鲁教版信息技术第四册第二单元 Python 程序设计 知识点期末复习

第四册第二单元 Python 程序设计
[复习简要题纲]
Python 语言的特点、启动Python、Python 编程模式
变量、数据类型及其运算
关系运算符和逻辑运算符、算法、选择结构、if 语句的一般格式
for 循环的常用格式、for 循环的应用、for 循环的嵌套
while 语句的一般格式、while 循环的应用
内置函数、自定义函数
[复习详细提纲]
Python语言的特点：①语法简洁，简单易学；②免费、开源；③使用范围广；（可以进行Web 开发、游戏编程、数据分析等，如国内的豆瓣网、知乎网和果壳网等很多大型网站都是用Python语言搭建起来的。）
④可移植性强（几乎可以在目前所有的主流操作系统平台上运行，比如Windows、Mac OS、Linux 等）
在Python的IDLE集成开发环境中，Python 编程有两种模式：交互模式和文件编辑模式。
二者区别：①交互模式下编写的代码无法保存；若要将程序保存下来，需要进入IDLE 的文件编辑器中编写，可将程序保存为以.py 为扩展名的文件。②交互模式的代码是输入一行，执行一行，而文件编辑模式下直接运行.py文件是一次性执行该文件内的所有代码。
7.3计算机语言分为三类：机器语言（计算机能够直接识别和执行的唯一语言）、汇编语言（符号语言，相对于机器语言易于识别和记忆）、高级语言（Python、C、C++、Java）
变量：在编程语言中，变量是指某个数据存储空间的名称，其中的值是可以改变的。一个程序中可能会用到多个变量，为了区分不同的变量，必须给每个变量（存储空间）取一个名字，即变量名。
变量的命名规则：
①必须以字母或下划线开头②区分大小写③禁止使用Python的关键字作为变量名。变量的赋值：
在Python 中，给变量赋值一般由赋值语句来完成。无论是数字型变量，还是字符串变量，都可以参与运算。Python 中的表达式是数值、变量和操作符的组合，单独的一个值或变量也可以看作表达式，例如a=3、b=2*a+4、c=b。
数据类型及其运算：最常用的数据类型有数字型和字符串型。
①数字型数据：常用的数字型包括整数（int）和浮点数（ oat）。
Python 中的“+”、“-”、“*”、“/”运算符与数学中的加、减、乘、除号一一对应，运算法则也与数学运算一样，“%”、“//”、“**” 运算符为取模、取整除、乘方。（8%3余数为2,8//3商为2,2**3结果8。2*3**3结果为54,6%4**2结果为6，乘方优先级高。）遵循“先算括号内，再算括号外”“先算乘除，后算加减”的顺序。
②字符串型数据：在Python中，字符串用一对单引号’ ’或一对双引号” ”引起来。字符串类型数据可以进行“+”（拼接）、“*”（重复）运算。例如：’富强 ’+’ 民主’，结果为’ 富强民主’；’诚信 ’*3，结果为’ 诚信诚信诚信’。
常用函数:
print()输出函数
input()输入函数，括号中可以使用字符串作为提示信息。执行此输入函数时，获得一个字符串型数据。 int() 强制类型转换函数，能把input（）获得的字符串型数据转换为整数数据。
float()强制类型转换函数，能把input（）获得的字符串型数据转换为浮点数据。str()强制类型转换函数，能把input（）获得的数据转换为字符串数据。
例题8.3.1：为了避免自己乱花钱，小智决定把过年长辈给的压岁钱存到银行，假定年息为2.5%，请问一年 后的利息是多少？
例题8.3.2：实现数据的交换
8.4 *Python中的标准数据类型
数字型（number）、字符串型（string）、列表（list）、元组（tuple）、字典（dictionary）、集合（set）列表（list） 定义“列表名=[元素1，元素2，…，元素n]”，是有序的数据类型，下标从左到右编号0、
1、2…n-1，下标从右到左编号-n、-(n-1)、…-2、-1,使用“列表名[下标]”
元组（tuple）定义“元组名=(元素1，元素2，…元素n)”,如同不可修改的列表。使用“元组名[下标]” 字典（dictionary） 定义“字典名={键1:值1，键2:值2，…键n:值n}”也叫关联数组，每个元素由键（key）
和值（value）两部分组成。使用“字典名[键？]”
