Python程序设计-第一章_Python语言介绍及开发环境

Python程序设计ProgramminginPython主讲：庞胜利2目录章节主要内容学时分配讲课上机合计第一章Python语言介绍及开发环境11第二章Python语言数据类型、运算符和表达式224第三章控制流123第四章函数123第五章模块11第六章常用数据结构224第七章面向对象编程112第八章输入输出112第九章异常处理11第十章Python标准库使用224第十一章Python应用347合计1616323第一章Python语言介绍及开发环境•什么是Python•Python的特色•Python可以做什么•Python安装•Python开发环境•如何运行Python程序4什么是Python•Python语言是少有的一种可以称得上既简单又功能强大的编程语言。•你将惊喜地发现Python语言是多么地简单，它注重的是如何解决问题而不是编程语言的语法和结构5什么是Python•Python是一种简单易学，功能强大的编程语言，它有高效率的高层数据结构，简单而有效地实现面向对象编程。•Python简洁的语法和对动态输入的支持，再加上解释性语言的本质，使得它在大多数平台上的许多领域都是一个理想的脚本语言，特别适用于快速的应用程序开发。6Python的特色•简单–Python是一种代表简单主义思想的语言。阅读一个良好的Python程序就感觉像是在读英语一样，尽管这个英语的要求非常严格！Python的这种伪代码本质是它最大的优点之一。它使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。•易学–Python极其容易上手–Python有极其简单的语法7Python的特色•免费、开源–Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一。简单地说，可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。–FLOSS是基于一个团体分享知识的概念。这是为什么Python如此优秀的原因之一——它是由一群希望看到一个更加优秀的Python的人创造并经常改进着的。Free/LibreandOpenSourceSoftware8Python的特色•高层语言–当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理程序使用的内存一类的底层细节9Python的特色•可移植性–由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同平台上）。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性，那么你的所有Python程序无需修改就可以在下述任何平台上面运行。–这些平台包括：Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、PalmOS、QNX、VMS、Psion、AcomRISCOS、VxWorks、PlayStation、SharpZaurus、WindowsCE甚至还有PocketPC！10Python的特色•解释性–一个用编译性语言比如C或C++写的程序可以从源文件（即C或C++语言）转换到一个计算机使用的语言（二进制代码，即0和1）。这个过程通过编译器和不同的标记、选项完成。当运行程序的时候，连接/转载器软件把程序从硬盘复制到内存中并且运行。–而Python语言写的程序不需要编译成二进制代码。你可以直接从源代码运行程序。在计算机内部，Python解释器把源代码转换成称为字节码的中间形式，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。事实上，由于不再需要担心如何编译程序，如何确保连接转载正确的库等等，所有这一切使得使用Python更加简单。由于只需要把你的Python程序拷贝到另外一台计算机上，它就可以工作了，这也使得你的Python程序更加易于移植。11Python的特色•面向对象–Python即支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。在面向过程的语言中，程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。在面向对象的语言中，程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。与其他主要的语言如C++和Java相比，Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。12Python的特色•可扩展性–如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C++编写，然后在你的Python程序中使用它们。13Python的特色•可嵌入性–你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能。14Python的特色•丰富的库–Python标准库确实很庞大。它可以帮助你处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、Tk和其他与系统有关的操作。–只要安装了Python，所有这些功能都是可用的。这被称作Python的“功能齐全”理念。–除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twisted和Python图像库等等。Python确实是一种十分精彩又强大的语言。它合理地结合了高性能与使得编写程序简单有趣的特色。Python可以做什么•系统编程–Python对操作系统服务的内置接口，使其成为编写可移植的维护操作系统的管理工具和部件的理想工具。Python程序可以搜索文件和目录树，可以运行其他程序，用进程或线程进行并行处理等。