人工智能基礎(chǔ)（Python實(shí)現(xiàn)）-課件 第2章python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第2章

python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)01了解Python的基本概念,以及數(shù)據(jù)類(lèi)型、控制結(jié)構(gòu)和函數(shù)。03熟悉Python的編程環(huán)境,掌握Anaconda的安裝與配置方法,以及Spyder和Jupyter

Notebook的使用方法。05學(xué)習(xí)Python文件操作的基本方法,包括文件的打開(kāi)、讀取、寫(xiě)入和關(guān)閉。02掌握利用Python進(jìn)行基本程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論及編程實(shí)現(xiàn),包括變量的使用、運(yùn)算符的應(yīng)用、條件語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句的編寫(xiě)。04理解Python中模塊和包的概念,掌握如何導(dǎo)入和使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)以及第三方庫(kù)。06培養(yǎng)良好的編程習(xí)慣和代碼風(fēng)格。目錄2.2Python程序控制語(yǔ)句2.3函數(shù)定義與調(diào)用2.1Python基礎(chǔ)知識(shí)2.1Python基礎(chǔ)知識(shí)

Python組合數(shù)據(jù)類(lèi)型2.1.4內(nèi)置函數(shù)2.1.5運(yùn)算符與表達(dá)式2.1.6Python簡(jiǎn)介2.1.1Python編程環(huán)境2.1.2Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型2.1.32.1.1Python簡(jiǎn)介豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)多范式支持動(dòng)態(tài)類(lèi)型跨平臺(tái)支持強(qiáng)大的社區(qū)支持簡(jiǎn)潔易讀Python是一種功能強(qiáng)大且易于使用的編程語(yǔ)言,其具有以下主要特點(diǎn)。2.1.2Python編程環(huán)境Anaconda內(nèi)置Spyder和JupyterNotebook工具,極大地提高了數(shù)據(jù)分析和代碼開(kāi)發(fā)的效率。Anaconda提供了一個(gè)強(qiáng)大的包管理器Conda,允許用戶(hù)輕松地安裝、更新、卸載和管理不同的庫(kù)與依賴(lài)項(xiàng)。Anaconda是一個(gè)廣泛使用的開(kāi)源數(shù)據(jù)科學(xué)平臺(tái),集成了眾多工具和庫(kù),方便用戶(hù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化和深度學(xué)習(xí)等任務(wù)。課外作業(yè)1.下載Anaconda安裝包官網(wǎng)(/)下載速度較慢,可以選擇國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)開(kāi)源軟件鏡像站(/anaconda/archive/),根據(jù)電腦系統(tǒng)和CPU型號(hào)選擇安裝包,如Anaconda3-2024.10-1-Windows-x86_64.exe。2.安裝Anaconda雙擊下載的安裝程序,啟動(dòng)安裝向?qū)?然后按照向?qū)б徊揭徊竭M(jìn)行即可。注意:在配置選項(xiàng)這一步,盡量勾選“創(chuàng)建開(kāi)始快捷方式”,以便在“開(kāi)始”菜單中找到Anaconda。關(guān)于“自動(dòng)將Anaconda3添加到我的PATH環(huán)境變量”的選項(xiàng)。如果不勾選,則需要手動(dòng)配置環(huán)境變量。如果希望Anaconda成為默認(rèn)的Python版本,可以勾選“注冊(cè)Anaconda3作為我默認(rèn)的Python”。3.測(cè)試Anaconda是否安裝成功使用快捷鍵“WIN+R”打開(kāi)運(yùn)行面板,輸入“cmd”,然后點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。在命令提示符窗口中,輸入“conda--version”或“conda-V”命令,然后按回車(chē)鍵。如果顯示Anaconda的版本號(hào),則表示conda已經(jīng)正確安裝。在命令提示符窗口中,輸入“python”命令,然后按回車(chē)鍵。如果顯示Python的版本信息和提示符(>>>),則表示Python環(huán)境已經(jīng)正確配置。請(qǐng)?jiān)谧约弘娔X上安裝anaconda2.1.2Python編程環(huán)境JupyterNotebook是一種基于網(wǎng)頁(yè)的交互式開(kāi)發(fā)工具,它支持多種編程語(yǔ)言,尤其以Python為主。通過(guò)JupyterNotebook,用戶(hù)可以在單一環(huán)境中編寫(xiě)代碼、運(yùn)行程序、可視化結(jié)果并記錄筆記,使其非常適合數(shù)據(jù)探索和項(xiàng)目展示。JupyterNotebookAnacondaPrompt是Anaconda環(huán)境中的一個(gè)命令行工具,專(zhuān)門(mén)用于管理和操作Anaconda生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)AnacondaPrompt執(zhí)行與Conda相關(guān)的命令,例如創(chuàng)建、激活或刪除虛擬環(huán)境,安裝或更新Python包,以及管理Anaconda中的其他工具。AnacondaPromptSpyder是一個(gè)功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE),專(zhuān)為Python編程語(yǔ)言設(shè)計(jì),特別適合科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析。Spyder提供了直觀的用戶(hù)界面,支持代碼編輯、調(diào)試、變量瀏覽和繪圖等功能。Spyder020103anaconda2.1.2Python編程環(huán)境SpyderJupyterNotebookAnacondaPrompt三個(gè)工具的操作演示程序編輯區(qū)IPython控制臺(tái)Spyder開(kāi)發(fā)環(huán)境JupyterNotebook工具Python程序主要書(shū)寫(xiě)規(guī)范（1）書(shū)寫(xiě)規(guī)則實(shí)例演示通常每行只寫(xiě)一條語(yǔ)句,避免多條語(yǔ)句出現(xiàn)在同一行上,以保證代碼簡(jiǎn)潔明了。如果確實(shí)需要將多條語(yǔ)句寫(xiě)在同一行上,此時(shí)可以用分號(hào)(;)分隔多條語(yǔ)句。如果語(yǔ)句過(guò)長(zhǎng)，可以使用續(xù)行符反斜杠（\）來(lái)表示該語(yǔ)句將在下一行繼續(xù)。每條語(yǔ)句獨(dú)占一行：使用分號(hào)分隔多條語(yǔ)句（不推薦，但合法）：續(xù)行符示例：print("Hello,World!")x=10y=20x=10;y=20;print(x,y)content='在Python源程序中如果一行內(nèi)\寫(xiě)多條語(yǔ)句，語(yǔ)句間用分號(hào)（;）隔開(kāi)。\如果一條語(yǔ)句過(guò)長(zhǎng)，可以使用反斜杠符\實(shí)現(xiàn)多行書(shū)寫(xiě)。'Python程序主要書(shū)寫(xiě)規(guī)范（2）縮進(jìn)規(guī)則實(shí)例演示語(yǔ)句塊是由一組相關(guān)聯(lián)的代碼行組成的,它們共同完成某個(gè)功能,Python通過(guò)縮進(jìn)來(lái)劃分代碼塊的層級(jí),同一級(jí)的代碼縮進(jìn)必須一致。從顯示效果來(lái)看,4個(gè)空格與1個(gè)Tab的縮進(jìn)一致,但其實(shí)不同,故混用空格和Tab可能會(huì)導(dǎo)致縮進(jìn)錯(cuò)誤。

