Python程序開發(fā)入門學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target了解Python語言的發(fā)展過程掌握Python程序開發(fā)軟件的安裝和運(yùn)行環(huán)境的配置方法熟悉如何利用開發(fā)工具編寫Python程序理解Python語言的特點(diǎn)以及其重要性清晰區(qū)分模塊與包的概念，熟練掌握第三方模塊的安裝、導(dǎo)入與使用方法章節(jié)概述/Summary在數(shù)字化浪潮席卷全球的今天，Python憑借簡潔語法、高效開發(fā)特性及跨領(lǐng)域適配能力，成為編程學(xué)習(xí)與技術(shù)實(shí)踐的優(yōu)選語言。無論是探索數(shù)據(jù)科學(xué)的奧秘、構(gòu)建人工智能模型，還是開發(fā)Web應(yīng)用、編寫自動化腳本，Python都能提供強(qiáng)大支持。本章將從Python的起源、特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域和開發(fā)前準(zhǔn)備工作，再到開發(fā)工具PyCharm的使用、開發(fā)環(huán)境配置；最后深入學(xué)習(xí)代碼組織的核心概念——模塊與包，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)Python編程筑牢根基。

目錄/Contents010203初識PythonPython開發(fā)前準(zhǔn)備Python開發(fā)工具04代碼的組織與使用初識Python1.1

先定一個小目標(biāo)！了解Python語言，能夠說出Python語言的發(fā)展歷程1.1.1Python的發(fā)展歷程1.1.1Python的發(fā)展歷程199120002008201820202025Python2.0版本發(fā)布2020年1月1日終止對Python2.7的技術(shù)支持截止2025年6月，最新版本為Python3.13.xPython2.0版本發(fā)布Python3.0版本發(fā)布最后一個Python2.7版本發(fā)布

先定一個小目標(biāo)！1.1.2Python的特點(diǎn)了解Python語言，能夠說出Python語言的特點(diǎn)1.1.2Python的特點(diǎn)無縫銜接單元測試VS優(yōu)點(diǎn)簡潔語法優(yōu)美簡單易學(xué)開源可移植性好擴(kuò)展性好類庫豐富通用靈活良好的中文支持執(zhí)行效率不夠高。在執(zhí)行相同功能的程序時，Python程序沒有C++程序、Java程序高效，這是因?yàn)镻ython解釋器需要逐行將代碼翻譯成計算機(jī)能夠理解的機(jī)器語言，翻譯過程是非常耗時的。缺點(diǎn)Python開發(fā)前準(zhǔn)備1.2

先定一個小目標(biāo)！掌握Python解釋器的安裝方式，能夠獨(dú)立在計算機(jī)中安裝Python解釋器1.2.1Python解釋器安裝Python程序的執(zhí)行需要借助Python解釋器完成，只有在計算機(jī)中安裝Python解釋器并配置好Python開發(fā)環(huán)境后，開發(fā)人員才可以開發(fā)程序，并通過不同方式運(yùn)行程序。1.2.1Python解釋器安裝STEP01下載Python解釋器在瀏覽器中訪問Python解釋器的下載頁面，具體如下圖所示。1.2.1Python解釋器安裝STEP02下載Python解釋器Python解釋器安裝包的下載頁面，該頁面展示了很多版本的安裝包，下載相應(yīng)版本的安裝包。1.2.1Python解釋器安裝STEP03安裝Python解釋器下載完成后，找到并雙擊安裝包，彈出Python3.8.10(64-bit)Setup窗口。勾選“Addpython.exetoPATH”選項(xiàng)后，單擊InstallNow后進(jìn)入安裝過程。1.2.1Python解釋器安裝STEP04安裝Python解釋器在安裝導(dǎo)向中，確認(rèn)所需組件并勾選完成后點(diǎn)擊【Next】按鈕繼續(xù)下一步的操作，如下圖所示。1.2.1Python解釋器安裝STEP05安裝Python解釋器安裝完成后會自動進(jìn)入Setupwassuccessful界面。1.2.1Python解釋器安裝STEP06安裝Python解釋器在計算機(jī)的開始菜單中搜索Python，找到并單擊IDLE(Python

3.864-bit）打開Python解釋器窗口。1.2.1Python解釋器安裝STEP06安裝Python解釋器用戶也可以在命令窗口中進(jìn)入Python環(huán)境，具體操作為：在鍵盤按下組合鍵Win+R輸入cmd回車進(jìn)入命令窗口，在命令窗口的提示符“>>>”后輸入“python”，按下回車鍵后即可進(jìn)入Python環(huán)境。1.2.1Python解釋器安裝STEP07安裝Python解釋器當(dāng)需要查看所安裝Python的版本號時，在命令窗口中輸入查看版本號的命令“python--version”，系統(tǒng)會返回安裝的Python版本號。1.2.1Python解釋器安裝多學(xué)一招：手動配置環(huán)境變量若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。”，說明系統(tǒng)未能搜索到Python解釋器的安裝路徑，此時可以手動為Python配置環(huán)境變量，以解決此問題。多學(xué)一招：手動配置環(huán)境變量環(huán)境變量（enviromentvariables）一般是指在操作系統(tǒng)中用來指定操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的一些參數(shù)，如臨時文件夾位置和系統(tǒng)文件夾位置等。在向Windows和DOS操作系統(tǒng)中搭建開發(fā)環(huán)境時常常需要配置環(huán)境變量path，以便系統(tǒng)在運(yùn)行一個程序時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)除了在當(dāng)前目錄下尋找指定程序，還會到path變量所指定的路徑中查找程序。STEP01打開系統(tǒng)屬性窗口右鍵單擊“計算機(jī)”，在彈出的菜單中單擊“屬性”選項(xiàng)打開系統(tǒng)窗口，單擊該窗口左側(cè)選項(xiàng)列表中的“高級系統(tǒng)設(shè)置”，打開系統(tǒng)屬性窗口。多學(xué)一招：手動配置環(huán)境變量STEP02打開環(huán)境變量窗口單擊“環(huán)境變量”按鈕，打開環(huán)境變量窗口。多學(xué)一招：手動配置環(huán)境變量STEP03編輯環(huán)境變量對話框在“系統(tǒng)變量”列表中找到環(huán)境變量“Path”并雙擊，打開編輯環(huán)境變量對話框。多學(xué)一招：手動配置環(huán)境變量STEP04添加Python安裝路徑單擊“新建”按鈕，輸入Python解釋器的安裝路徑，默認(rèn)安裝路徑是C:\Users\Administrator\AppData\Local\Programs\Python\Python38多學(xué)一招：手動配置環(huán)境變量STEP05STEP05單擊“確定”按鈕，關(guān)閉編輯環(huán)境變量對話框，完成環(huán)境變量的配置。

先定一個小目標(biāo)！熟悉Python程序的運(yùn)行方式，能夠熟練通過交互式和文件式運(yùn)行Python程序1.2.2Python的編程方式Python程序的運(yùn)行方式有兩種，分別是交互式和文件式。交互式指Python解釋器逐行接收Python代碼并即時響應(yīng)；文件式也稱批量式，指先將Python代碼保存在后綴名為.py的文件中，再啟動Python解釋器批量運(yùn)行代碼。1.2.2Python的編程方式STEP01打開命令窗口進(jìn)入Python環(huán)境，在命令提示符“>>>”的后面輸入如下一行代碼：1.2.2Python的編程方式print("HelloWorld!")按下回車鍵，命令窗口立刻在提示符的下一行輸出了運(yùn)行結(jié)果。運(yùn)行結(jié)果如下所示：HelloWorld!STEP011.創(chuàng)建一個文本文件，在該文件中寫入一行Python代碼，具體內(nèi)容為print("HelloWorld!")2.另存文件時將文件的名稱設(shè)置為hello，編碼方式設(shè)置為UTF-8，文件的后綴名修改為.py。3.在hello.py文件所在路徑下同時按下Shift鍵和鼠標(biāo)右鍵，彈出右鍵菜單，在右鍵菜單列表中單擊“在此處打開命令窗口”選項(xiàng)，打開命令窗口。4.在命令窗口的命令提示符“>”后輸入命令“pythonhello.py”，按下回車鍵后運(yùn)行hello.py文件，之后在提示符的下一行輸出了運(yùn)行結(jié)果。1.2.2Python的編程方式

