Writer範本

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嫁巴吕
4 years ago
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1 第 2 章設計簡單的程式 (1) 軟體開發程序 - 撰寫程式的階段 * 分析問題 : 深入了解問題的內涵 * 決定規格 : 程式到底要做什麼事? # 重點在於說明程式應該做什麼 (What), 而不是如何做 (How) # 對於小程式而言, 這代表了決定輸入輸出的規格, 以及輸出與輸入之間的關係 * 產生設計 : 塑造整個程式的架構 # 重點在於說明程式應該如何做, 也就是設計符合規格的演算法 * 實作 : 將上述設計轉為程式語言 * 程式測試 : 嘗試執行程式, 觀察其結果是否符合要求 # 除錯 (Debugging): 將程式裡的錯誤 (Bug) 去除並更正 * 程式維護 : 依據使用者的需求, 持續修正程式 (2) 程式範例 : 攝氏溫度與溫度與華氏溫度之轉換 - 分析問題 : 攝氏與華氏的溫度轉換 - 決定規格 : * 輸入 : 攝氏 (C) 溫度數值 * 輸出 : 華氏 (F) 的溫度數值 * 輸出與輸入的關係 :F = C*9/ 產生設計 * 模型 : 輸入處理輸出 (Input Process Output, IPO) * 步驟如下 : 1. 輸入攝氏度數 2. 轉換度數 3. 顯示華氏度數 * 轉為虛擬程式碼 (Pseudocode): 提示使用者輸入攝氏度數 ( 稱之為 celcius) 以 (9/5)*celsius+32 公式計算華氏度數在螢幕上輸出華氏度數 - 以 Python 實作 : 將虛擬程式碼轉為 Python 程式語言 #!/usr/bin/env python3 # convert.py # A program to convert Celsius temperature to Fahrenheit. def main(): celsius = eval(input('what is the Celsius temperature? ')) fahrenheit = 9 / 5 * celsius + 32 print('the temperature is', fahrenheit, 'degree Fahrenheit.') main() * 測試 : 2-1

2 What is the Celsius temperature? 0 The temperature is 32.0 degree Fahrenheit. What is the Celsius temperature? 0 The temperature is degree Fahrenheit. (3) 程式的元素 - 名稱 (Name) * 模組名稱 ( 例如 convert) 函式名稱 ( 例如 main) 或變數名稱 ( 例如 celsius) 等 * 程式中的各種名稱統稱為識別字 (Identifier) * Python 識別字的規則 : # 以英文字母或底線開頭, 之後可以接字母數字或底線 ( 類似其他程式語言 ) - 例如 :, celsius, spam2, spam_and_eggs # 許多系統變數通常以底線開頭, 使用者最好不要使用底線作為變數的開頭字母 # Python 3 支援 Unicode 編碼, 各國字彙亦可當識別字之開頭, 例如 : def 列印 ( 字串 ): print( 字串 ) 列印 (' 世界好!') 執行 : 世界好! # Python 中文化 : 中蟒周蟒中蟒回答 = 讀入 (' 中文程式好嗎?( 好 / 不好 )') 如回答 == ' 好 ': 寫 (' 好吧, 讓我們一起努力!') 不然回答 == ' 不好 ': 寫 (' 好吧, 中文沒有程式語言的價值.') 否則 : 寫 (' 請認真考慮後再回答.') 周蟒定義說哈囉 (): 印出 (' 哈囉, 世界!') # 函式主體說哈囉 () # 呼叫函式 * 識別字的英文字母大小寫有別 (Case-sensitive), 因此 spam, Spam, spam, 及 SPAM 均為不同的識別字 * Python 保留字 (Keyword) 如下表, 不可用於一般識別字 : False None True and as assert break class continue de del elif else ecept finally for from global if import in is lambda nonlocal not or pass raise return try - 表示式 (Epression * 所有資料均以數位方式存在電腦記憶體, 不同的資料型態也以不同的型態儲存 * 表示式 (Epression): 用來產生或計算資料的程式碼 * 定字 (Literal, 字面值 ): 本身的值即如其字面所顯示的值, 例如 : # 數值 :3.9, 1, 0,...(0 的值就是字面上所顯示的 0) # 字串 (String): 以單或雙引號標示的一串可印出的字元, 例如 :'Hello, world!' ('Hello, world' 的值就是 'Hello, world!') * 計算值賦值 (Evaluation): 將表示式算出其值, 例如在 IDLE 中 : >>> 32 # 要求 Python 計算數值 32 的值, 其結果為 32 ( 定字 ) 32 >>> 'Hello' # 計算字串 'Hello' 的值, 其結果為 'Hello'( 定字 ) while with yield 2-2

