編程基礎

計算機基礎

• 程序(program識別并執行的指令
• 計算機是執行程序的機器
• 現代計算機
  • 艾倫·麥席森·圖靈奠定了現在計算機的邏輯工作方式的基礎
  • 馮·諾依曼提出計算機應該有五大部件組成：輸入/輸出設備、運算器、控制器、輸出設備。這是現代計算機基本框架。

語言基礎

• 計算機語言：與計算機之間交互的語言
• 機器語言：一定位數的二進制代碼成為機器指令，指令集合則稱為機器語言 – 匯編語言：就是用一些便于記憶和識別的符號帶起機器指令，通過匯編程序轉換為機器指令后再交給機器執行。
• 低級語言：指面向機器的語言，不同的機器不能執行，例如匯編語言和機器語言
• 高級語言：指更接近自然語言和數學語言的計算機語言，高級語言首先要寫好源代碼，再通過編譯程序轉換為機器指令來執行，最早的高級語言是1954年IBM公司發表的fortran語言。
• 高級語言更適合人類使用和理解，而低級語言更適合機器理解，高級語言要最終讓機器執行，一是通過編譯器編譯成為機器可以執行的指令，而是通過解釋器轉換成字節碼(Bytecode)在虛擬機上運行。
• 高級語言的分類
  • 非結構化語言 有編號或標簽、goto，子程序可以有多個入口出口 有分支循環
  • 結構化語言 任何基本機構只允許一個出口和一個入海口 有順序、分支、循環，廢棄了goto
  • 面向對象語言 更加接近人類認識世界的方式，將事物抽象為對象將對象間的關系抽象類和繼承 封裝、集成、多態
  • 函數式語言 將編程范式在數學中的應用，應用帶程序中
• Python的語言類型 Python是強類型動態語言

  - 靜態編譯語言
      一旦聲明變量類型，變類型不可改變，編譯時需要檢查
  - 動態編譯語言
      不用生變量類型，隨時可以改變變量類型，很難推斷變量類型
  - 強類型語言
      不同類型之間操作，必須提前強制轉化為同一類型
  - 弱類型語言
      不同類型之間可以操作，自動隱式轉換

程序

• 程序
  • 算法+數據結構=程序
  • 數據是程序的核心
  • 數據結構是計算機中數據的類型和組織方式
  • 算法是數據的處理方式
• 難點
  • 找不到數據的規律
  • 找不到合適的處理方法
  • 無法將規律轉換為數據結構，將方法轉換為算法
  • 無法將思路轉換成程序結構
  • 沒有排錯(debug)能力

Python解釋器

• 官方的Cpython C語言寫的解釋器
• Ipyhton 升級的、有交互的Cpython
• Pypy pyhton編寫的解釋器，擁有JIT(just in time)技術，動態編寫python代碼
• jython 將python代碼轉換成Java字節碼，運行在java虛擬機上
• Ironpython 運行在.net平臺的解釋器，將pyhton代碼轉換為.net字節碼

Python基礎語法

• 注釋 — #標注的文本
• 數字
  • 整數：不區分long和int，只有long；
    • 進制數 0xz（十六進制） 0b10（二進制） 0o10（八進制）
    • 布爾值(Bool),共兩個值true和false
  • 浮點數：由一個整數或定點數（即尾數）乘以某個基數（計算機中通常是2）的整數次冪得到，例如：1.34 0.12 -3.1 1.46e9=1.36*10^9
  • 復數：在python’中表示為a+bj，就是特定的表示，a和b是數字。
• 字符串
  • 引用的字符序列
  • 單雙三引號應用的字符序列可以跨行可以在其中使用任意引號
  • 在字符串前面家上r或R則表示字符串不做特殊處理
• 轉義序列
  • \n 換行
  • \t tab鍵
  • \ 轉義斜杠
  • ‘(“) 轉義引號
  • \r 轉義R，原先使用R則表示使用真實字符
• 縮進 Python采用縮進來表示層次關系，默認為縮進四個空格
• 續行 在行末是用符號\ 如果使用括號則認為括號內的才是一個整體
• 標識符

1. 只能表示一個值
2. 只能使用字母、下劃線和數字
3. 只能用字母和下劃線開頭
4. 不能是python關鍵字
5. 區分大小寫
6. 不能隨便使用下劃線開頭的表示符，不能使用有歧義的單詞，不允許使用中文

• 常量 賦值后不能改變值的標識符，python無法定義常量
• 字面常量 一個單獨的量，如：12 “abc”
• 變量 賦值后只可以改變的表示符

運算符

• 算術運算符

+ 加
- 減
* 乘
/ 自然除，結果是浮點數
// 整除結果是整數
** 2**3 表示2的三次方
%  取模，返回除法的余數

• 位運算符

• 比較運算符

• 賦值運算符

• 邏輯運算符

```
 簡單來說
And:與運算。只有同為真時才為真，近似于乘法。
Or:或運算。只有同為假時才為假，近似于加法。
Xor:異或運算。相同為假，不同為真。
```

• 成員運算符

• 身份運算符

• 運算符優先級

注意：算數運算符–>位運算符–>身份運算符–>成員運算符–>邏輯運算符

• 表達式 是數字、符號、括號、變量等的組合
  • 算數表達式
  • 邏輯表達式
  • 賦值表達式
• 程序控制
  • 順序 按照順序一步一步執行
  • 分支 按條件判斷，當滿足什么條件式做相對應的操作
  • 循環 條件滿足就反復執行，不滿足就結束執行
• 單分支結構
  • if if condition(條件)： 代碼塊（當滿足上述條件執行什么操作） 例如:

  if n>1:
              print(n)

  • 真值表

- if語句
if...else...

```
if condition1:  
    代碼塊（滿足上面的條件要執行的操作）代碼塊）
else:
    代碼塊（不滿足else之前的條件要執行的操作）
```

• 分支嵌套
  • if…elif…else語句 例如：

score = 80 
if score<0: 
   print('wrong') 
else: 
   if score==0: 
     print('egg') 
   elif score <= 100: 
     print('right') 
   else: 
     print('too big')

• 循環語句while和for
  • while語句

  while condition 
      block
  當條件滿足即condition為True，進入循環體執行block
  例子：
      flag=10
  while flag：
      print(flag)
      flag-=1

  • for語句

  for element in iteratable:
      block
  當可迭代（或者稱為循環）對象中有元素可以迭代進入循環體，執行block
  for i in range(10):
      print(i)

  • 循環continue語句:中斷當前循環的當次執行，繼續下一次循環

  for i in range(10)
      if i%5==0:
          continue
      print(i)

  • 循環break語句:中斷當前循環

  for i in range(10)
      print(i)
      if i%5==4:
          break

  • 循環else子句:當for或者while循環正常循環結束就執行else子句，如果是break打斷循環則不執行

  while condition：
      block
  else：
      block
  或者
  for element in iteratable：
      block
  else：
      block