Python程序设计课程期末总结

前言

本文属于个人总结,可能有不准的地方,欢迎指正!思维导图使用的mermaid语法,如果无法显示,请复制到支持mermaid输出显示的编辑器预览(比如Typora)。

Python程序设计–课程学习总结

1)-Python环境的安装

  1. 下载Python:从Python官方网站下载适合自己操作系统的Python版本。
  2. 安装Python:按照提示完成Python的安装过程。
  3. 验证Python安装:通过在命令行输入“python –version”来验证Python是否安装成功。(如果未勾选自动配置环境变量:手动将Python的安装路径添加到系统的环境变量中,以便在任何位置都能运行Python。)
  4. 安装IDE:选择一个适合自己的Python开发环境,如PyCharm、VS Code等。
  5. 使用pip安装库:pip是Python的包管理器,可以用来安装和管理Python库。
  6. 使用虚拟环境:为每个项目创建一个独立的虚拟环境,以避免不同项目之间的库冲突。(PyCharm默认虚拟环境)

1.1)-选择合适的IDE

  1. 使用PyCharm:PyCharm是一个强大的Python开发工具,提供了代码编辑、调试、测试、版本控制等功能。
  2. 使用VS Code:VS Code是一个轻量级的代码编辑器,支持多种编程语言,包括Python。
  3. 使用Jupyter Notebook:Jupyter Notebook是一个交互式的开发环境,可以实时查看代码运行结果。

上述仅代表个人了解的IDE,可以根据自己实际需求选择适合自己的IDE。

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2)-理解Python程序语句

理解 Python 程序语句的主要内容包括以下几个方面:

1.简单条件语句:

  • 使用 if 关键字进行条件判断,根据条件是否为真执行相应的语句块。
x = 10
if x > 0:
print("x 是正数") # 如果 x 大于 0,则输出 x 是正数

2.复杂条件语句:

  • 利用 if-elif-else 结构,处理多个条件情况,依次检查条件并执行符合条件的语句块。
score = 85
if score >= 90:
print("优秀")
elif 80 <= score < 90:
print("良好")
else:
print("需要努力")
# 根据分数输出相应的评价,分数大于等于 90 为优秀,80 到 89 为良好,否则需要努力

3.while 循环语句:

  • 使用 while 关键字创建循环,当给定条件为真时,反复执行循环体内的语句。
count = 0
while count < 5:
print(count) # 输出当前的 count 值
count += 1 # 将 count 值增加 1

4.while 循环的退出:

  • 使用 break 语句可以在循环体内提前终止循环,而 continue 语句则跳过当前迭代继续下一次。
num = 1
while num <= 10:
if num == 5:
break # 当 num 等于 5 时,跳出循环
print(num)
num += 1

5.for 循环:

  • 利用 for 关键字遍历可迭代对象,如列表、元组等,执行循环体内的语句。
fruits = ["苹果", "橙子", "香蕉"]
for fruit in fruits:
print(fruit) # 遍历水果列表并输出每个水果

6.循环注意事项:

  • 避免无限循环,确保循环条件能在某个时刻变为假。
  • 谨慎使用全局变量,以免影响程序逻辑。
total = 0
for i in range(5):
total += i # 将每次循环的值累加到 total 中
print(total) # 输出累加结果

7.循环的嵌套:

  • 在一个循环体内嵌套另一个循环,可以处理更为复杂的逻辑。
for i in range(3):
for j in range(2):
print(i, j) # 输出循环变量 i 和 j 的值

8.异常处理:

  • 使用 try-except 结构捕获和处理异常,防止程序在出错时崩溃。
  • 可以使用 else 子句指定在没有异常发生时执行的代码块,以及 finally 子句指定无论是否发生异常都要执行的代码块。
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零") # 捕获除数为零的异常
else:
print("计算结果为:", result)
finally:
print("无论如何都会执行的代码块") # 无论是否发生异常,都会执行的代码块

