Python_01

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正应戚
8 years ago
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1 Python 程式設計林奇賦

2 Outline u 課程簡介 u Python 介紹 u 環境安裝說明 u 變數與運算

3 課程簡介 u 台大系統訓練班 295 期 u 課程網站 : u 上課時間 :( 一 ),( 四 ) 19:00~22:00 u 給分方式 : 出席 (30%) 作業(70%)

4 Python 簡介 u Script Program Language u Object-Oriented Program Language u General-Purpose Program Language u Easy to learn u 誰在使用 Python 呢? u Google u 美國太空總署 (NASA) u

5 Python 簡介 Google 網站的搜尋系統 Youtube 視訊共享服務 BitTorrent 點對點檔案共享系統 NSA 的加密和智能分析 irobot 開發商業機器吸塵器 NASA Los Alamos Fermilab JPL 的科學程式設計任務 Idustrial Light & Magic Pixar 製作電影動畫

6 Python 介紹 u 軟體品質 u 可讀性 u 強制縮排 u 物件導向 u 動態語言 u 直譯式的語言 u 增加了使用上的彈性 u 節省重新編譯的時間 u 強類型定義語言 u 強制數據類型定義的語言

7 Python 介紹 u 豐富的標準函式庫 u 可移植 u 容易擴充和嵌入 u Python 本身非常容易被擴充 u 負載量大的部份, 用 C 語言來寫, 然後用 Python 來引用, 就可以加快速度 u Python 可以嵌在其它程式裡面, 這樣的特性讓 Python 非常有彈性

8 Python 介紹創始為吉多范羅蘇姆 (Guido van Rossum) 打發聖誕節的無趣, 決開發個新的指令碼解釋程式, 作為 ABC 語的種繼承以 BBC 喜劇 Monty Python's Flying Circus 命名 Python 2.0 於 2000 年發布, 主要是實作了完整的垃圾回收 (Garbage Collection), 並且援 Unicode 2008 年 12 3 發布 Python 3.0 它不完全相容之前的 Python 代碼不過, 很多新特性後來也被移植到舊的 Python 2.6/2.7 版本

9 Python 的作者 Guido van Rossum 吉多范羅蘇姆

10 Python2 或 Python3 Python2.X Python3.X 穩定版本現在進行式同時也是未來趨勢 version2.7 為最終版本活絡發展中較多的第三方函式庫對初學者較友善仍有為數眾多的使用者較少第三方函式庫 2to3.py 3to2.py Brett Cannon, Python 3.3: Trust Me, It's Better than 2.7, PyCon

11 簡介 Python 如何執

12 模組的存放位置 Window / 安裝 Python 的資料夾 /Lib Linux /usr/lib/python2.x

13 簡介安裝 Window Python-3.x.msi Linux 系統本進 Python 互動直譯器 (for Linux) Python 2.7 以下版本 #python Python 3.x #python3

14 基本概念語法特以冒號 (:) 做為敘述的開始不必使分號 (;) 做為結尾井字號 (#) 做為註解符號, 同 # 字號後的任何字將被忽略使 tab 鍵做為縮排區塊的依據不必指定變數型態 (runtime 時才會進 binding)

15 變數與運算變數的命名以英字 a-z 或 A-Z 或是 _ 為開頭 Ex: first-name false Ex: first_name right Ex: fruit, Fruit Python 關鍵字刪除變數 del 變數

16 變數與運算變數多重設定 Ex: orange, apple = 2, 5 告別許功蓋 Big5 碼的衝碼問題採 unicode 編碼

17 簡介 print() 函數功能 print("a","b","c","d") A B C D print("a","b","c","d",sep="") ABCD print("a","b","c","d",sep=" ") A B C D 28

18 Python 2.x 與 Python 3.x 的差異 print 從陳述式 (statement) 改為函數 (function) from future import print_function print([object, ][, sep=''][, end='n'][, file=sys.stdout]) 27

19 認識 IDLE 小而實用的 Python 開發環境! 包含了實用的編輯器與 Python 直譯器 ( 互動介面,Python Shell) 自動縮排語法高亮提供互動介面容易學習與測試

20 認識 IDLE 接下來介紹 IDLE 的各項功能 ü File : 開檔, 關檔, 存檔, 開新視窗 ü Edit : 複製, 貼上, 取代, 尋找, 復原 ü Shell : 重啟 shell ü Debug : 除錯的功能與工具 ü Option : 可以設定 IDLE ü Help : IDLE 幫助與 Python 文件