縮進(jìn)非常重要Python程序主要書(shū)寫(xiě)規(guī)范（3）注釋規(guī)則實(shí)例演示注釋是一種在代碼中嵌入說(shuō)明文字的方式,用于解釋代碼的邏輯、功能或其他重要信息,方便程序員理解和維護(hù)代碼,但它不會(huì)被Python解釋器執(zhí)行。單行注釋以“#”開(kāi)頭,“#”后面的內(nèi)容被視為注釋。使用成對(duì)的三單引號(hào)(''')或三雙引號(hào)(""")可實(shí)現(xiàn)多行注釋。單行注釋?zhuān)憾嘈凶⑨專(zhuān)?單行注釋示例x=10#這是一個(gè)單行注釋'''多行注釋示例這是一個(gè)多行注釋?zhuān)糜诮忉屜旅娴拇a塊'''"""計(jì)算兩個(gè)數(shù)的和參數(shù):a--第一個(gè)數(shù)，b--第二個(gè)數(shù)返回:a和b的和"""Python程序的運(yùn)行方式（1）交互方式實(shí)例演示啟動(dòng)交互方式：在Spyder中，IPython控制臺(tái)就是交互方式的入口?！癐n[序號(hào)]:”提示符表示代碼輸入位置。代碼執(zhí)行：用戶(hù)輸入代碼后，按回車(chē)鍵即可立即執(zhí)行，并看到執(zhí)行結(jié)果。使用“Out[序號(hào)]:”提示符表示執(zhí)行結(jié)果的輸出位置獲取幫助信息：在交互方式下，用戶(hù)可以使用help()函數(shù)來(lái)獲取關(guān)于Python中各種函數(shù)、對(duì)象和模塊的文檔和幫助信息。In[1]:a=20In[2]:b=10In[3]:a+bOut[3]:30In[4]:a-bOut[4]:10Python程序的運(yùn)行方式（2）文件方式實(shí)例演示創(chuàng)建Python文件：在Spyder中，用戶(hù)可以新建一個(gè)Python文件（通常以.py為擴(kuò)展名），并在其中編寫(xiě)代碼。保存代碼：在Spyder中，可以通過(guò)點(diǎn)擊工具欄上的保存按鈕或使用快捷鍵（如Ctrl+S）來(lái)保存代碼。運(yùn)行Python文件：在Spyder中通過(guò)點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕或使用快捷鍵來(lái)執(zhí)行該文件。Spyder將調(diào)用Python解釋器來(lái)讀取并執(zhí)行文件中的代碼，并在IPython控制臺(tái)中顯示執(zhí)行結(jié)果。2.1.3Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型可以改變的操作數(shù)、變量名變量保持不變的操作數(shù)、立即數(shù)常量變量知識(shí)點(diǎn)實(shí)例演示通過(guò)給變量名賦值的方式來(lái)創(chuàng)建變量，例：可以改變變量的值，下面的命令將變量a的值改為4：Python中，不但可以改變變量的值，還可以改變它的類(lèi)型：可以同時(shí)給多個(gè)變量賦值，如：a=3b=‘WelcometoChina’c=(34,56,78)In:a=4In:a=[2,5,7]In:a,b,c=2.3,3.5,6.7變量知識(shí)點(diǎn)實(shí)例演示Python變量命名規(guī)則如下：變量名只能包含字母（a-z或A-Z）、數(shù)字（0-9）和下劃線(xiàn)（_）變量名不能以數(shù)字開(kāi)頭變量名區(qū)分大小寫(xiě)變量名不能使用Python的保留關(guān)鍵字Python變量命名沒(méi)有強(qiáng)制不能使用內(nèi)置函數(shù)，但是此后不能再使用該內(nèi)置函數(shù)。del是一個(gè)常用的關(guān)鍵字，用于刪除對(duì)象。它可以刪除變量、列表中的元素、切片，或整個(gè)列表。使用del后，刪除的對(duì)象將從內(nèi)存中移除，且再也無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)。In:x=10delx#訪(fǎng)問(wèn)x會(huì)引發(fā)NameError，因?yàn)閤已被刪除例如，list()是一個(gè)內(nèi)置函數(shù)，用來(lái)構(gòu)造一個(gè)列表。執(zhí)行以下語(yǔ)句會(huì)報(bào)錯(cuò)“TypeError:'list'objectisnotcallable”。原因是第一個(gè)語(yǔ)句把list定義為一個(gè)變量，它不再是一個(gè)內(nèi)置函數(shù)。In:list=[3,4,5]In:list('abc')問(wèn)題：怎么恢復(fù)list內(nèi)置函數(shù)？python關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型基本數(shù)據(jù)類(lèi)型基本數(shù)據(jù)類(lèi)型是用于存儲(chǔ)單個(gè)值的數(shù)據(jù)類(lèi)型。整型：表示整數(shù)值，如213，1701等。浮點(diǎn)型：表示帶有小數(shù)部分的數(shù)值，如3.14，78.56等。復(fù)數(shù)：表示復(fù)數(shù)，如2+3j，10.2+6.7j等。布爾值：僅有兩個(gè)值：真和假，用True和False表示。字符串：表示文本數(shù)據(jù)，需要用一對(duì)界定符號(hào)。Python的界定符號(hào)可以是單引號(hào)、雙引號(hào)、三單引號(hào)及三雙引號(hào)。一對(duì)單引號(hào)和一對(duì)雙引號(hào)可以生成一個(gè)單行字符串，如'廣東'和"廣州"。一對(duì)三單引號(hào)和一對(duì)三雙引號(hào)可以生成一個(gè)多行字符串，如：'''廣東金融學(xué)院'''三單引號(hào)和三雙引號(hào)也可表示注釋?zhuān)绾螀^(qū)分是作為注釋還是多行字符串？數(shù)據(jù)類(lèi)型基本數(shù)據(jù)類(lèi)型基本數(shù)據(jù)類(lèi)型是用于存儲(chǔ)單個(gè)值的數(shù)據(jù)類(lèi)型。整型：表示整數(shù)值，如213，1701等。浮點(diǎn)型：表示帶有小數(shù)部分的數(shù)值，如3.14，78.56等。復(fù)數(shù)：表示復(fù)數(shù)，如2+3j，10.2+6.7j等。布爾值：僅有兩個(gè)值：真和假，用True和False表示。字符串：表示文本數(shù)據(jù)，需要用一對(duì)界定符號(hào)。用轉(zhuǎn)義字符表示在字符串中無(wú)法直接表示或具有特殊含義的字符，轉(zhuǎn)義字符以反斜杠（\）開(kāi)始，后跟一個(gè)或多個(gè)字符，這些字符組合起來(lái)表示一個(gè)特定的字符或執(zhí)行某些特定的操作。例如，一個(gè)包含\n轉(zhuǎn)義字符的字符串“Hello,Tom!\nThisisanewhotel.”。輸出這個(gè)字符串的結(jié)果為：Hello,Tom!Thisisanewhotel.Python常見(jiàn)的轉(zhuǎn)義字符在字符串前面加上r或者R，表示字符串中的字符都不轉(zhuǎn)義。例如：由于\t將被識(shí)別成轉(zhuǎn)義字符，字符串“D:\test\exer”將不能表示合法的Windows資源管理器路徑。為了避免這種情況，可以在字符串前面加上r或者R，表示字符串中的字符都不轉(zhuǎn)義，字符串“r'D:\test\exer'”就可以表示合法的路徑了。數(shù)據(jù)類(lèi)型基本數(shù)據(jù)類(lèi)型基本數(shù)據(jù)類(lèi)型是用于存儲(chǔ)單個(gè)值的數(shù)據(jù)類(lèi)型。整型：表示整數(shù)值，如213，1701等。浮點(diǎn)型：表示帶有小數(shù)部分的數(shù)值，如3.14，78.56等。復(fù)數(shù)：表示復(fù)數(shù)，如2+3j，10.2+6.7j等。布爾值：僅有兩個(gè)值：真和假，用True和False表示。字符串：表示文本數(shù)據(jù)，需要用一對(duì)界定符號(hào)。在Python中，字符串是不可變的，這意味著一旦創(chuàng)建了字符串對(duì)象，其內(nèi)容就無(wú)法被修改。由于這種特性，字符串對(duì)象沒(méi)有增加或刪除元素的方法。任何試圖修改字符串內(nèi)容的操作都會(huì)生成一個(gè)新的字符串對(duì)象，而不是在原有的字符串上直接修改。字符串的常用成員方法如表2-3所示。字符串的常用成員方法字符串的常用成員方法format()方法實(shí)例演示format()成員方法以指定的格式將變量插入字符串中，從而生成一個(gè)新的字符串，其基本語(yǔ)法如下所示。"模板字符串{}{}".format(變量1,變量2)模板字符串中包含的成對(duì)花括號(hào)，稱(chēng)為占位符，它的作用是將參數(shù)中的變量插入模板字符串中的占位符去，生成新的字符串。變量與占位符可以按照從左到右的順序一一對(duì)應(yīng)。In:"身高{}厘米，年齡{}歲".format(170,28)Out:'身高170厘米，年齡28歲'字符串的常用成員方法format()方法實(shí)例演示也可以使用位置參數(shù)指定變量與占位符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，占位符中的序號(hào)代表format()方法的參數(shù)序號(hào)，從0開(kāi)始。如果參數(shù)是實(shí)數(shù)，則可以指定保留小數(shù)位數(shù)。