深入淺出Python編程

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程序和數據）順序：使用海龜畫太極圖

使用海龜turle模塊畫圖太極圖包括陰魚、陽魚和魚眼魚眼的比例、位置自主調整Outcome單元目標/Objectives

理解順序程序設計結構

了解計算機的組成和編程語言的發展

掌握Python程序的基本語法規則

熟練使用變量和基本I/O操作

理解和掌握變量的使用⑥具有人文情懷和文化自信內容及計劃/Agenda&Schedule6ClassHoursDetails<00:15>課程介紹<00:20>認識計算機及編程<00:40>走進Python<02:40>turtle畫太極圖<00:05>課堂小結Total：6hours(4hPractice)01認識計算機與編程Computer&Program1.馮·諾依曼體系結構運算器控制器存儲器輸入設備輸出設備VonNeumannStoredProgramArchitecture2.計算機程序—

編程語言的發展第一代，機器語言第二代，匯編語言第三代，高級程序設計語言編譯vs.解釋編譯器將源代碼/高級語言程序，一次性轉換成目標代碼，批處理解釋器將源代碼逐條轉換成目標代碼、同時逐條運行目標代碼2.計算機程序—

IPO/IPOS圖輸入—就是求解問題需要提供的數據，通過輸入設備/文件等送入計算機中處理—產生輸出所需的操作步驟，這也是你的算法輸出—就是將問題求解需要的最終結果展現出來或存入文檔等2.計算機程序—

程序流程圖圖例表示意義橢圓表示流程的開始和結束平行四邊形表示數據的輸入和輸出菱形表示判斷條件，決定執行的選擇矩形表示處理箭頭表示工作流方向2.計算機程序—

計算思維（ComputationalThinking）解構/分解（Decomposition）模式識別(Patternrecognition)

模式歸納/抽象化(Abstraction)

算法開發(Algorithmicthinking)02認識PythonGettingPython1.走進Python—

Python語言的特點“簡單”/simple，又“不簡單”/powerful的Python優雅的使用Python/Pythonic

1.走進Python—

Python語言的特點簡單、簡潔，易學/Greatstarterlanguage為可讀性而設計/Designedtobehumanreadable靈活的編程語言—膠水語言/Flexibleprogramminglanguage免費、開源，跨平臺/（FLOSS,Free/LibreandOpenSourceSoftware）1.走進Python—Python的應用機器學習模型/Machinelearningmodels人工智能項目

/ArtificialintelligenceprojectsWeb應用項目

/Webapplications自動化工具

/Automationutilities啥都能干

/Anything,really

2.Python語法規則縮進（indentation）采用空格1個tab相當于4個空格注釋（comment）行注釋—#塊注釋—'''/"""妙用注釋調試程序2.Python語法規則縮進（indentation）采用空格1個tab相當于4個空格注釋（comment）行注釋—#塊注釋—'''/"""妙用注釋調試程序2.Python語法規則續行符建議每行不超過80個字符

\

后面不能再加空格documentstringPython代碼格式

設置指南/PEP8

縮進：用4個空格，不要用制表符，制表符會引起混亂換行：一行不超過79個字符，換行的小屏閱讀體驗更好注釋：最好把注釋放到單獨一行；使用文檔字符串；注釋內容不要超過72個字符空行：適當增加空行分隔較大的代碼塊運算符前后、逗號后要用空格，但不要直接在括號內使用類和函數的命名要一致。按慣例，命名類用UpperCamelCase，命名函數與方法用lowercase_with_underscores3.簡單I/O操作輸出（print）語法格式可以用來調試程序輸入（input）print(value,...,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)print(‘我是Python，今年’,2021–