先定一個小目標(biāo)！熟悉代碼格式，能夠規(guī)范編寫代碼1.2.3Python語法規(guī)范Python使用縮進(jìn)來表示代碼之間的邏輯關(guān)系和層次關(guān)系，縮進(jìn)指的是一行代碼之前的空白區(qū)域?？s進(jìn)的空格數(shù)可自定義，但在同一個代碼塊中，縮進(jìn)必須保持一致。一般推薦使用4個空格進(jìn)行縮進(jìn)，可以使用Tab鍵來實(shí)現(xiàn)。示例代碼如下：ifTrue:print("條件為真")#這是一個代碼塊，縮進(jìn)了4個空格print("屬于同一個代碼塊")1.2.3Python語法規(guī)范1.2.3Python語法規(guī)范注釋是代碼中穿插的輔助性文字，用于標(biāo)識代碼的含義與功能，提高代碼的可讀性。注釋在Python解釋器執(zhí)行時會被自動忽略，不會對程序產(chǎn)生任何影響。Python程序中的注釋分為單行注釋和多行注釋。1.2.3Python語法規(guī)范1.單行注釋單行注釋以“#”開頭，從“#”開始到行尾的內(nèi)容都會被視為注釋，注釋的內(nèi)容不參與運(yùn)行，通常用來對代碼進(jìn)行說明。示例如下：#這是一個單行注釋print("Hello,World!")為了保證注釋的可讀性，Python官方建議“#”后面先添加一個空格，再添加相應(yīng)的說明文字；若單行注釋與代碼共占一行，注釋和代碼之間至少應(yīng)有兩個空格。1.2.3Python語法規(guī)范2.多行注釋多行注釋是由三對雙引號或單引號包裹的內(nèi)容，三引號之間的所有內(nèi)容都會被當(dāng)作注釋，主要用于說明函數(shù)或類的功能，因此多行注釋也被稱為說明文檔。示例如下：'''這是一個多行注釋可以寫很多行內(nèi)容'''print("這段多行文字不參與執(zhí)行，不影響代碼的執(zhí)行")Python語句一般以換行符作為結(jié)束符，換行符是一種用于分隔語句的特殊字符，通常用\n表示（在字符串中顯式寫出時）。當(dāng)編寫Python代碼時，解釋器會默認(rèn)將換行視為語句的結(jié)束標(biāo)志，這意味著每一行代碼通常對應(yīng)一條獨(dú)立的語句。例如，下面兩行代碼會被Python解釋器識別為兩條分開的語句：print("Hello")print("World")1.2.3Python語法規(guī)范若要在同一行寫多條Python語句，可以使用分號分隔，示例如下：print("這是一條語句");print("這是另一條語句")Python開發(fā)工具1.3

先定一個小目標(biāo)！了解常用的開發(fā)工具，能夠說出常用開發(fā)工具的特點(diǎn)1.3Python開發(fā)工具1.3Python開發(fā)工具PyCharmIPython無縫銜接單元測試常用的開發(fā)工具有PyCharm、Spyder、VisualStudioCode、JupyterNotebook、IPython等。PyCharm特點(diǎn)：功能強(qiáng)大且專業(yè)，由JetBrains公司開發(fā)。它具備智能代碼提示、代碼分析、調(diào)試工具、版本控制集成等豐富功能，支持多種Python框架。適用場景：無論是小型項(xiàng)目還是大型企業(yè)級項(xiàng)目開發(fā)，都能發(fā)揮出色的作用，尤其適合團(tuán)隊協(xié)作開發(fā)。VisualStudioCodeSpyderJupyterNotebook1.3常用的開發(fā)工具PyCharmIPython無縫銜接單元測試常用的開發(fā)工具有PyCharm、SublimeText、VisualStudioCode、JupyterNotebook、Anaconda等。Spyder特點(diǎn)：專為科學(xué)計算和數(shù)據(jù)分析設(shè)計，界面類似于MATLAB，易于上手。它集成了代碼編輯器、交互式控制臺、變量瀏覽器等功能，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。適用場景：常用于數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、科學(xué)研究等領(lǐng)域。VisualStudioCodeSpyderJupyterNotebook1.3常用的開發(fā)工具PyCharmIPython無縫銜接單元測試常用的開發(fā)工具有PyCharm、SublimeText、VisualStudioCode、JupyterNotebook、Anaconda等。VisualStudioCode（簡稱VSCode）特點(diǎn)：輕量級且功能豐富，支持眾多編程語言，通過安裝Python擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)代碼高亮、智能提示、調(diào)試等功能。它還具有豐富的插件生態(tài)系統(tǒng)，可以根據(jù)需求進(jìn)行定制。適用場景：適合初學(xué)者和有一定經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者，可用于各種類型的Python項(xiàng)目開發(fā)。VisualStudioCodeSpyderJupyterNotebook1.3常用的開發(fā)工具PyCharmIPython無縫銜接單元測試常用的開發(fā)工具有PyCharm、SublimeText、VisualStudioCode、JupyterNotebook、Anaconda等。JupyterNotebook（簡稱Jupyter）特點(diǎn)：以網(wǎng)頁形式運(yùn)行，支持代碼、文本、圖像、公式等多種元素的混合展示，代碼可以分塊運(yùn)行，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)探索、可視化和交互式編程。適用場景：常用于數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、教學(xué)等領(lǐng)域，方便分享和交流代碼與結(jié)果。VisualStudioCodeJupyterNotebookSpyder1.3常用的開發(fā)工具PyCharmIPython無縫銜接單元測試常用的開發(fā)工具有PyCharm、SublimeText、VisualStudioCode、JupyterNotebook、Anaconda等。IPython特點(diǎn)：是Python的交互式解釋器，提供了比標(biāo)準(zhǔn)Python解釋器更強(qiáng)大的功能，如自動補(bǔ)全、歷史記錄、魔法命令等，增強(qiáng)了代碼的交互性和調(diào)試效率。適用場景：在開發(fā)過程中進(jìn)行快速測試和驗(yàn)證代碼時非常有用。VisualStudioCodeSpyderJupyterNotebook

先定一個小目標(biāo)！掌握PyCharm的下載與安裝，能夠獨(dú)立在計算機(jī)中安裝PyCharm工具1.3.1PyCharm的下載與安裝STEP01PyCharm的下載在瀏覽器中訪問PyCharm官網(wǎng)/的下載頁面，具體如下圖所示。1.3.1PyCharm的下載與安裝專業(yè)版Professional和社區(qū)版Community是PyCharm的兩個版本，這兩個版本的特點(diǎn)如下。1.提供PythonIDE的所有功能，支持Web開發(fā)。2.支持Django、Flask、GoogleApp引擎、Pyramid和web2py。3.支持JavaScript、CoffeeScript、TypeScript、CSS和Cython等。4.支持遠(yuǎn)程開發(fā)、Python分析器、數(shù)據(jù)庫和SQL語句。Professional版本的特點(diǎn)Community版本的特點(diǎn)1.輕量級的PythonIDE，只支持Python開發(fā)。2.免費(fèi)、開源、集成Apache2的許可證。3.智能編輯器、調(diào)試器、支持重構(gòu)和錯誤檢查，集成版本控制系統(tǒng)。1.3.1PyCharm的下載與安裝STEP01PyCharm的安裝雙擊安裝包打開WelcometoPyCharmCommunityEditionSetup界面。1.3.1PyCharm的下載與安裝STEP02PyCharm的安裝單擊“Next”按鈕進(jìn)入ChooseInstallLocation界面。1.3.1PyCharm的下載與安裝STEP03PyCharm的安裝保持默認(rèn)配置，單擊“Next”按鈕，進(jìn)入InstallationOptions界面，在該界面用戶可根據(jù)需求勾選相應(yīng)功能。1.3.1PyCharm的下載與安裝STEP04PyCharm的安裝勾選所有選項(xiàng)，單擊“Next”按鈕進(jìn)入ChooseStartMenuFolder界面。1.3.1PyCharm的下載與安裝STEP05PyCharm的安裝單擊的“Install”按鈕開始安裝PyCharm工具，安裝完成后進(jìn)入CompletingPyCharmCommunityEditionSetup界面。1.3.1PyCharm的下載與安裝

