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Python3入门教程

第1章Python概述

【学习目标】

1、掌握Python3.x的下载和安装，在windows平台上配置Python开发环境的方法、Python3.x的基础语法。

2、了解Python语言的特点、应用范围及发展史。

【学习重点】

1、Python3.x的下载和安装，在windows平台上配置Python开发环境的方法、Python3.x的基础语法。

【学习难点】

1、Python3.x的基础语法。

目前，在人工智能与大数据等领域，Python语言以其易上手、高生产效率、支持资源丰富等优点，在与多种计算机语言的竞争中取得了明显的优势。

学习完本章内容后，相信你可以独立完成你的第一个Python3.x程序。

1.1开发环境安装及配置

1、本书默认操作系统windows10家庭中文版，其他windows10版本同样适用。

2、下载Python安装程序（参见图1-1）。

打开链接https:

//www.Python.org/downloads/windows/，在稳定版（StableRelease）中选择版本：

Python3.7.4，再选择Download Windowsx86-64executableinstaller。

（该安装包适合64位windows系统，如果你用的32位windows系统，请选择对应的安装包）

图1-1

3.安装。

（1）打开安装程序后，选择Customizeinstallation（参见图1-2）。

图1-2

（2）全选后，点击“next”按钮（参见图1-3）。

图1-3

（3）自定义安装目录后，点击“Install”按钮（参见图1-4）。

图1-4

（4）开始安装（参见图1-5）。

图1-5

（5）安装成功，点击“Close”按钮（参见图1-6）。

图1-6

1.2运行一个简单的Python程序

按照一般编程语言学习的惯例，我们在本节先编写并运行一个“Helloworld”程序，学习Python3.x自带的集成开发环境IDLE的使用方法。

好了，跟着下面的步骤一起做吧！

1、新建工作目录

本例中的工作目录为“d:

\helloworld”，你可以新建一个你认为方便的其他目录。

2、打开代码编辑窗口

在桌面或开始菜单中，打开Python3.x自带的集成开发环境IDLE（参见图1-7和图1-8，注意：

作者使用的是Python3.7.5Shell，如果你的界面显示为其他3.7版本的Shell，不影响使用）。

在PythonShell窗口的File菜单中点击NewFile，代码编辑窗口被打开（参见图1-9和图1-10）。

图1-7

图1-8

图1-9

图1-10

3、命名文件（参见图1-11和图1-12）

在代码编辑窗口的File菜单中点击SaveAs...，“另存为”对话框被打开。

在“另存为”对话框中，选择文件的保存目录为“d:

\helloworld”，输入文件名为helloworld，保存类型选择Pythonfiles，点击“保存”按钮，“另存为”对话框关闭。

图1-11

图1-12

4、编辑、保存文件

（1）在代码编辑窗口中输入如下一行代码（参见图1-13）：

print（"Helloworld!

"）

图1-13

（2）在代码编辑窗口的File菜单中点击Save，保存文件（参见图1-14）。

图1-14

5、运行程序（参见图1-15和1-16）

在代码编辑窗口的Run菜单中点击RunModule，如果在PythonShell窗口中输出了如下结果：

Helloworld!

恭喜，你成功了！

图1-15

图1-16

1.3基础语法

1.3.1编码

源代码文件的默认编码格式是UTF-8，所有字符串都是unicode字符串,当然，你也可以为它们指定其它编码格式，例如：

#_*_coding:

GB2312_*_。

1.3.2标识符

标识符是用户编程时使用的名字，用于给变量、常量、函数、语句块等命名，以建立起名称与使用之间的关系。

在设计Python程序时，标识符的首字符必须以字母或下划线开头，其它部分可以使用字母、数字和下划线的组合。

标识符对字母的大小写敏感，例如：

_hello与_Hello被认为是不同的标识符。

1.3.3保留字

保留字是Python系统中具有特殊含义的标识符，不能作为用户的标识符使用。

例如：

关键字。

查看Python保留字的命令如下：

importkeyword

keyword.kwlist

1.3.4注释

注释是为了提高代码的可读性而增加的文本，程序运行时不被执行。

Python的注释分为单行注释、多行注释。

单行注释以“#”号开头，例如：

#计算运费合计。

多行注释用三个单引号或三个双引号将注释内容引起来，例如：

‘’’多行注释用三个单引号或三个双引号

将注释内容引起来

或：

"""多行注释用三个单引号或三个双引号将注释内容引起来”””