21 認識 IDLE 接著我們一步一步來看看 IDLE 的基本功能! 請跟著輸入並觀察結果 ( 不太了解沒關係, 這邊只是體驗!) Part I. Shell Step 1 : 輸入 1+1 Step 2 : 輸入 print( hello world! ) 在 Python Shell 中, >>> 是一個輸入的提示字串我們所有要下給直譯器的命令都要打在 >>> 之後喔

22 認識 IDLE Part II. A New File(.py) Step 1 : File > New Window Step 3 : File > Save Step 2 : 輸入 print( hello world! ) Step 4 : 存成.py, 按存檔

23 認識 IDLE Step 5 : 按 F5 或 Run > Run Module, 看看會出現什麼! 出現下面訊息代表成功了! 恭喜你, 踏出學習 Python 的第一步

24 Python 重要操作指令與快捷鍵輸入終止符 Unix-Like : Ctrl+D Windows : Ctrl+Z <Enter> IDLE 熱鍵 Alt+p 上一個指令 Alt+n 下一個指令 Tab 指令補完

25 標記直譯器利標記 (token) 解析程式的功能, Python 中的標記有關鍵字 (keyword) 識別字 (identifier) 字常數 (literal) 運算 (operator) 等四類關鍵字識別字字常數運算

26 關鍵字關鍵字為具有語法功能的保留字 (reserved word),python 的關鍵字, 如以下列表

27 識別字識別字為寫程式時依需求定義的名稱, 包括變數 (variable) 函數 (function) 類別 (class) 等, 皆為使定義的識別字除了關鍵字之外, Python 可任何 Unicode 編碼的字元當作識別字習慣上識別字的命名仍是以英字寫 A-Z (\u0041-\u005a), 寫 a-z (\u0061-\u007a), 底線符號 (_, \u005f) 與數字 0-9 (\u0030-\u0039) 為主

28 字常數字常數的意思就是字上的意義, 也就是說,1234 就代表整數數值千兩百三四的意義, 因此, 所謂的字常數就是直接寫進 Python 程式原始碼的數值, 依資料型態分類有字串字常數 (string literal) 字節字常數 (bytes literal) 整數字常數 (integer literal) 浮點數字常數 (floating-point literal) 複數字常數 (imaginary literal)

29 運算 Python 提供多樣功能完整的運算, 如下列表分隔符號 (delimiter)

30 變數 (Variables) 和表式 (Expressions) 表式 (5 * 4) 3 ** 2 Hello + World 變數指定 a = b = a * 4.5 c = (a+b)/2.5 a = Hello World 型別是動態的, 會根據指定時的物件來決定型別變數單純只是物件的名稱, 並不會和記憶體綁在起 e.q. 和記憶體綁在起的是物件, 不是物件名稱

31 關於變數 1/3 為何需要變數? 彈性與保存變數好比容器變數的名字 ( 罐子 A) 變數的值 ( 三公升 ) 變數的型態 ( 水 ) 變數要如何命名? 以底線或英文字母開頭字符以底線, 英文字母和數字為後續字符不可與關鍵字 ( 保留字 ) 相同

32 關於變數 2/3 定義變數與初始化變數 Var = 70 ( 整數 ) Var = 6.78 ( 浮點數 ) Var = "alcom lab ( 字串 ) 變數值同時可以看出變數型態 variable name = value 變數名稱必須符合規範 Programmer 撰寫 Python 時不必在意變數的 size( 容器的大小 ), 因為細節早被隱藏

33 關於變數 3/3 Python 的變數是可以更換型態的這並非指 Python 沒有型態, 而是同一個變數名稱可以任意指稱裝載任何型態的容器 ( 物件參照 ) 在 Python Shell 中直接輸入變數名稱可看到變數的再現型態

34 賦值運算賦值運算是最常被使用的運算將運算的結果賦予 ( 存到 ) 一個變數, 將右邊運算的結果 ( 右值 ) 賦予左邊 ( 左值 ) left value = right value 等號是賦值運算的運算子, 代表把右邊給予左邊, 跟一般在數學上的意義相等是完全不同的

