1.开始学习图形化程序设计
>>> import turtle #导入turtle模块
>>> turtle.showturtle() #显示箭头
>>> turtle.write("文字") #写字符串
>>> turtle.forward(300) #前进300像素
>>> turtle.color("red") #画笔颜色改为red
>>> turtle.left(90) #箭头左转90度
>>> turtle.forward(300)
>>> turtle.goto(0,50) #去坐标(0,50)
>>> turtle.penup() #抬笔
>>> turtle.pendown() #下笔
>>> turtle.circle(100) #画圆
Test
画一个奥运五环图;
#绘制奥运五环
import turtle
turtle.width(10)
turtle.color("blue")
turtle.circle(50)
turtle.penup()
turtle.goto(120,0)
turtle.pendown()
turtle.color("black")
turtle.circle(50)
turtle.penup()
turtle.goto(240,0)
turtle.pendown()
turtle.color("red")
turtle.circle(50)
turtle.penup()
turtle.goto(60,-50)
turtle.pendown()
turtle.color("yellow")
turtle.circle(50)
turtle.penup()
turtle.goto(180,-50)
turtle.pendown()
turtle.color("green")
turtle.circle(50)
2.Python程序的构成
- Python程序由模块祖成。一个模块对应pyhton源文件,一般后缀名是:.py。
- 模块由语句组成。运行Python程序时,按照模块中语句的顺序依次执行。
- 语句时Python程序的构造单元,用于创建对象、变量赋值、调用函数、控制语句等。
(1)Python文件的创建和执行
前面使用的交互式环境,每次只能执行一条语句;为了编写多条语句实现复杂的逻辑,本章开始我们通过创建Python文件,并执行该文件。
在IDLE环境中,我们可以通过File --> new创建Python文件,并可以编辑该文件内容,我们可以通过File --> save/save as 保存文件。一般保存成扩展名为py的文件。
需要执行编辑好的文件,可以用快捷键F5或者点击Run --> Run module。
(2)Python代码的组织和缩进
很多编程语言通过字符(例如:花括号{})、关键字{例如:begain/end}来划分代码块。同时,在配合代码的缩进增加可读性。"龟叔"设计Python语言时,直接通过缩进来组织代码块。"缩进"成为了Python语法强制的规定。
缩进时,几个空格都是允许的,但是数目必须统一。我们通常采用"四个空格"表示一个缩进。
同时,也要避免将"tab"制表符或者tab与空格混合的缩进风格。目前,常用的编辑器一般设置成:tab制表符就是4个空格。
(3)使用注释#
注释是程序中会被Python解释器忽略的一段文本,程序员可以通过注释记录任意想写的内容,通常·是关于代码的说明。
Python中的注释只有单行注释,使用#开始知道行结束的部分。
>>> # 注释是个好习惯,方便自己方便他人。
>>> a = [10,20,30] #生成一个列表对象,变量a引用了这个变量。
(4)使用\行连接符
一行程序长度是没有限制的,但是为了可读性更强,通常将一行比较长的程序分为多行。这时,我们可以使用\行连接符,把它放在行结束的地方。Python解释器仍然将它们解释为同一行。
>>> a =[10,20,30,40,
50,60,70,
80,90,100]
(5)Python中的对象
Python中,一切皆对象。每个对象由:标识(identity)、类型(type)、value(值)组成。
- 标识用于唯一标识对象,通常对应于对象在计算机内存的地址。使用内置函数id(obj)可返回对象obj的标识。
- 类型用于表示对象存储的"数据"的类型。类型可以限制对象的取值范围以及可执行的操作。可以使用type(obj)获得对象的所属类型。
- 值标识对象所存储的数据的信息。使用print(obj)可以直接打印出值。
- 对象的本质就是:一个内存块,拥有特定的值,支持特定类型的相关操作。
(6)引用
- 在Python中,变量也成为:对象的引用。因为,变量存储的就是对象的地址。变量通过地址引用了"对象"。
- 变量位于:栈内存(压栈出栈等细节,后续截介绍)。
- 对象位于:堆内存。
- Python是动态类型语言
变量不需要显式声明类型,根据变量引用的对象,Python解释器自动确定数据类型。 - Python是强类型语言
每个对象都有数据类型,只支持该类型支持的操作。
(7)标识符
基本用法
标识符:用于变量、函数、类、模块等的名称。标识符有如下特定的规则:
- 区分大小写。如:sxt和SXT是不同的;
- 第一个字符必须是字母、下划线。其后的字符是:字母、数字、下划线;
- 不能使用关键字。比如:if、or、while等;
- 以双下划线开头和结尾的名称通常有特殊含义。尽量避免这种写法。比如:_init_是类的构造函数。
Python标识符命名规则
开发中,我们通常约定俗成遵守如下规则:
类型 | 规则 |
---|---|
模块与包名 | 全小写字母,尽量简单。若多个单词之间用下划线,例:math,os,sys |
函数名 | 全小写字母,多个单词之间用下划线隔开,例:phone,my_name |
类名 | 首字母大写,采用驼峰原则,多个单词时,每个单词第一个字母大写,其余部分小写,例:MyPhone、MyClass、Phone |
常量词 | 全大写字母,多个单词使用下划线隔开,例:SPEED、MAX_SPEED |
(8)变量和简单赋值语句
变量的申明和赋值
变量的申明和赋值用于将一个变量绑定到一个对象上,格式如下:
变量名 = 表达式
最简单的表达式就是字面量。比如: a = 123。运行过程中,解释器先运行右边的表达式,生成一个代表式运算结果的对象;然后,将这个对象地址赋值给左边的变量。
【操作】变量在使用前必须先被初始化(先被赋值)
删除变量和垃圾回收机制
可以通过del语句删除不在使用的变量。
如果对象没有变量引用,就会被垃圾回收器回收,清空内存空间。
链式赋值
链式赋值用于一个对象赋值给多个变量。
