<style>
.blue {
color: #000080;
}
</style>
<style>
.silver {
color: #c0c0c0;
}
</style>
<font color="#000080">Python 第一週講義</font>
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>[name= 林德恩、陳睿倬][time=Sep 24,2021]
###### tags:`python` `tcirc39th` `社課` `臺中一中電研社`
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## <span class="blue">電研社</span>
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## <span class="blue">Python是什麼</span>
Python是一種廣泛使用的直譯式、進階和通用的程式語言。Python支援多種程式設計範式，包括函數式、指令式、結構化、物件導向和反射式程式。它擁有動態型別系統和垃圾回收功能，能夠自動管理記憶體使用，並且其本身擁有一個巨大而廣泛的標準庫。...[維基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/Python)
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## <span class="blue">使用python</span>
只要有安裝python就能使用python，使用python的最簡單的方法就是用**cmd**或**power shell**這種殼層軟體(**shell**)來執行，但一般來說都使用編譯器來執行。
本次為使用python3來教學。
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## <span class="blue">使用shell執行</span>
### 用shell簡略的執行程式
1. 開啟shell
2. 輸入python
3. 輸入程式碼(限一行)
4. 輸入**exit()**或**ctrl+z**來退出
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### 用shell執行程式
1. 開啟shell
2. 用cd指令來進入到程式所在資料夾(可用dir指令輔助)
----
cd指令:
* **cd 目標資料夾位置名稱** (變更目錄到指定資料夾)
* **cd .\.** (回到上一層目錄)
* **cd \\** (回到頂層)
dir指令:
* **dir** (查詢當前目錄)
切D槽/C槽指令
* **c**
* **d**
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**一個一個開**
```
C:\>cd users
C:\Users>
```
**一次開**
```
C:\>cd \users
C:\Users>
```
----
3. 輸入**python *程式名稱.py的程式*** 來執行
4. 可以使用**ctrl+c**來強制中斷
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## <span class="blue">開啟Python的IDE</span>
python沒有IDE，只有IDE
可以編輯python的直譯器有很多，不過本次選用IDLE進行教學，因為它在APCS可使用，而且介面較簡單。
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### 1. **開啟IDLE**
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### 2. **按下File中的New File**
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### 3. **再按下File中的Save**
----
### 4. **為程式取名並選擇要存取的位置**
----
### 5. **等程式寫好時執行時，按下Run中的Run Module就會執行程式了**
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## <span class="blue">輸出(print)</span>
如果想要顯示出一些文字或數字這類資料的話，那其中最簡單的方法就是用print這個程式碼了。
* 輸出的python語法是print(變數)或print("文字") ※*python與其他語言不同的是""和''都表示字串*
* print函式結尾符預設為換行字元"\n"
* print的括號內可以用','分隔，但中間會空一格
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**程式**
```
print(變數1, 變數2...)
print(字串1, 字串2...)
```
```python=
print(1)
print("Hello world!")
```
**output**
```
1
Hello world!
