第二章:Python程序实例解析

a、温度转换程序实例


温度刻画存在不同体系:摄氏度、华氏度

摄氏度与华氏度

步骤1:分析问题的计算部分:采用公式转换方式解决计算问题

步骤2:确定功能 -- IPO

             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:摄氏或者华氏温度值、温度标识

                 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

步骤3:设计算法

   根据华氏和摄氏温度定义,转换公式如下:

          C = ( F – 32 ) / 1.8

          F = C * 1.8 + 32

   其中,C表示摄氏温度,F表示华氏温度

步骤4:编写程序

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


b、Python语法元素分析


1.程序的格式框架

Python用4个空格或者一个Tab来作为一个缩进且Tab和空格不可混用。

缩进

2.注释

第一种单行注释,以#开头即可。

第二种多行注释,以'''开头以'''结束。

单多行注释

3.命名与保留字

在Python语言中没有特别设置常量,统一都是变量。

不过我们通过把变量名大写之后当成常量用,实际上它还是一个变量。

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

4.字符串

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。

Python字符串的两种序号体系

正向递增序号:0~L-1

逆向递减序号:-1~-L

正向与逆向
实例

Python字符串提供区间访问方式,格式:  [ N:M ]

    表示字符串中从N到M(不包含M)的子字符串

    N、M为索引序号

    可以混合使用正向递增序号和反向递减序号

例如:s1[0:-1]:第0个字符到最后一个字符之前的子串

区间访问

操作符+可以实现两个字符串的连接操作

区间访问:从N到M(不包含M)的子字符串

综合举例

5.表达式和赋值语句

单个赋值与同步赋值语句

例:将变量x和y交换

单个赋值与同步赋值  
解释

5.input()函数

以字符串类型返回结果

获得用户输入之前,input()函数可以包含一些提示性文字

使用方法
输入的值会赋给变量

6.分支语句

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。

分支语句

7.eval()函数

neval(<字符串>)函数是Python语言中一个十分重要的函数,它能够以Python表达式的方式解析并执行字符串,将返回结果输出。

注意:input输入给变量的内容是字符串

8.其他运算符

Python支持的算术运算符:+、-、*、/、**

空格:

        表达式内部标记之间允许有空格,增加可读性

        不能改变缩进相关的空格数量

        空格不能将命名分割

括号:表示分组和优先级

9.输出函数

print()函数可以以字符形式输出变量。

        可以输出各种类型变量的值。

        通过format()方法来选择要输出的变量。

        用槽格式和format()方法将变量和字符串结合在一起输出

实例:用户输入两个数字,计算它们的平均数,并输出平均数

平均数

10.循环语句

第一种遍历循环:for


第二种无限循环:while


11.函数

函数对一组表达特定功能表达式的封装,能够接收变量并输出结果。

辅助代码按照功能划分模块

有利于代码之间进行语句级别的复用

第一种:内置函数

系统自带函数,例如:input()、print()、eval()

第二种:自定义函数

自己定义的函数


c、turtle库和蟒蛇绘制程序


Python英文是蟒蛇的意思

通过下面的例子,来实践用Python语言输出图形效果。

代码
蟒蛇

首先:这个代码没有input输入也没有print输出

其次:代码绝大部分都是<a>.<b>()类型的函数运行(面向对象编程-OOP)

表示调用一个对象<a>的方法<b>(),或者调用一个函数库<a>中的函数<b>()

import turtle

模块

import是一个关键字,用来引入一些外部库,这里的含义是:引入一个名字叫turtle的函数库

Python语言最重要的特点:通过使用函数库并利用库中函数进行编程 — 模块编程

Turtle库

Turtle库是Python语言中一个很流行的绘制图像的函数库

使用turtle库,同学们头脑里需要有这样一个概念:

想象一个小海龟,在一个横轴为x、纵轴为y的坐标系原点(0,0)位置开始

它根据一组函数指令的控制,在这个平面坐标系中移动,从而在它爬行的路径上绘制了图形(前进方向、后退方向、左侧方向、右侧方向)


d、Python蟒蛇程序分析


Turtle中的turtle.setup()函数用于启动一个图形窗口,它有四个参数

 turtle.setup(width, height, startx, starty)

width, height:启动窗口的宽度和高度

startx, starty:表示窗口启动时,窗口左上角在屏幕中的坐标位置。若取值None,则窗口位于屏幕水平/垂直中央。

我们所使用的显示屏幕也是一个坐标系,该坐标系以左上角为原点,向右和向下分别是x轴和y轴。

turtle.setup(650, 350, 200, 200)

蟒蛇程序代码启动一个650像素宽、350像素高的窗口。


窗口
penup()和pendown()

turtle.penup()抬起画笔,之后移动画笔不绘制图形

turtle.pendown()落下画笔,之后移动画笔将绘制图形

pensize()和pencolor()

Turtle中的turtle.pensize(width)函数表示小海龟运动轨迹的宽度。

它包含一个输入参数,这里我们把它设为25。

Turtle中的turtle.pencolor(颜色参数)函数表示小海龟运动轨迹的颜色。

seth()

nturtle.seth(angle)函数表示小海龟启动时运动的方向。它包含一个输入参数,是角度值。

其中:0度--向东,90度--向北,180度--向西,270度--向南;负值表示相反方向。

程序中,turtle.seth(-40),我们让小海龟向-40度启动爬行,即:向东南方向40度。

角度

turtle.circle(rad,angle)函数让小海龟沿着一个圆形爬行

参数rad描述圆形轨迹半径的位置

如果为正值,这个半径在小海龟运行的左侧;

如果rad为负值,则半径在小海龟运行的右侧。

参数angle表示小海龟沿着圆形爬行的弧度值如果不设置参数或者None,则绘制整个圆形。

.fd()

turtle.fd(distance)函数也可以表示为turtle.forward(distance) 。

表示小海龟向前直线爬行移动,它有一个参数表示爬行的距离distance。


e、函数的封装


蟒蛇程序功能可以分成两类:

绘制图形前对画笔的设置,包括颜色、尺寸、初始位置等

绘制Python蟒蛇的功能。由于蟒蛇绘制的功能相对独立,可以用函数来封装。

函数封装

def定义函数

函数是一组代码的集合,用于表达一个功能,或者说,函数表示一组代码的归属,函数名称是这段代码的名字。

def语句定义的函数所包含语句与def行存在缩进关系,def后连续的缩进语句都是这个函数的一部分。

def所定义的函数在程序中未经调用不能直接执行,需要通过函数名调用才能够执行。


f、函数的引用


Python的函数库

Python语言的魅力在于大量使用外部函数库

包含在安装包中的函数库:math, random, turtle等

其他函数库:用户根据需求安装

Python对函数库引用的方式

第一种方式:

import <库名>

import <库名>

如果需要用到函数库中函数,需要使用:

<库名>.<函数名>

<库名>.<函数名>

第二种方式:

from <库名> import <函数名>

from <库名> import *

from <库名> import *

调用函数不需要<库名>,直接使用<函数名>

<函数名>

两种引用方式的区别

这两种引用方式对程序运行没有区别,需要注意

如果采用第一种方式,用户自定义的函数名字可以和库中函数的名字一样,例如,程序中可以定义自己的fd()函数。(推荐初学者使用)

如果采用第二种方式,用户程序中不能用函数库中的名字定义函数,例如:程序不能定义新的fd()函数,因为库turtle中的fd()函数是直接通过fd()调用。

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