In:"身高{1}厘米，年齡{0}歲".format(28,170)Out:'身高170厘米，年齡28歲'In:"Pi保留3位小數(shù)是:{:.3f}".format(3.141592653)Out:'Pi保留3位小數(shù)是:3.142'字符串的常用成員方法find()方法實(shí)例演示find()用于查找子字符串在主字符串中的位置。它返回子字符串首次出現(xiàn)位置的索引，如果子字符串不存在，則返回-1。In:"Hello,world!".find("world")Out:7In:"Hello,world!".find("你好")Out:-1字符串的常用成員方法split()方法實(shí)例演示split()將字符串分割成一個(gè)列表，分隔符由參數(shù)指定。如果省略參數(shù)，默認(rèn)按空白字符分割。In:'19.382.539.028.8'.split()Out:['19.3','82.5','39.0','28.8']In:'93,85,90,88'.split(',')Out:['93','85','90','88']字符串的常用成員方法join()方法實(shí)例演示join()用于將可迭代對(duì)象（如列表、元組等）中的元素連接成一個(gè)字符串。它通過(guò)指定的分隔符（即調(diào)用join()的字符串）將可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素連接起來(lái)，生成一個(gè)新的字符串。join()方法只能用于包含字符串元素的可迭代對(duì)象。In:'+'.join(['語(yǔ)文','數(shù)學(xué)','英語(yǔ)'])Out:'語(yǔ)文+數(shù)學(xué)+英語(yǔ)'什么是可迭代對(duì)象？數(shù)據(jù)類(lèi)型組合數(shù)據(jù)類(lèi)型組合數(shù)據(jù)類(lèi)型則將若干個(gè)值組合成一個(gè)單一的數(shù)據(jù)項(xiàng)。組合數(shù)據(jù)類(lèi)型主要有列表元組字典集合組合數(shù)據(jù)類(lèi)型列表列表是一種有序且可變的集合，用于存儲(chǔ)多個(gè)元素。列表中的元素可以是任意類(lèi)型，包括數(shù)字、字符串甚至其他列表。創(chuàng)建列表有[]和list()兩種方法。通過(guò)方括號(hào)[]定義時(shí)，元素之間用逗號(hào)分隔。list()由一個(gè)可迭代對(duì)象構(gòu)造一個(gè)列表。實(shí)例演示In:[1,2,3]In:['a','b','c']In:[[4,5,],[6,7]]In:list('abc')Out:['a','b','c']組合數(shù)據(jù)類(lèi)型元組元組是一種有序且不可變的集合，用于存儲(chǔ)多個(gè)元素。與列表類(lèi)似，元組中的元素可以是任意類(lèi)型，但一旦創(chuàng)建，元組的內(nèi)容就無(wú)法更改。創(chuàng)建元組有()和tuple()兩種方法。元組通過(guò)圓括號(hào)()定義時(shí)，元素之間用逗號(hào)分隔。tuple()由一個(gè)可迭代對(duì)象構(gòu)造一個(gè)元組。實(shí)例演示In:(2.3,3.5)In:('gduf','guang')In:(1213,)In:tuple(['a','b','c'])Out:('a','b','c')組合數(shù)據(jù)類(lèi)型集合集合是一種無(wú)序且不重復(fù)的元素集合。創(chuàng)建集合有{}和set()兩種方法。集合通過(guò)花括號(hào){}定義時(shí)，元素之間用逗號(hào)分隔。集合中的每個(gè)元素都是唯一的，這意味著集合自動(dòng)去除了重復(fù)的元素。如{2,3,3,4}創(chuàng)建的集合，結(jié)果是集合{2,3,4}。set()由一個(gè)可迭代對(duì)象構(gòu)造一個(gè)集合。實(shí)例演示In:{2,3,3,4}Out:{2,3,4}In:set('11223344')Out:{'1','2','3','4'}組合數(shù)據(jù)類(lèi)型字典字典是一種用于存儲(chǔ)鍵值對(duì)且無(wú)序的數(shù)據(jù)類(lèi)型。字典的鍵必須是不可變類(lèi)型，如字符串、整數(shù)或元組，每個(gè)鍵必須是唯一的，而值可以是任意類(lèi)型。創(chuàng)建字典有{}和dict()兩種方法。字典通過(guò)花括號(hào){}定義，鍵值對(duì)之間用冒號(hào)分隔，每對(duì)鍵值對(duì)之間用逗號(hào)分隔。dict()方法。實(shí)例演示In:{"姓名":"張三","年齡":25,"籍貫":"廣州"}In:dict(name="Alice",age=25,city="NewYork")Out:{'name':'Alice','age':25,'city':'NewYork'}In:dict([("name","Alice"),("age",25),("city","NewYork")])Out:{'name':'Alice','age':25,'city':'NewYork'}可以使用關(guān)鍵字參數(shù)的方式直接傳遞鍵值對(duì)來(lái)創(chuàng)建字典。可以使用包含元組或列表的列表來(lái)創(chuàng)建字典，每個(gè)元組或列表表示一個(gè)鍵值對(duì)。組合數(shù)據(jù)類(lèi)型1.索引訪(fǎng)問(wèn)單個(gè)元素序列中的元素是有序排列的，可以通過(guò)索引獲取單個(gè)元素或通過(guò)切片操作獲取多個(gè)元素。用整數(shù)索引訪(fǎng)問(wèn)單個(gè)元素，Python序列元素有正索引和負(fù)索引，如圖2-10所示。正索引從序列的起始位置（左側(cè)）開(kāi)始計(jì)數(shù)，索引值從0開(kāi)始，依次遞增。負(fù)索引從序列的末尾位置（右側(cè)）開(kāi)始計(jì)數(shù)，索引值從-1開(kāi)始，依次遞減。一般形式為：列表對(duì)象[索引]實(shí)例演示In:a=['廣','東','金','融','學(xué)','院']In:a[1]Out:'東'序列對(duì)象的索引組合數(shù)據(jù)類(lèi)型2.切片訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)子序列切片是一種用于從序列對(duì)象中提取子序列的方法。切片操作不會(huì)修改原始序列，而是返回一個(gè)新的序列。通過(guò)指定起始位置、結(jié)束位置和步長(zhǎng)從序列中提取出一個(gè)新的子序列，如：sequence[start:stop:step]（1）start：切片的起始索引（包含該位置的元素）。如果省略，默認(rèn)為序列的開(kāi)頭。（2）stop：切片的結(jié)束索引（不包含該位置的元素）。如果省略，默認(rèn)為序列的結(jié)尾。（3）step：步長(zhǎng)，表示切片的間隔。默認(rèn)值為1，表示每個(gè)元素都被包括在內(nèi)。實(shí)例演示In:myList=[10,20,30,40,50]In:print(myList[1:4])#print函數(shù)的功能是輸出內(nèi)容In:print(myList[:3])In:print(myList[2:])In:print(myList[::2])上面4條print函數(shù)的輸出結(jié)果是什么？[20,30,40][10,20,30][30,40,50][10,30,50]組合數(shù)據(jù)類(lèi)型3.遍歷可迭代對(duì)象的全部元素使用遍歷方法訪(fǎng)問(wèn)可迭代對(duì)象的全部元素，如字符串、元組、列表、集合和字典等。for...in是一種用于遍歷可迭代對(duì)象的循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以依次訪(fǎng)問(wèn)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素。它的語(yǔ)法如下：forelementiniterable:#對(duì)element進(jìn)行操作element：每次迭代時(shí)，element代表可迭代對(duì)象中的一個(gè)元素。iterable：可迭代對(duì)象，如range對(duì)象、字符串、列表、字典等。實(shí)例演示遍歷range對(duì)象：In:forvinrange(8): print(v,end='')Out:01234567遍歷字符串：In:forvin"Guangdong": print(v,end='')Out:Guangdong遍歷列表：In:forvin[2.1,3.4,6.5,1.8]: print(v,end='')Out:2.13.46.51.8列表的常用成員方法列表的常用成員方法append()用于在列表的末尾添加一個(gè)新元素。調(diào)用append()方法后，新元素會(huì)直接附加到列表的最后位置，列表的長(zhǎng)度會(huì)增加1。extend()用于將另一個(gè)可迭代對(duì)象（如列表、元組、集合等）的所有元素一次性添加到當(dāng)前列表的末尾。insert()用于在列表的指定位置插入一個(gè)新元素。insert()方法需要兩個(gè)參數(shù)：插入位置的索引i和要插入的元素x。調(diào)用insert(i,x)后，元素x會(huì)被插入列表中索引i處，原本位于該位置及其后面的元素都會(huì)向后移動(dòng)一位。實(shí)例演示In:a=[1,2,3]