先定一個小目標(biāo)！掌握PyCharm的使用，能夠使用PyCharm編寫并運(yùn)行代碼1.3.2PyCharm的使用STEP01雙擊桌面上的PyCharm快捷方式圖標(biāo)，第一次打開需要進(jìn)行環(huán)境配置。1.3.2PyCharm的使用STEP02點(diǎn)擊【Continue】后在“DataSharing”界面，點(diǎn)擊【Don'tSend】即可進(jìn)入歡迎頁。1.3.2PyCharm的使用STEP03在歡迎頁面，默認(rèn)背景為“Darcula”可以在“Customize”中調(diào)整為“Light”。1.3.2PyCharm的使用STEP04單擊窗口左側(cè)的Projects菜單項(xiàng)，切換回項(xiàng)目面板，單擊該面板中的“NewProject”按鈕進(jìn)入NewProject窗口。1.3.2PyCharm的使用STEP05單擊“Create”按鈕會在D:\chapter01目錄下創(chuàng)建一個名稱為first_project的項(xiàng)目，并進(jìn)入項(xiàng)目管理窗口。1.3.2PyCharm的使用STEP06單擊左上方標(biāo)注的文件夾圖標(biāo)，彈出項(xiàng)目的目錄結(jié)構(gòu)。右鍵單擊項(xiàng)目名稱，在彈出的下拉菜單中選擇【New】→【PythonFile】。1.3.2PyCharm的使用STEP07彈出NewPythonfile窗口，用于給項(xiàng)目添加保存代碼的Python文件。在彈出窗口中輸入文件名“first”并回車。1.3.2PyCharm的使用STEP08選中first_project項(xiàng)目的根目錄單擊可以看到新創(chuàng)建的first文件。單擊first.py文件，在右邊代碼編輯區(qū)輸入測試代碼“print(HelloWorld!)”。1.3.2PyCharm的使用STEP09編寫完畢后，單擊窗口上方的

按鈕，或者在代碼編輯區(qū)的空白處右鍵選擇【Run‘first’】單擊即可運(yùn)行代碼。1.3.2PyCharm的使用STEP10代碼的運(yùn)行結(jié)果會顯示到窗口下方的控制臺面板中。1.3.2PyCharm的使用字體字號設(shè)置點(diǎn)擊菜單欄中的【File】，選擇【Settings】，在彈出的設(shè)置界面中，選擇【Editor】再選【Font】可以對字體字號進(jìn)行設(shè)置。1.3.2PyCharm的使用頁面設(shè)置1設(shè)置主題：點(diǎn)擊菜單欄中的【File】-【Settings】-【Appearance&Behavior】-【Appearance】，在右側(cè)的【Theme】主題選項(xiàng)中選擇喜歡的主題，不同主題的頁面顯示效果，包括顏色、字體等會有所不同。1.3.2PyCharm的使用頁面設(shè)置2設(shè)置文件編碼：在【Settings】界面中，選擇【Editor】-【FileEncodings】可以設(shè)置項(xiàng)目中文件的編碼格式，如UTF-8等，以確保文件的正確讀取和顯示，避免出現(xiàn)亂碼問題。1.3.2PyCharm的使用頁面設(shè)置3調(diào)整窗口布局：通過菜單欄【View】-【ToolWindows】來顯示或隱藏各種工具窗口，還可以拖動這些窗口來調(diào)整它們在頁面中的位置和大小，以滿足個人的使用習(xí)慣和工作需求。1.3.2PyCharm的使用插件添加點(diǎn)擊菜單欄中的【File】-【Settings】-【Plugins】，可以通過以下兩種方式添加插件：1.從“Marketplace”插件市場安裝。2.本地安裝，可以點(diǎn)擊“InstallfromDisk”從磁盤安裝。1.3.2PyCharm的使用解釋器配置直接打開本地項(xiàng)目則需要在打開之后配置可用的解釋器，以保證項(xiàng)目正常運(yùn)行。點(diǎn)擊【File】-【Settings】-【Project:[項(xiàng)目名稱]】-【PythonInterpreter】，點(diǎn)擊右上角的齒輪圖標(biāo)【Add…】。1.3.2PyCharm的使用常用快捷鍵使用PyCharm進(jìn)行Python開發(fā)，熟悉相關(guān)快捷操作必不可少，常用的快捷鍵及功能說明如下圖：1.3.2PyCharm的使用代碼的組織與使用1.41.4.1

模塊與包

先定一個小目標(biāo)！掌握模塊（module）、包（package）和庫（lib）的基本概念，能夠區(qū)分三者的不同。模塊（module）、包（package）和庫（lib）是Python組織代碼的三種方式，它們的層級關(guān)系和作用各有不同。都是為了代碼的模塊化、復(fù)用性和可維護(hù)性，只是規(guī)模和組織形式不同。1.4.1

模塊與包模塊是一個包含Python代碼的單個.py文件，里面可以定義函數(shù)、類、變量，也可以包含可執(zhí)行代碼。作用：將相關(guān)功能的代碼封裝在一個文件中，方便復(fù)用和維護(hù)。比如：創(chuàng)建一個calculator.py文件，它就是一個模塊；使用模塊時，通過import語句引入。1.4.1

模塊與包#calculator.py（模塊）defadd(a,b):returna+b#使用模塊時importcalculatorprint(calculator.add(2,3))#輸出：5包是多個相關(guān)模塊的集合，本質(zhì)上是一個包含__init__.py文件的文件夾。作用：通過文件夾層級管理多個模塊，避免模塊名沖突，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能組織。示例：一個名為math_tools的包結(jié)構(gòu)：1.4.1

模塊與包math_tools/#包文件夾├──__init__.py#包標(biāo)識文件（可空）├──calculator.py#模塊1└──geometry.py#模塊2庫是一個更寬泛的概念，通常指一組具有相關(guān)功能的模塊或包的集合，用于解決特定領(lǐng)域的問題（如數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)請求等）。作用：提供現(xiàn)成的功能，避免重復(fù)開發(fā)，提高開發(fā)效率。常見示例：標(biāo)準(zhǔn)庫：Python自帶的庫（如os處理文件、random隨機(jī)數(shù)，json處理JSON數(shù)據(jù)）。第三方庫：需要額外安裝的庫（如pandas用于數(shù)據(jù)分析、numpy用于數(shù)值計算、flask用于Web開發(fā)）。1.4.1

模塊與包1.4.2模塊的安裝

先定一個小目標(biāo)！掌握模塊的安裝方式，能夠通過pip工具安裝所需的模塊Python中支持以模塊的形式組織和管理代碼，一個擴(kuò)展名為.py的文件稱之為一個模塊，文件的名稱為模塊的名稱。Python內(nèi)置了一些標(biāo)準(zhǔn)模塊，Python的使用者也貢獻(xiàn)了豐富且強(qiáng)大的第三方模塊，標(biāo)準(zhǔn)模塊可以直接導(dǎo)入程序并使用，而第三方模塊需要先行安裝。1.4.2模塊的安裝第三方模塊的安裝需要借助pip工具，pip工具是一個通用的Python

模塊、包或庫的管理工具，它提供了查找、下載、安裝、卸載Python模塊、包或庫的功能。默認(rèn)情況下，安裝Python解釋器時會自動安裝pip工具。使用pip工具安裝模塊的命令有三種。1.4.1

模塊的安裝pipinstall模塊名pipinstall模塊名==版本號pipinstall模塊名1模塊名2模塊名3...例如，在開發(fā)環(huán)境中安裝用于數(shù)據(jù)處理和分析的pandas模塊，具體命令如下：1.4.1

