使用编程语言脑图思维导图

U651872224

2023-11-29

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编程语言

语言实例

基本方法

python语言实例，编程基本方法和基本原则内容分解

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思维导图大纲

编程语言

为什么需要编程语言

什么是编程语言

编程语言是将字符串或可视化编程语言中的图形程序元素转换为各种机器代码输出的任何规则集

语法

一种编程语言的表面形式（结构与规则）被称为它的语法

语义

语义是关于句子的含义

编程语言的历史

机器语言

汇编语言

高级语言

面向过程

Fortran

COBOL

PASCAL

ADA

面向对象

C++

Java

Python

编程语言的分类

机器语言

机器语言是第一代程序设计语言，直接使用二进制代码表示计算机指令，计算机硬件可以直接识别并执行机器语言所编写的程序

汇编语言

汇编语言是二进制指令的文本形式，与指令一一对应。每一种 CPU的机器指令都是不一样的，因此对应的汇编语言也不一样。

高级语言

按翻译方式分类

编译型语言

解释型语言

按客观系统的描述分类

面向过程语言

面向对象语言

编程语言的基本规则

变量与数据

变量的概念

程序语言中的变量，其作用是开辟一块数据的存储空间。只要在程序中定义了一个变量，那么计算机在进行程序运行的时候，就会预留一块存储空间来保存数据，所存储的数据就是变量的值。变量的数据类型，一是决定了变量占用多少存储空间，二是决定了程序如何去解读这个数据。

变量的定义

变量（Variable）的概念基本和中学代数的方程变量是一样的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型

强类型语言

定义变量时要指明变量的类型，而且赋值的数据也必须是相同类型的

弱类型语言

两个特点：1.变量无须声明就可以直接赋值，对一个不存在的变量赋值就相当于定义了一个新变量。2.变量的数据类型可以随时改变，比如，同一个变量可以一会儿被赋值为整数，一会儿被赋值为字符。

变量三要素

变量名（命名规范）

变量类型

变量值

变量的数据类型

所有的编程语言都有变量，定义变量相当于开辟了一块存储空间用于保存数据。不同的数据类型，其内部的数据有不同的格式与结构

程序中的数据结构

数据结构是以某种特定的布局方式存储数据的容器。这种“布局方式” 决定了数据结构对于某些操作是高效的，而对于其他操作则是低效的。

常见的数据结构

数组

栈

队列

链表

图

树

程序的流程

顺序结构

先执行第一行，再执行第二行，然后执行第三行

分支结构

在真实程序中，情况比顺序执行要复杂一点，需要根据不同的情况执行不同的语句，完成不同的功能。所有的编程语言都支持对不同情况进行不同处理的方法，就是分支。分支语句，首先要进行一次逻辑判断，然后说明成立的时候执行什么指令，不成立的时候执行什么指令。

单分支

双分支

多分支

循环结构

if构成了一种程序流程控制—— 分支，还有一种程序流程控制是循环。

分支是有条件执行，循环是多次重复执行。

大多数编程语言中，使用比较多的循环是 while和for循环， Python也不例外。

函数与调用

函数

函数是编程语言中的一个重要概念。但是和数学中的函数概念不同，程序中的函数是一段具有独立功能，可以被其他程序调用的程序片段

复用的思想

“没有任何一个相同功能函数，需要被编写两次”。

Python语言实例

Python语言简介

设计哲学

优雅

明确

简单

开发者的哲学

“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”。

运行方式

以交互式运行Python

以脚本式运行Python

输入和输出函数

输出--print（）函数

控制输出效果

sep

end

控制输出格式

f-字符串：在字符串前加前缀f 或F，通过 {expression} 表达式，把 Python 表达式的值添加到字符串内

str.format() 方法

输出--input（）函数

eg：name=input()

数据类型

数字

整数（int）

整数的子类型——布尔值

布尔值是两个常量对象True和False。在数值类型的上下文中，它们分别以整数“1”和“0”参与运算。

浮点数（float）

浮点数的取值范围数量级为10*-308～10*308 ，输出时只保留17位有效数字，只能提供15（dig）个数字的准确度

复数（complex）

字符串

字符串是Python中最常用的数据类型，它使用一对单引号(' ')、双引号(" ")或三引号(''' '''或""" """)包围起来的 0个或多个字符

当包含0个字符时，称为空字符串

使用技巧

在单引号的字符串中，可以使用双引号

在双引号的字符串中，可以使用单引号

三引号用于创建多行字符串，字符串中可以使用单引号、双引号

拼接与重复

拼接（s1+s2）：通过“+”将两个字符串拼接为一个字符串

重复（s1 * n）：通过“*”将一个字符串重复n次

通过索引访问字符串

字符串中的每个字符拥有一个序号，按照顺序有序存储，可以使用str[序号]取得相应的字符。这种通过序号返回对应值的操作被称为索引

正向索引从0开始，终止值为字符串长度减1负向索引从-1开始，终止值为负的字符串长度

切片

str[start:end:step]

基本的字符串操作符

str1 + str2

str * n

x in str

str[i]

str[N:M]

内置的字符串处理函数

......

内置的字符串处理方法

......

列表

元组

字典

变量

变量的命名规范---避开保留字

['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

运算符

算术运算符

赋值运算符

程序的控制结构

顺序结构

分支结构

1、使用4个空格来表示缩进而不使用制表符（Tab）。2、和语法相关的每一层缩进都用4个空格来表示。3、每行的字符数不要超过79个字符，如果表达式因太长而占据了多行，除了首行之外的其余各行都应该在正常的缩进宽度上再加上4个空格。4、函数和类的定义，代码前后都要用两个空行进行分隔。5、在同一个类中，各个方法之间应该用一个空行进行分隔。6、二元运算符的左右两侧应该保留一个空格，而且只要一个空格就好。

评估函数eval()

去掉参数最外侧引号并执行余下语句的函数

逻辑运算符的运用

分支语句的嵌套

循环结构

for循环语句

一般用于循环次数确定的情况，也称为遍历循环。

range

range是一种数据类型，表示一个不可变的等差数列，在Python中通过range()函数来生成

range(start,stop[,step])

while循环语句

一般用于循环次数不确定的情况，通过判断是否满足某个指定的条件来决定是否进行下一次循环，也称为条件循环语句或无限循环