Python 从入门到精通 第一天

今日目标

计算机组成原理、编程语言、Python环境安装
第一个Python程序、PyCharm的安装与使用
Python的基础语法、Python的基本数据类型

一、计算机组成原理

计算机的组成

计算机硬件通常由以下几个部分组成:
1.中央处理器(CPU):负责执行计算机指令，完成各种计算和逻辑操作。
2.存储器(Memory):用于存储计算机执行程序所需的数据和指令，
包括主存(Random Access Memory，RAM）和辅助存储器（如硬盘、光盘等)。
3.输入设备:用于向计算机输入数据和指令，如键盘、鼠标、扫描仪等。
4.输出设备:用于将计算机处理结果显示或打印出来，如显示器、打印机等。
5.总线（Bus):用于连接计算机各个部分，包括数据总线、地址总线和控制总线等。

存储器对比

磁盘（Disk)
磁盘是计算机中最慢的存储器之一，读取速度比内存慢很多。
由于磁盘通常用于永久存储数据，每秒钟可以完成的读取操作数量通常在几百到几千之间。
内存(Memory)
内存的读取速度比寄存器慢，但是比磁盘快很多。
由于内存的容量较大,每秒钟可以完成的读取操作数量通常在数百万到数千万之间。
寄存器(Register)
寄存器是CPU内部最快的存储器，读取速度非常快,通常是其他存储器读取速度的几百倍。
由于寄存器的大小有限，只能存储极少量的数据，因此每秒钟可以完成的读取操作数量非常多，
可能在数十亿次到数百亿次之间。

二、编程语言

编程语言发展史

①机器语言 1930-1960
机器语言阶段:计算机发明期，程序员需要使用二进制码来编写程序,这些二进制码被称为机器语言。
机器语言非常难以记忆和理解,难以维护和调试,因此随着计算机技术的发展,人们开始探索更高级的编程语言。
②汇编语言 第一个汇编语言 1947 伦敦大学
汇编语言阶段:为了简化机器语言的编写,人们发明了汇编语言,它使用符号代替了二进制码。
汇编语言虽然比机器语言更易于理解和编写,但仍然需要程序员对计算机硬件有深入的了解,难以编写大型程序。
③现代高级语言
1972 - C语言
1980 - C++
1991 - Python/VB
1994 - Java
1995 - PHP/JavaScript

高级语言阶段:高级语言提供了更加抽象和易于理解的语法,使得编写程序变得更加简单和高效。
随着计算机硬件的发展，高级语言的应用越来越广泛，例如C、C++、Java、Python、JavaScript等。

编译型语言与解释性语言

按编译类型分类:
编译型:C、C++、Go …
解释型: Python \ PHP \ Ruby \ JavaScript …
混合型:Java

编译型语言优缺点:
1.一次性的编译成平台相关的机器语言文件，运行时脱离开发环境，运行效率高;
2.与特定平台相关,一般无法移植到其他平台;

解释型语言优缺点:
1.解释型语言每次运行都需要将源代码解释称机器码并执行，执行效率低；
2.只要平台提供相应的解释器，就可以运行源代码，所以可以方便源程序移植；

三、Python环境安装

进入Python官网：https://www.python.org/
进入后，点击Download for Windows Python 3.12.0
自定义安装，添加PATH
配置环境变量 - 此电脑 - 右击 - 属性 - 高级系统设置 - 环境变量 - Path
Win+R 输入cmd - python 测试环境安装

四、第一个Python程序

①安装好Python，并配置环境变量
②在D:\code\新建文本文件firstPython.txt
③在firstPython中输入
print(“Hello Python”)
print(3)
保存
④Win+R - cmd - 输入
d:
cd d:\code
python firstPython.txt
⑤得到输出
Hello Python
3
⑥更改firstPython.txt为firstPython.py
⑦输入python firstPython.py得到输出
Hello Python
3

五、PyCharm的安装与使用

集成开发环境 （IDE）

Pycharm下载地址：
https://www.jetbrains.com.cn/pycharm/download/?section=windows

在Pycharm中实现第一个Python程序开发，功能如下
终端打印helloworld
终端打印当前时间
终端打印1-100的随机数

print("helloworld")

import datetime #显示当前时间
print(datetime.datetime.now().strftime("%Y/%m/%d  %X"))

import random# 随机数
print(random.random()*100)

六、Python的基础语法

语句分隔符

在Python中，通常使用换行符作为语句分隔符，每个语句应该单独占一行。例如:

print( "Hello，world!")
print("This is a Python program.")