模塊的安裝pipinstallpandas以上命令執(zhí)行后，可以看到命令窗口中顯示了以下信息。Installingcollectedpackages:pandasSuccessfullyinstalledpandas-2.0.3如果想驗(yàn)證開發(fā)環(huán)境中是否有這個模塊，那么可以在命令窗口中輸入piplist命令進(jìn)行查看。例如，使用piplist命令查看當(dāng)前開發(fā)環(huán)境中已經(jīng)安裝的模塊，命令及執(zhí)行結(jié)果如下所示1.4.1

模塊的安裝C:\Users\Administrator>piplistPackageVersion----------------------……pandas 2.0.3需要注意的是，pip是在線工具，它只有在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下才可以下載相應(yīng)的資源，若網(wǎng)絡(luò)未連接或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳，則pip工具將無法順利安裝第三方模塊。1.4.2模塊的導(dǎo)入與使用

先定一個小目標(biāo)！掌握模塊的導(dǎo)入與使用，能夠在程序中熟練導(dǎo)入并使用模塊在使用模塊之前，需要先將模塊導(dǎo)入到當(dāng)前程序。Python中使用import語句導(dǎo)入模塊，import語句支持一次導(dǎo)入一個模塊，也支持一次導(dǎo)入多個模塊。使用import語句導(dǎo)入模塊的語法格式如下。import模塊1,模塊2,...1.4.3模塊的導(dǎo)入與使用例如，在程序中導(dǎo)入pandas模塊，具體代碼如下：importpandas模塊導(dǎo)入后，可以通過點(diǎn)字符“.”使用模塊中的內(nèi)容，包括后面會介紹的變量、函數(shù)、類等。使用模塊內(nèi)容的語法格式如下：模塊.變量模塊.函數(shù)模塊.類1.4.2模塊的導(dǎo)入與使用例如，通過pandas模塊使用其中的read_csv()函數(shù)，具體代碼如下：pygame.read_csv(“test.csv”)通過點(diǎn)字符“.”使用模塊中的內(nèi)容時，可以避免多個模塊中存在同名變量、函數(shù)或類的情況下使代碼產(chǎn)生歧義，但若不存在同名變量、函數(shù)或類，則可以使用“from模塊名import?”直接將模塊中的指定內(nèi)容導(dǎo)入程序，并在程序中直接使用模塊中的內(nèi)容。例如，在程序中導(dǎo)入pandas模塊的read_csv()函數(shù)，并直接使用該函數(shù)，具體代碼如下1.4.2模塊的導(dǎo)入與使用frompandasimportread_csvread_csv(“test.csv”)使用“from模塊名import?”語句還可以將指定模塊的全部內(nèi)容導(dǎo)入當(dāng)前程序，這時只需要將import后面指定的內(nèi)容替換為“*”，即可指代模塊中的全部內(nèi)容。例如，在程序中導(dǎo)入pandas模塊的全部內(nèi)容，具體代碼如下：1.4.2模塊的導(dǎo)入與使用frompandasimport*需要注意的是，雖然使用“from模塊名import*”可以方便地導(dǎo)入一個模塊中的所有內(nèi)容，但出于代碼的可維護(hù)性考慮，我們不建議過多使用這種方式。本章小結(jié)本章系統(tǒng)地介紹了Python程序開發(fā)的基礎(chǔ)入門知識。首先認(rèn)識了Python的發(fā)展歷程、核心特點(diǎn)與多元應(yīng)用領(lǐng)域，隨后完成Python開發(fā)前的準(zhǔn)備工作，掌握解釋器安裝、語言規(guī)范以及編程方式；接著深入學(xué)習(xí)PyCharm這一強(qiáng)大開發(fā)工具，熟悉其下載安裝與基礎(chǔ)使用方法；最后，系統(tǒng)理解模塊與包的概念，掌握模塊安裝、導(dǎo)入及使用的方法，初步構(gòu)建起代碼組織與復(fù)用的思維。通過本章的學(xué)習(xí)，讀者完成了Python程序開發(fā)入門的“第一步”，這些基礎(chǔ)知識與技能將成為深入探索Python編程世界的重要基石，助力后續(xù)更為復(fù)雜的程序開發(fā)實(shí)踐。本章小結(jié)Python基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target掌握Python基本數(shù)據(jù)類型的定義與特性，理解常量與變量的使用規(guī)范靈活使用各類運(yùn)算符，掌握運(yùn)算符優(yōu)先級規(guī)則，構(gòu)建復(fù)雜表達(dá)式了解Python函數(shù)類型，掌握標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫的引入和使用方法熟練運(yùn)用輸入輸出函數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)的交互處理掌握字符串的索引、切片操作，運(yùn)用常用函數(shù)進(jìn)行格式化輸出、提取與轉(zhuǎn)換章節(jié)概述/Summary在Python程序開發(fā)體系中，基礎(chǔ)語法與核心概念是構(gòu)筑復(fù)雜程序的根基，其重要性如同精密儀器的零部件，每一個細(xì)節(jié)都關(guān)乎程序的穩(wěn)定運(yùn)行與功能實(shí)現(xiàn)。本章涵蓋基本數(shù)據(jù)類型、常量與變量、輸入輸出、運(yùn)算符、函數(shù)類型、random庫及字符串操作，解析特性、規(guī)范與邏輯，通過簡明內(nèi)容搭建基礎(chǔ)框架，為程序開發(fā)筑牢底層支撐。目錄/Contents010203【案例2-1】個人名片【案例2-2】身體質(zhì)量指數(shù)BMI【案例2-3】紅色箴言盲盒抽取04【案例2-4】用戶信息脫敏【案例2-1】個人名片01案例分析

在互聯(lián)網(wǎng)深度融入生活的當(dāng)下，個人簡介已然成為展示自我的重要窗口，它如同一張線上名片，向外界傳遞個人特質(zhì)與價值?！皞€人名片”案例通過引導(dǎo)用戶輸入姓名、年齡、身高、職業(yè)、愛好等信息，運(yùn)用智能算法整合生成個性化簡介文本。知識儲備基本數(shù)據(jù)類型標(biāo)識符與關(guān)鍵字變量與常量輸入與輸出知識儲備知識儲備—基本數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型字符串?dāng)?shù)字類型組合類型整型(int)浮點(diǎn)型(float)復(fù)數(shù)型(complex)布爾型(bool)列表(list)元組(touple)字典(dict)集合(set)TrueFalse根據(jù)數(shù)據(jù)存儲形式的不同，數(shù)據(jù)類型分為字符串、數(shù)值類型和組合類型。知識儲備—基本數(shù)據(jù)類型1.字符串類型字符串是一個由單引號、雙引號或者三引號包裹的、有序的字符集合，對于非字符型的數(shù)據(jù)可以使用str()函數(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符型。以下均為字符串：'Python123￥' #使用單引號包含"Python4*&%" #使用雙引號包含'''Pythons1~(())''' #使用三引號包含知識儲備—基本數(shù)據(jù)類型2.數(shù)字類型-整型整數(shù)類型簡稱整型，它用于表示整數(shù)，可以使用int()函數(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為整型。整型常用的計數(shù)方式有4種，分別是二進(jìn)制（以“0b”或“0B”開頭）、八進(jìn)制（以數(shù)字“0o”或“0O”開頭）、十進(jìn)制和十六進(jìn)制（以“0x”或“0X”開頭）。以4種計數(shù)方式表示整型數(shù)據(jù)5，示例如下：0b101 #二進(jìn)制0o5 #八進(jìn)制5 #十進(jìn)制0x5 #十六進(jìn)制知識儲備—基本數(shù)據(jù)類型2.數(shù)字類型-浮點(diǎn)型浮點(diǎn)型用于表示實(shí)數(shù)，由整數(shù)和小數(shù)部分（可以是0）組成，例如，3.14、0.9等，可使用float()函數(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型。較大或較小的浮點(diǎn)數(shù)可以使用科學(xué)計算法表示?？茖W(xué)計數(shù)法會把一個數(shù)表示成a與10的n次冪相乘的形式，數(shù)學(xué)中科學(xué)計數(shù)法的格式為：a×10n（1≤|a|<10，n∈N）Python程序中省略“×”，使用字母e或E代表底數(shù)10，示例如下：-3.14e2 #即-3143.14e-3 #即0.00314知識儲備—基本數(shù)據(jù)類型2.數(shù)字類型-布爾型Python中的布爾類型只有True（真）和False（假）兩個取值，使用布爾函數(shù)bool()可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成布爾值。實(shí)際上，布爾類型也是一種特殊的整型，其值True對應(yīng)整數(shù)1，F(xiàn)alse對應(yīng)整數(shù)0。若數(shù)據(jù)符合以下任一條件，其布爾值均為False。值為None或False的常量任何數(shù)字類型的0：0、0.0、0j空組合數(shù)據(jù)類型：''、()、[]、set()、{}知識儲備—基本數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型均可以通過內(nèi)置類型函數(shù)type()進(jìn)行類型驗(yàn)證，示例如下：print(type(10))print(type('Python'))print(type(False))<class'int'><class'str'><class'bool'>運(yùn)行結(jié)果如下：知識儲備—標(biāo)識符與關(guān)鍵字1.標(biāo)識符生活中人們常用一些名稱來標(biāo)記事物，比如每種水果都有一個名稱來標(biāo)識。若希望在程序中表示一些事物，開發(fā)人員需要自定義一些符號和名稱，這些符號和名稱叫做標(biāo)識符。Python中的標(biāo)識符需要遵守如下規(guī)則：標(biāo)識符由字母、下劃線和數(shù)字組成，且不能以數(shù)字開頭。Python中的標(biāo)識符區(qū)分大小寫，例如andy和Andy是不同的標(biāo)識符。Python中的標(biāo)識符不能使用系統(tǒng)關(guān)鍵字。