1990,

“歲了。”)字符串直接輸出數值計算后輸出字符串直接輸出都是可選的，如果什么都不指定，就打印一個空行name=input(“你叫什么名字？”)提示信息，照原樣打印出來name將獲得從鍵盤上輸入的值3.簡單I/O操作計算（eval）將字符串包裹的表達式進行計算注意代碼安全風險小技巧help()：用來查看函數的詳細使用信息，類似于打印操作手冊dir()：用來查詢一個類或者對象所有屬性、方法4.Python程序的運行方式交互式/shell：利用Python解釋器即時響應用戶輸入的代碼，給出輸出結果文件式/script：4.Python程序的運行方式交互式/shell:文件式/script：將Python程序寫在一個或多個文件中，啟動Python解釋器批量執行文件中的代碼4.Python程序的運行方式IDE：集成開發環境（IDE，IntegratedDevelopmentEnvironment）IDLE：Python自帶的集成開發環境交互式/shellvs.文件式/script03太極圖TurtledrawYinYang1.任務分析目標解構由陰魚和陽魚兩個部分組成，基本上是對稱的旋轉180度，陰魚和陽魚的位置就能剛好對調了也就是說，我們只需要能畫出陰魚或者陽魚，另一半就能方便的畫出來了1.任務分析模式識別畫太極圖，實際上是在畫半圓和圓模式歸納魚頭和魚尾連接的地方置于畫布的中心原點(0,0)，魚眼的圓心在(0,y)魚頭半圓的半徑為R，魚眼半徑為0.15*R，且魚眼的圓心位置為(0,0.5R)，由此也可以計算得出畫魚眼的位置距圓心為0.35R1.任務分析算法設計circle()方法畫圓或者半圓left()或者right()轉動海龜的方向forward()可以控制小海龜向前移動2.任務準備—關于海龜畫圖turtleTurtle模塊是一個預先安裝好的Python庫設想有一只小海龜在一張白紙上爬行，爬過的軌跡即是在畫圖畫圖的坐標原點在屏幕中央通過坐標值可以控制小海龜移動的距離，通過角度值可以控制小海龜移動的方向importturtle即可使用該模塊04順語句畫太極圖TurtledrawYinYang1.順序語句畫太極圖中的陽魚1.順序語句畫太極圖中的陽魚1.順序語句畫太極圖中的陽魚2.順序語句畫太極圖中的陰魚在IDLE中采用交互式方式演示畫陰陽眼3.使用變量改造程序—

變量變量存儲在計算機內存中的一個數據變量其實就是為計算機內存中的一塊存儲空間貼上了一個標簽反映兩個要素：類型（type）和值（value）標識符（Identifiers）詞法定義大、小寫字母A至Z/a至z數字0至9，但不能以數字開頭下劃線

_pen_width3標識符賦值符值3.使用變量改造程序—

變量變量命名建議變量名：最好能見名知意，既簡短，又具有描述性。比如：student_id比id更容易理解表示學生的編號大小寫：一般推薦為變量命名用全小寫，雖然用大寫字符也沒有錯/編程實踐中，一般將大寫字符認為是常量，即值不會改變的量慎用小寫字母l和大寫字母O，因為容易和數字1、0混淆產生誤讀3.使用變量改造程序—

關鍵字（keywords）關鍵字（keywords）又稱為保留字，是Python語言本身的一部分，不能作為一般標識符來使用help('keywords’)，importkeyword/keyword.kwlist3.使用變量改造程序—

深入了解Python變量強類型與弱類型強類型語言使用強制數據類型定義的語言，沒有強制類型轉化前，不允許兩種不同類型的變量相互操作弱類型，一個變量可以賦不同數據類型的值，允許將一塊內存看作多種類型，比如直接將整型變量與字符變量相加靜態與動態靜態：它的數據類型是在編譯期進行檢查的，也就是說變量在使用前要聲明變量的數據類型，這樣的好處是把類型檢查放在編譯期，提前檢查可能出現的類型錯誤動態：在運行期進行數據類型檢查的語言，也就是在編寫代碼的時候可以不指定變量的數據類型課堂小結Python的設計哲學：簡單、優雅、明確Python是一門動態、解釋的強類型的腳本語言變量不需要先聲明注釋可以幫助調試程序Python程序可以以交互式或腳本方式執行計算思維的訓練比編寫代碼更重要提問&解答深入淺出Python編程

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程序和數據）打印計算機信息圖卡

以信息卡片的樣式打印運維數據主要包括：CPU、內存和磁盤信息合理使用數字和字符串的格式化使用datetime模塊打印時間戳使用psutil模塊獲取計算機運維數據Outcome單元目標/Objectives熟練使用數字類型數據及格式化