另外，在某些情况下，我们可能需要在同一行打印多个字符串。这时，可以使用分号(;)作为语句分隔符。
例如:

print("Hello，world! "); print("This is a Python program. ")

需要注意的是，虽然分号可以用作语句分隔符，但在Python中并不常用。
通常，我们还是建议每个语句独占一行，这样可以提高代码的可读性和可维护性。

注释

Python中的注释是用来解释代码，提高代码可读性的一种方式。
Python中的注释使用#符号，以#号后面的内容为注释，注释内容会被Python解释器忽略。
Python支持单行注释和多行注释两种形式。
单行注释使用#符号，多行注释使用三个单引号(“”)或三个双引号（“”")。
以下是Python中注释的一些示例:

#这是一个单行注释
'''
这是一个多行注释
'''
"""
这也是一个多行注释
"""
x = 5 #这是一个赋值语句,后面跟了一个单行注释

需要注意的是，注释是编写高质量Python代码的重要组成部分。
良好的注释可以提高代码的可读性和可维护性，使代码更易于理解。
因此，在编写Python代码时，应该适当地添加注释。

Pep8规范

PEP 8是Python的官方代码风格指南，旨在提供一致、易于阅读和易于维护的Python代码。
PEP 8规范包括以下方面:
1.缩进:使用四个空格表示缩进。
2.行长:每行代码不应超过79个字符。
3.命名规范:变量名应以小写字母开头，使用下划线分隔多个单词;类名应以大写字母开头，使用驼峰命名法。
4.空格:在运算符两侧、逗号后以及冒号后应添加空格。
5.注释:注释应该清晰、简洁，使用英文书写。注释应该说明代码的作用，而不是如何实现。
6.函数和类:函数和类之间应该用两个空行分隔。
7.导入:每个导入应该单独成行，避免使用通配符导入。
8.括号:在函数调用和定义中，括号内部应该没有空格。
除此之外，PEP 8还涵盖了代码布局、字符串引号、空行、文件编码等方面的规范。
遵守PEP 8规范可以增加代码的可读性和可维护性，这对于团队开发、代码重构和代码维护都非常有帮助。建议Python开发者遵守这些规则，以便与其他Python开发者协作，并使代码更易于理解和维护。

变量

在Python中，变量是一个标识符，用于引用存储在计算机内存中的数据。
每个变量都有一个名称和一个关联的值，可以将值存储在变量中并在程序中多次使用。
以下是有关Python变量的一些基本概念:
1.变量名
变量名是用于标识变量的字符串，变量名由字母、数字和下划线组成，必须以字母或下划线开头，不能以数字开头。
例如:

my_variable = 10
name = "Alice"
my_list = [1，2，3]

2.变量赋值
在Python中，可以使用等号(=）将一个值赋给一个变量。
例如:

x = 10
name = "Alice"

在变量赋值时，Python会自动为变量选择适当的数据类型。

变量多次使用

x = 10
y = 20
#加法
print("x + y = ",x+y)
#减法
print("x - y = ",x-y)
#乘法
print("x * y = ",x*y)
#除法
print("x / y = ",x/y)

上述代码中，我们直接在print()函数中使用基本算术运算符来计算x和y的加、减、乘、除结果，并将结果输出到控制台。

变量值修改

#存储游戏玩家基本信息的变量
player_name = "John"
player_level = 10
player_experience = 2000
#输出玩家基本信息
print("玩家姓名: ",player_name)
print("玩家等级: ",player_level)
print("玩家经验值: ",player_experience)

