Python語言程序設(shè)計(jì)1.掌握程序的格式框架邁向高效規(guī)范編程掌握程序的格式框架清晰的指引掌握程序的格式框架程序的基本信息掌握程序的格式框架文件編碼聲明`#-*-coding:utf-8-*-`它告訴解釋器以及閱讀代碼的人，這個(gè)文件使用的是UTF-8編碼格式。UTF-8能夠支持多種語言的字符，這對(duì)于智能建造中涉及到的各類建筑規(guī)范、材料名稱等可能包含特殊字符的信息處理至關(guān)重要。掌握程序的格式框架用于描述整個(gè)模塊或腳本的功能、用途以及使用方法的文本文檔字符串掌握程序的格式框架"""建筑材料庫存管理模塊本模塊提供了建筑材料庫存管理的基本功能，包括添加材料、查詢材料和顯示庫存。使用方法：導(dǎo)入模塊后，調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)即可進(jìn)行庫存管理。"""掌握程序的格式框架模塊部分模塊是Python中對(duì)功能代碼的封裝，導(dǎo)入模塊就如同在建筑工地上調(diào)配各種施工設(shè)備和工具。掌握程序的格式框架importmath#計(jì)算圓柱形構(gòu)件的截面積radius=0.5area=math.pi*radius**2print(f"圓柱形構(gòu)件的截面積是：{area}")掌握程序的格式框架Python自帶了許多標(biāo)準(zhǔn)庫模塊，這些模塊提供了豐富的功能。例如，我們可以導(dǎo)入`math`模塊來進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算數(shù)學(xué)常數(shù)數(shù)學(xué)函數(shù)掌握程序的格式框架這是程序?qū)嶋H執(zhí)行邏輯的地方，所有的功能在這里被組織和調(diào)用。主程序部分掌握程序的格式框架#主程序入口defmain():#初始化庫存數(shù)據(jù)inventory={"水泥":100,"沙子":200,"石子":300}#顯示庫存print("當(dāng)前庫存：")foritem,quantityininventory.items():print(f"{item}:{quantity}噸")#啟動(dòng)程序if__name__=="__main__":main()掌握程序的格式框架主程序部分通常會(huì)按照一定的邏輯順序組織代碼。以一個(gè)簡(jiǎn)單的智能建造項(xiàng)目——建筑材料庫存管理系統(tǒng)為例：#主程序入口defmain():#初始化庫存數(shù)據(jù)inventory={"水泥":100,"沙子":200,"石子":300}#顯示庫存print("當(dāng)前庫存：")foritem,quantityininventory.items():print(f"{item}:{quantity}噸")#啟動(dòng)程序if__name__=="__main__":main()組織代碼初始化庫存數(shù)據(jù)初始化庫存數(shù)據(jù)顯示庫存信息掌握程序的格式框架主程序部分通常會(huì)按照一定的邏輯順序組織代碼。以一個(gè)簡(jiǎn)單的智能建造項(xiàng)目——建筑材料庫存管理系統(tǒng)為例：#主程序入口defmain():#初始化庫存數(shù)據(jù)inventory={"水泥":100,"沙子":200,"石子":300}#顯示庫存print("當(dāng)前庫存：")foritem,quantityininventory.items():print(f"{item}:{quantity}噸")#啟動(dòng)程序if__name__=="__main__":main()初始化庫存數(shù)據(jù)快速理解程序的執(zhí)行流程掌握程序的格式框架主程序部分通常會(huì)按照一定的邏輯順序組織代碼。以一個(gè)簡(jiǎn)單的智能建造項(xiàng)目——建筑材料庫存管理系統(tǒng)為例：可讀性可維護(hù)性掌握程序的格式框架defcalculate_area(length,width):returnlength*width#計(jì)算一個(gè)矩形的面積length=5width=3area=calculate_area(length,width)print(f"矩形的面積是：{area}")掌握程序的格式框架函數(shù)用于封裝特定的功能。例如，我們可以定義一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)來計(jì)算矩形面積：classBuildingElement:def__init__(self,element_id,element_type):self.element_id=element_id

