第一章| python变量| 运算符| 二进制| 字符编码| 流程控制

程序设计基础

编程可以解决什么问题：

重复性劳动 -- “脏活”、“累活”；
复杂的简单问题 -- “围棋与斗地主”
将生活中的“事儿”归纳总结为某些规则，并通过计算机交互；
自动化--提升工作效率；
定制化--解决特定问题；
数字化--自动分类；

程序（program）：流程、议程、行程；为了完成某项任务，解决某个问题所需要执行的一些列步骤；

计算机程序：为了完成某项任务，解决某个问题由计算机执行的一些列指令（步骤）；

计算机：按程序自动运行的机器；

组成：硬件和软件

每18个月芯片能力增长一倍；

计算机应该按照程序顺序执行；

采用二进制作为计算机的数制基础；

人与机器的沟通

不同母语人之间的沟通

一人学习另一人的语言；
共同学习第三种语言；

人与机器的沟通

机器学习人类的语言（自然语言处理）；
人学习机器的语言；
共同学习第三种语言（程序设计语言）

1. 编程语言介绍

编程就是写代码，让计算机帮你做事情。计算机底层是电路，只认识二进制0和1.

二进制更容易被硬件存储和计算；

机器语言&汇编语言

语言进化历史：机器、汇编、高级（比低级语言更贴近人类的思维）。

机器语言只接受二进制代码；
汇编语言是采用英文缩写的标识符，更容易识别和记忆，只是对0和1进行代替；如 MOV AX, 1 （10111000、00000001、00000000）
高级语言，把好多机器指令变成一句话了，如C\C++、java、PHP、python、GO等。由高级语言编写的程序文件转换为可执行文件（二进制的）有两种方式，编译和解释

它们的区别：在于转换二进制的方式不同。C\C++运行速度快，python、Java、php运行速度比较慢。

编译类：先翻译成二进制，产生两个文件，运行的时候是二进制文件。程序执行效率高，编译后程序运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就可以了，但是跨平台性能差。如C\C++、Delphi等。

　　　　通过操作系统把它运行起来，操作系统下面才是CPU、运行内存等

解释型：“同声翻译”，一边翻译成目标代码即机器语言一边执行，运行效率比较低且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离解释器（通过解释器对程序逐行作出解释，然后直接运行），

　　　　这种方式比较灵活，可以动态调整、修改应用程序。可以跨平台，开发效率高。如java、python ；

　　　如：java（虽然java也需要编译, 编译成.class文件,但是并不是机器可以识别的语言, 而是字节码, 最终还是需要 jvm的解释, 才能在各个平台执行, 这同时也是java跨平台的原因。

　　 Java首先是通过编译器编译成字节码文件（不是二进制码），然后在运行时通过解释器给解释成机器文件。所以我们说Java是一种先编译后解释的语言。

　　 javac hello.java(编译)；java hello（解释）。

　　 python：python hello.py时，其实是激活了Python的“解释器”，告诉“解释器”：你要开始工作了。可是在“解释”之前，其实执行的第一项工作和Java一样，是编译。

　　Python也是一门先编译后解释的语言。

当python程序运行时，编译的结果是保存在内存中的 PyCodeObject中，当Python程序运行结束时，Python解释器则将PyCodeObject写回到pyc文件中。

2. python简介和安装

python语言的特点：

解释型语言；
设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”；（易学易用）
开发哲学是“用一种方法，最好是只用一种方法来做一件事”；
现代编程语言（面向对象、支持泛型设计、支持函数式编程）；
解释性语言（翻译性）
python不适用于抢购、电商类计算密集型场景；不适用于涉及内存等底层硬件操作；不适用网页/小程序等前端开发；不适用于app开发；

