Python by white

:::info # Python 講師：white 時間：8/27 10:00~12:00 課程簡報: https://docs.google.com/presentation/d/1P88y2jwDgaW_vLbzHduc-ioi653yo2N-eoO3ACZrbDQ/edit?usp=sharing 課程程式碼範例檔案: https://drive.google.com/drive/folders/1A1qOoZ-nBJf9EQVSEMmvQ4XrlSpgbXF9?usp=sharing ::: ## 大綱(Outline) 1. [Python 安裝](#Python-安裝) 2. [資料型態與基本語法](#基本語法) 3. [控制結構](#控制結構Control-Structures) 4. [迴圈](#迴圈Loops) 5. [函式](#函數Functions) 6. [類別](#類別Class) 7. [模組](#模組) 8. [凱薩密碼實作](#凱薩密碼Caesar-Cipher) ## Python 安裝 - 到 Python 官網下載 `.exe` - 官網：<https://www.python.org/downloads/> ![python install](https://hackmd.io/_uploads/HkAhRHotll.png) - Visual Studio Code ![vscode extension install](https://hackmd.io/_uploads/r1XJyLsKlx.png) ## 基本語法 ### 資料型態(Data Types) - **資料**：程式中數據的基本單位 - **資料型態**：資料的分類 | 類型 | 說明 | 範例 | | ------- | --- | ---------------- | | `int` | 整數 | 1、2、3、… | | `float` | 浮點數 | 1.1、1.01、1.001、… | | `bool` | 布林值 | `True`、`False` | | `str` | 字串 | `"ABC"` 、 `'NISRA'` | 註: python 使用單引號或雙引號都可以表示成字串 - **list（陣列）**：一種有順序、可變動的資料集合 ```python= data = [1, 2, 1.1, 'Hello', True] data.append(3) print(data) print(data[0]) #1 print(data[-1]) #3 print(data[0:2]) #[1, 2] print(data[1:]) #[2, 1.1, "Hello", True, 3] print(data[:]) #[1, 2, 1.1, "Hello", True, 3] ``` - **dictionary（字典）**：`key-value` 資料組合 ```python= data = { 'a': 123, 'b': 3.14159, 'c': False, 'd': 'Hello', 'e': [456, 7.89, True, 'World'] } print(data) print(data["a"]) # 123 print(data["e"][1]) # 7.89 ``` ## IO #### User Input ```python= user_input = input('Enter anything: ') ## Default input is string print(user_input) print(type(user_input)) int_input = int(input('Enter a number: ')) ## Convert input to integer print(int_input) print(int_input + 1) print(type(int_input)) split_input = input('Enter two number: ').split() ## Split input by space print(split_input) print(type(split_input)) ``` #### Print ```python= name = 'Example' number = 123 print(name, number) print('{} {}'.format(name, number)) print(f'Name: {name}, Number: {number}) # Example 123 ``` ## Operators | 類別 | 運算子 | | -------------------- | ----------------------------------- | | Arithmetic Operators | `+`, `-`, `/`, `*`, `%`, `//`, `**` | | Assignment Operators | `=`, `+=`, `-=`, `*=`, `/=` | | Comparison Operators | `==`, `!=`, `<`, `>`, `<=`, `>=` | :::warning `縮排` 和 `:` 在 python 中是很重要的!!! ::: ## 控制結構(Control Structures) ### 基本語法 `if` 語法結構: ```python if (布林值): # 若布林值為 True 執行 ``` 語法示範: ```python= a = 123 if a == 123: print('a is 123') ``` ```python= a = 456 if a == 123: print('a is 123') print('end') ``` ### 基本語法 `if-else` 語法結構: ```python if (布林值): # 若布林值為 True 執行 else: # 若布林值為 False 執行 ``` 語法示範: ```python= a = 5 if a > 5: print('a is more than 5') else: print('a is less than 5') ``` ### 基本語法 `if-elif-else` 語法結構: ```python if (布林值): # 若布林值為 True 執行 elif (布林值): # 若布林值為 True 執行 else: # 若兩個布林值都是 False，執行 ``` 語法示範: ```python= a = 5 if a > 5: print('a is more than 5') elif a == 5: print('a is 5') else: print('a is less than 5') ``` ### Lab01 Simple Calculator #### Sample Input: ``` 3 + 2 3 - 2 3 * 2 3 / 2 ``` #### Sample Output: ``` 5 1 6 1 ``` ## 迴圈(Loops) ### `for` 迴圈語法結構: ```python for 變數名稱 in (串列 or 字串): # 程式碼 ``` 將串列中的項目 / 字串中的字元逐一取出語法範例: ```python= data = [1, 2, 3, 4, 5] for i in data: print(i, end=' ') ``` ### `for` ＆ `range()` 函數語法結構: ```python for 變數名稱 in range(a, b, c): # 程式碼 ``` `a` = 起始點、`b` = 結束點、`c` = 增加值 - `a` 可省略，預設為 `0` - `c` 可省略，預設為 `1` 語法範例: ```python= a = [] for i in range(1, 5): a.append(i) print(a) # [1, 2, 3, 4] b = [] for i in range(1, 5, 2): b.append(i) print(b) # [1, 3] c = [] for i in range(5): c.append(i) print(c) # [0, 1, 2, 3, 4] ``` ### `while` 迴圈語法結構: ```python while (布林值): # 布林值為 True 時執行 ``` 語法範例: ```python= a = 0 while a < 5: print(a, end=' ') a += 1 ``` ```python= a = 0 while True: print(a, end=' ') a += 1 if a > 5: break ``` ### Lab02 Square Printer **Sample Input:** ``` 2 3 2 4 3 ``` **Sample Output:** ``` ### ### #### #### #### ``` ## 函數(Functions) - 函式：包裝在一個區塊內的程式碼，方便重複呼叫使用 - 先**定義**（建立）函式，才能**呼叫**（使用）函式 ### 定義函式 ```python= def 函式名稱(參數名稱): # 程式碼 return () # 程式結束點、return 內可以寫資料、參數或是變數 ``` ### 呼叫函式 ```python 函式名稱(參數資料) ``` ### 範例 ```python= def area(width, height): ans = width * height return ans print(area(10, 20)) ``` ## 類別(Class) - 一種 "藍圖" - 帶有獨立不同的屬性 / 設定 - 可以依照不同的藍圖建構出不同的物體 ```python= class Car(): def __init__(self): ## 建立預設屬性 self.brand = 'Toyota' self.wheel = 4 self.color = 'Red' self.price = 1000000 myCar = Car() print(myCar.brand) print(myCar.wheel) print(myCar.color) print(myCar.price) ``` ### 建立類別 ```python= class Car(): pass ``` ### `__init__` - 建立預設屬性 / 預設資料 - 帶有 `self` 參數代表建立的物件 - 可省略不定義 ```python= class Car(): def __init__(self): ## 建立預設屬性 self.brand = 'Toyota' self.wheel = 4 self.color = 'Red' self.price = 1000000 ``` ### 類別中建立功能 - 在 class 中增加函數 - 執行和該類別有關的功能 - 增加類別物件安全性 ```python= class Car(): def __init__(self): ## 建立預設屬性 self.brand = 'Toyota' self.wheel = 4 self.color = 'Red' self.price = 1000000 def get_Price(self): print(self, price) def set_Price(self, price): self.price = price def sell(self, customer): print(self.brand + "的車子賣給了" + customer) myCar = Car() myCar.get_Price() myCar.set_Price(2000000) myCar.get_Price() myCar.sell('John') ``` ## 模組 - 存在於其他任意檔案的程式碼 / 類別 - 分類 - 內建模組 - 標準庫模組 - 第三方模組 - 自訂模組 (自製模組) ### 引用模組 - import ... - from ...import ... 