a.append(4)

print(a)Out:[1,2,3,4]In:a=[1,2,3]

a.extend([4,5,6])

print(a)Out:[1,2,3,4,5,6]In:a=[1,2,3]

a.insert(1,4)

print(a)Out:[1,4,2,3]列表的常用成員方法remove()用于從列表中移除第一次出現(xiàn)的指定元素。它的參數(shù)表示要?jiǎng)h除的元素，而不是索引。remove()會(huì)搜索列表中的元素，并刪除找到的第一個(gè)匹配項(xiàng)。如果列表中不存在指定的元素，remove()會(huì)引發(fā)ValueError異常。pop()用于移除并返回列表中指定索引位置的元素。它的參數(shù)表示要移除的元素的索引。pop()默認(rèn)移除并返回列表中的最后一個(gè)元素。pop()方法不僅移除指定的元素，還將其返回，允許對(duì)該元素進(jìn)行進(jìn)一步處理。如果列表為空或索引超出范圍，pop()會(huì)引發(fā)IndexError異常。實(shí)例演示In:a=[1,2,3,2,4]

a.remove(2)

print(a)Out:[1,3,2,4]In:a=['a','b','c','d']r=a.pop(2)print(r)print(a)Out:cOut:['a','b','d']下面的列表a中有兩個(gè)元素2，remove只刪除第一個(gè)。列表的常用成員方法index()用于查找并返回指定元素在列表中第一次出現(xiàn)的索引。如果列表中存在多個(gè)相同的元素，index()只會(huì)返回第一個(gè)匹配項(xiàng)的索引。如果列表中不存在指定的元素，index()會(huì)引發(fā)ValueError異常。count()用于統(tǒng)計(jì)列表中某個(gè)指定元素出現(xiàn)的次數(shù)。count()方法遍歷整個(gè)列表，返回指定元素在列表中出現(xiàn)的次數(shù)。實(shí)例演示In:a=['a','b','c','d']i=a.index('b')print(i)Out:1In:a=['a','b','c','d','b','d','b']c=a.count('b')print(c)Out:3列表的常用成員方法sort()是列表對(duì)象的一個(gè)方法，用于對(duì)列表中的元素進(jìn)行原地排序，修改原列表，將其元素按照指定的排序順序重新排列。sort()方法默認(rèn)以升序排列列表中的元素，但可以通過(guò)reverse參數(shù)來(lái)進(jìn)行降序排序。實(shí)例演示In:a=[3,1,4,1,5,9]a.sort()print(a)Out:[1,1,3,4,5,9]In:a=[3,1,4,1,5,9]a.sort(reverse=True)print(a)Out:[9,5,4,3,1,1]range()函數(shù)range()函數(shù)使用頻率較高，生成一個(gè)可迭代對(duì)象，對(duì)象的值是不可變的，并且在實(shí)際迭代時(shí)才會(huì)計(jì)算出具體的值，輸出對(duì)象不能輸出序列值，常用來(lái)構(gòu)造列表以及用于控制循環(huán)的迭代次數(shù)。它可以接受一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)參數(shù)，用于指定序列的起始值、結(jié)束值和步長(zhǎng)，它的語(yǔ)法格式如下：range(start,stop,step)（1）start（可選）：序列的起始值，默認(rèn)為0（2）stop：序列的結(jié)束值（不包括該值），是必須的（3）step（可選）：兩個(gè)值之間的步長(zhǎng)，默認(rèn)為1實(shí)例演示只指定結(jié)束值生成序列：In:r=range(5)print(list(r))Out:[0,1,2,3,4]指定起始值和結(jié)束值生成序列：In:r=range(3,8)print(list(r))Out:[3,4,5,6,7]指定起始值、結(jié)束值和步長(zhǎng)生成序列：In:r=range(0,10,2)print(list(r))Out:[0,2,4,6,8]指定負(fù)數(shù)步長(zhǎng)生成反向序列：In:r=range(15,0,-3)print(list(r))Out:[15,12,9,6,3]列表生成式列表生成式是一種簡(jiǎn)潔而高效的創(chuàng)建列表的方式。通過(guò)列表生成式，可以用簡(jiǎn)潔的代碼生成一個(gè)新的列表，該列表的每個(gè)元素是對(duì)已有序列或可迭代對(duì)象的操作結(jié)果。列表生成式的語(yǔ)法格式如下：[expressionforiteminiterableifcondition]（1）expression：生成新列表中每個(gè)元素的計(jì)算表達(dá)式。（2）item：可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素。（3）iterable：任何可迭代對(duì)象，如列表、元組、字符串、字典等。（4）condition（可選）：一個(gè)條件表達(dá)式，用于過(guò)濾符合條件的元素。實(shí)例演示生成平方數(shù)列表：In:squares=[x**2forxinrange(10)]print(squares)Out:[0,1,4,9,16,25,36,49,64,81]指定條件，篩選出偶數(shù)：In:evens=[xforxinrange(10)ifx%2==0]print(evens)Out:[0,2,4,6,8]統(tǒng)計(jì)列表的元素長(zhǎng)度：In:words=['python','list','comprehension']upper_words=[len(word)forwordinwords]print(upper_words)Out:[6,4,13]二維列表如果列表的每個(gè)元素都是一個(gè)列表，就形成列表嵌套，稱(chēng)為二維列表。依次類(lèi)推，還可以形成三維，甚至高維列表。二維列表常用于表示表格、矩陣或其他二維數(shù)據(jù)。通過(guò)兩層索引來(lái)訪(fǎng)問(wèn)二維列表中的元素——第一個(gè)索引用于訪(fǎng)問(wèn)行，第二個(gè)索引用于訪(fǎng)問(wèn)該行中的具體元素。這兩個(gè)索引分別稱(chēng)為二維列表的行索引和列索引，一般形式如下：列表對(duì)象[行索引][列索引]實(shí)例演示In:a=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]例如,下面的命令創(chuàng)建了一個(gè)二維列表a，a有3個(gè)元素，每個(gè)元素是一個(gè)長(zhǎng)度為3的一維列表。它可以表示一個(gè)3行3列的表格，或者3行3列的矩陣。In:a[1][2]Out:6元組的常用成員方法元組與列表不同的是，元組一旦創(chuàng)建，其內(nèi)容就不能被修改（即不能增刪元素或改變?cè)刂担?，所以元組對(duì)象的成員方法也較少，元組又稱(chēng)為輕量級(jí)列表。元組的成員方法只有count和index。這兩個(gè)方法的使用方法與列表對(duì)應(yīng)的方法相同。字典的常用成員方法字典允許以鍵（key）和值（value）進(jìn)行快速查找、插入和刪除操作，字典對(duì)象的成員方法如表2-5所示。字典的常用成員方法字典的訪(fǎng)問(wèn)非常簡(jiǎn)單且直觀。要訪(fǎng)問(wèn)字典中的值，只需通過(guò)鍵來(lái)索引字典?？梢允褂梅嚼ㄌ?hào)[]語(yǔ)法來(lái)獲取對(duì)應(yīng)鍵的值。如果訪(fǎng)問(wèn)的鍵不存在，會(huì)引發(fā)KeyError。為了避免這種情況，可以使用字典的get()方法，它會(huì)在鍵不存在時(shí)返回None或指定的默認(rèn)值。實(shí)例演示In:font={'字體':'宋','字號(hào)':14,'顏色':'黑色'}In:font['字體']Out:'宋'In:font.get('顏色')#未指定默認(rèn)值Out:'黑色'In:font.get('字號(hào)',12)#如果font對(duì)象沒(méi)有字號(hào)鍵，則返回12Out:14字典的常用成員方法要在字典中增加一項(xiàng)，只需為新的鍵賦值。如果該鍵已存在，原有的值會(huì)被覆蓋。實(shí)例演示In:font={'字體':'宋','字號(hào)':14,'顏色':'黑色'}font['加粗']='是'fontOut:{'字體':'宋','字號(hào)':14,'顏色':'黑色','加粗':'是'}In:font['字號(hào)']=12fontOut:{'字體':'宋','字號(hào)':12,'顏色':'黑色'}加粗鍵不存在，將為字典增加該鍵，結(jié)果如下：字號(hào)鍵已存在，將改變對(duì)應(yīng)的值，結(jié)果如下：字典的常用成員方法pop()用于刪除并返回指定鍵對(duì)應(yīng)的值。pop()方法允許安全地移除字典中的某個(gè)鍵值對(duì)，同時(shí)獲取被移除的值。實(shí)例演示In:ziti=font.pop('字體')zitiOut:'宋'In:fontOut:{'字號(hào)':14,'顏色':'黑色'}#字體鍵已經(jīng)從字典中移除字典的常用成員方法items()、keys()和values()分別用于獲取字典的鍵值對(duì)、鍵和值，均返回一個(gè)可迭代對(duì)象。items()返回的可迭代對(duì)象包含字典中所有鍵值對(duì)，每個(gè)鍵值對(duì)以元組的形式存在。keys()返回的可迭代對(duì)象包含字典中所有鍵。values()返回的可迭代對(duì)象包含字典中所有值。需要注意的是，這三個(gè)函數(shù)返回的對(duì)象都不是列表，而是可迭代對(duì)象，可以用for…in進(jìn)行遍歷實(shí)例演示In:font.items()Out:dict_items([('字體','宋'),('字號(hào)',14),('顏色','黑色')])In:font.keys()Out:dict_keys(['字體','字號(hào)','顏色'])In:font.values()Out:dict_values(['宋',14,'黑色'])In:foriteminfont.items():print(item)Out:('字體','宋')('字號(hào)',12)('顏色','黑色')集合集合常用來(lái)去除可迭代對(duì)象中的重復(fù)元素。實(shí)例演示In:a=[1,2,2,3,4,4,4,5]b=set(a)print(b)Out:{1,2,3,4,5}下面的例子去除列表中的重復(fù)元素，得到不重復(fù)的元素。