集合（set） 定义“集合名={元素1，元素2，…元素n}”，集合元素是唯一、无序和不可改变的。
9.1 关系运算符和逻辑运算符
比较两个量的运算称为关系运算。
关系运算符：小于<、大于>、小于等于<=、大于等于>=、等于==、不等于!=
例如：0 and 0 结果为：0。False and True 结果为：False。
10 and 20 and 40结果为：40。
10 or 20 结果为：10。0 or 10 or 20 结果为：10。
逻辑运算符：逻辑非（not）、逻辑与（and）、逻辑或（or）。根据以上操作可以看出：
①逻辑与：a and b，若a为False，a and b为False，若a为0，a and b为0， 否则返回b的值。
and：找到并返回第一个False(假)或最后一个True(真) （从左往右找）
②逻辑或：a or b，若a 为True 或非0，则返回a 的值，否则返回b 的值。
or：找到并返回第一个True(真)或最后一个False(假) （从左往右找）
③逻辑非：若a 为True 或非0，则not a 返回False，否则返回True。考试中，可以到IDLE交互模式进行测试验证。
9.2.算法：是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则,即解决问题的方法。
五个特征：有穷性、确切性、输入项(0 或多个输入)、输出项(一个算法有一个或多个输出)和可行性。描述方法：自然语言法、流程图法、伪代码法和 PAD 图等，其中最普遍的是流程图法。
程序是算法的代码实现，程序设计有三种基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。
选择结构:
if语句的一般格式：
if 条件表达式： 语句块 1
else：
语句块 2
多分支if语句的一般格式：
if 条件表达式 1： 语句块 1
elif 条件表达式 2： 语句块 2
……
elif 条件表达式 n： 语句块 n
else：
语句块 n+1
例题9.3.1：
单分支if语句：为了防盗， 小智家的门锁最近换成了智能密码锁， 他家的密码是“xy#123”，小智想设计一个验证密码的程序请你帮帮他。
节日期间，某商场推出购物优惠活动：消费不超 100 元的，
按 85 折优惠，超过 100 元的，超过部分按 6 折付费。请完善下面的程序，完成商场的自动计费工作。
如果条件表达式的条件不止一个，就需要用到逻辑运算。 例题9.3.2：
多分支if语句：小智学校里的考试成绩都是以等级制呈现给学生的，学校规定：85 分及以上为A等级，75 分及以上为B 等级，60 分及以上为C 等级，60分以下为D 等级。请编写程序实现该操作。
在现实生活中，有时遇到的问题会很复杂，我们要面对的可能不止两种选择， 需要更多的分支，这就需要用到多分支if 语句。第2题的代码用多分支if 语句就可以改为如下图所示的形式。
例题9.3.3：
多分支if语句：小智想编写一个猜数游戏，让妹妹猜。妹妹说一个数， 如果妹妹说的数大， 则输出“猜大了！”，如果妹妹说的数小，则输出“猜小了！”，如果正好相等，则输出“猜对了！”，请帮小智编写程序实现该操作。
*常见错误及原因：
①语法错误:如果把关键字、数字、括号、单引号、双引号漏输或输错，系统就会报错，这属于语法错误。 例如，下面的程序第 2 行最后缺少一个右括号，运行时会弹出语法错误提示，如图所示。
②运行错误:在程序运行过程中出现的错误属于运行错误。比如内存用尽、除数为零的除法等都可能导致异常。Python 为了把错误的影响降到最低，提供了专门的异常处理语句。
③语义错误:也叫逻辑错误，如果你编写的程序完全符合Python 的语言规范，不会出现语法错误，但是在逻辑上有错误，程序结果也会是错误的。
循环结构可分为：计数循环（for循环）和条件循环（while循环）
for循环的常用格式
for 循环的常用格式：
for 循环变量 in range（初值，终值，步长）：语句块
range（）函数一般用在for循环中，用来生成多个连续的整数，其基本格式如下： range（终值） 生成的整数范围为0~终值-1
range（初值，终值，步长）
for循环的应用