35 物件參照 1/3 Python 在實作上採取了參照物件的作法個資料 ( 物件 ) 必須得有個空間 ( 容器 ) 來保存它, 在許多程式語中, 變數就是容器的名字, 但在 Python 中, 變數只是張標籤, 此標籤指出了真正容器之所在, 因參照了該容器裡保存的物件標籤 Python 的變數參照真正的容器 ( 空間 ) 物件 ( 資料 )

36 物件參照 2/3 範例 : 整數變數的賦值 ❶ 5 a 參照 ❷ ❸ kkk 7.890

37 物件參照 3/3 範例 : a b 參照參照 10.5 hello a b 參照參照 6 is : 判斷兩個物件的 id 是否相同 == : 判斷兩個物件的 value 是否相同

38 變數與物件 Python 中所有東都是物件 (object), 這是說 Python 裡的資料 (data) 都是物件凡是物件都有 : (id) 號碼 (type) 型態 (value) 數值物件的值可以是可變的 (mutable), 或是不可變的 (immutable), 通常這是說複合資料型態 (compound data type) 的元素 (element) 是否可以替換, 例如序對 (tuple) 及字串是不可變的, 串列 (list) 或字典 (dictionary) 是可變的當物件不再使時, 直譯器會動垃圾收集 (garbage collection), 釋放記憶體空間

39 可變與不可變 1/3 資料型態有分成可變的 (mutable) 與不可變的 (immutable) 指的是變數所參照的物件本身可否改變不可變資料型態 : 整數, 浮點數, 字串被自動回收 a 參照 5 6 變數 a 原先參照的物件 : 整數 5 並沒有被改變而是產生了新的整數物件 6 並且將變數 a 重新繫結到物件 6

40 可變與不可變 2/3 可變資料型態 : 串列, 字典 a 參照 a 6 a 參照變數 a 原先參照的串列被改變了, 增加了個元素 5.1 也改變了第三個元素 7 1 a

41 可變與不可變 3/3 可變的資料型態, 變數指定時會產生新的 id 部分不可變的資料型態, 變數指定時會對應相同的 id a b 參照參照 [1,2,3] [1,2,3] a b 參照參照 6

42 資料型態整數 int 浮點數 float 複數 complex 字串 str 字節 bytes 字節陣列 bytearray 串列 list 序對 tuple 集合 set 字典 dict

43 數字型態 u 內建的數字型態 (numeric types) 共有三種 u int 整數 u100 u float 浮點數 u u complex 複數 u3+4j

44 數學運算基本四則運算 : + - * / % 運算特性 : 以複雜者為主且運算精確性有限 Python 所援的特殊運算 : 次 : 2**10 整商除法 : 10//3

45 複數運算 c.real 實部 c.imag 虛部

46 內建序列型態內建的序列型態 (sequence types) 共有六種 str: 字串 (string), 不可變 (immutable) bytes: 字節 (byte), 不可變 (immutable) bytearray: 字節陣列 (byte array), 可變 (mutable) list: 串列 (list), 可變 (mutable) tuple: 序對 (tuple), 不可變 (immutable) range: 內建函數 range() 回傳的物件 (object), 常於 for 迴圈 (for loop)

47 字串 (String) l 字串的特徵為引號, 包含單引號, 雙引號和三引號, 再現時預設以單引號表 l 使索引位置可以存取元素 l 字串的元素是有序的 ( 誰前誰後有關係 ) l 字串頭尾的引號必須相同對稱 Strings ( 字串 ) a = Hello # Single quotes b = World # Double quotes c = Bob said hey there. # A mix of both d = A triple qouted string can span multiple lines like this e = Also works for double quotes

48 序列型態 (sequence types) 可進以下的計算

49 串列 list 是最實也最常的群集可以收集不同資料型態的元素 list 中的元素允許是 list list 的元素是有序的 ( 誰前誰後有關係 ) list 的特徵是中括號 [ ], 使索引位置可以存取元素顯示 list1 的第一個元素 ( 在電腦領域裡計數由零開始 ) 不同型態的資料可以被收集在同一個清單中

50 串列 (list) 任意物件的串列 a = [2, 3, 4] b = [2, 7, 3.5, Hello ] c = [] d = [2, [a, b]] e = a + b # A list of integer # A mixed list # An empty list # A list containing a list # Join two lists 串列的操作 x = a[1] y = b[1:3] z =d[1][0][2] b[0] = 42 # Get 2nd element (0 is first) # Return a sub-list # Nested lists # Change an element