self.element_type=element_type

defdisplay_info(self):

print(f"構(gòu)件ID：{self.element_id},構(gòu)件類型：{self.element_type}")#創(chuàng)建建筑構(gòu)件對(duì)象column=BuildingElement("col_001","column")column.display_info()初始化庫存數(shù)據(jù)掌握程序的格式框架類用于描述具有相似屬性和行為的對(duì)象。例如，我們可以定義一個(gè)簡(jiǎn)單的類來表示建筑構(gòu)件：classBuildingElement:def__init__(self,element_id,element_type):self.element_id=element_id

self.element_type=element_type

defdisplay_info(self):

print(f"構(gòu)件ID：{self.element_id},構(gòu)件類型：{self.element_type}")#創(chuàng)建建筑構(gòu)件對(duì)象column=BuildingElement("col_001","column")column.display_info()初始化庫存數(shù)據(jù)初始化構(gòu)件的屬性顯示構(gòu)件信息掌握程序的格式框架類用于描述具有相似屬性和行為的對(duì)象。例如，我們可以定義一個(gè)簡(jiǎn)單的類來表示建筑構(gòu)件：掌握程序的格式框架對(duì)于智能建造專業(yè)的同學(xué)們來說至關(guān)重要掌握程序的格式框架規(guī)范的代碼格式

01提升我們個(gè)人的開發(fā)效率

02團(tuán)隊(duì)協(xié)作、項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展的基石高質(zhì)量易維護(hù)掌握程序的格式框架Python語言程序設(shè)計(jì)2.Python

語法元素名稱變量命名Python語法元素名稱保留字在程序運(yùn)行過程中值不能發(fā)生改變的量常量Python語法元素名稱1、3.5、"abc"Python語法元素名稱變量在程序運(yùn)行過程中可以發(fā)生改變的量變量是一個(gè)抽象概念，可以理解為允許存放數(shù)據(jù)的空間。當(dāng)聲明一個(gè)變量時(shí)，計(jì)算機(jī)就會(huì)分配空間來存放數(shù)據(jù)。變量可以通過變量名來訪問，類似于數(shù)學(xué)中設(shè)定的x、y。在Python中，變量的類型由其值的類型決定，并且變量在使用前不需要先定義，賦值后會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建。Python語法元素名稱指定不同的數(shù)據(jù)類型變量Python語法元素名稱數(shù)字（Numbers）字符串（String）列表（List）元組（Tuple）字典（Dictionary）Python語法元素名稱在程序設(shè)計(jì)中，使用變量需要按照以下三個(gè)步驟：1.聲明變量