Python解释器：

CPython官方版本；IPython在交互方式上有所增强；PyPy执行速度快，使用JIT技术，进行动态编译；Jython；IronPython。

安装：

在python官网上面https://www.python.org/downloads/windows/

测试安装是否成功

windows --> 运行 --> 输入cmd ，然后回车，弹出cmd程序，输入python,如果能进入交互环境，代表安装成功。

如果不成功，应该设置环境变量：右击我的电脑—属性，选择高级系统设置—环境变量—找到path

找到python安装文件，前边要加分号，复制粘贴其路径，然后，再复制Scripts的路径加在后边，最后加分号即可，确实，设置成功。

IDE环境安装

pycharm安装 pycharm官⽹ https://www.jetbrains.com/pycharm/
sublime安装 sublime官⽹ http://www.sublimetext.com/3
markdown⼯具Typora安装 Typora官⽹ https://www.typora.io

命令行/IDE或脚本

命令行方式：
>>> print ('Hello World')
Hello World

IDE或脚本方式运行
>>> python Hello.py  #运行文件

区别：
命令行：无需创建文件，立即看到运行结果； 适用于语句功能测试；
脚本：反复运行，易于编辑； 适用于大型程序；

3. 变量

作用：存数据，占内存，存储程序运行的中间结果，然后以备后边的代码调用。

变量的表示方法：

变量名可以使用字母、数字和下划线_ 的组合；
不能以数字开头；
严格区分大小写；
不要使用中文；
常量，全部大写。
以下关键字不能声明为变量名

['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']。

变量的命名规范适用于脚本名称和后期的函数名及其它命令规范

变量的定义方式

定义变量时要注意遵守变量命名规范

① 变量定义方式

a = 10
b = 20

② 定义方式

a,b = 30,40

交换变量的数据

a = 10
b = 20

方法①

c = a
a = b
b = c

方法②

a,b = b,a

4. 格式化输出

input（）里边默认是字符串

#格式化输出
name = input("Name:")
age = input("Age:")
job = input("Job:")
info = '''
---------------info of %s-----------
Name:%s
Age:%s
Job:%s
-----------------end----------------
''' %(name, name, age, job)
print(info)

## 格式化字符：数字格式化的那些坑
>>> m = 3.1416926
>>> print("pi is %f" %m)
pi is 3.141693
>>> print("pi is %.2f" %m)
pi is 3.14
# 我只想输出2位小数:%.2f，此处是四舍五入

>>>
>>> m = 10.6
>>> print("pi is %i" %m)
pi is 10
>>> print("pi is %.0f" %m)
pi is 11
# 区别：%i 不四舍五入，直接切掉小数部分


>>>
>>> m = 100
>>> print("have fun %+i" %m)
have fun +100
>>> print("have fun %.2f" % -0.01)
have fun -0.01
# 显示正号，负号根据数字直接显示

>>>
>>>
>>> m = 100
>>> print("have fun % i" %m)
have fun  100
>>> print("have fun % +i" %m)
have fun +100
>>> print("have fun % .2f" %-0.01)
have fun -0.01
# 加空格，空格和正好只能显示一个

>>>
>>> m = 123.123123123
>>> print("have fun %.2e" %m)
have fun 1.23e+02
>>> print("have fun %.4E" %m)
have fun 1.2312E+02
# 科学计数法 %e  %E

>>>
>>> m1 = 123.123123123
>>> m2 = 1.2
>>> print("have fun %g"  %m1)
have fun 123.123
>>> print("have fun %g"  %m2)
have fun 1.2
# 小数位数少的时候自动识别用浮点数，数据复杂的时候自动识别用科学计数法

浮点数：有限小数或无限循环。

prec表示精度。

5. 运算符

Python语言支持以下类型的运算符:

算术运算符
比较（关系）运算符
赋值运算符
逻辑运算符
位运算符
成员运算符
身份运算符
运算符优先级

① 算术运算

② 比较运算

③ 赋值运算

④ 逻辑运算符

⑤ 位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。bin()函数可以把数字转为二进制。

Python中的按位运算法则如下：

下表中变量 a 为 60，b 为 13二进制格式如下：

a = 0011 1100
b = 0000 1101
-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 1100 0011

⑥ 成员运算符

测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。

⑦ 身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

运算符优先级

从最高到最低优先级的所有运算符：

转义字符

6. 二进制| 进制拾遗

二进制（binary）在数学和数字电路中指以2为基数的记数系统，以2为基数代表系统是二进位制的。这一系统中，通常用两个不同的符号0（代表零）和1（代表一）来表示 [1] 。数字电子电路中，逻辑门的实

