4.1 程序设计语言的基础知识 学案

程序设计语言的基础知识
学习目标
1.了解程序设计语言的基础知识。
学习内容
在运用计算机程序求解问题时，需要有一种能够实现人机交流的语言，即程序设计语 言。人们通过这种语言把求解的方法和步骤告诉计算机，计算机则按照程序的流程自动求 解问题。
例如，求解_è????°_纪念品的最佳方案问题，需要知道各商品的单价，才能设计出最佳方 案。现在设总预算为s，需要购买10个不同品种的商品数量为x1，x2，…，x10，则求解问题 的思路如下：
(1)上网搜索各个商品的价格。
(2)求出各个商品的最低单价a1，a2，…，a10。
(3)令E=S-(a1×x1+a2×x2+…+a10×x10)，求x，x2，…，x10的值(其中x1，x2 ，…，x10为正整数)，使E最小(E≥0) 。
在编写上述求解算法程序前，首先应掌握程序设计的一些基础知识，包括程序的常量 和变量、数据类型、运算符与表达式及函数等。我们以Python语言为例。
Python的常量和变量
数据总是以常量或变量两种形式出现在程序中。
1.常量
常量是指在程序运行过程中其值始终不发生变化的量，通常是固定的数值或字符串?。例如,45，-30.2001，'Hello'，'Good'等都是常量。常量可以在程序中直接使用，如语句"x= 30*40”表示将30乘40的结果赋值给x，其中30和40都是常量，可以直接在程序中使用 以表示数值30和40。
2.变量
变量是指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。在程序设计语言中，变量可以用 指定的名字来代表，即变量由变量的“标识符”(又称“名字”)和变量的“内容”(又 称“值”)两部分组成。
Python程序设计语言规定标识符由字母(A-Z，a-2)、数字(0-9)、下划线组成，并 且其第一个字符必须是字母或下划线，而不能是数字，如s1，k，num，pai等。在标识符 中，字母大小写是有区别的，如“value”与“Value”是两个不同的标识符 。
在 Python中，如果使用非法标识符，在运行程序时会有相关报错信息。- s, c9 L" l9 Z* D! y) F* W+ d8 Q
变量的内容在程序运行过程中是可以变化的。例如，一个变量的名字为E，其内容可 以为50。也可以为70。变量就像一个房间一样，变量名相当于房间的房间号，内容相当于 居住于房间的不同的人员等。
需要注意的是，?Python是动态语言，动态语言的变量不需要进行定义数据类型，其数 据类型可以不固定，是动态的，需要根据其赋予的值来确定其数据类型。与之对应的是静 态语言，静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。因此，和静态语言相比，动态语言更灵活。同样一个变量是可以重复赋值的，而 可以被赋予不同类型的值，同时，?Python支持多种数据类型，在计算机内 部，可以把任何数据都看成一个“对象”，而变量就是在程序中用来指向这些数据对象 的，对变量赋值就是把数据和变量关联起来。
Python的数据类型
计算机能处理的远不只数值数据，还可以是文本、图形、音频、视频、网页等各种 各样的数据。不同的数据，需要定义不同的数据类型。 Python能够直接处理的常用数据类 型有 Number(数值)、 String(字符串)、List(列表)、 Tuple(元组)、Sets(集合)、 Dictionary(字典)等。Python常用的基本数据类型如下：
Python的运算符与表达式?
在 Python程序设计语言中对常量或变量进行运算或处理的符号称为运算符，参与运算 的对象称为操作数。常用的运算符有算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、赋值运算 、成员运算符等。由运算符、操作数连接而成的式子称为表达式。操作数可以是常量、变量，函数等。
算术运算符与算术表达式
算术运算符包括“+ "，"-"，“*”，“/”，“%”，“**”和“//”，分别表示加、减 乘、除、求余、幂运算和整除。例如，“7%3=1"表示7除以3的余数，即1；“10**20 "表示10的20次方，即1020。由算术运算符连接的表达式称为算术表达式。例如，“a+3*c”,“(x+y)*n-7”等。
逻辑运算符与逻辑表达式
逻辑运算符包括“and”(与)，“or”(或)，“not”(非)共三个，由逻辑运算符连接而成的表达式称为逻辑表达式。逻辑表达式的值为True或 False，可对应于整数1或0 直接参与其他运算，逻辑表达式的运算顺序要根据逻辑运算符的优先级而定。假设变量 a为0。b为1。c为2，则对应的逻辑表达式及其值如下所示。
关系运算符与关系表达式
判断数据大小关系的运算符称为关系运算符，关系运算符有 “>”（大于）,“<”（小于），“>=”（大于等于），“<=”（小于等于），“==”（等于），“!=”（不等于）。
由关系运算符连接而成的表达式称为关系表达式。关系表达式的值为True或 False，对 应于整数1或0直接参与其他运算。例如，关系表达式“5>=3”的值为True，“9<8”的值 为False。
赋值运算符与赋值表达式
在 Python中对变量的赋值通过赋值运算符“=”来完成。赋值号不是等号，具有方向 性，由右边赋给左边，且赋值号左边只能是变量，而不能是常量或表达式。 Python的赋值 运算符有多种。
成员运算符
除了前面的运算符，Python用成员运算符判断序列中是否有某个成员。
运算符的优先级
当一个表达式中有多种运算符时，运算的顺序将根据运算符的优先级由高到低进行运算。如果是同级运算则按从左到右的顺序进行。
Python的函数函数是Python语言程序的基石，是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段。Python默认带有一些常用的函数，如求绝对值函数、求和函数、求最大值和最小值函数等。
课内任务：分别创建列表[,,]，元组(,,)，集合{,,}，字典{:,:,:}数据类型的变量，其中的数据项均要有数值类型和字符串类型。)