：為存放變量值的存儲(chǔ)空間起名。2.變量賦值

：用賦值符號(hào)“=”，把右側(cè)的數(shù)值給左側(cè)。3.使用變量

：變量中存放了具體數(shù)值后，用戶可以在程序中使用和控制。Python語法元素名稱代碼`a=3`

定義變量名為a，將3這個(gè)值裝入到a這個(gè)容器中。

由于3是一個(gè)整數(shù)，a這個(gè)變量容器所占的空間是兩個(gè)字節(jié)。`b="C"`中，b是一個(gè)字符，占一個(gè)字節(jié)`c=3.58`是一個(gè)小數(shù)，占4個(gè)字節(jié)。Python語法元素名稱特殊的賦值方式通過逗號(hào)將兩個(gè)變量分開，并在等號(hào)右側(cè)的值分別賦予左側(cè)如`x,y=5,10`，表示將5賦給x，將10賦值給y。若計(jì)算`x,y=y,x`，則是將y的值給x，將x的值給y。賦值運(yùn)算會(huì)先計(jì)算賦值運(yùn)算符右邊的表達(dá)式的值，再將計(jì)算結(jié)果賦給左邊的變量。Python語法元素名稱由字母、數(shù)字和下劃線組成，且不以數(shù)字開頭。例如，`test1`是有效變量名，而`1test`則是無效變量名。>1區(qū)分大小寫。`andy`和`Andy`是不同的標(biāo)識(shí)符，`test`和`Test`也是兩個(gè)不同的變量。>2通俗易懂，見名知意。例如，表示姓名可以使用`name`。>3如果由兩個(gè)及以上單詞組成，單詞與單詞之間使用下劃線連接。例如，`A_name`。>4Python語法元素名稱一種特殊的標(biāo)識(shí)符關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)符的一種變量名Python語法元素名稱編程人員不能定義與保留字相同的標(biāo)識(shí)符Python語法元素名稱關(guān)鍵字被編程語言內(nèi)部定義并保留使用的標(biāo)識(shí)符每種程序設(shè)計(jì)語言都有一套保留字，程序員編寫程序時(shí)不能定義與保留字相同的標(biāo)識(shí)符。保留字一般用來構(gòu)成程序整體框架、表達(dá)關(guān)鍵值和具有結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜語義等。掌握一門編程語言首先要熟記其所對(duì)應(yīng)的保留字。Python語法元素名稱if、else、for等Python語法元素名稱True、False和None是大寫字母開頭的，與小寫要區(qū)分開來Python語法元素名稱變量命名Python語法元素名稱保留字“嫦娥五號(hào)”Python語法元素名稱每一個(gè)變量命名、每一行代碼規(guī)范，都可能關(guān)乎國(guó)家重大工程。Python語法元素名稱Python語言程序設(shè)計(jì)3.掌握數(shù)據(jù)類型深入探索Python世界的重要基石掌握數(shù)據(jù)類型連接著現(xiàn)實(shí)與編程掌握數(shù)據(jù)類型整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)整數(shù)是最直觀的數(shù)字類型，它可以表示正整數(shù)、負(fù)整數(shù)以及零。Python支持不同進(jìn)制的表示方式：二進(jìn)制以“0b”開頭，例如“0b101”表示十進(jìn)制的5；八進(jìn)制以“0o”開頭，如“0o11”表示十進(jìn)制的9；十進(jìn)制則是我們最常用的表示方式，直接寫數(shù)字即可；十六進(jìn)制以“0x”開頭，比如“0x1A”表示十進(jìn)制的26。掌握數(shù)據(jù)類型浮點(diǎn)數(shù)用于表示帶有小數(shù)部分的數(shù)字，它讓數(shù)學(xué)計(jì)算更加精細(xì)和靈活?？梢允褂靡话阈问?，如“3.14”，也可以借助科學(xué)計(jì)數(shù)法表示極大或極小的數(shù)值，例如“5.9736e24”表示地球的質(zhì)量，而“2.5e-10”則可以表示微觀世界中的尺度。掌握數(shù)據(jù)類型復(fù)數(shù)是數(shù)學(xué)中復(fù)數(shù)在編程中的體現(xiàn)，它由實(shí)部和虛部組成。形如“a+bj”，其中“j”表示虛數(shù)單位。雖然復(fù)數(shù)在日常編程中不如前兩者常見，但在科學(xué)計(jì)算、工程領(lǐng)域等方面有著不可或缺的作用。掌握數(shù)據(jù)類型是字符序列，用于表示文本信息字符串類型掌握數(shù)據(jù)類型可以用單引號(hào)（'）或雙引號(hào)（"）來定義單行字符串。掌握數(shù)據(jù)類型例如“name='Alice'”或“greeting="Hello,world!"”。對(duì)于多行文本，三引號(hào)（'''或"""）派上了用場(chǎng)，它允許字符串跨越多行，方便我們書寫段落或長(zhǎng)文本。字符串“Python”中“P”的正向索引是0反向索引則是-6正向索引從0開始，依次遞增；反向索引則從-1開始，向左依次遞減。掌握數(shù)據(jù)類型列表類型