现直接应用了二进制，因此现代的计算机和依赖计算机的设备里都用到二进制。每个数字称为一个比特（Bit，Binary digit的缩写）

八进制、 十六进制
>>> oct(7)
'0o7'
>>> oct(8)
'0o10'
>>> oct(15)
'0o17'
>>> oct(16)
'0o20'
>>>
>>> oct(64)
'0o100'
>>> oct(63)
'0o77'
>>>
>>>


>>> hex(16)
'0x10'
>>> hex(31)
'0x1f'
>>> bin(144)    ##144的二进制
'0b10010000'
>>>
>>> chr(97)
'a'
>>> bin(97)
'0b1100001'

>>> hex(97)
'0x61'

进制转换

十进制转换为二进制

一个十进制整数转换为二进制数采用 "除2取余，逆序排列"法。

具体做法是：用2整除十进制整数，可以得到一个商和余数；再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为小于1时为止，然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的高位有效位，依次排列起来

例如 125 转为二进制

125 / 2 = 62 余 1
62 / 2 = 31 余 0
31 / 2 = 15 余 1
15 / 2 = 7 余 1
7 / 2 = 3 余 1
3 / 2 = 1 余 1
1 / 2 = 0 余 1
余数从低位到高位依此排列： 1 1 1 1 1 0 1

二进制转换为十进制

方法：“按权展开求和”。

该方法的具体步骤是先将二迸制的数写成加权系数展开式，而后根据十进制的加法规则进行求和

例如：

# 1 1 1 1 1 0 1

　　1*2^6 + 1*2^5 + 1*2^4 + 1*2^3 + 1*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 = 125

十六进制与二进制的转换

https://jingyan.baidu.com/album/47a29f24292608c0142399cb.html?picindex=1

7. ASCII码

每一位0或者1所占的空间单位为bit(比特)，这是计算机中最小的表示单位；

每8个bit组成一个字符，这是计算机中最小的存储单位。

8. 字符编码

GB2312----gbk---gb18030---Unicode---GTF-8

py2里默认ASCII码，如果想写中文，把默认编码改了 #！ -*- coding: utf-8 -*- 或者 #! encoding:UTF-8 ；py3默认UTF-8

alex博客：http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/7550940.html

ASCII 占1个字节，只支持英文
GB2312 占2个字节，支持6700+汉字
GBK GB2312的升级版，支持21000+汉字
Unicode 2-4字节已经收录136690个字符，并还在一直不断扩张中...

为了解决存储和网络传输的问题，出现了Unicode Transformation Format，学术名UTF，即：对unicode中的进行转换，以便于在存储和网络传输时可以节省空间!

UTF-8：使用1、2、3、4个字节表示所有字符；优先使用1个字符、无法满足则使增加一个字节，最多4个字节。英文占1个字节、欧洲语系占2个、东亚占3个，其它及特殊字符占4个。 字符怎么传到硬盘上

无论以什么编码在内存里显示字符，存到硬盘上都是2进制。

字符编码的转换

Unicode的两个作用：包含所有国家的语言和跟所有国家的语言有一个对应关系。

unicode与gbk的映射表 http://www.unicode.org/charts/

python3代码执行流程

解释器找到代码文件，把代码字符串按文件头定义的编码加载到内存，转成unicode
把代码字符串按照语法规则进行解释，
所有的变量字符都会以unicode编码声明

编码转换

Py3 自动把文件编码转为unicode必定是调用了什么方法，这个方法就是，decode(解码) 和encode(编码)

UTF-8 --> decode 解码 --> Unicode

Unicode --> encode 编码 --> GBK / UTF-8 .

python的bytes类型

bytes类型，即字节类型，它把8个二进制一组称为一个byte,用16进制来表示。python2的字符串其实更应该称为字节串。通过存储方式就能看出来，但python2里还有一个类型是bytes呀，难道又叫bytes又叫字符串？嗯，是的，在python2里，bytes == str ，其实就是一回事。

python3比python2做了非常多的改进，其中一个就是终于把字符串变成了unicode,文件默认编码变成了utf-8,这意味着，只要用python3,无论你的程序是以哪种编码开发的，都可以在全球各国电脑上正常显示，真是太棒啦！