1.3.5行与缩进

Python语言用缩进表示代码块，同一代码块的缩进必须相同。

缩进相同的代码块称为代码组。

例如：

print（"Helloworld"）

前三行是一个代码块。

1.3.6多行语句

如果一条语句需要占多行，可在其每一行的尾部加上反斜杠（“\”），括号内的部分被分为多行时，可省略反斜杠。

例如：

a=2+4\

print（"a="

a）

1.3.7数字

Python语言中，数字分为四种：

整数、长整数、浮点数和复数。

（1）整数指没有小数部分的数字，例如：

10。

（2）长整数指比较在的整数，如果赋给某整数变量的值会发生溢出，则该变量将被自动转换为长整数。

可以用以下方法测试某系统支持的最大和最小长整数。

importsys

sys.maxsize#最大长整数

-sys.maxsize-1#最小长整数

（3）浮点数指被小数点分成整数部分和小数部分的实数，例如：

1.20

3.1E-2或3.1e-2

（4）复数的实部由实数组成，虚部由实数加字母j组成,这两部分由加号（“+”）连接在一起。

例如：

2.3+4j。

1.3.8字符串

在Python语言中，字符串是单引号、双引号或三引号包围起来的文字。

例如：

"hello"，'hello'，'''hello'''是同相同的。

可以用语句print（'hello',"hello",'''hello'''）输出。

前面加R或r的字符串称为自然字符串。

例如:

R'你好，您的快递\到啦!

'。

使用反斜杠转义引号和其它特殊字符，例如：

a=r'"Isn\'t,"shesaid.'

print（a）

上面代码输出如下:

"Isn\'t,"shesaid.

1.3.9空行

空行通常用于分隔不同功能或含义的代码。

适当的应用空行，可以增加代码的可读性，便于日后代码的维护或重构。

1.3.10等待用户输入

下面的语句可接收用户的一下输入：

input（"\n按下回车键后退出。

"）

当程序执行到该语句后，会出现提示：

“按下回车键后退出。

”，用户输入一个回车后，程序将继续执行。

再如：

x=input（"请输入成绩：

"）

print（x）

上述代码首先输出提示：

“请输入成绩：

”，等待用户输入；用户输入一个成绩（例如：

65）后，该成绩被输出。

代码的执行过程如下所示：

请输入成绩：

1.3.11同一行显示多条语句

在使用Python语言编程时，允许在同一行输入多条语句，但要用分号（;）将各语句分开。

例如：

importsys;x='你好！

';sys.stdout.write（x+'\n'）

该行语句将输出如下内容：

你好！

1.3.12print输出

print函数用于打印输出，默认输出到显示器。

例如：

print（"Helloboys!

"）;

print（"Hellogirls!

"）

上面两行代码将输出如下内容：

Helloboys!

Hellogirls!

利用print函数输出时，默认换行，如果不想换行可以为其加上一个名为end的参数，将赋给其一个空字符。

例如:

print（"Helloboys!

",end=""）;print（"Hellogirls!

",end=""）

该行代码将输出：

Helloboys!

Hellogirls!