01存放各種類型的元素，并且可以隨時(shí)修改。

02用方括號(hào)（[]）表示，例如“numbers=[1,2,3,4]”元素的添加、刪除、修改和查詢沒有長(zhǎng)度限制，元素類型也可以不同掌握數(shù)據(jù)類型通過list()函數(shù)將其他類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來掌握數(shù)據(jù)類型“char_list=list('Python')”掌握數(shù)據(jù)類型元組類型與列表相似，但它是一個(gè)不可變的有序集合。元組用小括號(hào)（()）表示，例如“coordinates=(3,5)”。集合類型是一個(gè)無序的元素組合，它關(guān)心的是元素是否存在，而不關(guān)心元素的順序。掌握數(shù)據(jù)類型集合用大括號(hào)（{}）表示，例如“fruits={'apple','banana','orange'}”。字典類型一種鍵值對(duì)的存儲(chǔ)方式，通過鍵可以快速找到對(duì)應(yīng)的值。字典用大括號(hào)（{}）表示，鍵和值之間用冒號(hào)分隔，例如“person={'name':'Alice','age':25}”字典在web開發(fā)、數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用掌握數(shù)據(jù)類型為編程提供了豐富的工具和表達(dá)方式掌握數(shù)據(jù)類型Python數(shù)據(jù)類型

