《第一课》
课程目标
1、了解计算机程序。
2、认识Python编程语言,学会使用Python编程工具。
3、能够运行一段Python代码,并观察程序代码运行效果。
01
计算机程序
计算机程序也叫作应用程序(Aplications或App)。它告诉计算机做什么。
WebApp可以告诉计算机如何记录你喜欢的音乐。
游戏App告诉计算机如何用逼真的图像显示一个古代的战场。
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一个简单的App可以让计算机绘制出图1-1所示的类似六边形的、漂亮的螺旋线。
图1-1 彩色的螺旋图形
而图1-1的效果图即为下面的代码运行的结果。
# 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
计算机语言
计算机需要按部就班的指令,而且它们只能够理解特定的语言。就像俄国人可能不懂英语一样,计算机只能够理解为它们而制定的语言。
计算机代码使用诸如Python、C++、Ruby或JavaScript这样的编程语言来编写。这些语言允许我们和计算机“对话”并且向它们发布命令。不妨想一下我们如何训练一只狗,当我们说“坐下”的时候,它蹲着;当我们说“叫”的时候,它叫两声。这只狗理解了这些简单的命令,但是,你所说的其他的大多数话,它就不懂了。
类似的,计算机也有局限性,但是,它们确实能够执行你用它们的语言发布的指令。这门课程,我们主要讲解Python语言,它是一种简单而强大的编程吾言。在高中和大学,Python作为计算机科学课程的入门课来教授。而且,Python也用于运行世界上一些最强大的App,包括Gmail、Google Maps和YouTube。
03
安装Python
使用Python语言编程前,我们需要先配置Python的编程环境。主要包括以下三个步骤。
(1)下载Python
在浏览器中输入:
https://www.python.org
打开网页,将鼠标悬停在上方的Downloads菜单上并且点击以Python3开头的按钮下载程序安装包。
(2)在计算机上安装Python
找到已经下载的.exe文件并双击它,按照提示步骤安装Python和IDLE编辑器。IDLE是我们用来录入和运行Python程序的一个程序。
(3)测试Python是否安装正确
Python安装完了,我们要来测试是否已经安装好。在开始菜单找到IDLE程序并运行它。你将会看到如图1-2所示的一个基于文本的命令行窗口,这个命令行窗口叫作Python shell。
图1-2IDLE Python shell-我们学习Python的命令中心
Shell是一个窗口或界面,它允许用户输人命令或者代码行。“>>>”叫作提示符,它表示计算机准备好接受你的第一条命令。计算机问你想要让它做什么,例如输入如下代码。
print(Hello,world!")
按下键盘的回车键,我们将看到Python shell打印出了引号中的文本,这些文本是你输入到圆括号中的,也就是“Hello,world!”。这样就完成了第一个程序。
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04
编写Python程序
Python shell虽然可用,但对于编写较长的代码不是那么方便。所以我们用IDLE来编写Python程序。打开IDLE,选择“File->New Window”,会弹出一个空白屏幕,在这个空白窗口中可以输入3行代码。
# YourName.py
name = input("What is your name?\n")
print("Hi,", name)
第1行代码叫作注释。注释以一个井号开头(#),它是程序的提示,运行时计算机会忽略它。在这个示例中,注释只是提示我们程序的名称是什么。第2行要求用户输入自己的名字并且将其存储为name。第3行代码打印出“Hi,”,后面跟着用户的名字。注意,这里有一个逗号“,”,它将引号中的文字“Hi,”和name分隔。
05
运行Python程序
打开程序上方的菜单中的Run选项并且选择Run->Run Module,这将会运行(或执行)程序中的指令。首先会要求你保存程序,让我们将该文件命名为YourName.py,这就会让计算机将该程序保存为一个名为YourName.py的文件,而“.py”部分表示这是一个Python程序。
当保存了文件并运行它的时候,你将会看到Python shell窗口启动程序,显示了“What is your name?”这个问题。在下一行中输入你的名字并按下回车键,程序将会打印出“Hi,”,后面跟着你所输入的名字。因为你要求程序做的就是这些,程序将会结束,而且,你将会再次看到“>>>”提示符,如图1-3所示。
图1-3计算机知道我的名字
你可以输入自己的名字,例如张三,李四,max。在键盘上输入m-a-x,程序对会对你说Hi,max。Max想让它说“Hello,”,因此,我们可以编辑程序的第3行,让它说Hello而不是Hi。将第3行修改为以下格式。 print(“Hello,“,name,name,name,name,name)
程序会用“Hello,max max max max max”回答我们。尝试修改程序的第2行和第3行,让计算机询问不同的问题,并且打印出不同的回答。
知识点总结
学习编写代码就像是学习走迷宫、猜谜语或者玩脑筋急转弯。我们从一个问题开始,应用所知道的信息,同时一路获知新的东西。当我们完成的时候,锻炼了我们的大脑并且解决了问题。希望所有学习的人都能够乐在其中。
在本次课程中,我们学习的内容主要包括:
(1)了解了什么是计算机编程语言。
(2)解决第一个主要的问题:在计算机上安装了Python编程语言。
(3)开始动手编写代码,并查看了程序代码运行的结果。
在之后的学习中,我们将学习如何使用代码解决问题。我们首先从一个简单的可视化的谜题开始,例如在计算机屏幕上(或者平板电脑或手机的屏幕上)绘制形状,然后,搞清楚如何创建诸如猜数字、Rock-Paper-Scissors和Pong这样的简单游戏。
通过在前几个程序中打下的基础,我们可以开始继续编写游戏、移动App、WebApp以及更多内容。
现在,我们应该:有了完全能够工作的Python编程环境和文本编辑器;能够直接将编程命令输入到Python shell中;能够在IDLE中编写、保存、运行和修改较短的程序。准备好尝试下一次课程中更加高级、有趣的程序。
编
程
挑
战
(1）修改YourName.py程序并将其保存为MadLib.py。我们将要求用户输入一个形容词、一个名词以及一个过去式的动词(而不是输入用户的名字)并将其存储到3个不同的变量中,就像我们在最初的程序中对名字所做的那样,然后,打印出诸如“形容词+名词+动词+over the lazy brown dog”的一个句子。修改完后代码如下所示。
# 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)打开MadLib.py的一个新的版本并将其保存为MadLib2.py,添加另外的一个输入行,要求输入一种动物。然后,我们从打印的语句中删除单词dog并且在引用的句子的末尾添加这个新的animal变量(在打印的语句之中这个新的变量之前,添加一个逗号)。如果你愿意,可以再次修改句子。最终会得到“The funny chalkboard burped over the lazy brown cat”,或者其他更为有趣的句子。