NCT青少年Python语言编程教程-V0.02B.pdf

发布时间：2022-06-05 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.20M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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少儿 Python 语言编程教程初稿基于 NCT 青少年编程能力等级测试大纲版本：2020.9.10 作者：陈福明电话：18613838275 0

内容简介本书是全国青少年编程能力等级测试 Python 语言考试的学习精品。本书从 0 开始，由浅入深，涵盖了全国青少年编程能力等级测试 Python 语言考试一级、二级和三级 Python 的所有知识点，以及 Python 程序设计的所有基础知识，既适合中小学生学习，也适合 0 基础的大学生学习，也可以作为从事科研的自学者的 Python 入门书籍。 1

前言由于 Python 语言的简洁性、易读性以及可扩展性，全球使用 Python 的个人和机构日益增多，全球很多大中小学都开设了 Python 语言编程课。众多开源的软件包都提供了 Python 的调用接口，例如著名的计算机视觉库 OpenCV、三维可视化库 VTK、医学图像处理库 ITK、 2D 游戏库 Cocos2d、3D 游戏库 Panda3d 等。而且针对大学生，中国教育部考试中心，也已经于 2018 年底把 Python 列入了全国计算机等级考试二级考试中。同时针对少儿，2019 年 NCT 全国青少年编程能力等级测试，也列入了 Python 语言编程，本书就是为 NCT 全国青少年编程能力等级测试 Python 语言编程而编写的。本书从 0 开始，由浅入深，涵盖了全国青少年编程能力等级测试 Python 语言考试一级到三级的所有知识点，也涵盖了 Python 程序设计的所有基础知识点，中小学生学习，也适合 0 基础的大学生学习，也可以作为从事科研的自学者的 Python 入门书籍。本书前 10 章包括概述、注释、变量、数字数据类型、选择语句、循环语句、异常处理、字符串、列表数据类型、random 库、turtle 库，以 turtle 库学习为媒介，串联了整个一级的知识点。11 章到 15 章包括函数和模块、文件、面向对象编程、time 库、Pyinstaller 库、jieba 库、wordcloud 库、pygame 库，以 pygame 库学习为媒介，串联了整个二级的知识点。16 章到 20 章包括序列与元组类型、字典与集合类型、数据维度、低维数据处理、高维数据处理、正则表达式与文本处理、HTML 基础、网络爬虫、numpy 库、PIL 库，以数据处理为主线，串联了整个三级的知识点。本书编写过程中，一些人也对本书的架构、章节提出了宝贵的建议。这里表示衷心的感谢！本书课后习题的答案、各章节的代码和课件都可以从 http://www.pythonlearning.com 网站（Python 学习网）中的少儿 Python 导航页上找到并下载。该网站今后对本书还会进一步支持，具体进展，敬请关注 http://www.pythonlearning.com 网站。此外报考 NCT 的读者，也可以使用本人开发的微信小程序《建木 Python 学习考试王》做习题，该微信小程序除了 Python 选择题之外，还提供了判断题和填空题的练习，读者可以在微信中的搜一搜，搜索《建木 Python 学习考试王》进行学习。因为个人水平所限，书中难免存在一定的错误，作者衷心希望广大读者多提宝贵意见，我们将在后续的版本中百尺竿头，更进一步！ 2020 年 9 月陈福明博士于北京市马甸桥南 2