例题10.2.1：输出0到100 之间的偶数。
分析：用for 循环从0数到100，用if 语句对每个数进行奇偶判断。
例题10.2.2：输出1到100 之间的偶数。分析：
方法1 用for 循环从1数到100，用if 语句对每个数进行奇偶判断。
方法2 用for 循环从2 数到101，用步长控制循环次数。
例题10.2.3：，计算n！（0< = n <= 20）。
注：阶乘是一种运算符号，自然数n 的阶乘写作n!。一个正整数n 的阶乘等于1 乘以2 乘以3 乘以4 一直乘到n，亦即n!=1×2×3×...×n,并且规定0!=1。
例题10.2.3：国际象棋放麦粒
在印度有这样一个古老的传说：宰相达依尔向印度舍罕王进献了非常好玩的国际象棋游戏，国王非常高兴，准备赏赐他，宰相说：“陛下，我想向您要一些粮食，将它们分给贫困的百姓。请您派人在这张棋盘上按规律放一些麦粒，第一格放1粒，第二格放2粒，第三格放4粒……以后每一格的数量都比前一格增加一倍，摆满64格就够了。”。你能算出这些麦粒的数量吗？4000 粒麦子的重量大约为1公斤，你能算出宰相请求的麦子大约是多少公斤吗？
分析：第1格放1粒麦粒，第2格放2粒麦粒，第3格放4粒，第4格放8粒，以后每一格都是前一格的2倍，则第i格需放 粒麦子,将每个格子内的麦粒数累加在一起，则可得到麦粒总数。用总数除以 4000，则可求出麦子的公斤数。
在循环语句中，有时需要提前中断当前循环。Python 提供了两种中断循环的语句：break 和continue。break语句可跳出当前循环，即提前结束当前循环；continue 语句可跳过当前循环体剩余语句，回到循环开始处进行下一轮循环。
例题10.2.4：判断一个整数是否为质数，是则输出“yes”，不是则输出“no”。
分析：质数又称为素数。在正整数中，除了 1 和它本身外，不能被其他自然数整除的数，称为素数。对于任何一个正整数n，若2 至n-1 之间的数均不能被n整除，则可判断n 为素数。
代码注释用于为程序添加说明性文字。在Python 中，单行注释用“#”开始，“#”之后的内容在程序运行时不会被执行。单行注释可放在语句末尾，也可单独占一行。
例题10.2.5：利用for 循环，计算输出s=1+2+3+…+100 的值。
for 循环的嵌套
如果在一个循环语句中包含另一个循环语句，则称为二重循环。若在第二重循环中又包含一个循环， 则称为三重循环，……，继续一层套一层，称为多重循环语句，也叫循环嵌套。利用循环的嵌套可以解决一些更复杂的问题。
例题10.3.1：输出九九乘法表。
分析：九九乘法表由 9 行 9 列组成，编写程序时，需用外层循环控制行数， 内层循环控制列数， 所以需要用到循环的嵌套。
外层循环一次，内层循环最多执行（9）次，当i=9时。
例题10.3.2：百钱买百鸡问题出自我国古代数学家张丘建的《算经》，用 100 文钱买100 只鸡，公鸡5 文钱一只，母鸡3 文钱一只，小鸡1 文钱3 只，问可以买公鸡、母鸡和小鸡各多少只
例题10.3.3：猜测真实数据：某单据因日久破损，一数据变得残缺不全，看不清千位数和十位数，只能推测为 14x9x1，已知该数据是 77 的倍数，请设计一个程序，输出所有满足条件的数据。
*for循环可以遍历任何一个序列中的元素，如列表、字符串或字典。
while循环
执行while循环时，先判断条件，若条件成绩则执行循环语句块。
例题11.2.1：小智学校每年植树节都有志愿者服务，规定每人第一年种1棵，第二年种 2棵，依次类推，编程计算需要连续几年才能种够10 棵树。
分析：因为不知循环次数，所以用while 循环。
例题11.2.2：求正整数a 和b 的最大公约数。
分析：欧几里得算法。欧几里得算法也叫辗转相除法，具体做法如下：先求a 除以b 的余数r，然后除数作为被除数，余数作为除数，继续相除，直到余数为零，除数即为两数的最大公约数。
例题11.2.3：利用倍增法，求两个数的最小公倍数。（倍增法是指两数之一不停自加，直到能被另一数整除）。
函数random.randint(m,n)可以随机产生一个值在m与n 之间的整数。若要使用random 模块中的函数， 需要在程序中使用import random 语句导入random 模块。