大駝峰命名法：每一個單詞首字母要大寫（MyName='張三'）

下劃線命名法：每一個單詞之間以下劃線“_”相連（my_name='張三'）知識儲備—標(biāo)識符與關(guān)鍵字2.關(guān)鍵字系統(tǒng)關(guān)鍵字是Python已經(jīng)使用的、不允許開發(fā)人員重復(fù)定義的標(biāo)識符，它們具有特殊的含義。Python3中一共有35個系統(tǒng)關(guān)鍵字，每個關(guān)鍵字都有不同的作用。使用keyword.kwlist查看系統(tǒng)關(guān)鍵字，示例代碼如下：運(yùn)行結(jié)果如下：importkeywordprint(keyword.kwlist)['False','None','True','and','as','assert','async','await','break','class','continue','def','del','elif','else','except','finally','for','from','global','if','import','in','is','lambda','nonlocal','not','or','pass','raise','return','try','while','with','yield']知識儲備—常量與變量1.變量變量是程序中用于臨時存儲數(shù)據(jù)的命名內(nèi)存位置，其值在程序運(yùn)行期間能夠被修改。在使用時需要先定義變量，然后才能使用它。標(biāo)識內(nèi)存單元的標(biāo)識符又稱為變量名，Python通過賦值運(yùn)算符“=”將內(nèi)存單元中存儲的數(shù)值與變量名建立聯(lián)系，即定義變量，語法格式如下：變量名=值例如，將內(nèi)存單元中存儲的數(shù)據(jù)100與變量名data建立聯(lián)系。data=100知識儲備—常量與變量2.常量在編程語言中，常量是指在程序運(yùn)行過程中其值不會改變的變量。通常用于存儲那些在程序執(zhí)行期間保持不變的數(shù)據(jù)，比如數(shù)學(xué)常數(shù)、配置參數(shù)、硬編碼的字符串等，Python通過命名約定來模擬常量的概念，通常使用全大寫字母來表示常量，表示這些變量不應(yīng)該被修改，示例如下：#常量定義（約定不可修改）PI=3.14159MAX_USERS=100#技術(shù)上允許修改，但違反規(guī)范MAX_USERS=200#不報錯，但會導(dǎo)致代碼維護(hù)風(fēng)險知識儲備—輸入與輸出無縫銜接單元測試1.print()函數(shù)print()函數(shù)用于將數(shù)據(jù)顯示到控制臺或?qū)懭胛募?，它可以輸出任何類型的?shù)據(jù)，語法格式如下：print(*objects,sep='',end='\n',file=sys.stdout)參數(shù)說明：objects：表示輸出的對象。輸出多個數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)之間需要用分隔符分隔。sep：用于設(shè)定分隔符，默認(rèn)使用空格作為分隔。end：用于設(shè)定輸出以什么結(jié)尾，默認(rèn)值為換行符\n。file：表示數(shù)據(jù)輸出的文件對象，默認(rèn)值為標(biāo)準(zhǔn)輸出流動sys.stdout（控制臺）知識儲備—輸入與輸出無縫銜接單元測試2.input()函數(shù)input()函數(shù)用于接收用戶鍵盤輸入的數(shù)據(jù)，返回一個字符型的數(shù)據(jù)。使用input()函數(shù)接收鍵盤輸入數(shù)據(jù)，使用print()函數(shù)在控制臺輸出獲得的信息，示例代碼如下：name=input('你的名字：')print('我的名字是：',name)執(zhí)行后在需要在控制臺輸入對應(yīng)的姓名，如“張三”，程序才會繼續(xù)執(zhí)行。知識儲備—輸入與輸出無縫銜接單元測試3.格式化輸出格式化輸出指的是把數(shù)據(jù)以特定的格式輸出，這有助于提高輸出信息的可讀性和美觀度。Python提供了多種格式化輸出的方式：①使用%格式化字符串②使用format()方法格式化字符串③使用f-str格式化字符串name,age,height="Alice",18,1.65message1="我的名字是%s，今年%d歲，身高是%.2f米。"%(name,age,height)message2="我的名字是{}，今年{}歲，身高是{:.2f}米。".format(name,age,height)message3=f"我的名字是{name}，今年{age}歲，身高是{height:.2f}米。"知識儲備—輸入與輸出無縫銜接單元測試3.格式化輸出如果需要進(jìn)一步美化輸出格式，可以使用f'{variable:<width}'實(shí)現(xiàn)左對齊，使用f'{variable:>width}'實(shí)現(xiàn)右對齊。示例如下：name="Charlie"age=35print(f"左對齊:|{name:<10}|{age:<10}|")print(f"右對齊:|{name:>10}|{age:>10}|")運(yùn)行結(jié)果如下：左對齊:|Charlie|35|右對齊:|Charlie|35|案例實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建名稱為“個人名片”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為info的Python文件。準(zhǔn)備工作案例實(shí)現(xiàn)STEP01獲取用戶輸入使用input()函數(shù)接收的鍵盤輸入數(shù)據(jù)默認(rèn)為字符類型，在接收年齡、身高這種非字符型數(shù)據(jù)時候，需要使用對應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)將數(shù)據(jù)指定為所需格式，使用int()函數(shù)將年齡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為整型，使用float()函數(shù)將身高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)。name=input("請輸入你的姓名:")age=int(input("請輸入你的年齡:"))height=float(input("請輸入你的身高:"))job=input("請輸入你的職業(yè):")hobbies=input("請輸入3個愛好:")案例實(shí)現(xiàn)STEP02輸出用戶信息使用print()函數(shù)查驗(yàn)是否成功獲取鍵盤輸入信息。如果程序能正常執(zhí)行，說明數(shù)據(jù)獲取成功，如果系統(tǒng)報錯，則需要進(jìn)一步檢查數(shù)據(jù)獲取的格式或者語法格式是否準(zhǔn)確。print(f"姓名:{name}")print(f"年齡:{age}")print(f"職業(yè):{job}")print(f"身高:{height}米")print(f"愛好:{hobbies}")案例實(shí)現(xiàn)STEP03格式化輸出使用格式化方法輸出用戶信息，將需要輸出的長語句保存在變量info中，使用三引號進(jìn)行換行，使用print()函數(shù)輸出info，f-str的格式化輸出方法示例如下：info=f"""大家好！我是{name}，今年{age}歲，身高{height}米。我是一名{job}，熱愛{hobbies}，很高興認(rèn)識大家！我的人生格言是：天生我材必有用，千金散盡還復(fù)來。"""print("-"*40)#分隔線print(info)【案例2-2】身體質(zhì)量指數(shù)BMI02案例分析“健康是立身之本、強(qiáng)國之基，不僅關(guān)乎個人生活質(zhì)量，更是家庭幸福與社會發(fā)展的重要基石。在快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中，亞健康、肥胖等健康問題日益凸顯，科學(xué)管理健康成為每個人的必修課。本案例將編寫一個程序，通過用戶輸入收集身高與體重信息，根據(jù)BMI計算公式計算身體指數(shù)，給出健康建議。知識儲備算數(shù)運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符比較運(yùn)算符成員運(yùn)算符知識儲備賦值運(yùn)算符運(yùn)算符優(yōu)先級知識儲備—算數(shù)運(yùn)算符算數(shù)運(yùn)算符是用于執(zhí)行基本數(shù)學(xué)運(yùn)算的符號，算數(shù)運(yùn)算符的功能說明如下表。