以上是 Python 程序语句的基本内容,它们为编写结构化、可维护的程序提供了强大的工具。

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3)Python函数与模块

1. Python函数:

函数是一组执行特定任务的代码块,通过使用 def 关键字定义。函数可以接受参数,执行特定操作,并返回结果。

# 定义一个简单的函数,接受两个参数并返回它们的和
def add_numbers(a, b):
result = a + b
return result

# 调用函数并输出结果
sum_result = add_numbers(3, 5)
print("和为:", sum_result)

2. Python变量范围:

变量的范围指的是变量在程序中的可访问性。局部变量只能在其被定义的函数内部访问,而全局变量在整个程序中都可访问。

# 全局变量
global_var = 10

# 函数内部定义的局部变量
def example_function():
local_var = 5
print("局部变量:", local_var)

# 调用函数
example_function()

# 在函数外部访问全局变量
print("全局变量:", global_var)

3. 函数调用:

通过函数名和参数列表调用函数,传递参数以执行特定的任务。

# 定义一个简单的函数
def greet(name):
print("你好," + name + "!")

# 调用函数
greet("小明")

4. 函数的默认参数:

函数可以定义具有默认值的参数,调用时如果不提供相应参数的值,则使用默认值。

# 定义带有默认参数的函数
def greet_with_default(name, greeting="你好"):
print(greeting + "," + name + "!")

# 调用函数
greet_with_default("小红") # 使用默认的问候语
greet_with_default("小明", "早上好") # 提供自定义的问候语

5. 函数与异常:

在函数中使用异常处理可以有效地处理错误,确保程序不会因为异常而崩溃。

# 定义一个函数,尝试除以零并捕获异常
def divide_numbers(a, b):
try:
result = a / b
print("结果:", result)
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零")

# 调用函数
divide_numbers(10, 2) # 正常情况
divide_numbers(5, 0) # 引发除零异常

6. Python模块:

模块是包含 Python 代码的文件,可以通过导入模块来使用其中定义的函数和变量。

# 创建一个名为 my_module.py 的模块,包含一个简单的函数
# my_module.py 文件内容:
# def greet(name):
# print("Hello, " + name + "!")

# 在另一个文件中导入模块并使用函数
import my_module

my_module.greet("Alice")
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4)Python序列数据

1. 字符串类型:

字符串是由字符组成的序列,可以使用单引号或双引号括起来。字符串是不可变的,即不能直接修改其内容。

# 定义一个字符串
my_string = "Hello, World!"

# 输出字符串
print(my_string)

2. 字符串函数:

字符串有许多内建函数可用于处理文本,包括查找子串、切片、转换大小写等。

# 使用字符串函数进行文本处理
text = "Python is powerful!"
substring = "is"

# 查找子串的位置
position = text.find(substring)
print("子串在位置:", position)

# 将字符串转换为大写
uppercase_text = text.upper()
print("大写字符串:", uppercase_text)

3. 列表类型:

列表是一种有序的可变序列,可以包含不同类型的元素。列表使用方括号定义,并可以进行增删改查操作。

# 定义一个列表
my_list = [1, 2, 3, "apple", "banana"]

# 输出列表
print(my_list)

# 列表操作:添加元素
my_list.append("orange")
print("添加元素后的列表:", my_list)

4. 元组类型:

元组是一种有序的不可变序列,用于存储多个元素。元组使用圆括号定义,一旦创建,其内容不可更改。

# 定义一个元组
my_tuple = (1, 2, "apple", "banana")

# 输出元组
print(my_tuple)

5. 字典类型:

字典是一种无序的键值对集合,用于存储和检索数据。字典使用花括号定义,每个键值对用冒号分隔。

# 定义一个字典
my_dict = {"name": "John", "age": 25, "city": "New York"}

# 输出字典
print(my_dict)

# 字典操作:获取值
print("姓名:", my_dict["name"])

6. 字典与函数:

字典可以作为函数的参数和返回值,通过字典传递多个参数或处理多个返回值。

# 定义一个函数,接受字典作为参数
def display_info(person_info):
print("姓名:", person_info["name"])
print("年龄:", person_info["age"])
print("城市:", person_info["city"])

# 调用函数并传递字典
person_data = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "London"}
display_info(person_data)
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5)Python面向对象

1. 类与对象:

在 Python 中,类是一种用于创建对象的蓝图,而对象是类的实例。类定义了对象的属性和方法。

# 定义一个简单的类
class Dog:
# 类属性
species = "Canine"

# 类方法
def bark(self):
print("Woof!")

# 创建类的实例(对象)
my_dog = Dog()

# 访问类属性和调用类方法
print("狗的种类:", my_dog.species)
my_dog.bark()

2. 类的方法:

类的方法是在类中定义的函数,用于执行特定的操作。方法的第一个参数通常是 self,表示对象本身。

# 定义一个类,包含方法
class Calculator:
# 初始化方法
def __init__(self, value=0):
self.result = value

# 加法方法
def add(self, x):
self.result += x

# 减法方法
def subtract(self, x):
self.result -= x

# 创建计算器对象并使用方法
my_calculator = Calculator()
my_calculator.add(5)
my_calculator.subtract(3)
print("计算结果:", my_calculator.result)

3. 对象初始化:

对象初始化是通过特殊的 __init__ 方法来进行的,该方法在对象创建时自动调用,用于设置对象的初始状态。

# 定义一个带有初始化方法的类
class Person:
# 初始化方法
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age

# 创建对象时传递参数进行初始化
person1 = Person("Alice", 25)
person2 = Person("Bob", 30)

# 访问对象的属性
print("姓名:", person1.name, "年龄:", person1.age)
print("姓名:", person2.name, "年龄:", person2.age)

4. 类的继承:

继承是面向对象编程的重要概念,允许一个类继承另一个类的属性和方法。子类可以重写或扩展父类的方法。

# 定义一个父类
class Animal:
def speak(self):
print("动物发出声音")

# 定义一个子类,继承父类
class Dog(Animal):
# 重写父类方法
def speak(self):
print("狗叫:汪汪汪")

# 创建子类的对象并调用方法
my_dog = Dog()
my_dog.speak()
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6)Python文件操作

1. 写文本文件:

在 Python 中,使用内建的 open() 函数以及文件对象的 write() 方法可以方便地写入文本文件。

# 打开文件以写入模式
with open("example.txt", "w") as file:
# 写入文本内容
file.write("Hello, this is a text file.\n")
file.write("Writing some more text.")

# with 语句块内的文件写入和读取操作完成后,文件会自动关闭。这样做更加安全,因为它确保在任何情况下都会关闭文件,即使发生异常。

2. 读文本文件:

通过 open() 函数以及文件对象的 read()readline() 方法,可以读取文本文件中的内容。

# 打开文件以读取模式
with open("example.txt", "r") as file:
# 读取整个文件内容
content = file.read()
print("文件内容:\n", content)

# 逐行读取文件内容
file.seek(0) # 将文件指针重置到文件开头
lines = file.readlines()
print("逐行读取:\n", lines)

3. 文件编码:

在打开文件时,可以指定文件的编码格式,以确保正确地处理文本文件中的字符集。

# 打开文件时指定编码格式
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
content = file.read()
print("文件内容:\n", content)

4. 文件指针:

文件指针是一个标记,指示文件中当前读取或写入位置的位置。在 Python 中,可以使用 seek() 方法来移动文件指针的位置。

# 打开文件以读取模式
with open("example.txt", "r") as file:
# 读取整个文件内容
content = file.read()
print("文件内容:\n", content)

# 逐行读取文件内容
file.seek(0) # 将文件指针重置到文件开头
lines = file.readlines()
print("逐行读取:\n", lines)

# 使用文件指针进行定位
file.seek(20) # 将文件指针定位到第20个字符处
partial_content = file.read(10) # 读取接下来的10个字符
print("部分内容:\n", partial_content)
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