範例: ```python= import datetime from datetime import date print(datetime.datetime.now()) print(data.today()) ``` ```python= import math print(math.pi) print(math.fabs(-3.14)) print(math.sqrt(64)) ``` ### 自訂 / 自製模組 - 將共用的程式打包成模組，透過其他程式的引用 - 自訂函式的檔案要和使用的程式檔放在一起 ```python= # Test.py def talk(msg): print(msg) def add(a, b): return a + b def sub(a, b): return a - b ``` ```python= import Test Test.talk('Hello') print(Test.add(1, 2)) print(Test.sub(1, 2)) ``` ## 凱薩密碼(Caesar Cipher) - 替換式加密 - 架構: ```mermaid flowchart LR; A[明文] --字母表偏移--> B[密文] ``` ![ASCII Table](https://hackmd.io/_uploads/Hkf_DkhKge.png) ### 範例 - 密文to明文 ```mermaid flowchart LR; A[密文：<br><code>attackatonce</code>] --偏移量=5--> B[明文：<br><code>exxegoexsrgi</code>] ``` - 明文to密文 ```mermaid flowchart LR; A[明文：<br><code>udymtsnxymjgjxy</code>] --偏移量=5--> B[密文：<br><code>pythonisthebest</code>] ``` ### 相關函式 - `ord()`：把字母變成 ASCII code - `chr()`：把 ASCII code 變成字母 ### 範例程式 #### 凱薩加密 ```python= def caesar_encrypt(text: str, shift: int): result = '' for ch in text: if 'A' <= ch <= 'Z': result += chr((ort(ch) - ord('A') + shift) % 26 + ord('A')) elif 'a' <= ch <= 'z': result += chr((ort(ch) - ord('a') + shift) % 26 + ord('a')) else: result += ch key = int(input('Please input the shift: ')) msg = input('Please input the message: ') cipher = caesar_encrypt(msg, key) print('密文:', cipher) ``` #### 凱薩解密 ```python= def caesar_decrypt(cipher_text: str, shift: int): return caesar_encrypt(cipher_text, -shift) key = int(input('Please input the shift: ')) msg = input('Please input the message: ') cipher = caesar_decrypt(msg, key) print('明文:', cipher) ``` ### Lab03： Caesar Cipher Encrypter / Decrypter #### Sample Input case 1: ``` encrypt HelloWorld 5 ``` case 2: ``` decrypt OlssvDvysk 7 ``` #### Sample Output case 1: ``` 密文： MjqqtBtwqi ``` case 2: ``` 明文： HelloWorld ``` ### Lab - 03 提示 1. 獲取使用者輸入 2. 判斷功能 3. 運算後輸出對應資訊 ### Lab04 Caesar Cipher Shift Counter #### Sample Input case 1: ``` MjqqtBtwqi HelloWorld ``` case 2: ``` OlssvDvysk HelloWorld ``` #### Sample Output ``` case 1: The shift is 5 case 2: The shift is 7 ``` ### Lab - 04 提示 1. 獲取使用者輸入 2. 執行字串判斷 3. 判斷直到獲取正確偏移量 ### Lab05 Caesar Cipher Function Debug ```python encrypted_flag = "UPZYH{wFao0uJhLzhYjyfWa}" def caesar_decrypt(s, shift): result = "" for i in range(len(s)-1,0,-1): c = s[i] if 'a' <= c <= 'z': result += chr((ord(c) - ord('a') + shift) % 26 + ord('a')) elif 'A' <= c <= 'Z': result += chr((ord(c) - ord('A') + shift) % 26 + ord('A')) else: result += c return result print("Decrypted:", caesar_decrypt(encrypted_flag, 7)) ``` --- ###### tags: `2025 NISRA Enlightened` <style> .navbar-brand::after { content: " × NISRA"; } </style>