01數(shù)據(jù)類型各具特色，為編程提供了豐富的工具和表達(dá)方式

02熟悉這些數(shù)據(jù)類型的特點(diǎn)和用法技術(shù)的體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)的錘煉掌握數(shù)據(jù)類型Python語言程序設(shè)計(jì)4.掌握程序的格式框架常量和變量Python程序的語句元素利用一定的結(jié)構(gòu)將這些字詞連接起來，形成完整程序的表達(dá)語句Python程序的語句元素智能建造領(lǐng)域建筑信息模型的自動(dòng)化處理施工過程的智能控制建筑設(shè)施的智能運(yùn)維Python程序的語句元素表達(dá)式產(chǎn)生或計(jì)算新數(shù)據(jù)值的代碼片段，類似于數(shù)學(xué)中的計(jì)算公式它以表達(dá)單一功能為目的，運(yùn)算后產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果，結(jié)果的類型由操作符決定。表達(dá)式一般由數(shù)據(jù)和操作符等構(gòu)成，是構(gòu)成Python語句的重要部分。Python程序的語句元素"""計(jì)算建筑材料的用量例如，計(jì)算混凝土的配合比。假設(shè)水灰比為0.5，水泥用量為300公斤根據(jù)表達(dá)式，我們可以計(jì)算出用水量為300*0.5=150公斤。"""Python程序的語句元素Python用等號(hào)（=）表示賦值將等號(hào)右側(cè)的值計(jì)算后賦給左側(cè)變量。包含等號(hào)的語句稱為“賦值語句”，形式為：<變量>=<表達(dá)式>。例如，a=1或b=2，這些語句分別將1賦值給a，將2賦值給b。Python程序的語句元素Python還支持一種獨(dú)特的同步賦值語句，可以同時(shí)給多個(gè)變量賦值格式為：<變量1>,…,<變量N>=<表達(dá)式1>,…,<表達(dá)式N>。例如，在智能建造中，我們需要交換兩個(gè)變量x和y的值，分別表示兩種不同材料的重量。采用單個(gè)賦值語句需要3行代碼：通過一個(gè)臨時(shí)變量t緩存x的原始值，然后將y值賦給x，再將x的原始值通過t賦值給y。而采用同步賦值語句，僅需要一行代碼：x,y=y,x即可實(shí)現(xiàn)。Python程序的語句元素Python程序引用Python程序的語句元素Python使用import保留字引用當(dāng)前程序以外的功能庫。引用功能庫之后，采用<功能庫名稱>>.<函數(shù)名稱>()的方式調(diào)用具體功能。Python程序的語句元素智能建造使用各種功能庫來完成復(fù)雜的任務(wù)例如，我們可以引用turtle庫進(jìn)行簡(jiǎn)單的繪圖操作，繪制建筑平面圖等。首先用import導(dǎo)入turtle這個(gè)繪圖庫，然后才能進(jìn)行繪制圖形。這在我們后續(xù)的學(xué)習(xí)中經(jīng)常會(huì)用到。Python程序的語句元素分支語句循環(huán)語句Python程序的語句元素所有的編程語順序結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)Python程序的語句元素"""分支結(jié)構(gòu)也叫選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)所選擇條件為真與否，做出不同的選擇，從可能的不同操作分支中選擇一個(gè)且只能選一個(gè)分支執(zhí)行。Python中提供三種選擇結(jié)構(gòu)，可用單分支（if語句）、雙分支（if-else語句）和多分支（if-elif-else語句）實(shí)現(xiàn)。"""Python程序的語句元素單分支語句if<條件>:<語句塊>例如，在智能建造中，我們需要判斷輸入的混凝土強(qiáng)度等級(jí)是否在某個(gè)范圍內(nèi)。代碼如下：num=eval(input("請(qǐng)輸入混凝土強(qiáng)度等級(jí)："))if0<=num<=100:print("輸入的混凝土強(qiáng)度等級(jí)在合理范圍內(nèi)。")Python程序的語句元素while循環(huán)：while(<條件>):<語句塊1><語句塊2>循環(huán)語句是控制程序運(yùn)行的一類重要語句，它的作用是根據(jù)判斷條件確定一段程序是否再次執(zhí)行一次或者多次。循環(huán)語句包括遍歷循環(huán)和條件循環(huán)，主要的循環(huán)語句有while和for循環(huán)。Python程序的語句元素n=10whilen<100:print(n,end="")n=n+3例如，我們需要輸出10到100之間步長(zhǎng)為3的全部整數(shù)，這些數(shù)字可以表示建筑構(gòu)件的某種屬性值。代碼如下：Python程序的語句元素各種程序的語句元素Python程序的語句元素案例在某大橋建設(shè)中，工程師們通過Python編程精確計(jì)算每一根鋼纜的受力數(shù)據(jù)，用循環(huán)語句模擬施工過程，確保了這一超級(jí)工程的質(zhì)量安全。這告訴我們：每一行代碼都承載著工程責(zé)任，每一個(gè)判斷都關(guān)乎建筑安全。Python程序的語句元素Python語言程序設(shè)計(jì)5.掌握input輸入函數(shù)input輸入函數(shù)掌握input輸入函數(shù)a=input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字：")print(a)print(type(a))最簡(jiǎn)單的用法是直接使用`input()`函數(shù)接收用戶輸入，并將其賦值給一個(gè)變量。掌握input輸入函數(shù)"""`input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字：")`會(huì)顯示提示信息“請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字：”，等待用戶輸入。用戶輸入的內(nèi)容將被賦值給變量`a`。需要注意的是，`input()`函數(shù)接收的輸入內(nèi)容默認(rèn)為字符串類型，因此`type(a)`的輸出結(jié)果為`<class'str'>`。"""掌握input輸入函數(shù)多個(gè)輸入值可以結(jié)合`split()`方法使用`input()`函數(shù)a,b,c=input("請(qǐng)輸入三個(gè)數(shù)字，用空格分隔：").split()print(a,b,c)print(type(a),type(b),type(c))掌握input輸入函數(shù)`split()`方法默認(rèn)以空格作為分隔符。將輸入的字符串分割成多個(gè)部分，并分別賦值給變量`a`、`b`、`c`。掌握input輸入函數(shù)a,b,c=input("請(qǐng)輸入三個(gè)數(shù)字，用逗號(hào)分隔：").split(',')print(a,b,c)print(type(a),type(b),type(c))如果輸入的內(nèi)容使用其他符號(hào)作為分隔符，例如逗號(hào)，可以在`split()`方法中指定該分隔符。掌握input輸入函數(shù)`input()`函數(shù)通常需要將其轉(zhuǎn)換為目標(biāo)數(shù)據(jù)類型?？梢允褂胉map()`函數(shù)進(jìn)行批量轉(zhuǎn)換。a,b,c=map(int,input("請(qǐng)輸入三個(gè)整數(shù)，用空格分隔：").split())print(a,b,c)print(type(a),type(b),type(c))掌握input輸入函數(shù)`map(int,...)`將輸入的字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型使用`float()`等其他數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)掌握input輸入函數(shù)cement=float(input("請(qǐng)輸入水泥用量（kg）："))sand=float(input("請(qǐng)輸入砂用量（kg）："))gravel=float(input("請(qǐng)輸入石子用量（kg）："))假設(shè)在智能建造中，我們需要根據(jù)用戶輸入的水泥、砂和石子的用量，計(jì)算混凝土的配比。掌握input輸入函數(shù)"""total=cement+sand+gravelratio_cement=cement/totalratio_sand=sand/totalratio_gravel=gravel/totalprint(f"混凝土配比：水泥占比{ratio_cement:.2%}，砂占比{ratio_sand:.2%}，石子占比{ratio_gravel:.2%}")"""掌握input輸入函數(shù)width=float(input("請(qǐng)輸入梁的寬度（mm）："))height=float(input("請(qǐng)輸入梁的高度（mm）："))span=float(input("請(qǐng)輸入梁的跨度（m）："))假設(shè)我們需要根據(jù)用戶輸入的梁的截面尺寸和跨度，計(jì)算梁的某些簡(jiǎn)單屬性。掌握input輸入函數(shù)area=width*height/1000000#轉(zhuǎn)換為平方米print(f"梁的截面面積為：{area:.2f}平方米")計(jì)算截面面積掌握input輸入函數(shù)"""`eval()`函數(shù)可以將字符串作為Python代碼執(zhí)行，這在某些場(chǎng)景下非常有用。例如，可以結(jié)合`input()`函數(shù)直接獲取用戶輸入的表達(dá)式并計(jì)算結(jié)果。expression=input("請(qǐng)輸入一個(gè)表達(dá)式（如2+3*4）：")result=eval(expression)print(f"計(jì)算結(jié)果為：{result}")"""掌握input輸入函數(shù)`eval()`函數(shù)在使用時(shí)要謹(jǐn)慎，因?yàn)樗鼤?huì)執(zhí)行任意的Python代碼，可能存在安全風(fēng)險(xiǎn)確保只對(duì)可信的輸入使用`eval()`函數(shù)。掌握input輸入函數(shù)input輸入函數(shù)