運(yùn)算符名稱示例說明+加法運(yùn)算符a+b計算兩個數(shù)的和-減法運(yùn)算符a-b計算兩個數(shù)的差*乘法運(yùn)算符a*b計算兩個數(shù)的積/除法運(yùn)算符a/b計算兩個數(shù)的商，結(jié)果通常為浮點(diǎn)數(shù)//取模運(yùn)算符a%b計算兩個數(shù)相除的余數(shù)%整除運(yùn)算符a//b計算兩個數(shù)相除的商，結(jié)果取整數(shù)部分**冪運(yùn)算符a**b計算a的b次冪知識儲備—邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符是用于組合或修改布爾表達(dá)式的符號，常見的邏輯運(yùn)算符包括與（AND）、或（OR）、非（NOT）。它們通常用于條件判斷、控制流和布爾代數(shù)中。運(yùn)算符名稱示例功能說明and邏輯與AandB當(dāng)且僅當(dāng)A和B都為True時，結(jié)果為True，否則為Falseor邏輯或AorB當(dāng)A或B中有一個為True時，結(jié)果為True，否則為Falsenot邏輯非notA反轉(zhuǎn)A的布爾值，即True變?yōu)镕alse，F(xiàn)alse變?yōu)門rue知識儲備—成員運(yùn)算符成員運(yùn)算符在編程中常用于檢查元素是否存在于組合數(shù)據(jù)類型中，返回一個布爾值（True或False），成員運(yùn)算符的功能說明如下表。運(yùn)算符名稱示例說明in存在valueincontainer檢查value是否存在于container中，如果存在則返回True，否則返回Falsenotin不存在valuenotincontainer檢查value是否不存在于container中，如果不存在則返回True，否則返回False成員運(yùn)算符要求value的數(shù)據(jù)類型與container中元素的數(shù)據(jù)類型相兼容，否則可能會得到意外的結(jié)果或引發(fā)錯誤。知識儲備—賦值運(yùn)算符賦值運(yùn)算符集合了運(yùn)算并賦值的功能，廣泛用于變量初始化、數(shù)值更新和數(shù)據(jù)處理。下面以變量a為例，介紹Python復(fù)合賦值運(yùn)算符的功能說明及示例：運(yùn)算符名稱示例說明=賦值a=5將數(shù)據(jù)5賦值給變量a+=加等于a+=3等價于a=a+3-=減等于a-=2等價于a=a-2*=乘等于a*=4等價于a=a*4/=除等于a/=2等價于a=a/2//=整除等于a//=3等價于a=a//3%=取模等于a%=5等價于a=a%5知識儲備—賦值運(yùn)算符賦值運(yùn)算是編程中非?；A(chǔ)且常用的操作，賦值符號左邊的是變量，右邊的是操作數(shù)，Python賦值還有一些特殊情況。多重賦值：可以在一行中同時給多個變量賦值，變量和值的順序一一對應(yīng)。交換兩個變量的值：不借助臨時變量也可以交換兩個變量的值。鏈?zhǔn)劫x值：將同一個值賦給多個變量。#多重賦值x,y,z=1,2,3#x獲得1，y獲得2，z獲得3#交換x,y的值x,y=y,x#x獲得有的值2，y獲得x的值1#鏈?zhǔn)劫x值x=y=z=100#x,y,z均獲得100知識儲備—運(yùn)算符優(yōu)先級運(yùn)算符優(yōu)先級決定了表達(dá)式中不同運(yùn)算符的計算順序，類似于數(shù)學(xué)中的“先乘除后加減”的規(guī)則。合理使用優(yōu)先級和括號可以確保代碼按預(yù)期執(zhí)行。常見運(yùn)算符的優(yōu)先級規(guī)則（優(yōu)先級排序從高到低）如下表。運(yùn)算符排序名稱符號1小括號()2冪運(yùn)算**3單目運(yùn)算符+x，-x，notx4乘除取模*，/，//，%5加減+，-6比較運(yùn)算符==，!=，<，>，<=，>=7成員運(yùn)算符in，notin8邏輯非not9邏輯與and案例實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建名稱為“身體質(zhì)量指數(shù)”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為BMI的Python文件。準(zhǔn)備工作案例實(shí)現(xiàn)STEP02計算BMI指數(shù)根據(jù)BMI的計算公式，身高的平方使用“**”來進(jìn)行2次冪的計算，使用“/”來進(jìn)行除法運(yùn)算，該運(yùn)算結(jié)果是浮點(diǎn)數(shù)。BMI計算公式：BMI=體重（kg）/身高（m）*身高（m）BMI數(shù)值范圍與健康狀況對應(yīng)關(guān)系如下：BMI<18.5：體重過低18.5<BMI<24：正常范圍24<BMI<28：超重BMI>28：肥胖影響健康bmi=weight/(height**2)案例實(shí)現(xiàn)STEP01獲取用戶輸入使用input()函數(shù)接收的鍵盤輸入數(shù)據(jù)默認(rèn)為字符類型，在接收體重、身高這種非字符型數(shù)據(jù)時候，需要使用對應(yīng)的函數(shù)轉(zhuǎn)換方法將數(shù)據(jù)指定為所需格式，這里使用float()函數(shù)將身高和體重數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)。weight=float(input("請輸入您的體重(kg):"))height=float(input("請輸入您的身高(m):"))案例實(shí)現(xiàn)STEP03格式化輸出根據(jù)計算結(jié)果給出對應(yīng)的健康建議。由于該結(jié)果生成的是浮點(diǎn)數(shù)，可以使用“.2f”來控制僅保留2位小數(shù)點(diǎn)。bmi=weight/(height**2)print(f"您的BMI指數(shù):{bmi:.2f}")#保留兩位小數(shù)點(diǎn)print("健康建議：\n健康的身體讓我們更有精力追求夢想，也能更好地承擔(dān)社會責(zé)任，請繼續(xù)保持均衡飲食和規(guī)律運(yùn)動。")【案例2-3】紅色箴言盲盒抽取03案例分析在新時代背景下，紅色文化承載著革命先輩的崇高理想與奮斗精神，是中華民族寶貴的精神財富。為了讓更多人尤其是年輕一代能夠深入了解紅色文化，傳承紅色基因，紅色箴言盲盒抽取程序應(yīng)運(yùn)而生。該程序能隨機(jī)抽取蘊(yùn)含深刻內(nèi)涵的紅色箴言，在獲取知識的同時，也能感受到探索未知的樂趣，為紅色文化傳播注入新的活力。知識儲備函數(shù)類型random庫知識儲備知識儲備—函數(shù)類型函數(shù)是可以被傳遞、存儲和返回的。Python中的函數(shù)類型主要分為以下4種：內(nèi)置函數(shù)（比如print()、input()、int()、len()）標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)（比如math模塊、random模塊）自定義函數(shù)（根據(jù)程序員需求自定義，第5章詳細(xì)介紹）第三方庫函數(shù)（比如科學(xué)計算庫Numpy、數(shù)據(jù)分析庫Pandas）知識儲備—函數(shù)類型無縫銜接單元測試1.內(nèi)置函數(shù)內(nèi)置函數(shù)是Python啟動時就自動加載到內(nèi)存中的函數(shù)，無需導(dǎo)入任何模塊即可使用，常見內(nèi)置函數(shù)的功能說明如下表：函數(shù)功能說明示例int()將x轉(zhuǎn)換為整數(shù)int("10")→10float(x)將x轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)float("3.14")→3.14str(x)將x轉(zhuǎn)換為字符串str(42)→"42"print()打印對象到標(biāo)準(zhǔn)輸出print("Hello")→Helloinput()從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取一行文本，返回字符串input("Name:")→用戶輸入的值max()返回可迭代對象中的最大值max([1,3,2])→3min()返回可迭代對象中的最小值min([1,3,2])→1sum()對可迭代對象求和，s為初始值sum([1,2,3])→6len()返回對象的長度或元素個數(shù)len("abc")→3知識儲備—函數(shù)類型無縫銜接單元測試2.