2.1.5內(nèi)置函數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換int()、float()、str()、list()、tuple()、set()、dict()對(duì)象與屬性type(),dir()數(shù)學(xué)運(yùn)算abs()、round()、max()和min()序列操作len()、sum()、range()輸入輸出input()、print()數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換函數(shù)int()、float()、str()、list()、tuple()、set()、dict()等函數(shù)用于在不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。int()可以將字符串或者實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)，int("123")得到整數(shù)123，int(3.45)得到整數(shù)3，將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)會(huì)造成信息丟失。函數(shù)float()可以將字符串或者整數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)，float('3.14')得到3.14，float(56)得到56.0。函數(shù)str()將多種對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串，包括整數(shù)、實(shí)數(shù)以及組合數(shù)據(jù)類(lèi)型等，str(1248)得到字符串'1248'。str([2,5,7])的結(jié)果是什么？數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)包括abs()（取絕對(duì)值）、round()（四舍五入）、max()和min()（求最大值和最小值）等常用的數(shù)學(xué)函數(shù)。實(shí)例演示In:max([2.1,5.4,3.8])Out:5.4In:round(3.25632,2)Out:3.26序列操作函數(shù)函數(shù)len()可以獲取序列的長(zhǎng)度sum()可以對(duì)序列中的元素求和range()函數(shù)用于生成一個(gè)整數(shù)序列。實(shí)例演示In:len('Thankyou!')Out:10In:sum([3,4,5])Out:12輸入輸出函數(shù)input()用于從用戶(hù)獲取輸入input()用于從用戶(hù)那里獲取輸入數(shù)據(jù)。程序運(yùn)行時(shí)，input()會(huì)暫停執(zhí)行，并等待用戶(hù)輸入文本。當(dāng)用戶(hù)按下回車(chē)鍵后，輸入的數(shù)據(jù)會(huì)以字符串形式返回。它的參數(shù)是一個(gè)字符串，用于向用戶(hù)顯示提示信息。因?yàn)闊o(wú)論用戶(hù)輸入的是什么內(nèi)容，input()的返回都是字符串，所以如果需要得到整數(shù)或者實(shí)數(shù)，需要用int()和float()函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。實(shí)例演示In:input("Pleaseenteryourname:")Pleaseenteryourname:xiaoliOut:'xiaoli'In:int(input("Pleaseenterininteger:"))Pleaseenterininteger:23Out:23輸入輸出函數(shù)print()用于將輸出內(nèi)容顯示在控制臺(tái)或終端上。它可以將任意數(shù)量的對(duì)象作為參數(shù)，并將它們轉(zhuǎn)換為字符串后輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（通常是屏幕）。print()可以接受多個(gè)參數(shù)，并將它們以空格分隔后輸出。每個(gè)參數(shù)都可以是不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如字符串、數(shù)字、列表等。print()默認(rèn)是以空格符分隔輸出項(xiàng)，以換行結(jié)束。可以使用sep參數(shù)指定參數(shù)之間的分隔符。使用end參數(shù)指定輸出結(jié)束后輸出的字符，而不是以換行結(jié)束。實(shí)例演示In:print("Python","is","fun!")Out:Pythonisfun!In:print("Python","is","fun!",sep='---',end='');print('Iloveit!')Out:Python---is---fun!Iloveit!2.1.6運(yùn)算符與表達(dá)式Python中的運(yùn)算符用于執(zhí)行各種操作，例如數(shù)學(xué)計(jì)算、比較、邏輯判斷和賦值等。運(yùn)算符是Python編程的基礎(chǔ)部分，它們使得我們可以對(duì)變量和數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)各種功能。Python提供了豐富的運(yùn)算符類(lèi)型，包括算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符和成員運(yùn)算符。算術(shù)運(yùn)算符算術(shù)運(yùn)算符用于執(zhí)行基本數(shù)學(xué)運(yùn)算。它們?cè)试S我們對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除、取整除法、求余、冪運(yùn)算等操作，幫助開(kāi)發(fā)者在程序中實(shí)現(xiàn)各種數(shù)值計(jì)算，算術(shù)運(yùn)算符如表2-6所示。當(dāng)只有一個(gè)運(yùn)算對(duì)象時(shí)，-是求該對(duì)象的相反數(shù)。當(dāng)有兩個(gè)運(yùn)算對(duì)象時(shí)，-是減法運(yùn)算。//和%常用于整數(shù)之間，分別計(jì)算兩整數(shù)相除的商和余數(shù)。關(guān)系運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符（也稱(chēng)為比較運(yùn)算符）用于比較兩個(gè)值的大小，判斷兩個(gè)值是否相等、大小關(guān)系如何等，當(dāng)使用關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行比較時(shí)，其結(jié)果為布爾值True或False，關(guān)系運(yùn)算符如表2-7所示。實(shí)例演示In:a=87a>=60Out:TrueIn:a<=100Out:True邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符是用于布爾值（True和False）之間的運(yùn)算，邏輯運(yùn)算符如表2-8所示。實(shí)例演示要表達(dá)變量a的值為60~100，可以這樣寫(xiě)：In:(a>=60)and(a<=100)Out:True也可以這樣寫(xiě)，更接近數(shù)學(xué)中的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣：In:60<=a<=100Out:True賦值運(yùn)算符基本賦值運(yùn)算符是等號(hào)=，它將右側(cè)的表達(dá)式結(jié)果賦給左側(cè)的變量。除了基本賦值運(yùn)算符外，Python還提供了多種復(fù)合賦值運(yùn)算符，結(jié)合了算術(shù)運(yùn)算和賦值操作，如表2-9所示。實(shí)例演示In:a=5b=a+3aOut:5In:bOut:8In:a=4a+=3aOut:7復(fù)合賦值運(yùn)算符的運(yùn)算規(guī)則如下：a+=b相當(dāng)于a=a+b。a-=b–3的結(jié)果是什么？成員運(yùn)算符成員運(yùn)算符用來(lái)測(cè)試一個(gè)值是否存在于字符串、列表、元組、集合或字典中，成員運(yùn)算符如表2-10所示。實(shí)例演示In:'abc'in'abcdef'Out:TrueIn:3in[3,6,9]Out:TrueIn:font={'字體':'宋','字號(hào)':14,'顏色':'黑色'}'字體'infontOut:TrueIn:'宋'infontOut:Falsein可以測(cè)試一個(gè)鍵是否在字典中，而不能測(cè)試一個(gè)值是否在字典中。表達(dá)式表達(dá)式是由操作數(shù)（即變量、常量）和運(yùn)算符連接起來(lái)符合語(yǔ)法規(guī)則的式子。運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)決定了表達(dá)式中運(yùn)算符的執(zhí)行順序。運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)定義了不同運(yùn)算符計(jì)算順序，優(yōu)先級(jí)較高的運(yùn)算符會(huì)先于優(yōu)先級(jí)較低的運(yùn)算符進(jìn)行計(jì)算。Python運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)從高到低大致為：算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符、成員運(yùn)算符。為了確保復(fù)雜表達(dá)式的計(jì)算順序符合需求，使用括號(hào)來(lái)明確指定優(yōu)先級(jí)是一種良好的編程習(xí)慣，使用括號(hào)使得程序的可讀性更高。實(shí)例演示a>=100anda<=200anda%2==0((a>=100)and(a<=200))and(a%2==0)哪個(gè)表達(dá)式可讀性高？2.2Python程序控制語(yǔ)句2.2.2循環(huán)語(yǔ)句2.2.3異常處理語(yǔ)句2.2.1條件語(yǔ)句2.2.1條件語(yǔ)句條件語(yǔ)句一般形式如下,其中條件1和else后面的冒號(hào)必不可少要素:條件1、代碼塊1和代碼塊2執(zhí)行過(guò)程:先計(jì)算條件1,若為真則執(zhí)行代碼塊1,否則執(zhí)行代碼塊2if條件1:代碼塊1else:代碼塊2實(shí)例演示判斷輸入的成績(jī)是否及格。a=int(input('輸入學(xué)生成績(jī)：'))ifa>=60:print('成績(jī)及格')else:print('成績(jī)不及格')判斷輸入的字符是否為大寫(xiě)字母。a=input('輸入一個(gè)字符：')if'A'<=a<='Z':print('是大寫(xiě)英文字母')else:print('不是大寫(xiě)英文字母')判斷輸入的3個(gè)國(guó)家名字是否包含中國(guó)。