变量命名规范
Python的变量命名规范通常遵循以下规则;
1.变量名只能包含字母、数字和下划线(_)，不能以数字开头。
2.变量名不能使用保留字(例如if、else、while等等)。
3.变量名应该具有描述性，以便代码的可读性更高，例如在代码中使用的名称应该清晰、简洁、有意义，避免使用缩写或单个字符。
4.变量名应该遵循一定的命名约定，例如使用小写字母、下划线分隔单词的方式，例如my_variable_name。

七、Python的基本数据类型

整型和浮点型

整形

在Python中，整型（integer)是一种基本数据类型，用于表示整数。
整型变量可以通过赋值语句进行声明和初始化，例如:

x = 10
y = -5

在上面的代码中，变量x和y分别被赋值为10和-5，它们都是整型变量。
整型变量可以进行基本的算术运算，包括加、减、乘、除等，例如:

a = 10
b = 3
c = a + b
d = a - b
e = a * b
f = a / b

在上面的代码中，变量a和b分别被赋值为10和3，它们都是整型变量。
变量c、d、e、f分别被赋值为a + b、a - b、a *b、a / b的结果，它们也都是整型变量。

除了基本的算术运算之外，整型变量还可以使用比较运算符进行比较运算，
包括大于(>)、小于(<)、等于(==)、不等于(=)、大于等于(>=）和小于等于(<=)，例如:

x = 5
y = 7
print("x > y: ",x >y)#输出:x >y: False
print("x <y: ",x <y)#输出:x <y: True
print("x =y:",x == y)#输出:X- y: False
print("x != y: ",x !=y)#输出:x !=y: True
print("x >= y: ",x >=y)#输出:× >= y: False
print("x <-y:",x <=y)#输出:x<= y: True

在上面的代码中，我们使用比较运算符对整型变量x和y进行了比较，并输出了比较结果。
需要注意的是，在Python 3中，整型变量可以表示任意大小的整数（在内存允许的情况下)，因此不需要担心整型溢出的问题。
如果需要表示大整数，可以使用Python中的高精度计算库，例如decimal、fractions等。
总之，整型是Python中常用的数据类型之一，用于表示整数。
在实际应用中，我们可以通过对整型变量进行算术运算、比较运算等来实现相应的功能。

浮点型

在Python中，浮点型( float）是一种基本数据类型，用于表示浮点数。
浮点数是带有小数点的数字，例刻3.14、2.5等。
与整型不同,浮点型变量可以表示小数。
和整型─样可以进行算术运算和比较运算。

浮点型变量可以通过赋值语句进行声明和初始化，例如:

x = 3.14
y = -2.5

在上面的代码中，变量x和y分别被赋值为3.14和-2.5，它们都是浮点型变量。

布尔类型

布尔类型是一种基本数据类型，用于表示真和假两种状态。
在Python中，True和False是两个布尔型值，分别表示真和假。

bool函数

可以使用bool函数将一个值转换为布尔类型的值。
当将一个非空的值作为bool函数的参数时，函数返回True;
当将一个空的值（如0、空字符串、空列表、空字典等)作为参数时,函数返回False。
例如:

a = bool(1)#True
b = bool(0)#False
c = bool("Hello World")#True
d = bool("")# False
e = bool([1,2,3])#True
f = bool([])# False
print(a,b,c,d,e,f)

在Python中，除0、空字符串、空列表、空字典等空值被转换为False外，其他所有值都被转换为True。

字符串类型

字符串是一种在计算机程序中常用的数据类型，用于表示文本数据。
字符串可以看作是由一系列字符组成的序列，每个字符可以是字母、数字、符号或其他字符。
在计算机程序中，字符串通常使用一对单引号(‘’)或双引号(“”)括起来，例如:“hello world"或’Python is fun!‘。一些编程语言还支持使用三重引号(’''或”“”)来表示多行字符串。

s = "我爱Python"
print(s)

这个例子中，我们使用了字符串类型，并将其赋值给一个变量，然后使用print函数输出该变量的值。
在字符串中可以使用中文字符，Python默认使用UTF-8编码，可以支持多种语言的字符。

#显示游戏操作提示
game_prompt = """请按游戏提示进行操作:
1.攻击
2.防御
3.使用道具
4.逃跑
"""
print(game_prompt)