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Python 第一週講義

林德恩、陳睿倬Sep 24,2021

tags:python tcirc39th 社課 臺中一中電研社

電研社

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IG:TCIRC_39th

Python是什麼

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

使用python

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。

使用shell執行

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

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

一個一個開

C:\>cd users

C:\Users>

一次開

C:\>cd \users

C:\Users>
  1. 輸入python 程式名稱.py的程式 來執行
  2. 可以使用ctrl+c來強制中斷

開啟Python的IDE

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。

1. 開啟IDLE

2. 按下File中的New File

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

輸出(print)

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

程式

print(變數1, 變數2...)
print(字串1, 字串2...)



print(1)
print("Hello world!")

output

1
Hello world!

題目

跳脫字元

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。

幾個常用的跳脫字元
\\ = \
\' = '
\" = "
\0 = 空字元
\t = Tab
\n = 換行
\b = 刪除前一個字元(在最後一個字不會起作用)
\r = 將後面的文字覆蓋最前面的數個
\a = 警示音

\加三位數(可000)的8進位ascii碼 = 指定字元
\x加兩位數(可00)的16進位ascii碼 = 指定字元
\u加四位數(可0000)的16進位Unicode = 指定字元

程式




print('\\','\'',"\0a\tb",'\n','\124','\x43','\u0046',"S H")
print("123456","4567\rabcde")

output

\ '  a  b
 T C F S H
abcde6 4567

題目
b004: 串串的強迫症

設定變數(單一值)

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







word = "Hello world"
print(word)
number = 1
print(number)
logic = True
print(logic)

範例程式碼
output

Hello world
1
True

進位制轉換

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







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

型別轉換

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









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









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'>

輸入(input)

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




output = "NAME"
output = input("What's your name? ")
print("Hello", output)

output

What's your name? 
TSJ   #輸入 TSJ
Hello TSJ

題目

基本運算子

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











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












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
※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。

註解

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)




print("hello")  # 輸出 Hello
"""
我是註解
"""

錯誤(Error)

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。






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




n = 1
m = 2
print(m)

output

2

因為n寫成m，所以輸出2。

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