x=input("輸入3個(gè)國(guó)家名字")ifx.find('中國(guó)')>=0:print('包含中國(guó)')else:print('不包含中國(guó)')判斷輸入的課程是否合法。course=['計(jì)算機(jī)','數(shù)學(xué)','英語(yǔ)']x=input("輸入選擇的課程：")ifxincourse:print('選課成功')else:print('選課失敗')實(shí)例演示grades=[85,90,38,52,88,41,63]#計(jì)算平均分average=sum(grades)/len(grades)#判斷平均分是否及格ifaverage>=60:print("平均成績(jī)及格。")else:print("平均成績(jī)不及格。")【例2-1】列表grades=[85,90,38,52,88,41,63]記錄了一個(gè)班學(xué)生的成績(jī)，判斷該班學(xué)生的平均成績(jī)是否及格，并輸出相應(yīng)的提示信息。單分支結(jié)構(gòu)特殊情況下，條件語(yǔ)句可以沒(méi)有else分支，形成單分支條件語(yǔ)句，其一般形式如下：實(shí)例演示a=float(input('輸入一個(gè)實(shí)數(shù)：'))ifa<0:a=-aprint(a)例如，輸入一個(gè)實(shí)數(shù)，計(jì)算并輸出它的絕對(duì)值。當(dāng)實(shí)數(shù)a大于等于0時(shí)，它的絕對(duì)值就是它自身，無(wú)須計(jì)算，當(dāng)a小于0時(shí)，它的絕對(duì)值是它的相反數(shù)，需要計(jì)算，從而形成單分支條件語(yǔ)句。if條件1:代碼塊1多分支結(jié)構(gòu)當(dāng)需要根據(jù)多種不同的條件執(zhí)行不同的代碼時(shí)，就會(huì)形成多分支條件語(yǔ)句，其一般形式如下：實(shí)例演示bmi=float(input('輸入bmi指數(shù)：'))ifbmi<18.5:print('偏瘦')elifbmi<24:print('正常')elifbmi<28:print('超重')else:print('肥胖')成年人的BMI指數(shù)分類(lèi)程序如下：if條件1：代碼塊1elif條件2：代碼塊2…elif條件n：代碼塊nelse:代碼塊n+1實(shí)例演示#輸入一個(gè)月份month=int(input("請(qǐng)輸入月份(1-12)："))#判斷月份所屬的季節(jié)if3<=month<=5:print("{}月是春季".format(month))elif6<=month<=8:print("{}月是夏季".format(month))elif9<=month<=11:print("{}月是秋季".format(month))elifmonth==12or1<=month<=2:print("{}月是冬季".format(month))else:print("輸入的月份不合法")【例2-2】編寫(xiě)一個(gè)程序，輸入一個(gè)月份的數(shù)字，輸出該月份所在的季節(jié)。規(guī)則為：3月到5月為春季，6月到8月為夏季，9月到11月為秋季，12月到2月為冬季。嵌套的分支結(jié)構(gòu)嵌套的分支結(jié)構(gòu)的一般形式為：在嵌套的分支結(jié)構(gòu)中，保持代碼縮進(jìn)整齊是關(guān)鍵。Python依賴(lài)縮進(jìn)來(lái)區(qū)分代碼塊，因此不正確的縮進(jìn)會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)法錯(cuò)誤或邏輯錯(cuò)誤。if條件1：if條件2： 代碼塊1else： 代碼塊2代碼塊3else：if條件3： 代碼塊4else： 代碼塊5代碼塊6實(shí)例演示#輸入年份和月份year=int(input("請(qǐng)輸入年份："))month=int(input("請(qǐng)輸入月份(1-12)："))#嵌套分支條件判斷月份的天數(shù)ifmonth==1ormonth==3ormonth==5ormonth==7ormonth==8ormonth==10ormonth==12:print("{}月有31天".format(month))elifmonth==4ormonth==6ormonth==9ormonth==11:print("{}月有30天".format(month))elifmonth==2:#判斷是否為閏年if(year%4==0andyear%100!=0)or(year%400==0):print("{}月有29天(閏年)".format(month))else:print("{}月有28天".format(month))else:print("輸入的月份不合法")【例2-3】編寫(xiě)一個(gè)程序，輸入一個(gè)年份和月份，判斷該月份有多少天。如果是2月份，還需要判斷該年份是否為閏年（2月有29天）或平年（2月有28天）。其他月份按常規(guī)天數(shù)處理。2.2.2循環(huán)語(yǔ)句循環(huán)結(jié)構(gòu)是程序設(shè)計(jì)中的一種核心控制結(jié)構(gòu)，允許反復(fù)執(zhí)行指定代碼，直到特定條件不再滿(mǎn)足為止。循環(huán)結(jié)構(gòu)不僅可以處理簡(jiǎn)單的任務(wù)重復(fù)，還能根據(jù)程序的運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)調(diào)整執(zhí)行次數(shù)，是編寫(xiě)高效、靈活程序的重要工具之一。Python中可以用for和while實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為循環(huán)語(yǔ)句。for循環(huán)通常用于已知迭代次數(shù)的情況，例如遍歷一個(gè)可迭代對(duì)象，它依次訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象中的每個(gè)元素，無(wú)須手動(dòng)管理循環(huán)計(jì)數(shù)器。while循環(huán)適用于迭代次數(shù)未知的情況，它根據(jù)一個(gè)條件來(lái)決定是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，需要手動(dòng)設(shè)置和更新循環(huán)條件，讓循環(huán)趨向于結(jié)束，否則會(huì)形成無(wú)限循環(huán)。2.2.2循環(huán)語(yǔ)句while循環(huán)語(yǔ)句一般形式要素：循環(huán)條件1、代碼塊1執(zhí)行過(guò)程：循環(huán)條件1為真就執(zhí)行代碼塊1，否則結(jié)束循環(huán)。while循環(huán)條件1：代碼塊1while循環(huán)語(yǔ)句在while循環(huán)中，通過(guò)比較一個(gè)或多個(gè)變量的值形成循環(huán)條件1，從而控制循環(huán)過(guò)程，這些變量稱(chēng)為循環(huán)變量。實(shí)例演示i=1s=0whilei<=100:s+=ii+=1#改變循環(huán)變量的值print('1到100的和是：',s)在下面的程序中，變量i就是循環(huán)變量，在循環(huán)語(yǔ)句的代碼塊中，語(yǔ)句i+=1必不可少，它的作用是改變循環(huán)變量的值，讓循環(huán)趨向于結(jié)束。這段代碼的功能是什么？break和continue語(yǔ)句break語(yǔ)句是用于提前終止循環(huán)的一條控制語(yǔ)句，常用于for和while循環(huán)中。當(dāng)程序執(zhí)行到break時(shí)，當(dāng)前循環(huán)立即停止，程序跳出循環(huán)體，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)之后的代碼。continue語(yǔ)句是用于跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)的剩余代碼，立即開(kāi)始下一次循環(huán)的一條控制語(yǔ)句，常用于for和while循環(huán)中。當(dāng)程序執(zhí)行到continue語(yǔ)句時(shí)，循環(huán)體后續(xù)的代碼將被忽略，直接進(jìn)入下一次循環(huán)判斷。它通常用于在某些條件下跳過(guò)不需要處理的部分，繼續(xù)執(zhí)行其他部分。實(shí)例演示fromrandomimportrandinta=[randint(5000,20000)foriinrange(100)]forvina:ifv>10000:print(v)break【例2-4】一個(gè)列表代表某公司100名員工的工資，找到第一個(gè)大于10000元的員工工資，并輸出該工資。根據(jù)題目要求，當(dāng)找到第一個(gè)大于10000元的工資時(shí)，后面的列表元素就不必再訪(fǎng)問(wèn)了，因此應(yīng)立即退出循環(huán)，不再繼續(xù)執(zhí)行多余的操作。實(shí)例演示fromrandomimportrandinta=[randint(500,2000)foriinrange(10)]forvina:ifv%2==1:continuev//=2print(v)【例2-5】遍歷一個(gè)整數(shù)列表中的元素，對(duì)其中的偶數(shù)減半輸出。在遍歷列表的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)偶數(shù)，則對(duì)其減半操作，然后輸出。如果發(fā)現(xiàn)奇數(shù)，則跳過(guò)該操作。循環(huán)嵌套如果在一個(gè)循環(huán)的代碼塊內(nèi)又包含另一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句，就形成循環(huán)嵌套。依此類(lèi)推還可以形成多層嵌套。循環(huán)嵌套使得程序能夠處理多維數(shù)據(jù)或執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)。在嵌套循環(huán)中，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)會(huì)完整運(yùn)行一遍。這種結(jié)構(gòu)經(jīng)常用于處理表格、矩陣、多維數(shù)組等場(chǎng)景，或?qū)崿F(xiàn)多重條件下的重復(fù)操作。實(shí)例演示a=[[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12],[13,14,15,16]]foriinrange(4):forjinrange(4):print(a[i][j],end='')print()【例2-6】二維列表a表示一個(gè)4行4列的二維矩陣，按行輸出矩陣的所有元素，元素之間用空格分隔。