《第一課》

課程目標

1、瞭解計算機程式。

2、認識Python程式語言,學會使用Python程式設計工具。

3、能夠執行一段Python程式碼,並觀察程式程式碼執行效果。

01

計算機程式

計算機程式也叫作應用程式(Aplications或App)。它告訴計算機做什麼。

  WebApp可以告訴計算機如何記錄你喜歡的音樂。

  遊戲App告訴計算機如何用逼真的影象顯示一個古代的戰場。

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  一個簡單的App可以讓計算機繪製出圖1-1所示的類似六邊形的、漂亮的螺旋線。

圖1-1 彩色的螺旋圖形

而圖1-1的效果圖即為下面的程式碼執行的結果。

#   NiceHexSpiral.py

import turtle

colors = ['red','purple','blue',  'green','yellow','orange']

t = turtle.Pen()

turtle.bgcolor('black')

for x in range(360):

   t.pencolor(colors[x%6])

   t.width(x/100+1)

    t.forward(x)

    t.left(59)

02

計算機語言

計算機需要按部就班的指令,而且它們只能夠理解特定的語言。就像俄國人可能不懂英語一樣,計算機只能夠理解為它們而制定的語言。

  計算機程式碼使用諸如Python、C++、Ruby或JavaScript這樣的程式語言來編寫。這些語言允許我們和計算機“對話”並且向它們釋出命令。不妨想一下我們如何訓練一隻狗,當我們說“坐下”的時候,它蹲著;當我們說“叫”的時候,它叫兩聲。這隻狗理解了這些簡單的命令,但是,你所說的其他的大多數話,它就不懂了。

  類似的,計算機也有侷限性,但是,它們確實能夠執行你用它們的語言釋出的指令。這門課程,我們主要講解Python語言,它是一種簡單而強大的程式設計吾言。在高中和大學,Python作為電腦科學課程的入門課來教授。而且,Python也用於執行世界上一些最強大的App,包括Gmail、Google Maps和YouTube。

03

安裝Python

使用Python語言程式設計前,我們需要先配置Python的程式設計環境。主要包括以下三個步驟。

  (1)下載Python

  在瀏覽器中輸入:

  https://www.python.org

 開啟網頁,將滑鼠懸停在上方的Downloads選單上並且點選以Python3開頭的按鈕下載程式安裝包。

  (2)在計算機上安裝Python

  找到已經下載的.exe檔案並雙擊它,按照提示步驟安裝Python和IDLE編輯器。IDLE是我們用來錄入和執行Python程式的一個程式。

  (3)測試Python是否安裝正確

  Python安裝完了,我們要來測試是否已經安裝好。在開始選單找到IDLE程式並執行它。你將會看到如圖1-2所示的一個基於文字的命令列視窗,這個命令列視窗叫作Python shell。

圖1-2IDLE Python shell-我們學習Python的命令中心

Shell是一個視窗或介面,它允許使用者輸人命令或者程式碼行。“>>>”叫作提示符,它表示計算機準備好接受你的第一條命令。計算機問你想要讓它做什麼,例如輸入如下程式碼。

  print(Hello,world!")

  按下鍵盤的回車鍵,我們將看到Python shell打印出了引號中的文字,這些文字是你輸入到圓括號中的,也就是“Hello,world!”。這樣就完成了第一個程式。

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04

編寫Python程式

Python shell雖然可用,但對於編寫較長的程式碼不是那麼方便。所以我們用IDLE來編寫Python程式。開啟IDLE,選擇“File->New Window”,會彈出一個空白螢幕,在這個空白視窗中可以輸入3行程式碼。

#   YourName.py

name = input("What is your name?\n")

print("Hi,", name)

第1行程式碼叫作註釋。註釋以一個井號開頭(#),它是程式的提示,執行時計算機會忽略它。在這個示例中,註釋只是提示我們程式的名稱是什麼。第2行要求使用者輸入自己的名字並且將其儲存為name。第3行程式碼打印出“Hi,”,後面跟著使用者的名字。注意,這裡有一個逗號“,”,它將引號中的文字“Hi,”和name分隔。