3 'Hello' >>> '32' # 計算字串 '32' 的值, 其結果為 '32'( 定字 ), 不是數值 32 '32' # Python 以單引號告知使用者這是字串, 而非數字 >>> (3+5)/5 # 計算 (3+5)/5 表示式的值, 其結果為 1.6 ( 數值 ) 1.6 * 單一識別字亦可成為一個表示式, 例如 : >>> = 5 # 將變數設為定字 5 >>> # 要求 Python 計算之值 5 >>> print() # 要求 Python 印出之值 5 >>> print(spam) # spam 尚未設定值,Python 顯示名稱錯誤 (NameError) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#0>", line 1, in <module> print(spam) NameError: name 'spam' is not defined 'spam' 並未定義值, 變數必須先設值後才能使用, 但不需事先宣告 * 利用運算子 (Operator) 產生較複雜的表示式 # 例如 : 加減乘除次方 :+, -, *, /, ** 3.9 * * (1 - ) 或 3.9**(1-) # 空白不影響 # 字串亦可相加, 稱為串連 (Concatenation), 將兩個字串前後串連 : >>> 'Bat' + 'man' 'Batman' (4) 輸出指令 (Output statement) - print 是內建函式, 有以下兩種樣本格式 print(<epr>, <epr>,..., <epr>) print() # 印一空行 * <epr>: 表示式 * print 自動在各表示式之間加上空格 * 範例, 以下指令 : print(3+4) print(3, 4, 3+4) print() print('the answer is', 3+4) 產生以下結果 : # 內部可含許多表示式 The answer is 7 * print 指令在列印時, 會自動在最後附加新行字元 (newline, '\n') print(<epr>,..., <epr>, end='\n') # 可明確指定最後加新行 * 若要改變此自動加新行模式, 亦可指定行末字元, 例如 : print('this answer is', end=' ') print(3+4) 產生結果 : The answer is 7 2-3

4 (5) 設值指令 (Assignment statement) - 基本設定 :<variable> = <epr> * <variable>: 識別字 ( 變數 ),<epr>: 表示式, 例如 : = 3.9 * * (1 - ) fahrenheit = 9 / 5 * celsius 一般語言設定變數值的概念 : 將變數視為一個盒子, 可以放入不同的值進去 * 舊的值 () 被新的值 (11) 覆蓋 = = Python 設定變數值的概念 : 將變數視為一個參考, 可以參考不同的記憶體位址 * 舊值 () 依然存在, 所產生的新值 (11) 存在另一記憶體位址, 再將變數參考新位址 * 沒有被參考到的記憶體位址會被定期當垃圾收集 (Garbage collection) 後再予使用 * 為何要設計此種變數設定模式? - 設定輸入 : 從使用者端取得資料, 然後儲存在某變數中, 格式 : <variable> = input(<prompt>) # <prompt>: 提示使用者之說明字串 * input 印出提示後暫停, 等待使用者輸入資料並按下 Enter * 使用者從鍵盤所輸入的任何資料均以字串儲存, 例如 : name = input('enter your name: ') print(name) Enter your name: John Yaya John Yaya * 若需要輸入數值, 則利用 eval 指令計算值 (Evaluation), 格式 : <variable> = eval(input(<prompt>)) 文字型態之資料經過計算後, 會產生數值型態, 例如 : eval('32') 之值為整數 32 * 回顧先前之範例 : = eval(input('enter a number between 0 and 1: ')) celsius = eval(input('what is the Celsius temperature?')) * 使用者亦可輸入表示式 ( 就像計算機一般 ), 例如 : ans = eval(input('enter an epression: ')) print(ans) Enter an epression: * 5 23 eval 指令計算 * 5 表示式的值, 結果得到 23 - 同時設值 (Simultaneous assignment) * Python 允許同時設定許多變數的值, 格式 : <var>, <var>,..., <var> = <epr>, <epr>,..., <epr> # Python 同時計算右邊的表示式, 再分別設定左邊的相對應的變數 * 例如 : sum, diff = +y, -y, y = y, # 內容互換 (swap), 比其他語言效率高 (t=, =y, y=t) 2-4

