1/20.5xn**求幂2**381.数值基本计算—赋值假设你手上有一瓶酱油和一瓶醋，现在需要你把酱油和醋对调一下，即用装酱油的瓶子来装醋，用装醋的瓶子来装酱油，请问你怎样解决这个问题呢？同步赋值<变量1>,…,<变量N>=<表达式1>,…,<表达式N>1.数值基本计算—赋值<变量1>,…,<变量N>=<表达式>使多个变量拥有相同的值，等于是把一个值绑定到多个变量上多个变量赋相同值1.数值基本计算—增强赋值序号符号示例含义1+=a+=ba=a+b2-=a-=ba=a-b3*=a*=ba=a*b4/=a/=ba=a/b5//=a//=ba=a//b6%=a%=ba=a%b7**=a**=ba=a**b是在单个语句中将二元运算和赋值语句合为一体，先进行二元运算，然后再将计算结果进行赋值操作。增强赋值（augmentedassignmentstatements）1.数值基本计算—类型转换和四舍五入Python是强数据类型的编程语言一般不同数据类型的两个变量是不能进行二元计算的，需要进行类型转换，包括隐式数据类型转换和显示数据类型转换。四舍五入：round(number[,ndigits])round(1.5)round(0.5)/round(-0.5)round(2.675,2)1.数值基本计算—存储容量的单位与换算单位：bit/Byte/KB/M/G/T2.格式化数字显示print("|利用率：%05.2f%%"%cpu_percent,end='')%：格式引导符0：不足指定宽度时高位补05：输出占5个字符宽度.2：精度控制，小数点后2位f：浮点数%%：输出1个%符号主要是：精度、宽度、百分号2.格式化数字显示3.有趣的数值计算—

数字驻留为了减少对象的频繁创建与销毁，Python对-5~256之间的数值进行了缓存测试函数id(object)==is3.有趣的数值计算—

浮点数的尾数不确定很难用二进制精确表示一个十进制数产生不确定尾数浮点数的“精确”表示02使用字符串格式化图卡信息String1.字符编码—

了解编码为了将平常生活中用到的字符在计算机中显示和存储，就需要对字符编码（characterencoding）表示将字符集中的字符（char）映射为字节（byte）流，也就是为字符集中每个字符指定一个数字编号（字符码）常见的字符编码方案有ASCII编码、GBK编码、UTF-8编码等1.字符编码—

字符串和编码Python中使用str表示字符串数据类型Python3默认使用UTF-8编码1.字符编码—

转义字符Python3中使用str表示字符串数据类型如果不希望反斜线字符“\”不作为转义字符使用，而是作为普通字符使用，可以在字符串的前面加入字符“r”2.操作字符串—

加法和乘法计算打印表头+：连接*：重复2.操作字符串—

索引与切片索引（index）正向索引：从左至右，从0开始反向索引：从右至左，从-1开始2.操作字符串—

索引与切片切片（slicing）获取一段字符串，或者说是子串语法：slice[start:end:step]#001+---+---+---+---+---+---+#002|P|y|t|h|o|n|#003+---+---+---+---+---+---+#0040123456word[0:6:2]/word[::2]怎么样快捷地完成字符串反转？2.操作字符串—

索引与切片打印CPU/内存等文字标签2.操作字符串—

内置函数split()功能使用分隔符把字符串进行切割成多个小段，返回切割字符串的一个列表语法split(sep=None,maxsplit=-1)3.字符串的格式化—

引导符%格式化格式化字符串要使用“%s”不推荐使用3.字符串的格式化—

format()函数格式化str.format（）一对大括号{}括起来的替换域格式规范设置丰富3.