標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)Python標(biāo)準(zhǔn)庫是Python語言自帶的一組模塊和包的集合，無需額外安裝即可直接使用?，涵蓋了文件操作、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)交互等常見功能，是Python開發(fā)的核心工具集，常見標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)如下表：函數(shù)功能說明核心函數(shù)math基本數(shù)學(xué)函數(shù)和常量math.sin(),math.sqrt(),math.pirandom隨機(jī)數(shù)生成與隨機(jī)選擇random.random(),random.choice()datetime日期和時間處理datetime.now(),date.today()time時間訪問與轉(zhuǎn)換time.sleep(),time.time()re正則表達(dá)式操作re.match(),re.search(),re.sub()jsonJSON數(shù)據(jù)編碼與解碼json.dumps(),json.loads()csvCSV文件讀寫csv.reader(),csv.writer()知識儲備—函數(shù)類型無縫銜接單元測試2.標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)需要先使用import導(dǎo)入相應(yīng)模塊才能使用，在導(dǎo)入模塊后，需要通過“模塊名.方法名”的方式調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)方法。其使用示例語句如下：importrandom #引入模塊名random.randint() #調(diào)用函數(shù)方法知識儲備—函數(shù)類型無縫銜接單元測試3.自定義函數(shù)自定義函數(shù)是用戶根據(jù)自己的需求創(chuàng)建的函數(shù)，用于封裝特定的功能。通過關(guān)鍵字“def”自定義函數(shù)，可以提高代碼的復(fù)用性和可維護(hù)性。自定義語法如下：自定義函數(shù)的使用將在第5章進(jìn)行介紹。def函數(shù)名(參數(shù)列表):函數(shù)體（代碼塊）[return返回值]#可選知識儲備—函數(shù)類型無縫銜接單元測試4.第三方庫函數(shù)第三方庫函數(shù)?是指那些不由Python官方提供，而是由第三方開發(fā)者或組織開發(fā)的函數(shù)庫。這些庫通常通過Python包管理工具如pip進(jìn)行安裝，提供豐富的功能，幫助解決特定的問題或?qū)崿F(xiàn)特定的功能。比如數(shù)據(jù)分析常用到的科學(xué)計算庫Numpy，可以在項(xiàng)目終端或系統(tǒng)命令行使用pip進(jìn)行安裝，安裝命令如下：pipinstallnumpy知識儲備—random庫無縫銜接單元測試random庫是Python標(biāo)準(zhǔn)庫中用于生成偽隨機(jī)數(shù)的模塊。它提供了各種隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)，適用于模擬、游戲、密碼學(xué)等多種場景。以下是random庫中常用函數(shù)的介紹：函數(shù)功能說明randint(a,b)用于生成[a,b)范圍內(nèi)的隨機(jī)整數(shù)，包括起始值a和結(jié)束值brandrange(a,b,step)用于生成從[a,b)范圍內(nèi)按步長step生成隨機(jī)整數(shù)，范圍不包含結(jié)束值brandom()該方法沒有參數(shù)，用于生成一個范圍在[0.0,1.0)之間的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)，該范圍包含0但是不包含1choice(iterable)用于從一個序列中隨機(jī)選擇一個元素，可以通過該方法隨機(jī)抽取自定義的內(nèi)容案例實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建名稱為“紅色箴言盲盒抽取”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為quotes的Python文件。。準(zhǔn)備工作案例實(shí)現(xiàn)STEP01導(dǎo)入隨機(jī)庫紅色箴言盲盒抽取程序的核心功能是實(shí)現(xiàn)箴言的隨機(jī)抽取。借助random庫的隨機(jī)生成函數(shù)抽取紅色箴言，標(biāo)準(zhǔn)庫需要先使用import導(dǎo)入相應(yīng)模塊才能使用。importrandom案例實(shí)現(xiàn)STEP02自定義抽取內(nèi)容程序內(nèi)置了豐富的紅色箴言庫，涵蓋了革命戰(zhàn)爭時期的經(jīng)典口號、革命先輩的經(jīng)典語錄、黨史中的重要論述等內(nèi)容，每次抽取都能感受到革命先輩的精神力量，收獲不同的精神滋養(yǎng)。將要抽取的內(nèi)容全部保存在一個列表中，賦值給變量quotes。quotes=["為中華之崛起而讀書。——周恩來","星星之火，可以燎原?！珴蓶|","砍頭不要緊，只要主義真。——夏明翰","紅軍不怕遠(yuǎn)征難，萬水千山只等閑?！珴蓶|","天下興亡，匹夫有責(zé)。——顧炎武"]案例實(shí)現(xiàn)STEP03使用choice()函數(shù)抽取使用random.choice()函數(shù)隨機(jī)選擇紅色箴言，把自定義的列表quotes當(dāng)成參數(shù)傳到函數(shù)方法中。由于抽取隨機(jī)生成的，每次執(zhí)行的結(jié)果可能都不一樣，這里可多次執(zhí)行驗(yàn)證結(jié)果。daily_quote=random.choice(quotes)print("今日紅色箴言：")print(daily_quote)【案例2-4】用戶信息脫敏04案例分析數(shù)字化時代，個人信息已成為極具價值的“數(shù)字資產(chǎn)”，但信息泄露事件頻發(fā)，個人信息泄露風(fēng)險與日俱增，嚴(yán)重威脅公眾隱私安全。本案例聚焦于用戶核心敏感信息的脫敏處理，通過Python字符串操作實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)。用戶輸入原始信息后，程序?qū)⑼ㄟ^字符截取和替換技術(shù)，在保留數(shù)據(jù)格式特征的前提下，對關(guān)鍵字段進(jìn)行變形處理，如手機(jī)號顯示為138****6789。這種處理方式既滿足業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)可用性的需求，又有效降低了敏感信息泄露風(fēng)險，是數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)應(yīng)用場景。知識儲備字符串索引字符串切片字符串常用方法知識儲備知識儲備—字符串索引在Python中，字符串是由單個字符組成的有序序列，可以通過索引（index）來訪問字符串中的特定位置的字符。索引支持正向和負(fù)向索引，訪問超出索引范圍的位置會引發(fā)IndexError報錯。正向索引012345字符串Python負(fù)向索引-6-5-4-3-2-1知識儲備—字符串索引無縫銜接單元測試1.正向索引要訪問字符串中的單個字符，可以使用方括號[]表示索引，正向索引從左到右，下標(biāo)從0開始，表示第一個字符，示例如下：text="HelloWorld!"print(text[0])#Hprint(text[4])#o知識儲備—字符串索引無縫銜接單元測試2.負(fù)向索引要訪問字符串中的單個字符，可以使用方括號[]表示索引，負(fù)向索引從右到左，下標(biāo)從-1開始，表示最后一個字符，示例如下：text="HelloWorld!"print(text[-1])#！print(text[-6])#W知識儲備—字符串切片字符串切片用于獲取字符串的子串，通過指定起始索引和結(jié)束索引來實(shí)現(xiàn)，語法格式如下：string[start:end:step]參數(shù)說明：start：起始索引（包含），默認(rèn)為0。end：結(jié)束索引（不包含），默認(rèn)為字符串長度。step：步長，默認(rèn)為1。