目录第 1 章 Python 概述 ........................................................................................................................ 1 1.1 人生苦短我用 Python ..................................................................................................... 1 1.2 Python 的起源 .................................................................................................................... 1 1.2.1 编译与解释 ............................................................................................................. 2 1.2.2 Python 的设计目标 ................................................................................................ 3 1.2.3 Python 的设计哲学 ................................................................................................ 3 1.3 为什么选择 Python？ ...................................................................................................... 3 1.4 Python 特点 ........................................................................................................................ 4 1.5 Python 的优缺点 ................................................................................................................ 5 1.5.1 优点 .......................................................................................................................... 5 1.5.2 缺点 ......................................................................................................................... 5 1.6 Python 的安装 .................................................................................................................... 6 1.6.1 下载和安装 ............................................................................................................. 6 1.6.2 搜索路径设置 ......................................................................................................... 6 第 2 章第一个 Python 程序 ........................................................................................................... 8 2.1 第一个 Hello Python 程序................................................................................................. 8 2.1.1 Python 源程序的基本概念 ..................................................................................... 8 2.1.3 演练扩展——认识错误（BUG） ........................................................................ 9 2.2 注释 .................................................................................................................................. 11 2.2.1 注释的作用 ........................................................................................................... 11 2.2.2 单行注释(行注释) ................................................................................................ 11 2.2.3 多行注释(块注释) ................................................................................................ 11 2.2.4 什么时候需要使用注释？ ................................................................................... 12 2.2.5 关于代码规范 ....................................................................................................... 12 2.3 Python 2.x 与 3.x 版本简介 ............................................................................................. 12 2.4 执行 Python 程序的三种方式 ....................................................................................... 13 2.4.1 解释器 ................................................................................................................... 13 2.4.2 交互式运行 Python 程序 ..................................................................................... 14 2.4.3 Python 的 IDE —— IDLE ..................................................................................... 15 2.4.4 Python 的 IDE —— PyCharm ............................................................................... 17 第 3 章变量 ................................................................................................................................... 20 3.1. 变量的命名 ..................................................................................................................... 20 3.1.1 标识符和关键字 ................................................................................................... 20 3.1.2 变量的命名规则 ................................................................................................... 21 3.2. 变量的使用 ..................................................................................................................... 22 3.2.1 变量定义 ............................................................................................................... 22 3.2.2 变量的类型 ............................................................................................................ 25 3.2.3 变量的输入 ........................................................................................................... 28 3.2.4 eval 函数 ................................................................................................................ 30 3.2.5 print 的参数 ........................................................................................................... 31 3.2.6 变量的格式化符%输出(了解) ............................................................................. 32 4

第 4 章数字数据类型及其运算 ................................................................................................... 36 4.1 数字数据类型 .................................................................................................................. 36 4.1.1 整数类型 ............................................................................................................... 36 4.1.2 浮点类型 ............................................................................................................... 37 4.1.3 布尔类型 ............................................................................................................... 38 4.1.4 复数类型 ............................................................................................................... 38 4.1.5 数字类型数据演练 ............................................................................................... 38 4.1.6 格式化输出——format()方法............................................................................... 38 4.2 算数运算符 ...................................................................................................................... 42 4.2.1 算数运算符 ........................................................................................................... 42 4.2.2 算数运算符的优先级 ........................................................................................... 43 4.3 其他运算符简介 .............................................................................................................. 43 4.3.1 比较(关系)运算符 ................................................................................................ 44 4.3.2 逻辑运算符 ........................................................................................................... 44 4.3.3 赋值运算符 ........................................................................................................... 44 4.3.4 运算符的优先级 ................................................................................................... 45 4.4 常用内置函数 .................................................................................................................. 46 4.4.1 数学内置函数 ....................................................................................................... 46 4.4.2 类型转换内置函数 ................................................................................................ 48 4.5 常用标准库函数 .............................................................................................................. 51 4.5.1 math 库 ................................................................................................................... 51 4.5.2 random 库 .............................................................................................................. 55 第 5 章判断语句 ........................................................................................................................... 59 5.1 开发中的应用场景 .......................................................................................................... 59 5.1.1 程序中的判断 ....................................................................................................... 59 5.1.2 判断的定义 ........................................................................................................... 60 5.2. if 语句体验 ...................................................................................................................... 60 5.2.1 if 判断语句基本语法 ............................................................................................ 60 5.2.2 判断语句演练——判断年龄 ............................................................................... 61 5.2.3 else 处理条件不满足的情况 ................................................................................. 61 5.2.4 判断语句演练——判断年龄改进 ....................................................................... 62 5.3 逻辑运算 .......................................................................................................................... 62 5.3.1 and .......................................................................................................................... 62 5.3.2 or ............................................................................................................................ 63 5.3.3 not .......................................................................................................................... 63 5.3.4 逻辑运算演练 ....................................................................................................... 63 5.4 if 语句进阶 ....................................................................................................................... 64 5.4.1 elif .......................................................................................................................... 64 5.4.2 if 的嵌套 ................................................................................................................ 67 5.5 程序的格式框架 .............................................................................................................. 68 5.6 三元表达式 ...................................................................................................................... 69 5.7 综合应用——石头剪刀布 .............................................................................................. 70 5