PY3 除了把字符串的编码改成了unicode, 还把str 和bytes 做了明确区分， str 就是unicode格式的字符， bytes就是单纯二进制啦。

为什么在py3里，把unicode编码后，字符串就变成了bytes格式？你直接给我直接打印成gbk的字符展示不好么？我想其实py3的设计真是煞费苦心，就是想通过这样的方式明确的告诉你，想在py3里看字符，必须得是unicode编码，其它编码一律按bytes格式展示。

流程控制

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

Python代码的缩进规则：具有相同缩进的代码被视为代码块；

单分支

IF条件：

　　满足条件后要执行的代码。

双分支

if 条件: 满足条件执行代码 else: if条件不满足就走这段

# 两种条件判断:if-else flag = False name = 'luren' if name == 'python': # 判断变量否为'python' flag = True # 条件成立时设置标志为真 print( 'welcome boss') # 并输出欢迎信息 else: print(name) # 条件不成立时输出变量名称

多分支

回到流程控制上来，if...else ...可以有多个分支条件

if 条件:
    满足条件执行代码
elif 条件:
    上面的条件不满足就走这个
elif 条件:
    上面的条件不满足就走这个
elif 条件:
    上面的条件不满足就走这个    
else:
    上面所有的条件不满足就走这段

score = int(input("输入分数-->>:"))
if score > 100:
    print("最高分数才100哦")
elif score > 90:
    print("A")
elif score > 80:
    print("B")
elif score > 60:
    print("C")
elif score > 40:
    print("D")
else:
    print("E")

While循环

while  条件:
    执行代码...

count = 0 
while count <= 100 : #只要count<=100就不断执行下面的代码
   print("loop ", count )
   count +=1  #每执行一次，就把count+1，要不然就变成死循环啦，因为count一直是0

如果我想实现打印1到100的偶数呢？

加上 if count % 2 == 0: #是偶数

死循环

while 是只要后边条件成立(也就是条件结果为真)就一直执行，怎么让条件一直成立呢？

count = 0
while True: #True本身就是真呀

    print("你是风儿我是沙,缠缠绵绵到天涯...",count)
    count +=1
循环终止语句

break用于完全结束一个循环，跳出循环体执行循环后面的语句
continue和break有点类似，区别在于continue只是终止本次循环，接着还执行后面的循环，break则完全终止循环
pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性（（不中断也不跳过））

while...else 语句
while 后面的else 作用是指，当while 循环正常执行完，中间没有被break 中止的话，就会执行else后面的语句
猜年龄游戏：

age = 24
count = 0
while count < 3:
    guess_age = int(input("your guess_age:"))
    if guess_age == age:
        print("恭喜抱得美人归")
        break
    else:
        count += 1

age = 24
count = 0
while count < 3:
    guess_age = int(input("your guess_age:"))
    if guess_age == age:
        print("恭喜抱得美人归")
        break
    elif guess_age > age:
        print("猜小一点")
    else:
        print("try bigger")
    count += 1
    if count == 3:
        choice = input("你个笨蛋，还想玩吗？(y|Y)")
        if choice == "y"or choice == "Y":
            count = 0
        else:
            break

练习

简述编译型与解释型语言的区别，且分别列出你知道的哪些语言属于编译型，哪些属于解释型答：编译类：先翻译成二进制，产生两个文件，运行的时候是二进制文件。程序执行效率高，编译后程序运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就可以了，但是跨平台性能差。如C\C++、Delphi等。
解释型：“同声翻译”，一边翻译成目标代码即机器语言一边执行，运行效率比较低且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离解释器，这种方式比较灵活，可以动态调整、修改应用程序。可以跨平台，开发效率高。如：java、python等
执行 Python 脚本的两种方式是什么答：一进入解释器的交互式模式：调试方便，无法永久保存代码；二脚本文件的方式（使用nodpad++演示）：永久保存代码，但是不方便调试
Pyhton 单行注释和多行注释分别用什么? 答：单行注释用#，多行注释用 ‘’’ '''
布尔值分别有什么? 答：布尔值有True 和False
声明变量注意事项有那些? 答：一数字、字母和下划线的组合；二是数字不能开头；三是以下关键字不能声明为变量名['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']。
如何查看变量在内存中的地址? 答：id（变量名） #查看内存地址。

写代码

实现用户输入用户名和密码,当用户名为 seven 且密码为 123 时,显示登陆成功,否则登陆失败!