–Python的标准库绑定了POSIX以及其他常规操作系统工具：环境变量、文件、套接字、管道、进程、多线程、正则表达式、命令行参数、标准流接口、Shell命令启动器、文件名扩展等。15Python可以做什么•用户图形接口–Python的简洁以及快速的开发周期十分适合开发GUI程序–内置了TkGUIAPI，可以生成可移植的本地观感的GUI，可以不做任何改变就可以运行在Windows、Xwindows、MacOS等平台–wxPythonGUIAPI–PythonCard、Dabo等构建在wxPython和Tkinter基础上的高级工具包–通过适当的库，可以使用其他GUI工具包16Python可以做什么•Internet通信–Python提供了标准Internet模块，可以广泛应用到各种网络任务中，无论服务端还是在客户端–套接字–XML-RPC、SOAP、Telnet等通信–Twisted–网站编程第三方工具：HTMLGen、mod_python、Django、TurboGears、Zop，使Python能够快速构建功能完善和高质量的网站17Python可以做什么•组件集成–Python可以通过c/c++进行扩展，并能够嵌套c/c++系统的特性，使其能够作为一种灵活的粘合语言，脚本化处理其他系统和组件的行为–调用其他现有组件，如COM、基于Java实现的Jython、基于.NET实现的IronPython、各种Corba工具包等18Python可以做什么•数据库编程–支持所有主流数据库：Oracle、Sybase、MySQL、PostgreSQL、Informix、SQLite–定义了标准的、可移植的数据库API–Pickle–面向对象数据库系统：ZODB–从关系数据库映射到Python类（ORM）：SQLAlchemy、SQLObject19Python可以做什么•快速原型–对Python程序来说，Python和C编写的模块看起来是一样的，因此，可以在一开始利用Python做系统原型、之后再将组件移植到C/C++–移植时Python代码不需要重写，系统中不需要变成C/C++的部分可以保持不变，从而使维护和使用变得轻松起来20Python可以做什么•数值计算和科学计算–NumPy21Python可以做什么•游戏、图像、人工智能、机器人等–Pygame/Bigworld–PIL–PyRO（机器人控制）–神经网络仿真器–NLTK（自然语言分析）2223Python和其他语言的比较•比TCL强大，支持“大规模编程”，适宜于开发大型系统•比Perl语法简洁，更具可读性、更易于维护，有助于减少Bug•比Java更简单、更易于使用•比C++更简单、更易于使用，不与之竞争•比VB更强大也更具备跨平台特性•比Ruby更成熟、语法更具可读性24Python安装•在Linux和BSD下安装–Linux、BSD基本上都内置安装了Python–可以在命令行（Shell）下直接运行python–二进制安装–源代码编译安装25Python安装•在Windows下安装––Activestate•–安装成功后，开始-运行-cmd-Python应该可以看到下面的画面：Python开发环境•开发Python可以使用最简单的文本编辑器•如果安装了ActivePython，它自带一个集成开发工具：IDLEPython开发环境•也可以使用其他工具，推荐使用pyscipter•推荐如何运行程序•交互模式下编写代码–Python的核心是解释器，即用来解释你编写的程序代码，然后转换为机器能理解的二进制代码的工具，解释器是代码与机器的计算机硬件直接的软件逻辑层–Python安装成功后，它包含了解释器和支持的库（演示解释器和库）–启动解释器，然后直接在解释器终端中键入命令，按回车执行如何运行程序•在交互模式下，想输入多少Python命令，就输入多少；每个命令在输入回车后都立即运行。•只要不重新开启新的解释器，我们都在同一个会话中运行，因此，前面定义的变量，后面的语句都可以使用。•一旦关闭解释器，会话中的所有变量和敲入的语句将不复存在如何运行程序-源文件•为了能够永久保存程序，并且能够被重复执行，我们必须要将代码保存在文件中，因此，就需要用编辑器来进行代码的编写，和其他编程语言一样，不同的Python的源代码可以直接执行而不需要像编译型语言一样编译成二进制代码。•Python源代码文件就是普通的文本文件，只要是能编辑文本文件的编辑器都可以用来编写Python程序，如notepad/word等。如何运行程序-源文件•一个好的编辑器会帮助你方便地编写Python程序，使你地编程旅程更加舒适，帮助你更加快捷安全地到达目的地（实现目标）。•对于编辑器的基本要求之一是语法加亮功能，利用这一功能，你的Python程序的不同部分被标以不同的颜色，这样你可以更好看清楚你的程序，使它的运行显得形象化。•建议使用Pyscipter或IDLE。都具备语法加亮功能，还有许多其他的功能，比如允许你在pyscripter或IDLE中运行、调试你的程序。特别值得注意的是：不要使用Notepad——它是一个糟糕的选择，因为它没有语法加亮功能，而且更加重要的是，它不支持文本缩进。而我们将会看到文本缩进对于我们来说极其重要。一个好的编辑器，比如IDLE（还有VIM）将会自动帮助你做这些事情。•如果你使用Linux/FreeBSD，那么你有很多种选择。如果你是一位有经验的程序员，一定已经在使用VIM或者Emacs了。勿庸置疑，它们是两个功能最强大的编辑器。使用它们编写Python程序，你将从中受益。如果你是一个初学编程的人，那么可以使用Kate。只要你愿意花时间学习使用VIM或Emacs，那么我强烈建议你一定要学习两者之一，因为从长远看来它们对你是极其有帮助的。如何运行程序-源文件•一旦建立、编写了符合Python语法要求的文本文件，就可以让Python解释器多次运行文件中的语句，并且可以以多种形式运行：通过系统命令行、通过点击图标、通过在IDE中运行等。•无论如何运行，每次运行时，都会从头到尾执行模块文件中每一条代码。如何运行程序-源文件•将上面的两个语句保存到文件spam.py中，并执行。•后缀名一般为.py，为了能够在点击时自动打开•pytho