# 第 1 章 Python 簡介與環境建置 :::info 我給它的 prompt: 以下是我想要的 Python 入門教材前兩章的大綱, 請幫我生成 1.4 節的內容 1. Python 簡介與環境建置 1. Python 的歷史與優點 2. 安裝 Visual Studio Code 3. 安裝 Codeium AI 助手 4. 最簡單的程式 - 介紹內建函式的概念 - 使用 print 印出幫讀者加油打氣的文字 - 介紹如何寫註解 2. Python 超入門 1. 構成程式的最小單元--陳述句 (statement) - 說明什麼是陳述句, 並以算數運算及前一章使用過的內建函式為例 - 說明運算子 (operator) 與運算元 (operand) - 介紹各種不同的運算子 2. 以物件 (object) 形式儲存的資料 - 說明任何程式中的任何資料都是儲存在物件中 - 物件會有物件的識別編號 (ID) 以及資料的值 - 實際運算時都是由物件的 ID 找到物件, 讀取物件的值來運算 3. 變數--幫物件取名字 - 用指派 (assignemnt) 陳述句幫物件命名 - 幫物件命名會建立變數, 變數內儲存的是物件的 ID, 實際運作時會藉由物件的名字找到變數, 讀取儲存的 ID, 在透過 ID 找到實際儲存資料的物件, 再從物件中讀取值參與運算或其它操作 - 你可以幫同一個物件取多個名字, 也就是建立多個變數, 但都是指向同一個物件 ::: # 1.4 最簡單的程式 在這一節中,我們將介紹 Python 中最簡單的程式,學習如何使用內建函式 `print` 來輸出文字,並了解如何在程式中寫註解。 ## 內建函式的概念 在 Python 中,有許多已經定義好的函式,可以直接拿來使用,這些函式稱為內建函式(built-in functions)。函式(function)是一段可以重複使用的程式碼,用來執行特定的任務。你可以把函式想像成廚房中的工具,例如:刀子可以用來切菜,鍋子可以用來煮湯。 ## 使用 `print` 印出幫讀者加油打氣的文字 `print` 是一個內建函式,用來在螢幕上輸出文字或其它資料。現在,我們來寫一個最簡單的 Python 程式,使用 `print` 來印出幫讀者加油打氣的文字。 ```python # 使用 print 函式來印出幫讀者加油打氣的文字 print("加油!你可以做到的!") ``` 執行這段程式碼後,你會在螢幕上看到: ``` 加油!你可以做到的! ``` ### 說明 1. `print` 是內建函式,用來輸出資料。 2. `("加油!你可以做到的!")` 是函式的參數(argument),也就是要輸出的內容。 3. `#` 用來寫註解,註解的內容會被 Python 忽略,不會執行。 ## 介紹如何寫註解 在程式碼中寫註解非常重要,這可以幫助你或其他人理解程式碼的作用。在 Python 中,註解有兩種主要的方式: 1. **單行註解**:使用 `#` 開頭,後面的內容就是註解。 2. **多行註解**:使用三個引號 `'''` 或 `"""`,包住多行的註解內容。 ### 單行註解 單行註解用於簡短的說明,或是標註程式碼的某部分用途。例如: ```python # 這是一個單行註解 print("這是一個範例") ``` ### 多行註解 多行註解用於較長的說明,例如: ```python ''' 這是一個多行註解 可以用來說明較長的內容 例如程式的整體用途 或是複雜的邏輯 ''' print("這是一個範例") ``` 在程式碼中適當地加入註解,可以讓你的程式更容易閱讀和維護。養成良好的註解習慣,對於日後的學習和工作都非常有幫助。 ## 小結 在這一節中,我們學會了如何使用內建函式 `print` 來輸出文字,以及如何在程式中寫註解。接下來的章節中,我們將繼續學習更多的 Python 基礎知識。加油,你已經邁出了學習程式設計的重要一步! :::info 請再幫我產生 1.1 節的內容 ::: # 1.1 Python 的歷史與優點 Python 是一種高階的、直譯式的程式設計語言,由 Guido van Rossum 在 1980 年代末至 1990 年代初發明。它以其簡潔明瞭的語法和強大的功能而聞名,被廣泛應用於各種領域,如網頁開發、數據分析、人工智慧、科學計算等。 ## Python 的歷史 ### 起源 Python 的名字來源於英國喜劇團體 "Monty Python's Flying Circus",Guido van Rossum 希望這種語言能像這個節目一樣有趣且令人愉快。 ### 發展歷程 1. **1989 年**:Guido van Rossum 開始在聖誕節期間開發 Python。 2. **1991 年**:Python 0.9.0 釋出,這是第一個公開版本,包含了許多今天仍然使用的核心功能,例如:例外處理、函式和模組系統。 3. **2000 年**:Python 2.0 釋出,帶來了許多新的功能,如垃圾回收和支援 Unicode。 4. **2008 年**:Python 3.0 釋出,這是一個不相容的重大改版,解決了語言設計中的一些問題,使得 Python 更加易用和現代化。 5. **現今**:Python 持續演進,最新版本為 Python 3.x,並被廣泛應用於各種領域。 ## Python 的優點 ### 簡單易學 Python 的語法簡單明瞭,接近自然語言,使得初學者可以輕鬆上手。以下是一個簡單的例子,展示如何計算兩個數的和: ```python # 計算兩個數的和 a = 5 b = 3 sum = a + b print("和是:", sum) ``` 這段程式碼讀起來幾乎就像是在讀英文句子,非常直觀。 ### 強大的標準程式庫 Python 擁有豐富且強大的標準程式庫,涵蓋了從網路協定、文字處理到操作系統介面的各個方面。這意味著在使用 Python 時,許多常見的任務已經有現成的工具可供使用。例如,要下載一個網頁,只需幾行程式碼: ```python import urllib.request response = urllib.request.urlopen('http://www.example.com') html = response.read() print(html) ``` ### 跨平台 Python 是跨平台的,這意味著你可以在 Windows、macOS 和各種 Linux 發行版上使用相同的程式碼,這對於開發者來說是非常便利的。 ### 廣泛的應用領域 Python 被廣泛應用於不同的領域,例如: - **網頁開發**:使用 Django、Flask 等框架。 - **數據分析**:使用 Pandas、NumPy 等程式庫。 - **人工智慧與機器學習**:使用 TensorFlow、PyTorch 等工具。 - **自動化腳本**:撰寫自動化任務的腳本。 ### 大量的社群支持 Python 擁有一個龐大且活躍的社群,這意味著在學習和使用 Python 的過程中,無論遇到什麼問題,你都能輕鬆地找到幫助和資源。 ## 小結 Python 是一種強大且靈活的程式設計語言,因其簡單易學、功能強大、跨平台和應用領域廣泛等優點,成為初學者和專業開發者的首選。透過學習 Python,你將能夠進行各種不同的開發任務,開啟程式設計的世界。接下來,我們將學習如何在你的電腦上安裝 Python 以及 Visual Studio Code,以便開始寫程式。 :::info 由於讀者是初學者, 甚至沒有學過任何程式語言, 所以一開始就用程式碼來展示可能不大適合, 請改成完全沒有程式碼的講解方式。另外, 像是『程式庫』這些名詞, 可能也不是初學者認識的名詞, 如果需要使用, 也請用比喻的方式讓讀者瞭解 ::: # 1.1 Python 的歷史與優點 Python 是一種非常受歡迎的程式設計語言,對於新手來說,學習它可以是個非常好的起點。讓我們先來了解一下它的背景和為什麼這麼多人喜歡它。 ## Python 的歷史 ### 起源 Python 是由 Guido van Rossum 在 1980 年代末期創造的。你可以把他想像成一個程式設計界的廚師,他想要發明一種簡單而強大的「烹飪工具」,讓人們可以輕鬆地「烹煮」出各種「菜餚」(即程式)。Python 這個名字來源於他喜歡的一個英國搞笑節目 "Monty Python's Flying Circus",所以 Python 這個名字和蛇一點關係都沒有。 ### 發展歷程 - **1989 年**:Guido van Rossum 開始創造 Python,希望它能成為一種容易閱讀和撰寫的語言。 - **1991 年**:第一個公開版本 Python 0.9.0 發佈,這個版本包括了許多基本功能,例如函式和模組系統。 - **2000 年**:Python 2.0 發佈,新增了許多新功能,如垃圾回收和支援 Unicode。 - **2008 年**:Python 3.0 發佈,這是一個不相容的重大改版,解決了許多設計上的問題,使得 Python 更加現代化和易用。 - **現今**:Python 持續發展,最新版本為 Python 3.x,被廣泛應用於各種領域。 ## Python 的優點 ### 簡單易學 Python 的語法簡單明瞭,非常接近我們日常使用的語言。例如,如果你想告訴電腦「顯示 'Hello, World!'」,用 Python 寫出來就像在紙上寫一句話一樣簡單。因此,即使你完全沒有程式設計經驗,也可以很快上手。 ### 強大的標準工具箱 想像一下,Python 附帶了一個巨大的工具箱,裡面裝滿了各種工具,可以幫你解決不同的問題。例如,如果你想建造一個網站、分析一些數據或是做人工智慧相關的研究,Python 的工具箱裡都有現成的工具可以使用。這些工具就像廚房裡的刀叉、鍋子和調味料一樣,隨時可以拿來用。 ### 跨平台 Python 是跨平台的,這意味著你可以在 Windows、macOS 和各種 Linux 系統上使用相同的 Python 程式碼。就像你買了一本食譜,無論你在家裡的廚房還是在朋友家裡的廚房,都可以用同樣的食譜做出同樣美味的菜餚。 ### 廣泛的應用領域 Python 被應用於各種不同的領域,例如: - **網頁開發**:Python 可以用來建造漂亮又功能豐富的網站。 - **數據分析**:Python 可以幫助你快速處理和分析大量數據。 - **人工智慧與機器學習**:Python 是這些前沿技術領域中的重要工具。 - **自動化腳本**:你可以用 Python 來寫一些小程式,幫助你自動完成重複的工作。 ### 強大的社群支持 Python 擁有一個龐大且活躍的社群,這意味著在學習和使用 Python 的過程中,你可以很容易地找到幫助和資源。無論你遇到什麼問題,都可以在網上找到大量的教學文章、影片和討論論壇。 ## 小結 Python 是一種強大且靈活的程式設計語言,因其簡單易學、功能強大、跨平台和應用領域廣泛等優點,成為初學者和專業開發者的首選。透過學習 Python,你將能夠進行各種不同的開發任務,開啟程式設計的世界。接下來,我們將學習如何在你的電腦上安裝 Python 以及 Visual Studio Code,以便開始寫程式。