Python程序設(shè)計(jì)與案例教程延時(shí)符

認(rèn)識(shí)Python項(xiàng)目1延時(shí)符在當(dāng)今數(shù)字化飛速發(fā)展的時(shí)代，編程已成為一項(xiàng)至關(guān)重要的技能，而Python作為一門(mén)極具魅力的編程語(yǔ)言，在眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著舉足輕重的作用。無(wú)論你是初入編程大門(mén)的初學(xué)者，還是希望拓展技能邊界的資深開(kāi)發(fā)者，Python都將為你帶來(lái)無(wú)限可能。本項(xiàng)目將帶你走進(jìn)Python的世界，一起追溯其發(fā)展歷程，了解它是如何從眾多編程語(yǔ)言中脫穎而出。你將學(xué)習(xí)如何在自己的電腦上安裝Python，搭建一個(gè)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，并通過(guò)一些簡(jiǎn)單的代碼示例，親身體驗(yàn)Python的強(qiáng)大功能和魅力所在?，F(xiàn)在，就讓我們踏上這段精彩的Python學(xué)習(xí)之旅吧！用Python創(chuàng)造屬于你的精彩未來(lái)！01項(xiàng)目概述延時(shí)符02目錄

Contents任務(wù)1Python概述010203任務(wù)2

Python的安裝與配置任務(wù)3

Python的安裝與配置延時(shí)符03任務(wù)1Python概述延時(shí)符04學(xué)習(xí)目標(biāo)01了解程序語(yǔ)言的分類與發(fā)展02了解Python語(yǔ)言的發(fā)展歷程03能夠理解Python特點(diǎn)及應(yīng)用延時(shí)符05任務(wù)1Python概述

人們?nèi)粘＝涣魉玫恼Z(yǔ)言種類繁多，如漢語(yǔ)、英語(yǔ)、法語(yǔ)、韓語(yǔ)等，它們?cè)谠~匯和格式上存在諸多不同，但都能實(shí)現(xiàn)相同的交流目的。我們正是借助這些具有固定格式和固定詞匯的語(yǔ)言，與他人進(jìn)行溝通。同樣，我們也能夠借助一種特殊的“語(yǔ)言”與計(jì)算機(jī)進(jìn)行溝通，使其為我們完成各種任務(wù)。

這種用于與計(jì)算機(jī)交流的語(yǔ)言被稱為程序語(yǔ)言。是人與計(jì)算機(jī)之間交流的橋梁。延時(shí)符061.1

程序語(yǔ)言的分類與發(fā)展1.程序語(yǔ)言的分類與發(fā)展（1）第一階段：機(jī)器語(yǔ)言：

機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)能夠直接理解和執(zhí)行的語(yǔ)言。它由二進(jìn)制代碼組成，使用0和1表示指令和數(shù)據(jù)。編寫(xiě)機(jī)器語(yǔ)言程序需要對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有深入的了解，因此編寫(xiě)和調(diào)試過(guò)程非常繁瑣和復(fù)雜。機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)發(fā)展早期使用的主要語(yǔ)言。（2）

第二階段：匯編語(yǔ)言：

為了簡(jiǎn)化機(jī)器語(yǔ)言的編寫(xiě)過(guò)程，人們做出了一種有益的改進(jìn)，使用助記符來(lái)代替機(jī)器語(yǔ)言中的二進(jìn)制代碼，即用一些簡(jiǎn)潔的英文字母、符號(hào)川來(lái)代替一個(gè)特定指令的二進(jìn)制串，相對(duì)容易編寫(xiě)和理解，比如用“ADD”表示加法，“MOV”代表數(shù)據(jù)傳遞。匯編語(yǔ)言仍然與特定的計(jì)算機(jī)硬件密切相關(guān)，但相對(duì)于機(jī)器語(yǔ)言而言，它提供了更高的可讀性和可維護(hù)性。延時(shí)符071.1