05

執行Python程式

開啟程式上方的選單中的Run選項並且選擇Run->Run Module,這將會執行(或執行)程式中的指令。首先會要求你儲存程式,讓我們將該檔案命名為YourName.py,這就會讓計算機將該程式儲存為一個名為YourName.py的檔案,而“.py”部分表示這是一個Python程式。

  當儲存了檔案並執行它的時候,你將會看到Python shell視窗啟動程式,顯示了“What is your name?”這個問題。在下一行中輸入你的名字並按下回車鍵,程式將會打印出“Hi,”,後面跟著你所輸入的名字。因為你要求程式做的就是這些,程式將會結束,而且,你將會再次看到“>>>”提示符,如圖1-3所示。

圖1-3計算機知道我的名字

你可以輸入自己的名字,例如張三,李四,max。在鍵盤上輸入m-a-x,程式對會對你說Hi,max。Max想讓它說“Hello,”,因此,我們可以編輯程式的第3行,讓它說Hello而不是Hi。將第3行修改為以下格式。                  print(“Hello,“,name,name,name,name,name)

程式會用“Hello,max max max max max”回答我們。嘗試修改程式的第2行和第3行,讓計算機詢問不同的問題,並且打印出不同的回答。

知識點總結

學習編寫程式碼就像是學習走迷宮、猜謎語或者玩腦筋急轉彎。我們從一個問題開始,應用所知道的資訊,同時一路獲知新的東西。當我們完成的時候,鍛鍊了我們的大腦並且解決了問題。希望所有學習的人都能夠樂在其中。

  在本次課程中,我們學習的內容主要包括:

  (1)瞭解了什麼是計算機程式語言。

  (2)解決第一個主要的問題:在計算機上安裝了Python程式語言。

  (3)開始動手編寫程式碼,並查看了程式程式碼執行的結果。

  在之後的學習中,我們將學習如何使用程式碼解決問題。我們首先從一個簡單的視覺化的謎題開始,例如在計算機螢幕上(或者平板電腦或手機的螢幕上)繪製形狀,然後,搞清楚如何建立諸如猜數字、Rock-Paper-Scissors和Pong這樣的簡單遊戲。

  通過在前幾個程式中打下的基礎,我們可以開始繼續編寫遊戲、移動App、WebApp以及更多內容。

  現在,我們應該:有了完全能夠工作的Python程式設計環境和文字編輯器;能夠直接將程式設計命令輸入到Python shell中;能夠在IDLE中編寫、儲存、執行和修改較短的程式。準備好嘗試下一次課程中更加高階、有趣的程式。

編

程

挑

戰

(1）修改YourName.py程式並將其儲存為MadLib.py。我們將要求使用者輸入一個形容詞、一個名詞以及一個過去式的動詞(而不是輸入使用者的名字)並將其儲存到3個不同的變數中,就像我們在最初的程式中對名字所做的那樣,然後,打印出諸如“形容詞+名詞+動詞+over the lazy brown dog”的一個句子。修改完後代碼如下所示。

# MadLib.py

adjective = input("Please enter an adjective:")

noun = input("Please enter a noun:")

verb = input("Please enter a verb ending in -ed:")

print("Your MadLib:")

print("The", adjective,noun,verb,"over the lazy brown dog.")

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(2)開啟MadLib.py的一個新的版本並將其儲存為MadLib2.py,新增另外的一個輸入行,要求輸入一種動物。然後,我們從列印的語句中刪除單詞dog並且在引用的句子的末尾新增這個新的animal變數(在列印的語句之中這個新的變數之前,新增一個逗號)。如果你願意,可以再次修改句子。最終會得到“The funny chalkboard burped over the lazy brown cat”,或者其他更為有趣的句子。