```
----
**題目**
* [b003: Hello,TCFSH!](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b003)
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## <span class="blue">跳脫字元</span>
在python中，只要不式從外部輸入的"\\"，都有跳脫字元的功能，而跳脫字元就是將其後原本有特殊功能的字元轉成單純的字元，將部分普通字元轉成特殊功能的字元。
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幾個常用的跳脫字元
\\\ = <span class="silver">\\</span>
\\' = <span class="silver">'</span>
\\" = <span class="silver">"</span>
\\0 = <span class="silver">空字元</span>
\\t = <span class="silver">Tab</span>
\\n = <span class="silver">換行</span>
\\b = <span class="silver">刪除前一個字元(在最後一個字不會起作用)</span>
\\r = <span class="silver">將後面的文字覆蓋最前面的數個</span>
\\a = <span class="silver">警示音</span>
----
\\加**三位數(可000)的8進位ascii碼** = <span class="silver">指定字元</span>
\\x加**兩位數(可00)的16進位ascii碼** = <span class="silver">指定字元</span>
\\u加**四位數(可0000)的16進位Unicode** = <span class="silver">指定字元</span>
----
**程式**
```python=
print('\\','\'',"\0a\tb",'\n','\124','\x43','\u0046',"S H")
print("123456","4567\rabcde")
```
**output**
```
\ ' a b
T C F S H
abcde6 4567
```
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題目
[b004: 串串的強迫症](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b004)
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## <span class="blue">設定變數(單一值)</span>
變數有很多種，它們都是用來儲存單一資料的容器。
變數基本種類如下:
----
1. 布林值 (boolean) 如:True
2. 整數 (integer) 如:1
包含2進位、8進位、16進位整數
* 2進位要在數字前加0b
* 8進位要在數字前加0o
* 16進位要在數字前加0x
※輸出會轉10進制
3. 浮點數 (floating-point) 如:1.23
4. 文字 (string) 如:"Ans:1+1=2"
----
* 設定變數和更改變數的python語法都是 **變數名稱** = **資料** ※ *變數名稱不能取:**數字開頭**、**python保留的關鍵字(如print)**、**和自訂函式同名***
----
**程式**
```python=
word = "Hello world"
print(word)
number = 1
print(number)
logic = True
print(logic)
```
[範例程式碼](https://ideone.com/PeaQyb)
**output**
```
Hello world
1
True
```
---
## <span class="blue">進位制轉換</span>
如果要將10進位的數字轉成2進位/8進位/16進位顯示的話，可以用:
1. 2進位:bin(整數)
2. 8進位:oct(整數)
3. 16進位:hex(整數)
※轉換成文字變數
----
**程式**
```python=
a = 7
b = 9
c = 18
print("2進位:",bin(a))
print("8進位:",oct(b))
print("16進位:",hex(c))
```
**output**
```
2進位: 0b111
8進位: 0o11
16進位: 0x12
```
---
## <span class="blue">型別轉換</span>
如果要將資料型別轉換的話，可以用:
1. 轉成布林值:bool(整數/浮點數/文字)
2. 轉成整數:int(浮點數/布林值/文字(必須是純十進位整數的文字型別))
3. 轉成浮點數:float(整數/布林值/文字(必須是純十進位數字的文字型別))
4. 轉成文字:str(整數/浮點數/布林值)
----
**程式**
```python=
a = 123
print("int ", a)
a = float(a)
print("float", a)
a = int(a)
print("int ", a)
a = bool(a)
print("bool ", a)
```
**output**
```
int 123
float 123.0
int 123
bool True
```
----
我們可以藉由type()函式來確認變數的資料型態
```python=
a = 1
b = 0.5
txt = "string"
boolean = True
print(type(a))
print(type(b))
print(type(txt))
print(type(boolean))
```
**output**
```
<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'str'>
<class 'bool'>
```
---
## <span class="blue">輸入(input)</span>
輸入的其中最簡單快速的一個方法就是input，它可以從鍵盤輸入資料進去變數。
* 設定變數的python語法是 **變數名稱** = input(**要再輸入前顯示的字串**)
----
**程式**
``` python=
output = "NAME"
output = input("What's your name? ")
print("Hello", output)
```
**output**
```
What's your name?