知識儲備—字符串切片字符串切片示例如下：text="HelloWorld!"print(text[0:5])#Helloprint(text[6:11])#World通常在進(jìn)行切片操作時，會省略部分參數(shù)，比如省略start表示從0開始取值，省略end的表示取值到最后一個元素：print(text[:5]) #省略起始索引，返回Helloprint(text[6:]) #省略結(jié)束索引，返回World！知識儲備—字符串切片由于索引方向支持正向和負(fù)向，所以在進(jìn)行切片時也允許使用負(fù)索引，示例如下：print(text[-6:-1])#World字符串切片通過指定步長可以進(jìn)行非連續(xù)字符的獲取，當(dāng)同時省略參數(shù)start和end時表示全部字符截取，根據(jù)步長進(jìn)行取值；當(dāng)步長為負(fù)數(shù)時，表示逆向取值，通常用來進(jìn)行文本反轉(zhuǎn)輸出。示例如下：text="HelloWorld!"print(text[::2]) #HloWrdprint(text[::-1]) #!dlroWolleH知識儲備—字符串常用方法無縫銜接單元測試字符串方法是用于處理和操作字符串的工具，涵蓋了字符串的格式化、查找、替換、分割、大小寫轉(zhuǎn)換等各個方面。常用字符串方法功能說明如下表：函數(shù)功能說明len(string)返回字符串長度string.isdigit()判斷字符串是否全部為數(shù)字string.upper()將字符轉(zhuǎn)換為大寫string.lower()將字符轉(zhuǎn)換為小寫string.find(sub)返回子串sub首次出現(xiàn)的索引，不存在則返回-1string.index(sub)返回子串sub首次出現(xiàn)的索引，不存在則報錯string.replace(old,new)替換字串，用new替換old的內(nèi)容string.split(sep)按分隔符sep分割字符串為列表string.strip()去除字符串兩端的空白字符str.center(width[,fillchar])用于將字符串居中對齊，并使用指定字符填充兩側(cè)知識儲備—字符串常用方法無縫銜接單元測試1.大小寫轉(zhuǎn)換在Python中，字符串的內(nèi)置方法（函數(shù)）無需額外導(dǎo)入模塊即可直接使用，大小寫轉(zhuǎn)換函數(shù)使用，示例如下：text="HelloWorld"print(text.upper())#HELLOWORLDprint(text.lower())#helloworld知識儲備—字符串常用方法無縫銜接單元測試2.查找與替換在Python中，字符串的內(nèi)置方法（函數(shù)）無需額外導(dǎo)入模塊即可直接使用，查找與替換函數(shù)的使用，示例如下：text="HelloWorld"print(text.find("World"))#6print(text.index("World"))#6print(text.replace("World","Python"))#HelloPythonprint("apple,banana,orange".split(","))#['apple','banana','orange']知識儲備—字符串常用方法無縫銜接單元測試3.修剪與填充在Python中，字符串的內(nèi)置方法（函數(shù)）無需額外導(dǎo)入模塊即可直接使用，字符串修剪與填充函數(shù)的使用，示例如下：text1="Hello"print(text1.strip())#Helloprint(text1.lstrip())#Helloprint(text1.rstrip())#Helloprint("Hello".center(11,"*"))#***Hello***案例實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建名稱為“用戶信息脫敏”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為info_masking的Python文件。準(zhǔn)備工作案例實(shí)現(xiàn)STEP01使用input()函數(shù)接收鍵盤輸入使用input()函數(shù)接收的鍵盤輸入數(shù)據(jù)默認(rèn)為字符類型，這里需要獲得用戶基本信息包括姓名、出生年月、手機(jī)號碼，為了方便后續(xù)的脫敏處理，均保存成默認(rèn)類型。name=input("請輸入姓名：")bir=input("出生年月日（xxxx-xx-xx）：")phone=input("請輸入11位手機(jī)號碼：")案例實(shí)現(xiàn)STEP02信息脫敏處理需要實(shí)現(xiàn)信息脫敏，首先確定顯示的部分信息，這里將姓名中的名字進(jìn)行隱藏，手機(jī)號碼的中間四位進(jìn)行隱藏處理，而用戶輸入的出生年月日需要指定成“xxxx年xx月”的格式。name=name[0:1]+'**'phone_4=phone[3:7] #提取手機(jī)中間4位phone=phone.replace(phone_4,'****') #進(jìn)行替換bir=bir[0:4]+'年'+bir[5:7]+'月'案例實(shí)現(xiàn)STEP03輸出處理在脫敏信息輸出之前，進(jìn)行格式美化，這里使用轉(zhuǎn)義字符“\n”進(jìn)行換行處理，center()方法指定“信息脫敏處理”居中顯示，使用“-”進(jìn)行補(bǔ)齊分割線，預(yù)留合適的寬度。print() #空1行print("信息脫敏處理".center(40,'-'))print(f'姓名:{name}\n出生年月:{bir}\n手機(jī)號:{phone}')本章小結(jié)本章通過4個案例的實(shí)踐，系統(tǒng)且全面地闡述了Python程序開發(fā)的核心基礎(chǔ)知識。在“個人名片”案例中，掌握了基本數(shù)據(jù)類型的運(yùn)用，學(xué)會定義常量與變量，熟練使用輸入輸出語句；借助“身體質(zhì)量指數(shù)BMI”計算案例，深入理解算數(shù)、邏輯、比較等多種運(yùn)算符的功能與優(yōu)先級，掌握通過運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理與邏輯判斷；“紅色箴言盲盒抽取”案例認(rèn)識函數(shù)類型和標(biāo)準(zhǔn)庫的應(yīng)用，學(xué)會調(diào)用random庫實(shí)現(xiàn)隨機(jī)功能，領(lǐng)略代碼復(fù)用與模塊化編程的高效性；而在“用戶信息脫敏”案例里，通過對字符串索引、切片及常用方法的實(shí)踐操作，掌握文本數(shù)據(jù)的靈活處理技巧，確保數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)。通過這些案例與知識的結(jié)合學(xué)習(xí)，不僅掌握了Python基礎(chǔ)語法，還培養(yǎng)將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際編程能力的思維方式，為后續(xù)進(jìn)階學(xué)習(xí)做好充分準(zhǔn)備。本章小結(jié)程序控制結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target熟練掌握if語句單分支、雙分支及多分支結(jié)構(gòu)，能根據(jù)不同條件邏輯編寫程序掌握分支語句與循環(huán)語句的嵌套使用方法，合理組織多層邏輯結(jié)構(gòu)解決復(fù)雜問題準(zhǔn)確使用continue和break語句，實(shí)現(xiàn)循環(huán)流程的靈活跳轉(zhuǎn)與終止靈活運(yùn)用for循環(huán)與while循環(huán)，結(jié)合條件判斷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遍歷與動態(tài)控制章節(jié)概述/Summary程序控制結(jié)構(gòu)是Python邏輯的“骨架”。本章圍繞順序、條件、循環(huán)三大結(jié)構(gòu)展開，解析語句執(zhí)行流程的底層邏輯：通過條件判斷實(shí)現(xiàn)分支選擇，利用循環(huán)語句完成重復(fù)任務(wù)，結(jié)合break/continue等控制語句優(yōu)化執(zhí)行邏輯。以簡明案例演示結(jié)構(gòu)嵌套與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，幫助構(gòu)建清晰的程序邏輯思維，為解決復(fù)雜業(yè)務(wù)場景奠定流程控制基礎(chǔ)。目錄/Contents