x=y=123 相当于:x=123; y=123
系列解包赋值
系列数据赋值给对应相同个数的变量(个数必须保持一致)
>>> a,b,c=4,5,6 相当于:a=4,b=5,c=6
【操作】使用系列解包赋值实现变量交换
>>>a,b=1,2
>>>a,b=b,a
>>>print(a,b)
(9)常量
Python不支持常量,即没有语法规则改变一个常量的值。我们只能约定常量的命名规则,以及在程序的逻辑上不对常量的值作出修改。
>>> MAX_SPEED=120
>>> print(MAX_SPEED)
120
>>> MAX_SPEED =140 #实际是可以改变的,只能逻辑上不做修改。
>>> print(MAX_SPEED)
140
3.Python中基本的内置数据类型
每个对象都有类型,python中最基本的内置数据类型:
- 整型
整数,2345,10,50 - 浮点型
小数,3.14或者科学计数法314e-2 - 布尔型
表示真假,仅包含:True、Flase - 字符串型
由字符组成的序列。“abc”,“sxt”,“尚学堂”,“百战程序员”
数字
Python支持整数(如:50,520)和浮点数(如:3.14,10.0,1.23e2),我们可以对数字做如下运算。
运算符 | 说明 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
+ | 加法 | 3+2 | 5 |
- | 减法 | 30-5 | 25 |
* | 乘法 | 3*6 | 18 |
/ | 浮点数除法 | 8/2 | 4.0 |
// | 整数除法 | 7//2 | 3 |
% | 模(取余) | 7%4 | 3 |
** | 幂 | 2**3 | 8 |
【操作】基本运算的使用
0不能作为除数,除数为0,会产生异常。
使用divmod()函数同时得到商和余数;
>>> divmod(13,3)
(4,1)
divmod()是一个函数,我们以后会详细介绍。他返回的是一个元组(后续将会学习)。
整数
Python中,除10进制,还有其他三种进制:
.0b或0B,二进制 0 1
.0o或0O,八进制 0 1 2 3 4 5 6 7
.0x或0X,十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
这三种进制可以非常方便的进行"位运算"操作。
【操作】测试不同进制
>>> 12
12
>>> 0b101
5
>>> 0o19
SyntaxError:invalid syntax
>>> 0o10
8
>>> 0xff
255
>>> 0xf
15
>>>0x10
16
使用int()实现类型转换:
- 浮点数直接舍去小数部分,如:int(9.9)结果是:9
- 布尔值True转为1,False转为0,如:int(True)结果是1
- 字符串符合整数格式(浮点格式不行)则直接转成对应整数,否则报错。
>>> int("456")
456
>>> int("456abc")
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#7>", line 1, in <module>
int("456abc")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '456abc'
自动转型:
整数和浮点数混合运算时,表达式结果自动转型成浮点数。比如:2+8.0的结果是10.0
整数可以有多大?
Python2中,int是32位,可以存储从-2147483648到21473647的整数(约21亿)。Long类型是64位,可以存储:-263–263-1之间的数值。
Python中,int可以存储任意大小的整数,long被取消。我们甚至可以存储下面的值:
>>> googol = 10**100
>>> googol
10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
- Googol也是Google最初的名字,这也是Google最初的含义。
Python3中可以做超大数的计算,而不会造成"整数溢出",这也是Python特别适合科学运算的特点。
浮点数
浮点数,称为float。
浮点数用a×b10形式的科学计算法表示。比如:3.14,表示成:314E-2或314e-2。
这些数字在内存中也是按照科学计算法存储。
类型转换和四舍五入
- 类似于int(),我们可以使用float()将其他类型转化成浮点数。
- 整数和浮点数混合运算时,表达式结果自动转型成浮点数。比如:2+8.0的结果是10.0。
- round(value)可以返回四舍五入的值
注:但不会改变原有值,而是产生新的值
>>> round(3.98)
4
增强型赋值运算符
运算符+、-、*、/、//、**和%赋值符=结合可以构成"增强型赋值运算符"。
a=a+1 等价于 : a+ = 1
增强型赋值运算符
运算符 | 例子 | 等价 |
---|---|---|
+= | a+=2 | a=a+2 |
-= | a-=2 | a=a-2 |
*= | a*=2 | a=a*2 |
/= | a/=2 | a=a/2 |
//= | a//=2 | a=a//2 |
**= | a**=2 | a=a**2 |
%= | a%=2 | a=a%2 |
例:
>>> a=3.14
>>> a=a+1
>>> a
4.14
>>> a+=1
>>> a
5.14
注意:"+="中间不能加空格!
时间
计算机中时间的表示是从"1970年1月1日"开始,以毫秒(1/1000秒)进行计算,我们也把1970年这个时刻成为"unix时间点"。
Python中可以通过time.time()获得当前时刻,返回的话值是以秒为单位,带微秒(1/1000毫秒)精度的浮点值。例如:1530167364.8566。
【操作】定义多点坐标_绘出折线_并计算起始点和终点距离
import turtle
import math
#定义多个点的坐标
x1,y1 = 100,100
x2,y2 = 100,-100
x3,y3 = -100,-100
x4,y4 = -100,100
#绘制折线
turtle.penup()
turtle.goto(x1,y1)
turtle.pendown()
turtle.goto(x2,y2)
turtle.goto(x3,y3)
turtle.goto(x4,y4)
#计算起始点和终点的距离
distance = math.sqrt(x1-x4)**2 + (y1-y4)**2
turtle.write(distance)