1.3.13import与from...import

import导入整个模块，from...import导入部分或全部函数。

例如：

importsys

frommathimportpi

print（pi）

上述代码的输出如下：

3.141592653589793

1.4Python语言的特点

（一）简单易学

Python语言的语法简单，与自然语言（英文）很接近，阅读一段规范的Python代码好像在读一段英语文章。

Python的文档非常简单，对初学者也很容易上手。

（二）免费、开源

你可以免费获取这个软件，改动的它的源代码，自由的分发二次开发后的版本。

（三）可扩展、可嵌入

你可以在Python中使用c/c++编写的代码，以提高某些关键代码的运行速度。

你也可以将Python代码嵌入到c/c++程序中，为其提供脚本功能。

（四）可移植性好

Python已经被移植到许多平台，例如：

Linux、Windows、FreeBSD、MacintoshGoogle基于linux开发的android平台。

（五）强制缩进

Python是通过缩进来区分语句间关系的，同一语句块的缩进数要相等。

1.5Python语言的应用范围

Python语言可被用于常规软件开发、系统编程、处理图形、文本、网络、web和数据库编程、人工智能、数据分析和云计算等领域。

目前，在移动开发领域Python的应用较少。

1.6Python的发展史

Python语言是荷兰人吉多·范罗苏姆（GuidovanRossum）于1989年圣诞节期间开发的。

Python的英文含义是大蟒蛇，该名字来自英国20世纪70年代首播的电视喜剧《蒙提.派森的飞行马戏团》（MontyPython'sFlyingCircus）。

Python2于2000年10月16日发布，稳定版本是Python2.7。

Python3于2008年12月3日发布，不完全兼容Python2。

Python2.7将于2020年1月1日终止支持，在此时间之后想要继续得到与Python2.7有关的支持，需要付费。

1.7实验

一、实验要求：

1、掌握Python3.x开发环境的安装及配置方法；

2、掌握使用IDEL编写程序的步骤。

二、实验内容：

1、安装Python3.x（参照1.1节）。

2、使用IDEL编写“Helloworld”程序（参照1.2节）。

1.8思考与练习

一、填空题

1、源代码文件的默认编码格式是。

2、在设计Python程序时，标识符的首字符必须以或开头。

3、保留字是Python系统中具有的标识符，不能作为用户的标识符使用。

4、注释是为了提高代码的而增加的文本，程序运行时。

5、import导入，from...import导入或函数。

二、选择题

1、下面的Python3.x标识中，错误的是（）

A._nameB.ID_CARD

C.3thD.Python

2、Python的注释分为（）

A．单行注释B.多行注释

C．外部注释D.内部注释

3、Python语言中，数字包括（）

A.整数B.长整数

C.浮点数D.字符

三、判断题

1、在Python3.x中，可以用双正斜杠（“//”）进行单行注释。

（）

2、Python语言用缩进表示代码块，同一代码块的缩进必须相同。

（）

3、如果一条语句需要占多行，可在其每一行的尾部加上反斜杠（“\”）。

（）

4、利用print函数输出时，默认换行。

（）

四、简答题

1、简述Python语言的特点。

2、自然字符串的作用是什么？

3、空行的作用是什么？

五、代码编写题

1、编写一个程序，输出“加油，中国！

”。

第2章基本数据类型

【学习目标】

1、掌握Python3.x基本数据类型的定义及创建方法。

2、掌握Python3.x基本数据类型的常用方法。

【学习重点】

Python3.x基本数据类型的定义及创建方法。

【学习难点】

Python3.x基本数据类型的常用方法。

对于程序设计人员来讲，掌握数据类型是进行代码生产的基础。

只有了解了数据类型的结构和加于该结构之上的算法之后，其设计的软件才可能被用于实际生产环境。

本章将讲述Python3.x的基本数据类型，如果开发中用到其它数据类型，请参考Python3.x的官方文档。

2.1数值类型

Python3支持4种数值类型，分别是整型、浮点型、布尔型和复数类型。

可以用type函数判断某一数值变量的具体类型。

例如：

a,b,c,d=1,1.1,True,3-2j

print（type（a）,type（b）,type（c）,type（d））

上述代码运行结果如下：

其具体含义为：

变量a为整型、b为浮点型、c为布尔型、d为复数类型。

2.2字符串

2.2.1字符串的定义

字符串或串（String）是由数字、字母、下划线组成的一串字符。

例如：

"Hello,World!

"。

2.2.2创建变量

1、将单引号、双引号或三引号括起来的一串字符赋给一个变量，该变量即成为一个字符串变量。

例如：

a="我中奖啦，100万啊！

b='我中奖啦，100万啊！

c='''我中奖啦，100万啊！

'''

2、引号本身和其他特殊字符需要用反斜杠进行转义。

例如：

print（"你好，请给我\n换行吧！

"）

将产生如下输出：

你好，请给我

换行吧！

3、在字符串前加上r或R后，该字符串变为“原始”字符串，其中的内容会被原样输出，特殊字符不会被转义。

例如：

a=r"您好：

\n欢迎光临\'小小乐园店\'"

print（a）

上述代码将产生如下输出：

您好：

\n欢迎光临\'小小乐园店\'

2.2.3常用方法

1、成员访问

返回字符串的成员，字符串的索引是从0开始的，例如：

a="Hello,World!

print（a[0]）

Print（a[0:

上述代码将输出如下内容：

Hello

2、获取字符串的长度

可以使用字符串类的len方法返回字符串的长度,例如：

s="Helloworld!

print（len（s））

上述代码将输出如下内容：

3、获取子字符串在父字符串中第一次出现的索引

使用字符串类的index方法返回子字符串在父字符串中第一次出现的索引，该索引是从0开始的。

例如：

s="Helloworld!

print（s.index（"o"））

上述代码将输出如下内容：

4、获取子字符串在父字符串中出现的次数

可以使用字符串类的Count方法返回子字符串在父字符串中出现的次数。

例如：

s="Helloworld!

print（s.count（"l"））

上述代码将输出如下内容：

5、将字符串中的所有字母转为大写

使用字串类的upper方法将字符串中的所有字母转为大写。

例如：

s="Helloworld!

print（s.upper（））

上述代码将输出如下内容：

HELLOWORLD!

6、将字符串中的所有字母转为小写lower

使用字串类的lower方法，将字符串中的所有字母转为小写。

例如：

s="Helloworld!

print（s.upper（））

上述代码将输出如下内容：

helloworld!

7、利用分隔符对字符串切片

使用字串类的split方法将字符串切片，例如：

s="Helloworld!

t=s.split（""）#双引号之间含有一个空格

上述代码将输出如下内容：

['Hello','world!