熟練使用字符串類型數據及格式化

熟練對字符串進行索引和切片操作熟練使用內置函數：int/float/str等

了解并使用日期和時間數據⑥

具有嚴謹細致的工匠精神內容及計劃/Agenda&Schedule6ClassHoursDetails<00:10>回顧&成果介紹<01:00>數字的使用<02:00>字符串的使用<00:25>日期時間的使用<00:05>課堂小結Total：6hours(4hPractice)01計算機信息圖卡Infographiccard1.任務分析目標解構一個字符圖卡，由字符、文字、數字組成“+”和“-”組成的表格數字格式化輸出的運維數據模式識別數字的格式化包括精度控制和等寬度輸出數字還包括存儲單位的換算問題字符串的格式化主要涉及占位寬度、換行輸出日期格式按“年—月—日”；時間24小時格式顯示1.任務分析模式歸納字符串、數字的串格式化控制，包括對齊、固定寬度、精度等算法設計利用第三方模塊psutil獲取計算機的運維數據將容量原始數據字節/Byte表示，換算成單位G通過+和*計算實現拼接、重復；通過format()函數，f字符串行精度和寬度的格式化2.任務準備—關于psutil模塊Psutil模塊psutil（pythonsystemandprocessutilities）是一個跨平臺的用于獲取運行進程和系統利用率（CPU、內存、磁盤、網絡、傳感器）的Python庫psutil還提供了許多命令行工具提供的功能，比如：ps、top、netstat、ifconfig、df、kill等單獨安裝psutil不是Python的內置模塊，需要安裝pipinstallpsutil2.任務準備—使用psutil模塊創建虛擬環境隔離不同項目的執行環境python3-mvenv<.env>psutil中用到的函數psutil.cpu_count(logical=True)psutil.cpu_percent(interval=None,percpu=False)psutil.virtual_memory()psutil.disk_usage(path)02使用數字表示計算機性能指標Number1.數值基本計算—計算數學符號Python操作符意義示例結果++加法2+35--減法2-11×*乘法2*36÷/除法1/20.5xn**求冪2**381.數值基本計算—賦值假設你手上有一瓶醬油和一瓶醋，現在需要你把醬油和醋對調一下，即用裝醬油的瓶子來裝醋，用裝醋的瓶子來裝醬油，請問你怎樣解決這個問題呢？同步賦值<變量1>,…,<變量N>=<表達式1>,…,<表達式N>1.數值基本計算—賦值<變量1>,…,<變量N>=<表達式>使多個變量擁有相同的值，等于是把一個值綁定到多個變量上多個變量賦相同值1.數值基本計算—增強賦值序號符號示例含義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是在單個語句中將二元運算和賦值語句合為一體，先進行二元運算，然后再將計算結果進行賦值操作。增強賦值（augmentedassignmentstatements）1.數值基本計算—類型轉換和四舍五入Python是強數據類型的編程語言一般不同數據類型的兩個變量是不能進行二元計算的，需要進行類型轉換，包括隱式數據類型轉換和顯示數據類型轉換。四舍五入：round(number[,ndigits])round(1.5)round(0.5)/round(-0.5)round(2.675,2)1.數值基本計算—存儲容量的單位與換算單位：bit/Byte/KB/M/G/T2.格式化數字顯示print("|利用率：%05.2f%%"%cpu_percent,end='')%：格式引導符0：不足指定寬度時高位補05：輸出占5個字符寬度.2：精度控制，小數點后2位f：浮點數%%：輸出1個%符號主要是：精度、寬度、百分號2.格式化數字顯示3.有趣的數值計算—

數字駐留為了減少對象的頻繁創建與銷毀，Python對-5~256之間的數值進行了緩存測試函數id(object)==is3.有趣的數值計算—

浮點數的尾數不確定很難用二進制精確表示一個十進制數產生不確定尾數浮點數的“精確”表示02使用字符串格式化圖卡信息String1.字符編碼—

了解編碼為了將平常生活中用到的字符在計算機中顯示和存儲，就需要對字符編碼（characterencoding）表示將字符集中的字符（char）映射為字節（byte）流，也就是為字符集中每個字符指定一個數字編號（字符碼）常見的字符編碼方案有ASCII編碼、GBK編碼、UTF-8編碼等1.字符編碼—

字符串和編碼Python中使用str表示字符串數據類型Python3默認使用UTF-8編碼1.字符編碼—

轉義字符Python3中使用str表示字符串數據類型如果不希望反斜線字符“\”不作為轉義字符使用，而是作為普通字符使用，可以在字符串的前面加入字符“r”2.操作字符串—

加法和乘法計算打印表頭+：連接*：重復2.操作字符串—

索引與切片索引（index）正向索引：從左至右，從0開始反向索引：從右至左，從-1開始2.操作字符串—

索引與切片切片（slicing）獲取一段字符串，或者說是子串語法：slice[start:end:step]#001+---+---+---+---+---+---+#002|P|y|t|h|o|n|#003+---+---+---+---+---+---+#0040123456word[0:6:2]/word[::2]怎么樣快捷地完成字符串反轉？2.操作字符串—

索引與切片打印CPU/內存等文字標簽2.操作字符串—

內置函數split()功能使用分隔符把字符串進行切割成多個小段，返回切割字符串的一個列表語法split(sep=None,maxsplit=-1)3.字符串的格式化—

引導符%格式化格式化字符串要使用“%s”不推薦使用3.字符串的格式化—

format()函數格式化str.format（）一對大括號{}括起來的替換域格式規范設置豐富3.