處理二維數(shù)據(jù)需要采用二層嵌套循環(huán)，外層循環(huán)變量表示行索引，內(nèi)層循環(huán)變量表示列索引。外層循環(huán)每迭代一次，內(nèi)存循環(huán)就要全部執(zhí)行一遍，故內(nèi)層循環(huán)的代碼需要執(zhí)行的次數(shù)是4*4，即16次。2.2.3可迭代對(duì)象的遍歷方法Python中的許多內(nèi)置函數(shù)會(huì)返回可迭代對(duì)象，故遍歷可迭代對(duì)象是一種常見(jiàn)操作。內(nèi)置函數(shù)map()接受兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)函數(shù)和一個(gè)可迭代對(duì)象，它將一個(gè)函數(shù)應(yīng)用于可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素，并返回一個(gè)新的可迭代對(duì)象，其元素為函數(shù)作用的結(jié)果。實(shí)例演示In:chengji=['87','95','76','84']mapped=map(int,chengji)print(list(mapped))Out:[87,95,76,84]在上面的例子中，map()的第一個(gè)參數(shù)是內(nèi)置函數(shù)int(),第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)元素是字符串的列表。它的作用是將int()應(yīng)用到列表中的每一個(gè)元素，即將列表中的每一個(gè)元素轉(zhuǎn)換成整數(shù)，結(jié)果保存在一個(gè)可迭代對(duì)象中。最后將該對(duì)象轉(zhuǎn)換成列表才可以輸出其中的內(nèi)容。2.2.3可迭代對(duì)象的遍歷方法內(nèi)置函數(shù)zip()接收兩個(gè)或多個(gè)可迭代對(duì)象作為參數(shù)，將可迭代對(duì)象中對(duì)應(yīng)位置的元素配對(duì)，形成一個(gè)元組，并將元組作為一個(gè)可迭代對(duì)象的元素，最后返回該可迭代對(duì)象。實(shí)例演示In:names=['Alice','Bob','Charlie']scores=[85,92,78]zipped=zip(names,scores)print(list(zipped))Out:[('Alice',85),('Bob',92),('Charlie',78)]在上面的例子中，int()的兩個(gè)參數(shù)是兩個(gè)列表，它將兩個(gè)列表中對(duì)應(yīng)位置的元素配對(duì)，形成一個(gè)元組，并返回一個(gè)可迭代對(duì)象，最后將該對(duì)象轉(zhuǎn)換成列表才能輸出其中的內(nèi)容。2.2.3可迭代對(duì)象的遍歷方法Python遍歷可迭代對(duì)象有三種方法（1）用for…in遍歷實(shí)例演示fromrandomimportrandinta=[randint(10,200)foriinrange(100)]t=0forvina:ifv%3==0:t+=1print('3的倍數(shù)數(shù)量是：',t)【例2-7】求一個(gè)長(zhǎng)度為100的隨機(jī)整數(shù)列表中，3的倍數(shù)有多少個(gè)。2.2.3可迭代對(duì)象的遍歷方法Python遍歷可迭代對(duì)象有三種方法（2）使用enumerate()內(nèi)置函數(shù)用for…in遍歷時(shí)，能夠訪(fǎng)問(wèn)可迭代對(duì)象的全部元素，但是很難掌握每個(gè)元素的索引。enumerate()內(nèi)置函數(shù)在遍歷可迭代對(duì)象時(shí)同時(shí)獲取元素的索引和值，返回一個(gè)包含索引和值的元組，常用于需要在循環(huán)中同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)元素和其索引的場(chǎng)景。實(shí)例演示fromrandomimportrandinta=[randint(0,100)foriinrange(50)]fori,vinenumerate(a):print(i+1,v)【例2-8】一個(gè)列表保存了一個(gè)班50名學(xué)生的成績(jī)，輸出每個(gè)學(xué)生的序號(hào)以及對(duì)應(yīng)的成績(jī)。用enumerate函數(shù)遍歷時(shí)，同時(shí)得到元素的索引和值，分別賦給變量i和v,由于第一個(gè)元素的索引是0，給它加1以表示學(xué)號(hào)。2.2.3可迭代對(duì)象的遍歷方法Python遍歷可迭代對(duì)象有三種方法（3）依次遍歷可迭代對(duì)象的索引，用while和for…in均可。需要注意的是，在用for…in或者enumerate函數(shù)時(shí)，修改遍歷的變量不能作用于原來(lái)的列表，故右邊的程序是錯(cuò)誤的：實(shí)例演示fromrandomimportrandinta=[randint(0,100)foriinrange(10)]print(a)forvina:v*=2print(a)【例2-9】將一個(gè)整數(shù)列表中的每個(gè)元素變成原來(lái)的2倍。for循環(huán)之前和之后輸出來(lái)的列表是相同的，原因是語(yǔ)句v*=2只是把變量v變成了原來(lái)的2倍，并沒(méi)有改變列表中的元素。2.2.3可迭代對(duì)象的遍歷方法Python遍歷可迭代對(duì)象有三種方法（3）依次遍歷可迭代對(duì)象的索引，用while和for…in均可。實(shí)例演示fromrandomimportrandinta=[randint(0,100)foriinrange(10)]print(a)foriinrange(len(a)):a[i]*=2print(a)【例2-9】將一個(gè)整數(shù)列表中的每個(gè)元素變成原來(lái)的2倍。下面的程序用函數(shù)len()計(jì)算列表的長(zhǎng)度，并用range()函數(shù)生成一個(gè)可迭代對(duì)象，對(duì)象的元素代表列表的索引，對(duì)它進(jìn)行迭代時(shí)，變量i就表示原列表的索引。因?yàn)槠渲械恼Z(yǔ)句a[i]*=2改變了列表中的元素，所以此程序能夠?qū)崿F(xiàn)題目的目標(biāo)。2.2.4異常處理異常處理機(jī)制用于捕獲錯(cuò)誤并做出相應(yīng)的處理，從而提高程序的穩(wěn)健性和容錯(cuò)能力，提升用戶(hù)體驗(yàn)。Python提供了try-except結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)異常處理。將執(zhí)行代碼塊放在try塊中，如果在執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生異常，程序會(huì)跳到對(duì)應(yīng)的except異常處理代碼塊進(jìn)行處理。實(shí)例演示try:result=10/0except:print("除零錯(cuò)誤")try:#執(zhí)行代碼塊except:#異常處理代碼塊2.3函數(shù)2.3.1函數(shù)定義2.3.3模塊與包的使用2.3.5文件操作2.3.2函數(shù)調(diào)用2.3.4第三方庫(kù)的安裝與使用2.3.1函數(shù)定義關(guān)鍵字：def要素：函數(shù)名、形式參數(shù)列表、函數(shù)體函數(shù)定義形式如下：實(shí)例演示defadd(a,b):s=a+breturns例如，以下代碼定義一個(gè)函數(shù)add，此函數(shù)具有兩個(gè)參數(shù)a和b，函數(shù)體計(jì)算兩個(gè)參數(shù)的和，然后返回它們的和。def函數(shù)名([形式參數(shù)列表]):#函數(shù)體[return返回值]調(diào)用者調(diào)用函數(shù)add，輸入兩個(gè)參數(shù)，將得到它們的和。In:add(3,4)Out:72.3.1函數(shù)定義函數(shù)可以沒(méi)有參數(shù)，稱(chēng)為無(wú)參函數(shù)。定義無(wú)參函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面的圓括號(hào)也不能省略。函數(shù)也可以沒(méi)有返回值，這時(shí)可以不寫(xiě)return語(yǔ)句。實(shí)例演示defsayHello():print('Hello,everybody!')2.3.1函數(shù)定義Python函數(shù)可以返回多個(gè)值。定義函數(shù)時(shí)，將需要返回的多個(gè)值依次放在return后面，并以逗號(hào)分隔。實(shí)例演示defgetMinMax(alist):minValue=min(alist)maxValue=max(alist)returnminValue,maxValue以下函數(shù)接收一個(gè)列表參數(shù)，同時(shí)返回列表的最小值和最大值。2.3.1函數(shù)定義一個(gè)函數(shù)可以包含多個(gè)return語(yǔ)句，用于在不同的條件下返回不同的結(jié)果。return語(yǔ)句不僅用于返回函數(shù)的結(jié)果，還可以結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行。當(dāng)函數(shù)執(zhí)行到return語(yǔ)句時(shí)，函數(shù)會(huì)立即終止，并返回指定的值，因此，多個(gè)return語(yǔ)句不會(huì)相互干擾。實(shí)例演示defsort(a,b):ifa>=b:returna,belse:returnb,a以下代碼定義的函數(shù)sort接收兩個(gè)參數(shù)，并按照從大到小的順序返回。2.3.2函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用通過(guò)函數(shù)名和傳遞的參數(shù)進(jìn)行。對(duì)于有參函數(shù)，需要給形式參數(shù)傳遞值，這些值稱(chēng)為實(shí)際參數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)參。調(diào)用時(shí)，程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到函數(shù)定義處執(zhí)行函數(shù)體中的代碼，完成后將結(jié)果返回到調(diào)用位置。函數(shù)調(diào)用的形式如下：位置參數(shù)實(shí)際參數(shù)是傳遞給有參函數(shù)形式參數(shù)的。實(shí)際參數(shù)與形式參數(shù)是按位置一一對(duì)應(yīng)的，故稱(chēng)為位置參數(shù)。實(shí)例演示defadd(a,b):