例题11.2.4：让计算机随机生成一个规定范围内的数字 a，用户去猜这个数字是多少？用户猜测的数据b 通过键盘输入，程序将a 和b 进行比较，如果a 大于b，输出“猜小了！”；如果a 小于b，输出“猜大了！”；如果a 等于b，输出“猜对了！”，并展示你猜了多少次猜中了！
分析：a 和b 有三种情况：（1）a>b；（2）a例题11.2.5：小智受猜数游戏的启发，又编写了一个数字密码游戏，数字密码满足下面的规律： 0,1,1,2,3,5,8，…，请编程输出前20 个数字密码分别是什么？
分析：观察数字找规律，可发现，从第3个数字开始，以后的每个数字均为其前面两个数字的和（著名的斐波那契数列）。
例题11.3.1：角谷猜想：所谓角谷猜想，是指一个自然数如果为奇数，就将它乘 3 再加 1，如果是偶数， 就将它除以 2，经过若干次操作后一定能变为 1。给定一个自然数n，请你输出n 变为1 的过程。
11.4* 功能强大的模块
Python中模块是一个包含变量、函数或类的定义的程序文件。
Python中模块按照来源不同，分为：系统自带模块、第三方模块和用户自定义模块。 例如：
import time
for i in range(10,0,-1):#每隔1秒输出1个数，实现倒数10个数print(i)
time.sleep(1)
from math import * #导入math模块中的全部函数ceil(3.3) #向上去整
fabs(-6.5) #求绝对值
代码复用调函数
12.1.1内置函数中的数学函数和字符串函数。
数学函数：绝对值函数abs(x)、求乘方函数pow(x,y) 字符串函数：
len(str)函数:返回字符串长度
isdigit()函数:检测字符串是否只由数字组成，是则返回True lower():转换字符串中所有大写字母为小写
upper():转换字符串中所有小写字母为大写max(str):返回字符串str中最大的字母min(str):返回字符串str中最小的字母
find(str,beg,end)：返回字符串在指定的beg和end范围内是否包含子字符串str,如果包含str返回开始的索引值，否则返回-1。
12.2.认识自定义函数（def） 格式：
def 函数名（参数列表）: 函数体
return 返回值
注：函数名命名规则和变量一样。参数列表可以没有或有多个，用“,”号间隔，return语句可省略。
12.3函数的应用
例题12.3.1请利用函数编写程序，在屏幕上打印输出如下的图形。
分析：我们可以定义一个函数triangle()，用于打印输出一个由字母A组成的三角形。重复调用这个函数， 即可打印输出上面的图形。
例题12.3.2求n!(n!=1*2*3*…n)
分析：由n!定义可知，n!=(n-1)!*n，例如：3!=1*2*3=2!*3。
在这个程序中，fac(m) 函数的参数是 m，称为形式参数（简称形参），语句“jiec=fac(n)”中的参数 n 是实际参数（简称实参）。在程序运行时， 运行到本条语句时，进行函数调用，实参 n 传值给形参 m，利用return 语句传递执行结果 sum 给其所调用程序的变量 jiec。
在 fac(m) 函数中的变量 sum，它的作用范围是 fac(m) 函数内部，不能在 fac(m) 函数外使用，称为局部变量。相对应的，函数外定义的变量可以被多个函数引用，被称为全局变量。利用全局变量，n!的程序代码如下：
例题12.3.3写一个判断素数的函数。
例题12.3.4已知b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7各边长，求多边形的面积。
分析：计算多边形的面积，一般做法是先将其划分为多个三角形，然后利用海伦公式计算每个三角形的面积，将所有三角形的面积加起来即为多边形的面积。 海伦公式：p=(a+b+c)/2（a,b,c为三角形的三条边，p为三角形周长的一半）
S=
自定义函数必须先定义才能被调用，否则会出错。
例题12.4.1自定义函数判断字符串是否为回文（回文字符串是指顺读和倒读都一样的字符串，如“aba”）。
例题12.4.2如果一个自然数是素数，且它的数字位置经过对换后仍为素数，则称为绝对素数。试求出所有 两位数中的绝对素数。
12.5* 文件操作
利用内置函数open()用来打开文件，基本格式：myfile=open("文件名","打开方式")