51 串列 (list) 型態有以下的法

52 序對 (tuple) l l 可以收集不同資料型態的元素 tuple 中的元素允許是 tuple l tuple 的元素是有序的 ( 誰前誰後有關係 ) l l tuple 的特徵是括號 (), 使索引位置可以存取元素與 list 類似, 最的不同 tuple 是種唯讀且不可變更的資料結構, 不可取代 tuple 中的任意個元素, 因為它是唯讀不可變更的

53 序對 (tuple) tuple f = (2,3,4,5) g = () h = (2, [3,4], (10,11,12)) tuple 的操作 x = f[1] y = f[1:3] z = h[1][1] # A tuple of integers # An empty tuple # A tuple containing mixed objects # Element access. x = 3 # Slices. y = (3,4) # Nesting. z = 4

54 內建集合型態 (set) l 內建的集合型態 (set types) 共有兩種 l l set: 集合, 可變 (mutable) frozenset : 原封集合, 建後不可新增或刪除元素 (element), 因此為不可變 (immutable) l 集合型態的字常數使括弧 { }, 其物件屬於複合資料型態 (compound data type), 也就是說單集合型態物件可以包含多個元素, 但沒有重複的元素

55 內建集合型態 (set) l set 的元素是無序的 ( 誰前誰後沒關係 ) 沒有重複的元素, 而且設定時的順序也不影響 set 為可變型態, 所以變數指定時會產生新的 id

56 集合型態的物件可進之運算

57 集合型態物件相對應的法由於 set 型態是可變的, 因此有額外兩個新增與刪除元素的法

58 內建字典型態 (dict) l 建字典變數可利括弧 { }, 裡頭以 key : value 為配對的資料項, 若有多筆資料再以逗號區隔開 l 例如 d1 = { "a":100, "b":200 } 共兩筆資料 key value l 與 list, tuple 不同, 不以索引位置存取元素, 改以 key 當作索引存取元素

59 內建字典型態 (dict) l 使字典須注意, key 必須是不可變的 (immutable) 資料型態, 如數字字串 (string) 等, value 沒有限制 l dict 的元素是無序的 ( 誰前誰後沒關係 )

60 字典物件可進的運算

61 字典物件的法 (method)

62 型態轉換我們在處理資料的時候, 有些資料型別不是我們想要的, 該怎麼處理? 資料型別轉換 : 型別 ( 資料 ) 將 x 轉換為整數 :int(x) 將 x 轉換為浮點數 :float(x) 將 x 轉換為字串 :str(x) 將 x 轉換為布林型別 :bool(x) 型別轉換會在記憶體空間配置出新的物件, 內容為轉換後的結果

63 動動腦 u num = '1000' #str 字串型態 u 若需要除以 2 運算後得到數字 500 的話怎麼辦? u nums = [1,1,1,2,2,3,4,5] #list 串列型態 u 若需要將重複的元素去除的話怎麼辦? u nums = (10,5,7,1,6,2) #tuple 序對型態 u tuple 並不提供排序的法, 若要排序 ( 由到 ) 該怎辦? u 適時的轉換型態可以解決常多的問題

64 Homework1 u u 作業格式 u 檔名 :py2xx_ 中姓名 _hw1.py 繳交式 u 上傳課程網裡的上傳作業連結 (dropbox)

65 Homework1 u 作業要求 u Q1. 使 set 型別完成下列問題 : 本班期末考試 u 數學及格的有 : Tom, John, Mary, Jimmy, Sunny, Amy u 英及格的有 : John, Mary, Tony, Bob, Pony, Tom, Alice u 分別印出數學及格但英不及格的名單, 數學不及格但英及格的名單, 兩科都及格的名單 u 最後印出全班總共有幾個同學 u Q2. 使 dict,list 型別完成下列問題 : u Tom 作業成績為 80, 100, 90, 95,John 作業成績為 100,93,75,80 u 請以 dict 型別存放兩個同學的資料 key: 名字,value: 分數列表 (list) u 請分別算出兩位同學的平均分數並且印出

66 參考 u 官網站 u u Python code 視覺化網站 u

標題版面配置

標題版面配置 Computer programming and Data Science William Hsu Department of Computer Science and Engineering National Taiwan Ocean University Python 一種相對容易上手但難精的語言 2019/2/20 2 Python 簡介 Google 網站的搜尋系統 Youtube 視訊共享服務