s=a+b

returns以下代碼定義的函數(shù)sort接收兩個(gè)參數(shù)，并按照從大到小的順序返回。函數(shù)名([實(shí)際參數(shù)列表])x=add(5,4)

#5、4分別傳遞給a、b不可變對(duì)象和可變對(duì)象不可變對(duì)象是指對(duì)象的值在創(chuàng)建后不能被改變的對(duì)象。一旦定義了一個(gè)不可變對(duì)象，其內(nèi)部數(shù)據(jù)不能被修改。常見(jiàn)的不可變對(duì)象包括整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串和元組。不可改變對(duì)象作為實(shí)參時(shí)，在函數(shù)內(nèi)部改變形參的值，不會(huì)導(dǎo)致實(shí)參的值發(fā)生改變。實(shí)例演示In：defmodify(x): x=x*x

#改變形參 print('x=',x)y=5modify(y)print('y=',y)Out:x=25y=5

#實(shí)參的值不發(fā)生改變變量y是一個(gè)不可改變對(duì)象，將它作為實(shí)際參數(shù)調(diào)用函數(shù)modify()，傳遞給形式參數(shù)x，函數(shù)內(nèi)部將x修改為它的平方。函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，輸出變量y的值，沒(méi)有發(fā)生改變。不可變對(duì)象不可變對(duì)象和可變對(duì)象可變對(duì)象是指對(duì)象的值可以在創(chuàng)建后被修改的對(duì)象。常見(jiàn)的可變對(duì)象包括列表、字典和集合?？勺儗?duì)象作為實(shí)參時(shí)，在函數(shù)內(nèi)部改變形參的值，會(huì)導(dǎo)致實(shí)參的值發(fā)生改變。實(shí)例演示In:defmodifyList(b): foriinrange(len(b)): b[i]*=b[i]

#改變形參 print('b=',b)a=[4,5,6]modifyList(a)print('a=',a)Out:b=[16,25,36]a=[16,25,36]

#實(shí)參發(fā)生改變列表對(duì)象a是一個(gè)可改變對(duì)象，將它作為實(shí)際參數(shù)調(diào)用函數(shù)modifyList()，傳遞給形式參數(shù)b，函數(shù)內(nèi)部將b的元素修改為它的平方。函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，輸出變量a的值，也發(fā)生了改變?？勺儗?duì)象2.3.2函數(shù)調(diào)用默認(rèn)值參數(shù)默認(rèn)值參數(shù)允許在函數(shù)定義時(shí)為某些參數(shù)指定默認(rèn)值。這樣，在調(diào)用函數(shù)時(shí)，如果未提供這些參數(shù)的值，函數(shù)將使用預(yù)設(shè)的默認(rèn)值。給參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值的形式如下：當(dāng)有的參數(shù)沒(méi)有默認(rèn)值，有的參數(shù)具有默認(rèn)值時(shí)，要求默認(rèn)值參數(shù)必須放在非默認(rèn)值參數(shù)的后面。實(shí)例演示In:defdefault(x,y=3):

#默認(rèn)值參數(shù)放在后面 s=x+y print('Sumofxandyis:',s)

為了降低復(fù)雜度，建議只使用不可改變對(duì)象作為參數(shù)的默認(rèn)值。def函數(shù)名(…，形參名=默認(rèn)值):

#函數(shù)體

[return返回值]In:default(2)

default(2,4)兩次調(diào)用的結(jié)果是多少？請(qǐng)解釋實(shí)參與形參的傳遞。2.3.2函數(shù)調(diào)用關(guān)鍵字參數(shù)在Python中，函數(shù)參數(shù)可以通過(guò)位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)兩種方式進(jìn)行傳遞。按位置參數(shù)傳遞時(shí)，按照參數(shù)的位置，實(shí)際參數(shù)與形式參數(shù)從左到右一一對(duì)應(yīng)。按關(guān)鍵字參數(shù)傳遞時(shí)，允許在函數(shù)調(diào)用時(shí)明確指定每個(gè)參數(shù)的名稱(chēng)和對(duì)應(yīng)的值，實(shí)際參數(shù)與形式參數(shù)不需要遵循函數(shù)定義中的參數(shù)順序，還可以跳過(guò)某些具有默認(rèn)值的參數(shù)。實(shí)例演示In: defkeyParameter(x,y=3,z=4):

s=x+y+z

print('Sumofxandyis:',s)

keyParameter(z=3,y=2,x=1)#改變參數(shù)順序

keyParameter(x=1,z=2)#跳過(guò)默認(rèn)值參數(shù)Out:Sumofx,yandzis:6

Sumofx,yandzis:6

2.3.2函數(shù)調(diào)用變量的作用域變量的作用域指的是變量在程序中的可訪(fǎng)問(wèn)范圍。作用域決定了變量在哪些地方可以被引用或修改。根據(jù)變量的定義位置，變量分為局部變量和全局變量。局部變量是在函數(shù)或代碼塊內(nèi)部定義的變量。局部變量只能在該函數(shù)內(nèi)部使用，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，這些變量就會(huì)被銷(xiāo)毀，無(wú)法在函數(shù)外部訪(fǎng)問(wèn)。實(shí)例演示deflocalVar(a):b=0ifa>=0:c=1print(a,b,c)

下面函數(shù)中的形參變量a，函數(shù)內(nèi)定義變量b，代碼塊內(nèi)定義的變量c都是局部變量，在函數(shù)外部無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)。2.3.2函數(shù)調(diào)用變量的作用域變量的作用域指的是變量在程序中的可訪(fǎng)問(wèn)范圍。作用域決定了變量在哪些地方可以被引用或修改。根據(jù)變量的定義位置，變量分為局部變量和全局變量。局部變量是在函數(shù)或代碼塊內(nèi)部定義的變量。局部變量只能在該函數(shù)內(nèi)部使用，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，這些變量就會(huì)被銷(xiāo)毀，無(wú)法在函數(shù)外部訪(fǎng)問(wèn)。全局變量是在函數(shù)外部定義的，它們的作用域從變量定義開(kāi)始，一直持續(xù)到程序結(jié)束。實(shí)例演示deflocalVar(a):#形參變量a是局部變量b=0#函數(shù)內(nèi)定義變量b是局部變量ifa>=0:c=1#代碼塊內(nèi)定義的變量c是局部變量print(a,b,c)

變量a，b，c都是局部變量，在函數(shù)外部無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)。變量x在函數(shù)globalVar()中可以使用。x=10#變量x是在函數(shù)外部定義，是全局變量defglobalVar():y=x*xprint('x={},y={}'.format(x,y))globalVar()實(shí)例演示#定義函數(shù)，計(jì)算偶數(shù)的平方和defsumSquaresEvens(numbers):sum_squares=sum(x**2forxinnumbersifx%2==0)returnsum_squares#調(diào)用函數(shù)并輸出結(jié)果number_list=[1,2,3,4,5,6,7,8]result=sumSquaresEvens(number_list)print("所有偶數(shù)的平方和是:{}".format(result))【例2-10】編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，計(jì)算一個(gè)整數(shù)列表中的所有偶數(shù)的平方和。具體要求如下。定義一個(gè)函數(shù)sumSquaresEvens(numbers)，該函數(shù)接收一個(gè)整數(shù)列表作為參數(shù)，計(jì)算并返回所有偶數(shù)的平方和。2.3.2函數(shù)調(diào)用lambda表達(dá)式lambda表達(dá)式是一種用于創(chuàng)建匿名函數(shù)的簡(jiǎn)潔方式。匿名函數(shù)是指沒(méi)有名字的函數(shù)，通常用于定義簡(jiǎn)單的、短小的函數(shù)，而無(wú)須正式使用def關(guān)鍵字來(lái)聲明函數(shù)。lambda表達(dá)式的格式如下：

形參列表對(duì)應(yīng)函數(shù)的形參列表，表達(dá)式對(duì)應(yīng)函數(shù)的函數(shù)體，表達(dá)式的值就是匿名函數(shù)的返回值。lambda表達(dá)式常常用作函數(shù)參數(shù)。實(shí)例演示【例2-11】隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為8的列表，取值范圍為[-100,100]，對(duì)該列表按元素平方值從小到大的順序排序，輸出原列表和排序后的列表。In: fromrandomimportrandintt=[randint(-100,100)foriinrange(8)]print('原列表：',t)t.sort(key=lambday:y*y)

#lambda表達(dá)式作參數(shù)print('排序后：',t)Out:原列表：[19,72,