实验教案(课堂PPT)

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1、第2章Python程序实例解析 温度转换程序实例 温度刻画存在不同体系 摄氏度以1标准大气压下水的结冰点为0度 沸点为100度 将温度进行等分刻画 华氏度以1标准大气压下水的结冰点为32度 沸点为212度 将温度进行等分刻画 问题 如何利用Python程序进行摄氏度和华氏度之间的转换 温度体系 步骤1 分析问题 这里给出三个角度 第一 利用程序进行温度转换 由用户输入温度值 程序给出输出结果 这是最直观的理解 我们将以第一种理解角度为例编写并讲解余下程序步骤 温度转换实例 第二 可以通过程序自动监听温度信息发布渠道 如收音机 电视机等 给出的温度播报源数据 通过语音识别 图像识别等方法自动获得

2、温度值 再由程序完成转换输出给用户 这种角度相比第一种不需要用户给出输入 第三 随着互联网的高度普及和接入的便捷 程序也可以定期从温度信息发布网站获得温度值 再将温度信息转换成旅行者熟悉的方式 温度转换实例 步骤2 划分边界 在确定问题计算部分的基础上进一步划分问题边界 即明确问题的输入数据 输出数据和对数据处理的要求 由于程序可能接收华氏温度和摄氏温度 并转换为另一种 该功能的IPO描述如下 输入 华氏或者摄氏温度值 温度标识处理 温度转化算法输出 华氏或者摄氏温度值 温度标识 温度转换实例 步骤3 设计算法 F表示华氏度 82F表示华氏82度C表示摄氏度 28C表示摄氏28度根据华氏和摄氏

3、温度定义 转换公式如下 C F 32 1 8F C 1 8 32 温度转换实例 步骤4 编写程序 温度转换实例 步骤5 调试 运行程序在系统命令行上运行如下命令执行程序 C pythonTempConvert py或者 使用IDLE打开上述文件 按F5运行 推荐 输入数值 观察输出 温度转换实例 步骤6 升级维护与人一样 任何程序都有生命周期 促使程序生命结束的事件有很多 例如 平台更换 使用方式变化 算法改进等 对于上述例子 只要中国 美国使用不同的温度标准 温度转换的问题将一直存在 随着问题使用场景 输入和输出要求等因素的变化 程序将需要不断地维护和升级 温度转换实例 Python语法元素

4、分析 Python语言采用严格的 缩进 来表明程序的格式框架 缩进指每一行代码开始前的空白区域 用来表示代码之间的包含和层次关系 1个缩进 4个空格缩进是Python语言中表明程序框架的唯一手段 程序的格式框架 单层缩进多层缩进 程序的格式框架 注释是程序员在代码中加入的一行或多行信息 用来对语句 函数 数据结构或方法等进行说明 提升代码的可读性 注释是辅助性文字 会被编译或解释器略去 不被计算机执行 例如 实例代码1 1中第1行就是一个注释 e1 1TempConvert py 注释 注释 程序员在代码中加入的说明信息 不被计算机执行注释的两种方法 单行注释以 开头 Herearetheco

5、mments多行注释以 开头和结尾 ThisisamultilinecommentusedinPython 注释 注释主要有三个用途 第一 标明作者和版权信息 在每个源代码文件开始若干行增加注释 标记编写代码的作者 日期 用途 版权声明等信息第二 解释代码原理或用途 在程序关键代码附近增加注释 解释关键代码作用 增加程序的可读性 第三 辅助程序调试 在调试程序时候 可以通过单行或多行注释临时 去掉 一行或连续多行与当前调试无关的代码 辅助程序员找到程序发生问题的可能位置 注释 与数学概念类似 Python程序中采用 变量 来保存和表示具体的数据值 为了更好使用变量等其他程序元素 需要给它们关联