第 6 章循环语句 ........................................................................................................................... 73 6.1 程序的三大流程 .............................................................................................................. 73 6.2 循环基本使用 .................................................................................................................. 73 6.2.1 while 和 for 语句基本语法 ................................................................................... 74 6.2.1 死循环 .................................................................................................................... 75 6.2.2 Python 中的计数方法 ........................................................................................... 75 6.2.3 循环计算 ............................................................................................................... 76 6.3 break、continue 和 else ................................................................................................... 78 6.3.1 break ....................................................................................................................... 79 6.3.2 continue .................................................................................................................. 79 6.3.3 else ......................................................................................................................... 80 6.4 循环嵌套 .......................................................................................................................... 81 6.4.1 循环嵌套 ............................................................................................................... 81 6.4.2 循环嵌套演练——九九乘法表 ........................................................................... 82 第 7 章程序的异常处理 ............................................................................................................... 87 7.1 异常处理 .......................................................................................................................... 87 7.2 异常处理的高级用法 ...................................................................................................... 88 7.2.1 try/except/else ........................................................................................................ 88 7.2.2 try/except/finally .................................................................................................... 89 7.2.3 raise 抛出异常 ....................................................................................................... 89 第 8 章 turtle 库 ............................................................................................................................. 92 8.1 turtle 库简介与导入 ......................................................................................................... 92 8.1.1 turtle 库简介 .......................................................................................................... 92 8.1.2 turtle 库的导入 ...................................................................................................... 92 8.2 turtle 画布 ......................................................................................................................... 92 8.3 turtle 画笔的状态与属性 ................................................................................................. 93 8.3.1 画笔的状态 ........................................................................................................... 93 8.3.2 画笔的属性 ........................................................................................................... 93 8.4 turtle 绘图 ......................................................................................................................... 93 8.4.1 画笔运动命令 ....................................................................................................... 93 8.4.2 画笔控制命令 ....................................................................................................... 94 8.4.3 全局控制命令 ....................................................................................................... 94 8.4.4 其他命令 ............................................................................................................... 95 8.5 turtle 绘图举例 ................................................................................................................. 95 8.5.1 绘制正方形 ........................................................................................................... 95 8.5.2 绘制五角星 ........................................................................................................... 96 8.5.3 绘制心形 ............................................................................................................... 97 8.5.4 绘制时钟 ............................................................................................................... 98 第 9 章字符串类型 ..................................................................................................................... 103 9.1 字符串的定义 ................................................................................................................ 103 9.2 字符串的常用方法 ........................................................................................................ 104 9.3 字符串的切片 ................................................................................................................ 109 9.4 字符串的其他用法 ......................................................................................................... 111 6

9.4.1 字符串运算 ......................................................................................................... 111 9.4.2 字符串内置函数 ................................................................................................. 112 9.4.3 常用转义字符 ...................................................................................................... 114 9.4.4 原始字符串表达 .................................................................................................. 115 9.4.5 Python3 字符编码 ............................................................................................... 115 第 10 章列表数据类型 ............................................................................................................... 120 10.1 序列数据简介 .............................................................................................................. 120 10.1.1 知识点回顾 ........................................................................................................ 120 10.2.1 高级数据及其分类 ........................................................................................... 121 10.2 列表 .............................................................................................................................. 121 10.2.1 列表的定义 ....................................................................................................... 121 10.2.2 列表常用操作 ................................................................................................... 122 10.2.3 循环遍历 ........................................................................................................... 126 10.2.4 列表与字符串的转换 ....................................................................................... 128 10.2.5 应用场景 ........................................................................................................... 128 10.3 列表数据的其他用法 .................................................................................................. 128 10.3.1 列表内置函数(公共方法) ................................................................................. 128 10.3.3 列表数据运算符 ............................................................................................... 131 第 11 章函数与模块 ................................................................................................................... 139 11.1 函数的快速体验 .......................................................................................................... 139 11.2 函数基本使用 .............................................................................................................. 140 11.2.1 函数的定义 ....................................................................................................... 140 11.2.2 函数调用 ........................................................................................................... 140 11.2.3 第一个函数演练 ............................................................................................... 140 11.2.4 PyCharm 的调试工具 ....................................................................................... 141 11.2.5 函数的文档注释 ............................................................................................... 141 11.3 函数的参数和返回值 .................................................................................................. 142 11.3.1 函数参数的使用 ............................................................................................... 142 11.3.2 参数的作用 ....................................................................................................... 142 11.3.3 形参和实参 ....................................................................................................... 143 11.3.4 函数的返回值 ................................................................................................... 143 11.4 默认参数 ...................................................................................................................... 143 11.4.1 参数默认值 ........................................................................................................ 143 11.4.2 关键字参数 ....................................................................................................... 144 11.5 函数的嵌套调用 .......................................................................................................... 145 11.6 使用模块中的函数 ...................................................................................................... 146 11.6.1 第一个模块体验 ............................................................................................... 146 11.6.2 模块名也是一个标识符 ................................................................................... 147 11.6.3 模块的分类和组织 ............................................................................................ 147 11.6.4 Pyc 文件（了解） ............................................................................................ 149 11.7 lamda 函数 .................................................................................................................... 149 11.8 变量作用域 .................................................................................................................. 150 7

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