程序語(yǔ)言的分類與發(fā)展1.程序語(yǔ)言的分類與發(fā)展（3）第三階段：高級(jí)語(yǔ)言：

高級(jí)語(yǔ)言是它更加接近自然語(yǔ)言，使得程序員可以用更接近人類思維的方式編寫(xiě)程序。高級(jí)語(yǔ)言提供了豐富的語(yǔ)法和功能，使得程序開(kāi)發(fā)更加高效和靈活。常見(jiàn)的高級(jí)語(yǔ)言包括C、Java、Python等。高級(jí)語(yǔ)言的代碼需要通過(guò)編譯器或解釋器轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言，以便計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行。延時(shí)符081.2Python發(fā)展及特點(diǎn)199120002008201820202023Python2.0版本發(fā)布2020年1月1日終止對(duì)Python2.7的技術(shù)支持截止2023年9月1日，最新版本為Python3.11.5Python2.0版本發(fā)布Python3.0版本發(fā)布最后一個(gè)Python2.7版本發(fā)布1.Python發(fā)展延時(shí)符091.2Python發(fā)展及特點(diǎn)2.Python特點(diǎn)VS優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單易學(xué)易于閱讀易于維護(hù)類庫(kù)豐富可移植性好擴(kuò)展性好強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)執(zhí)行效率不夠高。Python程序沒(méi)有C+、Java編寫(xiě)的程序高效。Python3.x和Python2.x的兼容性不夠好。缺點(diǎn)Python的特點(diǎn)使Python成為多領(lǐng)域技術(shù)融合的“膠水語(yǔ)言”：在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域，NumPy、Pandas和Matplotlib構(gòu)建起數(shù)據(jù)處理黃金三角；人工智能方面，TensorFlow、PyTorch等框架推動(dòng)深度學(xué)習(xí)技術(shù)平民化；Django/Flask框架支撐Instagram等億級(jí)用戶平臺(tái)，證明其在Web開(kāi)發(fā)中的企業(yè)級(jí)能力；同時(shí)還在自動(dòng)化運(yùn)維、科學(xué)計(jì)算、量化金融及教育領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特價(jià)值。延時(shí)符10任務(wù)2Python的安裝與配置延時(shí)符11學(xué)習(xí)目標(biāo)01掌握Python解釋器的安裝方式，能夠獨(dú)立在計(jì)算機(jī)中安裝Python解釋器02掌握Python環(huán)境變量的配置03熟悉Python程序的運(yùn)行方式，能夠熟練通過(guò)交互式和文件式運(yùn)行Python程序延時(shí)符12任務(wù)2Python的安裝與配置

Python解釋器是Python語(yǔ)言的核心組件，負(fù)責(zé)將Python源代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令，它逐行讀取、解析并執(zhí)行代碼，支持動(dòng)態(tài)類型和自動(dòng)內(nèi)存管理，同時(shí)提供交互式編程環(huán)境，便于開(kāi)發(fā)者快速測(cè)試和調(diào)試。它內(nèi)置豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，支持第三方庫(kù)的擴(kuò)展。

Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝统绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，因此，Python程序的執(zhí)行需要借助Python解釋器完成；計(jì)算機(jī)中安裝Python解釋器并配置好Python開(kāi)發(fā)環(huán)境后，開(kāi)發(fā)人員可通過(guò)不同方式編寫(xiě)和運(yùn)行程序。本節(jié)將以Python3.7.7為例介紹如何安裝Python解釋器和運(yùn)行Python程序的方法。延時(shí)符132.1Python的安裝STEP01在瀏覽器中訪問(wèn)Python解釋器的下載頁(yè)面，具體如下圖所示。1.下載軟件延時(shí)符142.1Python的安裝1.下載軟件STEP02Python解釋器安裝包的下載頁(yè)面，該頁(yè)面展示了很多版本的安裝包。本書(shū)使用的是Windows764位操作系統(tǒng)，故此處選擇下載Python3.7.7的安裝程序python-3.7.7-amd64.exe（64位的完整的離線安裝包）。延時(shí)符152.1Python的安裝2.安裝軟件STEP01下載相應(yīng)版本的安裝包。下載完成后，找到并雙擊安裝包，雙擊安裝文件Python3.7.7-amd64.exe，打開(kāi)Python3.7.7(64-bit)Setup窗口的安裝界面InstallPython3.7.7(64-bit)。延時(shí)符162.1Python的安裝2.安裝軟件STEP05程序開(kāi)始安裝，安裝結(jié)束后則顯示安裝成功“Setupwassuccessful”STEP02延時(shí)符172.1Python的安裝3.安裝版本檢查STEP01按“Win+R”鍵，輸入“cmd”并回車打開(kāi)命令提示符，輸入“python--version”，按Enter鍵，出現(xiàn)Python的版本信息。如圖所示，表示Python安裝成功。延時(shí)符182.2Python的配置若Python解釋器安裝完成后，在命令窗口輸入“python”提示“python不是內(nèi)部或外部命令，也不是可運(yùn)行的程序或批處理文件?！比鐖D所示，說(shuō)明系統(tǒng)未能搜索到Python解釋器的安裝路徑，此時(shí)可以手動(dòng)為Python配置環(huán)境變量，以解決此問(wèn)題。延時(shí)符192.2Python的配置環(huán)境變量（EnviromentVariables）是操作系統(tǒng)中用于定義其運(yùn)行環(huán)境的一些參數(shù)。在Windows和DOS操作系統(tǒng)中搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境時(shí)常常需要配置環(huán)境變量Path，以便系統(tǒng)在運(yùn)行一個(gè)程序時(shí)可以獲取到程序所在的完整路徑。若配置了環(huán)境變量，系統(tǒng)不僅會(huì)在當(dāng)前目錄下查找指定程序，還會(huì)在Path變量所指定的路徑中進(jìn)行搜索。延時(shí)符202.2Python的配置1.手動(dòng)配置環(huán)境變量STEP01打開(kāi)系統(tǒng)屬性窗口右鍵單擊“計(jì)算機(jī)”，在彈出的菜單中單擊“屬性”選項(xiàng)打開(kāi)系統(tǒng)窗口，單擊該窗口左側(cè)選項(xiàng)列表中的“高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置”，打開(kāi)系統(tǒng)屬性窗口。延時(shí)符212.2Python的配置1.手動(dòng)配置環(huán)境變量STEP02打開(kāi)環(huán)境變量窗口單擊“環(huán)境變量”按鈕，打開(kāi)環(huán)境變量窗口。延時(shí)符222.2Python的配置1.手動(dòng)配置環(huán)境變量STEP03編輯環(huán)境變量對(duì)話框在“系統(tǒng)變量”列表中找到環(huán)境變量“Path”并雙擊，打開(kāi)編輯環(huán)境變量對(duì)話框。延時(shí)符232.2Python的配置1.手動(dòng)配置環(huán)境變量STEP04添加Python安裝路徑單擊“新建”按鈕，在“變量值”文本框中添加Python解釋器的路徑“C:\Users\Administrator\AppData\Local\Programs\Python\Python37”和“pip”工具的路徑“C:\Users\Administrator\AppData\Local\Programs\Python\Python37\Scripts”STEP05STEP05單擊“確定”按鈕，關(guān)閉編輯環(huán)境變量對(duì)話框，完成環(huán)境變量的配置。延時(shí)符242.3Python程序的運(yùn)行1.交互式（1）“命令提示符”窗口：

按“Win+R”鍵，輸入“cmd”并回車打開(kāi)命令提示符，在命令行中輸入Python命令即可進(jìn)行交互式編程。窗口提示信息如圖所示。出現(xiàn)上面的代碼，表示進(jìn)入Python交互式編程環(huán)境，在>>>后輸入程序即可。延時(shí)符252.3Python程序的運(yùn)行1.交互式（2）IDLE：