6、一个标识符 名字 关联标识符的过程称为命名 命名用于保证程序元素的唯一性 例如 实例代码1 1中 TempStr是一个接收输入字符串的变量名字 命名与保留字 常量 程序中值不发生改变的元素变量 程序中值发生改变或者可以发生改变的元素Python语言允许采用大写字母 小写字母 数字 下划线 和汉字等字符及其组合给变量命名 但名字的首字符不能是数字 中间不能出现空格 长度没有限制注意 标识符对大小写敏感 python和Python是两个不同的名字 命名与保留字 Python3 x保留字列表 33个 命名与保留字 存储和处理文本信息在计算机应用中十分常见 文本 在程序中用字符串 string 类型来

7、表示 Python语言中 字符串是用两个双引号 或者单引号 括起来的一个或多个字符 实例代码1 1中第2 3 5 6 8 10行代码都包含带有双引号的字符串 字符串 字符串包括两种序号体系 正向递增序号和反向递减序号 如果字符串长度为L 正向递增需要以最左侧字符序号为0 向右依次递增 最右侧字符序号为L 1 反向递减序号以最右侧字符序号为 1 向左依次递减 最左侧字符序号为 L 字符串 Python字符串也提供区间访问方式 采用 N M 格式 表示字符串中从N到M 不包含M 的子字符串 其中 N和M为字符串的索引序号 可以混合使用正向递增序号和反向递减序号 实例代码1 1中第4 7行TempS

8、tr 0 1 表示字符串TempStr变量第0个字符开始到最后一个字符 但不包含最后一个字符 的子串 字符串 这里 以温度转换实例中语句为例 假如用户输入的字符串是 110C 相应的字符串操作结果如下 字符串 Python语言中 表示 赋值 即将等号右侧的值计算后将结果值赋给左侧变量 包含等号 的语句称为 赋值语句 Python字符串的两种序号体系同步赋值语句 同时给多个变量赋值 赋值语句 例 将变量x和y交换采用单个赋值 需要3行语句 即通过一个临时变量t缓存x的原始值 然后将y值赋给x 再将x的原始值通过t赋值给y t x x y y t 赋值语句 采用同步赋值语句 仅需要一行代码 x y

9、 y x 赋值语句 获得用户输入之前 input 函数可以包含一些提示性文字 input Imput 函数 分支语句是控制程序运行的一类重要语句 它的作用是根据判断条件选择程序执行路径 使用方式如下 if elif else 分支语句 if elif else都是保留字 else后面不增加条件 表示不满足其他if语句的所有其余情况 实例代码1 1中第3 6 9行采用了 if elif else 类型的分支语句 如下 分支语句 其中 第3行if语句包含第一个条件表达式 TempStr 1 in F f 该表达式由保留字in组成 表示判断字符串TempStr的最后一个字符 TempStr 1 是否

10、在一个由 F 或者 f 组成的集合中 即TempStr 1 是否等于 F 或者 f 如果相等 则返回True 否则返回False 分支语句 对于if语句来说 当in表达式返回True时 执行第4 5行语句内容 如果返回False 则执行第6行的elif语句 判断下一个条件 第3行语句判断用户输入的温度值是否是华氏度 同理 第6行elif语句判断字符串TempStr的最后一个字符 TempStr 1 是否在一个由 C 或者 c 组成的 集合 中 如果条件成立 则继续执行第7 8行语句 否则执行第9行语句 第6行语句判断用户输入的温度值是否是摄氏度 分支语句 第9行else语句没有判断条件 表示当

11、所有if elif条件都不满足时所执行的语句 表示用户输入的内容不符合预定义的摄氏温度值和华氏温度值格式 对于该程序来说 用户输入出现了错误 分支语句 用户输入两个数字 计算它们的平均数 并输出平均数 Eval 函数 简单说 eval 的作用是将输入的字符串内容变成Python语句 并执行这个语句 实例代码1 1使用eval 函数将用户的部分输入 TempStr 0 1 由字符串转换成数字 假设用户输入 102C 经过eval 函数处理 将变成Python内部可进行数学运算的数值102 Eval 函数 使用eval 函数处理字符串需要注意合理使用 例如 如果直接输入字符串 hello eval