TSJ #輸入 TSJ
Hello TSJ
```
----
**題目**
* [a001: 哈囉](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=a001)
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## <span class="blue">基本運算子</span>
所有運算式同時也是資料，所以可以用在定義變數內的值或直接輸出，這次先教部分對人類來說較基礎的**算數運算子**和**字串編輯**的運算子。
----
### **\+**
用來執行加法運算
程式:**數值 + 數值**
如 1+1:
```
1+1
```
----
**串接**
也可以用在**字串的連接**
程式:**文字 + 文字**
如 "1234554321":
```
"12345"+"54321"
```
但注意，不能將文字型別跟其他的型別的變數相加，因為數值和文字的「+」不同，一個是相加，一個是串接，但可以將整數、浮點數跟邏輯互相運算。
----
**錯誤範例**
```
1+'1'
```
----
### **×**
用來執行乘法運算
程式:**數值 * 數值**
如 2×3:
```
2*3
```
----
**重複文字**
程式:**文字 * 數值**
如 "aaaaa":
```
'a'*5
```
----
### **\-**
用來執行減法運算
程式:**數值 - 數值**
如 6-2:
```
6-2
```
----
### **/**
用來執行除法運算
程式:**數值 / 數值**
如 6÷3:
```
6/3
```
----
### **次方**
**用來執行次方運算**
程式:**數值(底數) ** 數值(指數)**
如 2⁵:
```
2**5
```
----
### **取餘**
**除法運算時取餘數**
程式:**數值 % 數值**
如 7÷5的餘數:
```
7%5
```
----
### **取整數商**
**除法運算時的整數商**
程式:**數值 // 數值**
如 7÷5的整數商:
```
7//5
```
----
### **特殊運算規則**
**()運算子**
括號內的數字會先運算
**先乘除後加減**
如果沒括號就優先進行先乘除後加減
----
**程式**
```python=
a = int(input("a:"))
b = int(input("b:"))
print("print a + b = ", a+b)
print("print b - a = ", b-a)
print("print a * b = ", b*a)
print("print a / b = ", a/b)
print("print a % b = ", a%b)
print("print a ^ b = ", a**b) # a的b次方
print("print a / b = (取整數)", a//b) # a除以b取整數
```
----
**input**
```
a:2
b:3
```
**output**
```
print a + b = 5
print b - a = 1
print a * b = 6
print a / b = 0.6666666666666666
print a % b = 2
print a ^ b = 8
print a / b = (取整數) 0
```
----
### 儲存型別
如果是用變數儲存不同型別的計算結果的話，變數型別會更改，如:布林值+整數會變整數、整數×小數變小數，以此類推，如果將變數資料改成其他型別的資料，將會變成新的資料的資料型別。
----
**程式**
```python=
n = False
print(n + 1)
n = n + 2
print(n)
print(n + 1.0)
n = n +1.1
print(n)
n = True
print(n)
n = n + 2.3
print(n)
```
----
**output**
```
1
2
3.0
3.1
True
3.3
```
----
### **快速寫法**
**變數+=數值**和**變數 = 變數 + 數值**相同
**變數 -=數值**和**變數 = 變數 - 數值**相同
**變數 \*=數值**和**變數 = 變數 * 數值**相同
**變數 /=數值**和**變數 = 變數 / 數值**相同
----
[b006: 電電的梯形](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b006)
※python 依目前所教的方法沒辦法同行輸入，所以沒辦法過，更改測試執行來執行。
---
## <span class="blue">註解</span>
在讀寫程式時，我們常會需要用到註解來標示此段程式碼在做什麼，以便之後寫程式時，或他人觀看你的程式碼時，能快速知道你的程式在做什麼。程式執行時不會執行註解的部分。
註解有兩種寫法
1. \# 註解....(只能用於單行)
2. """
註解1
註解2...
"""(能用於多行)
----
```python=
print("hello") # 輸出 Hello
"""
我是註解
"""
```
---
## <span class="blue">錯誤(Error)</span>
### 語法錯誤
如果程式語法上有錯誤，那電腦就看不懂我們在寫什麼。
```python=
n = 0
n + 1 = n #沒有這種寫法
n++ #c/c++的語法
print(a) #沒設定變數a
prin(n) #沒設定prin函式(之後會教自訂函式)，也不是print()
```
----
### 語意錯誤
我們寫的程式和預期的不同，但語法正確，電腦會執行，不過結果和預期不同
如:要n但寫成m
```python=
n = 1
m = 2
print(m)
```
**output**
```
2
```
因為n寫成m，所以輸出2。
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