5 20 1. t = t 2. = y, y = y, y y = t y 20 一般語言 * 亦可用於使用者輸入多個數值 : #!/usr/bin/env python3 Python # avg2.py # A simple program to average two eam scores # Illustrate use of multiple inputs def main(): print('this program computes the average of two eam scores.') score1, score2 = eval(input('enter two scores separated by a comma: ')) average = (score1 + score2)/2 print('the average of the scores is:', average) main() (6) 有限迴圈 (Definite loop) - 有限迴圈 : 執行迴圈時已經知道要執行多少次 (for 指令 ), 格式 : for <var> in <sequence>: <body> * <var>: 迴圈索引 (Loop inde), 索引在每一迴圈循序取用序列 <sequence> 裡的一個元素 * <sequence>: 一串列的值 (List of values) * <body>: 欲執行的指令程序集 - 範例 : * 前例 : for i in range(): # range() 是內建函式, 用來產生數值串列 (0~9) = 3.9 * * (1 ) print() * 以 [ ] 指定串列 : for i in [0, 1, 2, 3]: print(i) for odd in [1, 3, 5, 7, 9]: print(odd * odd) * 以 list() 列出串列 : alist = list(range(5)) # 將 range() 轉成明確的串列 print(alist) [0, 1, 2, 3, 4] 2-5

6 (7) 程式範例 : 未來價值 - 設計程式來計算一項投資未來的價值 * 將本金存在銀行每年可以獲利息, 年後會累積到多少總價值? 1. 分析問題 : 計算投資獲利最後的總價值 2. 決定規格程式未來價值輸入 principal 所投資的資金數量 ( 本金 ) apr 年利率 (Annual percentage rate) 輸出未來年後的總價值關係一年後的價值由 principal(1+apr) 計算, 此公式要計算次 - 產生設計 * 模型 : 輸入處理輸出 (Input Process Output, IPO) * 步驟如下 : 1. 輸入投資金額及年利率 2. 以迴圈複利計算總額 3. 顯示年後的總價值 * 轉為虛擬程式碼 (Pseudocode): 印出說明文字輸入本金及利率 ( 稱之為 principal 及 apr) 重複次 : 以 principal = principal(1+apr) 公式計算總額輸出總價值 - 以 Python 實作 : 將虛擬程式碼轉為 Python 程式語言 #!/usr/bin/env python3 # futval.py # A program to compute the value of an investment carried # years into the future. def main(): print('this program calculates the future value') print('of a -year investment.') principal = eval(input('enter the initial principal: ')) apr = eval(input('enter the annual interest rate: ')) for i in range(): principal = principal * (1 + apr) print('the value in years is:', principal) main() - 程式檔案的編碼 * Python 2. 的程式檔案標準編碼為 ASCII, 因此若程式檔為 ASCII 編碼, 就不需加註任何資訊, 否則需加註編碼資訊, 例如 :# -*- coding: utf-8 -*- * Python 3. 的程式檔案標準編碼為 UTF-8, 因此若程式檔為 UTF-8 編碼, 就不需加註任何資訊, 否則需加註編碼資訊, 例如 :# -*- coding: ascii -*- * 其他編碼 :latin-1, iso , utf-42,

Python a p p l e b e a r c Fruit Animal a p p l e b e a r c 2-2

Python a p p l e b e a r c Fruit Animal a p p l e b e a r c 2-2 Chapter 02 變數與運算式 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 type 2.2.4 2.3 2.3.1 print 2.3.2 input 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 + 2.4.6 Python Python 2.1 2.1.1 a p p l e b e a r c 65438790