12、 函数将去掉两个引号 解释其为一个变量 由于之前没有定义过hello变量 解释器报错 当输入字符串 hello 时 eval 函数去掉外部双引号后 内部还有一个引号 则 hello 被解释为字符串 eval 函数还有很多作用 请读者在实践中逐步挖掘 Eval 函数 Eval 函数 如果希望用户输入一个数字 可以是小数或负数 并用程序对这个数字进行计算 可以采用eval input 的组合 例如 Eval 函数 实例代码1 1中第4和第7行表达式中 等号右侧进行了算术运算 Python支持 和 幂 五种基本算术运算操作 表达式右侧含义是对TempStr字符串中除最后一位外的子串转换成数字 再对数

13、字进行减法和除法运算 Eval 函数 Python语法允许在表达式内部标记之间增加空格 这些多余的空格将被解释器去掉 下面这个语句与第4行语句功能一致 C eval TempStr 0 1 32 1 8适度增加空格有助于提高代码可读性 但要注意不能改变与缩进相关的空格数量 不能在变量名等命名中间增加空格 Eval 函数 Python语言的括号与数学运算中的括号一样 用来表示分组和优先级 不使用括号时 优先级按照算术优先级来确定 使用的多余括号将被编译程序去掉 不影响程序运行的正确性 下面语句与第4行语句功能一致 C eval TempStr 0 1 32 1 8 Eval 函数 Python语

14、法允许在表达式内部标记之间增加空格 这些多余的空格将被解释器去掉 下面这个语句与第4行语句功能一致 C eval TempStr 0 1 32 1 8适度增加空格有助于提高代码可读性 但要注意不能改变与缩进相关的空格数量 不能在变量名等命名中间增加空格 Eval 函数 实例代码1 1中第5 8 10行是print 输出函数 用来输出字符信息 也能够以字符形式输出变量 当输出纯字符信息时 可以直接将待输出内容传递给print 函数 如第10行 当输出变量值时 需要采用格式化输出方式 通过format 方法将待输出变量整理成期望输出的格式 如第5和8行 print 函数 具体来说 print 函数

15、用槽格式和format 方法将变量和字符串结合到一起输出 例如第5行 输出的模板字符串是 转换后的温度是 2f C 其中大括号 表示一个槽位置 这个括号中的内容由字符串后面紧跟的format 方法中的参数C填充 大括号 2f 中内容表示变量C输出的格式 具体表示输出数值取两位小数值 print 函数 用两个小例子感受一下这段程序的魅力吧 print 函数 循环语句 控制程序运行 根据判断条件或计数条件确定一段程序的运行次数遍历循环 基本过程如下foriinrange 例如 使某一段程序连续运行10次foriinrange 10 循环语句 实例代码1 1不包含循环语句 程序执行一次后退出 如果希

16、望程序一直运行 连续接受用户输入 直到用户输入的最后一个字符是 N 或 n 时退出 可以采用循环语句改造程序 如程序代码1 2所示 循环语句 循环语句 循环语句有多种类型 实例代码1 2采用了条件循环 条件循环的基本过程如下 while 循环语句 当为真 True 时 执行语句 这些语句通过缩进表达与while语句的所属关系 当为假 False 时 退出循环 执行循环后语句 循环语句 当为真 True 时 执行语句 这些语句通过缩进表达与while语句的所属关系 当为假 False 时 退出循环 执行循环后语句实例代码1 2第3行使用了条件循环 该循环条件判断用户输入的最后一个字符 TempStr 1 是否是字符 N 或者字符 n whileTempStr 1 notin N n 循环语句 如果该字符是 N 或者 n 则条件语句结果为False 退出循环 进而结束程序 如果该字符不是 N 或者 n 则条件语句结果为True 继续执行循环内部语句 这行语句中not是保留字 表示对判断结果取相反结果 循环语句 实例代码1 1和实例代码1 2都是由一个序列表达式组成 程序按照顺序方式从头执行