啟動(dòng)交互式編程客戶端IDLEShell3.7.7。窗口提示信息如圖所示。在>>>后輸入如下文本信息，按Enter鍵：print("helloworld")延時(shí)符262.3Python程序的運(yùn)行2.文件式編程Python還可以通過(guò)創(chuàng)建擴(kuò)展名為“.py”文件用解釋器開(kāi)始執(zhí)行文件，直到文件執(zhí)行完成。當(dāng)文件執(zhí)行完成后，解釋器不再有效。通過(guò)此方法運(yùn)行，要注意文件的路徑。在桌面創(chuàng)建一個(gè)Python文件hello.py，具體內(nèi)容如圖所示。延時(shí)符272.3Python程序的運(yùn)行2.文件式編程按“Win+R”鍵，輸入“cmd”并回車打開(kāi)命令提示符，然后在當(dāng)前路徑下輸入命令“pythondesktop/hello.py”，運(yùn)行后結(jié)果如圖所示。延時(shí)符28任務(wù)3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境延時(shí)符29學(xué)習(xí)目標(biāo)01了解VSCode的功能02掌握VSCode的基本操作03學(xué)會(huì)使用虛擬環(huán)境延時(shí)符30任務(wù)3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境常見(jiàn)的IDE包括下面幾種。VisualStudioCode。VisualStudioCode（VSCode）是微軟開(kāi)發(fā)的免費(fèi)代碼編輯器，內(nèi)置對(duì)JavaScript、TypeScript和Node.js的支持；Eclipse是著名的跨平臺(tái)開(kāi)源集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，最初主要用于Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)；PyCharm是由JetBrains公司打造的一款PythonIDE。

為了能更高效地進(jìn)行代碼開(kāi)發(fā)，最好選擇常用的PythonIDE。IDE是“IntegratedDevelopmentEnvironment”（集成開(kāi)發(fā)環(huán)境）的縮寫(xiě)，它是一個(gè)用于軟件開(kāi)發(fā)的綜合工具平臺(tái)，為開(kāi)發(fā)者提供了一系列集成的工具和服務(wù)，它集成了代碼編輯、代碼生成、界面設(shè)計(jì)、調(diào)試、編譯等功能，還融合了建模功能。延時(shí)符313.1

VSCode概述1.VSCode具有以下特點(diǎn)：（1）跨平臺(tái)：支持Windows、macOS和Linux。（2）功能強(qiáng)大：內(nèi)置代碼高亮、智能補(bǔ)全、代碼調(diào)試、Git版本控制等功能。（3）插件豐富：通過(guò)安裝插件，可以擴(kuò)展對(duì)不同語(yǔ)言和框架的支持，例如Python插件、JupyterNotebook插件等。（4）輕量級(jí)：?jiǎn)?dòng)速度快，資源占用低，適合個(gè)人開(kāi)發(fā)者和小型團(tuán)隊(duì)。VisualStudioCode（簡(jiǎn)稱VSCode）憑借其強(qiáng)大的功能和良好的用戶體驗(yàn)，贏得了眾多程序員的青睞。它是微軟開(kāi)發(fā)的一款免費(fèi)、開(kāi)源的輕量級(jí)代碼編輯器，適用于多種編程語(yǔ)言，尤其是Python開(kāi)發(fā)。在VSCode中運(yùn)行Python代碼，對(duì)于Python開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)基本技能。延時(shí)符323.2VSCode使用1.初始化（1）安裝中文語(yǔ)言：

啟動(dòng)VSCode界面，軟件界面默認(rèn)語(yǔ)言為英文，可在右下角彈出的安裝提示中選擇安裝中?語(yǔ)?，點(diǎn)擊“安裝并重啟”即可，如圖所示。延時(shí)符333.2VSCode使用1.初始化（2）修改主題：