_username = "seven"
_passworld = "123"
username = input("username:")
passworld = input("passworld:")
if username == _username and passworld == _passworld:
    print("登录成功")

实现用户输入用户名和密码,当用户名为 seven 且密码为 123 时,显示登陆成功,否则登陆失败,失败时允许重复输入三次

_username = "seven"
_passworld = "123"
count = 0
while count < 3:
    username = input("username:")
    passworld = input("passworld:")
    if username == _username and passworld == _passworld:
        print("登录成功")
        break
    else:
        print("登录失败，请重新输入")
        count += 1

实现用户输入用户名和密码,当用户名为 seven 或 alex 且密码为 123 时,显示登陆成功,否则登陆失败,失败时允许重复输入三次

#_username = ["seven" , "alex"] #运用列表
_username = "seven" or "alex"
_passworld = "123"
count = 0
while count < 3:
    username = input("username:")
    passworld = input("passworld:")
    if username == "seven" or "alex"  and passworld == _passworld:
    #if username in _username and passworld == _passworld: #判断
        print("登录成功")
        break
    else:
        print("登录失败，请重新输入")
        count += 1

写代码

a. 使用while循环实现输出2-3+4-5+6...+100 的和

i = 2
total_1 = 0
total_2 = 0
while i <=100:
    if i%2 == 0:
        total_1 += i
    else:
        total_2 += -i
    i += 1
total = total_1 + total_2
print(total)

b. 使用 while 循环实现输出 1,2,3,4,5, 7,8,9, 11,12

count = 1
while count <= 12:
    if count == 10 or count==6:
        pass
    else:
        print("loop",count)
    count +=1

c. 使用while 循环输出100-50，从大到小，如100，99，98...，到50时再从0循环输出到50，然后结束

i = 101
while i >= 51:
    i -=1
    print(i)
i = 0
while i <= 50:
    print(i)
    i +=1

d. 使用 while 循环实现输出 1-100 内的所有奇数

i = 1
while i <= 100:
    if i %2==1:
        print(i)
    i+=1

e. 使用 while 循环实现输出 1-100 内的所有偶数

i = 0
while i <= 100:
    if i %2==0:
        print(i)
    i+=1

现有如下两个变量,请简述 n1 和 n2 是什么关系?

n1 = 123456
n2 = n1        关系是给数据123456起了另外一个别名n2，相当于n1和n2都指向该数据的内存地址

制作趣味模板程序（编程题）
需求：等待用户输入名字、地点、爱好，根据用户的名字和爱好进行任意显示
如：敬爱可爱的xxx，最喜欢在xxx地方干xxx
```
username = input("name:")
place = input("place:")
love = input("love:")
info = '''
敬爱的%s最喜欢在 %s干 %s
'''% (username,place,love)
print(info)
```
输入一年份，判断该年份是否是闰年并输出结果。（编程题）
注：凡符合下面两个条件之一的年份是闰年。（1）能被4整除但不能被100整除。（2）能被400整除。
```
year = int(input("please input a year:"))
if (year %2==0 and year %100!=0) or (year %400==0):
    print(year,"是闰年")
else:
    print(year,"不是闰年")
```

假设一年期定期利率为3.25%，计算一下需要过多少年，一万元的一年定期存款连本带息能翻番？（编程题）

money = 10000
year = 0
while money <= 20000:
    year +=1
    money = money * (1+0.0325)
    print(year,money)
print(year,"年以后，一万元的一年定期存款连本带息能翻番")

posted @ 2018-03-15 13:16 kris12 阅读(794) 评论(1) 编辑收藏举报

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kris12

Self-discipline gives me freedom.