8、切片

将字符串进行分割，取得子字符串。

例如：

s="Helloworld!

print（s[3:

7]）#计头不计尾噢

print（s[3:

2]）

方括号中的三个参数用冒号分开，分别代表起始位置、终止位置和步长。

上述代码将输出如下内容：

low

从上面的输出可以看出，切片时采用了“计头不计尾”的原则。

2.2.4综合案例

1、观察星号在字符串操作中的用法：

s="Helloworld!

print（s）

print（（s+s）*2）

上述代码的输出如下：

Helloworld!

2、观察原始字符串的用法：

s="Hello\nworld"

print（s）

print（r"Hello\nworld"）

上述代码的输出如下：

Hello

World

Hello\nworld

2.3列表类型

2.3.2列表的定义

列表是一个有序的、可变的集合，该集合中可以存在相同的成员。

2.3.2创建列表

1、使用方括号创建列表

例如：

a=['张三',16,175]

print（a）

上述代码的输出如下：

['张三',16,175]

使用方括号创建列表时，将列表名称放在赋值号的左边，列表的内容放在赋值号的右边。

列表的内容部分用方括号括起来，列表项之间用英文半角的逗号分隔开。

列表项可以是不同类型的数据。

2、使用list（）构造器创建列表

例如：

b=list（（"小明同学",16,"高二年级"））#注意，此处用了两层圆括号

print（b）

上述代码的输出如下：

['小明同学',16,'高二年级']

2.3.3常用方法

1、成员访问

可以通过下标访问列表的成员，例如：

list2=["雅虎","XX","搜狗"]

print（list2[1]）

上述代码的输出如下：

2、修改成员的值

可以用赋值语句修改列表成员的值，例如：

list2=["张三","小明","小红"]

list2[1]="李四"

print（list2）

上述代码的输出如下：

['张三','李四','小红']

3、遍历

列表的遍历是指用某种方法，将列表中的成员均访问一次。

例如：

list2=["张三","小明","小红"]

forxinlist2:

print（x）

上述代码的输出如下：

张三

小明

小红

4、检测成员是否存在

如果你需检测列表中是否存在某成员，可以用if语句实现，例如：

list2=["张三","小明","小红"]

if"小红"inlist2:

print（"列表中有这个成员"）

上述代码的输出如下：

列表中有这个成员

5、追加成员

向列表中追加成员是指将某一数据放到列表中最后一个成员的后面，列表方法append可以完成这个任务。

例如：

list2=["张三","小明","小红"]

list2.append（"哪吒"）

print（list2）

上述代码的输出如下：

['张三','小明','小红','哪吒']

6、插入成员

如果你需要将某一数据放到列表中的指定位置，此时，你需要用到列表类的insert（英文含义是：

插入）方法，例如：

list2=["张三","小明","小红"]

list2.insert（0,"李靖"）#第一个参数确定将要插入的位置

print（list2）

上述代码的输出如下：

['李靖','张三','小明','小红']

7、删除成员

（1）使用列表类的remove方法删除指定值的成员

例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]

list2.remove（"桔子"）

print（list2）

上述代码的输出如下：

['苹果','桃子']

（2）使用列表类的pop方法弹出列表中的最后一个成员

例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]

list2.pop（）

上述代码的输出如下：

'桃子'

该方法是将列表中的最后一个成员删除。

可以用下面的代码验证一下：

print（list2）

该代码将输出：

['苹果','桔子']。

（3）使用del语句删除列表中指定索引成员

例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]#成员的索引是从零开始噢

dellist2[2]

print（list2）

上述代码的输出如下：

['苹果','桔子']

（4）使用列表类的clear方法清空所有成员

例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]

list2.clear（）

print（list2）

上述代码的输出如下：

[]

8、删除列表

你可以使用del语句删除列表

例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]

dellist2

print（list2）

上述代码的输出如下：

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"",line1,in

print（list2）

NameError:

name'list2'isnotdefined（注：

没有定义list2）

9、拷贝

通过拷贝，可以得到一个与原列表相同的新列表对象。

有两种方法可以实现列表的拷贝。

第一种方法是使用列表类的copy方法，例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]

list3=list2.copy（）

print（list3）

上述代码的输出如下：

['苹果','桔子','桃子']

第二种方法是使用list（）构造器拷贝列表，例如：

list2=["苹果","桔子","桃子"]

list3=list（list2）

print（list3）

上述代码的输出如下：

['苹果','桔子','桃子']

10、获取指定值的成员数量

同一列表中，可能存在多个相同值的成员，可以用列表类的count方法统计此类成员的的数量。

例如：

points=[1,4,2,9,7,8,9,3,1]

x=points.count（9）

print（x）

上述代码的输出如下：

11、列表扩展

使用列表类的extend方法，将一个列表全部添加

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