01幫助我們實(shí)現(xiàn)程序與用戶之間的交互

02為解決實(shí)際問題提供更靈活的方式掌握input輸入函數(shù)交互理念緊密結(jié)合掌握input輸入函數(shù)Python語言程序設(shè)計(jì)6.掌握print輸出函數(shù)程序與用戶交互的重要工具print輸出函數(shù)Python語法元素名稱參數(shù)進(jìn)度Python語法元素名稱狀態(tài)第一種是輸出純文本例如輸出一條關(guān)于施工進(jìn)度的提示信息。我們只需要在print函數(shù)的括號(hào)中放入要用引號(hào)括起來的字符串，就像這樣：`print('當(dāng)前施工進(jìn)度已達(dá)到50%')`。無論是中文、英文還是包含特殊符號(hào)的文本，只要用單引號(hào)、雙引號(hào)或三引號(hào)括起來，都能正確輸出。Python語法元素名稱Python語法元素名稱`print("項(xiàng)目名稱：'智能大廈'，當(dāng)前施工階段：地下室施工")`第二種用法是輸出一個(gè)或多個(gè)變量的值。在智能建造項(xiàng)目中，我們有很多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在變量中，比如施工進(jìn)度值（progress）和建筑物高度（height）。我們可以直接將這些變量放入print函數(shù)中，用逗號(hào)隔開，例如：`print(progress,height)`。Python語法元素名稱第二種用法是輸出一個(gè)或多個(gè)變量的值。在智能建造項(xiàng)目中，我們有很多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在變量中，比如施工進(jìn)度值（progress）和建筑物高度（height）。我們可以直接將這些變量放入print函數(shù)中，用逗號(hào)隔開，例如：`print(progress,height)`。這樣，程序運(yùn)行時(shí)就會(huì)依次輸出變量的當(dāng)前值。Python語法元素名稱