首次啟動(dòng)VSCode，可在啟動(dòng)頁(yè)面中自定義主題，如圖所示。延時(shí)符343.2VSCode使用1.初始化（3）修改主題：

通過(guò)菜單命令【文件】->【首選項(xiàng)】->【主題】進(jìn)行修改主題，如圖所示。延時(shí)符353.2VSCode使用2.安裝Python擴(kuò)展選擇左側(cè)的擴(kuò)展（Ctrl+Shift+X）進(jìn)入擴(kuò)展安裝頁(yè)，在搜索欄中輸入“Python”搜索所有相關(guān)擴(kuò)展，選擇第一個(gè)“Python”擴(kuò)展進(jìn)行安裝，如圖所示；延時(shí)符363.2VSCode使用3.創(chuàng)建項(xiàng)目在本地（桌面）創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件夾“Project”，選擇【文件】->【打開(kāi)文件夾】，將創(chuàng)建的項(xiàng)目文件夾“Project”添加到軟件的“資源管理器”中，如圖所示；延時(shí)符373.2VSCode使用4.新建文件選擇“資源管理器”中“PROJECT”文件夾右側(cè)的“新建文件”按鈕或選擇開(kāi)始頁(yè)面中的“新建文件”，如圖所示；延時(shí)符383.2VSCode使用5.代碼調(diào)試與運(yùn)行在新建Python文件中編輯代碼，并單擊“運(yùn)行”菜單中的“啟動(dòng)調(diào)試”，如圖所示；延時(shí)符393.2VSCode使用5.代碼調(diào)試與運(yùn)行選擇一個(gè)特定的調(diào)試配置，選擇“PythonFileDebugthecurrentlyactivePythonFile”選項(xiàng)，如圖所示；延時(shí)符403.2VSCode使用5.代碼調(diào)試與運(yùn)行顯示運(yùn)行結(jié)果，如圖所示；延時(shí)符413.3虛擬環(huán)境虛擬環(huán)境為每個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)建獨(dú)立的依賴空間，避免不同項(xiàng)目間的依賴沖突。能允許不同項(xiàng)目使用不同版本的Python和庫(kù)，確保項(xiàng)目在特定環(huán)境下正常運(yùn)行。虛擬環(huán)境在VSCode中幫助隔離依賴、管理版本、簡(jiǎn)化調(diào)試，并提升項(xiàng)目的可移植性和可維護(hù)性，是Python開(kāi)發(fā)中的重要工具。延時(shí)符423.3虛擬環(huán)境1.創(chuàng)建虛擬環(huán)境如果你的Python版本是3.3及以上，那么venv模塊已經(jīng)內(nèi)置在Python中，無(wú)需額外安裝，可以直接用來(lái)創(chuàng)建虛擬環(huán)境。使用VSCode打開(kāi)已創(chuàng)建的項(xiàng)目文件夾“project”，通過(guò)單擊菜單“終端”，選擇“新建終端”打開(kāi)終端。如圖所示；延時(shí)符433.3虛擬環(huán)境1.創(chuàng)建虛擬環(huán)境在項(xiàng)目根目錄下運(yùn)行以下命令創(chuàng)建虛擬環(huán)境，“myvenv”是虛擬環(huán)境的名稱，也可以自定義。創(chuàng)建成功后，會(huì)在project項(xiàng)目目錄下新建一個(gè)命名為“myvenv”的文件夾。如圖所示。延時(shí)符443.3虛擬環(huán)境2.激活虛擬環(huán)境運(yùn)行“C:\Users\Administrator\Desktop\project\myvenv\Scripts”目錄下的“activate”文件來(lái)激活已安裝的虛擬環(huán)境。在終端中運(yùn)行“.\myvenv\Scripts\activate”命令后，終端提示符會(huì)顯示虛擬環(huán)境名稱如（myvenv