1.1-1.3 程序语言大家庭 初识Python与环境搭建（课件）-《Python程序设计编写入门》（高教版第一版）同步精品课堂

第一单元——编程，与计算机世界对话 Python简介与环境搭建 《Python程序编写入门》 同步精品课堂 高等教育出版社第一版 了解Python语言的简洁性、可读性、跨平台性等特点，并能举例说明其应用场景. 在Windows系统下搭建Python开发环境。 认识Python编译器(IDLE、Pycharm)。 使用Python交互模式。 教学目标 一 01 —— 了解Python语言特点 03 —— Python交互模式 02 —— 搭建windows系统下的开发环境 04 —— Python历史发展 教学重难点 二 掌握Python语言的基本特点和开发环境的搭建步骤。 Python交互模式的工作原理及其与脚本模式的区别。 重点 难点 导入新课 三 网站/网页 桌面应用 软件支持 智慧化教育 数据分析 云计算平台 Python可以用来做什么呢？ 新知讲授 四 计算机执行的二进制命令，都是0和1表示 用助记符代替机器指令的操作码（如：ADD表示加法） 更简单，符合人们的习惯，也更容易理解和修改。 区别：依次接近人类自然语言的表达方式、代码效率依次变低、语言越来越高级 联系：高级语言要通过编译程序翻译成汇编代码，汇编语言要通过汇编得到机器语言，计算机才能执行。 机器语言 汇编语言 高级语言 新知讲授 四 类似人类语言，与计算机硬件结构和指令系统无关 高级编程语言 C语言 面向过程 Python 面向对象 C++ 面向对象 Java 面向对象 面向对象、面向过程 新知讲授 四 面向过程 （一）定义 面向过程是一种以过程为中心的编程范式。它将程序看作是一系列需要执行的步骤或过程，每个过程都是一组完成特定任务的语句或指令。程序员按照一定的逻辑顺序来组织这些过程，以实现程序的功能。 （二）特点 顺序执行：程序按照预定义的顺序逐步执行各个过程。 函数封装：将相关的代码组织成函数或子程序，每个函数完成一个特定的功能。 数据传递：数据在不同的函数之间传递，函数对数据进行操作和处理。 全局变量：可能会频繁使用全局变量来共享数据。 （三）优点 简单直观：对于简单的程序，面向过程的编程方式容易理解和实现。 执行效率高：在某些情况下，面向过程的程序可能具有较高的执行效率，因为它的结构相对简单。 （四）缺点 可维护性差：随着程序规模的增大，面向过程的程序可能会变得难以维护，因为数据和功能是分离的。 代码复用性低：函数之间的耦合度较高，难以实现代码的复用。 （五）适用场景 面向过程适用于逻辑相对简单、易于分解为一系列步骤的程序，例如一些小型的工具程序或简单的算法实现。 新知讲授 四 面向对象 （一）定义 面向对象是一种以对象为中心的编程范式。它将数据和操作数据的方法封装在一起，形成对象。对象是类的实例，类是对象的模板或蓝图。通过对象之间的交互来完成程序的功能。 （二）特点 封装性：将数据和操作数据的方法封装在类中，隐藏内部实现细节，只暴露必要的接口。 继承性：允许创建一个类作为另一个类的子类，子类继承父类的属性和方法，并可以添加新的属性和方法或重写父类的方法。 多态性：允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应。通过接口或抽象类来实现多态，提高代码的灵活性和可扩展性。 （三）优点 可维护性强：对象的封装性和模块化设计使得程序易于维护和修改。 代码复用性高：通过继承和多态，可以复用已有的类和对象，减少重复代码的编写。 贴近现实世界：面向对象的模型更符合人类对现实世界的认知方式，便于理解和设计复杂的系统。 （四）缺点 学习曲线较陡：面向对象的概念和设计模式相对复杂，需要一定的时间来学习和掌握。 执行效率可能较低：由于面向对象的抽象和封装，可能会带来一定的性能开销。 （五）适用场景 面向对象适用于大型、复杂的软件系统，尤其是那些需要频繁修改和扩展的系统。它在现代软件开发中被广泛应用于各种领域，如Web开发、桌面应用、游戏开发等。 新知讲授 四 Python发展 新知讲授 四 特性 C语言 Java Python C++ 编程范式 过程式 面向对象 多范式 多范式 执行方式 编译为机器码 JVM字节码 解释执行 编译为机器码 内存管理 手动管理 自动GC 自动GC 手动/RAII 类型系统 静态弱类型 静态强类型 动态强类型 静态强类型 性能 极高 中等 较低 极高 开发效率 低 中等 极高 中等 典型应用领域 系统底层开发 企业级应用 快速原型开发 高性能计算 功能 新知讲授 四 Windows环境下开发搭建 Python官方下载：Download Python | Python.org 镜像源下载：Index of /anaconda/archive/ | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror 下载安装步骤 01 02 新知讲授 四 下载安装步骤 03 04 确保勾选了 Add python.exe to PATH, 勾选完后点击 Customize installation，进入下一步安装过程 勾选 Install Python 3.X for all users，Precompile standard library.点击Install即可安装。建议修改安装路径 新知讲授 四 验证安装 打开 Windows Terminal或 cmd 终端窗口，快捷键：Win+R，在打开的窗口输入python --version 01 02 新知讲授 四 交互界面使用 01 命令行窗口输入python，进入python输入界面 02 输入简易方程比较运算过程 新知讲授 四 Pycharm官方下载：Download Python | Python.org Anaconda下载：Index of /anaconda/archive/ | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror 1.Pycharm分为专业版与社区版，选择社区版（Community）下载 新知讲授 四 Pycharm安装 2.根据提示点击next安装。 3.根据提示点击next安装。 新知讲授 四 Pycharm安装 4.根据提示点击next安装，可以全部勾选上。 5.根据提示点击安装。 Pycharm安装相对简单，安装完成后需注意选择第二个 I want to manually reboot later. 新知讲授 四 Pycharm+Python配置 1.第一次打开Pycharm,选择不要导入。 2.进入后点击 ‘+’ 。 新知讲授 四 Pycharm+Python配置 3.项目命名最好用英文，导入项目点击Setting进入设置 4.选择Python解释器，点击添加解释器。 接下来需要找到之前安装Python的位置 新知讲授 四 Pycharm+Python配置 5.点击虚拟环境，找到你安装的Python位置找到Python.exe 6.完成之后编辑程序验证。 师生互动 五 陈述各语言的特点，并说出与Python有什么区别和联系。 高效灵活，常用于嵌入式编程。面向过程性语言 C语言 Java Python C++ 性能优化，内存管理强大。常用于引擎开发。 面向对象语言 简洁明了，对初学者友好。常用于数据分析处理。面向对象语言 跨平台，强类型。常用于商业开发。面向对象语言 随堂练习 六 1.以下关于 Python 的描述错误的是（） A.Python 是一种跨平台的编程语言 B.Python 仅能运行在 Windows 系统上 C.Python 有着清晰的语法结构，易于阅读 D.Python 可用于 Web 开发、数据分析等多个领域 正确选项： B 解析：Python 是一种跨平台的编程语言， 可以在 Windows、Linux 和 Mac 等操作系统上运行，因此选项 B 的描述是错误的。 随堂练习 六 2.Python 语言的特点有哪些？请列举并简要说明。 答案：Python 的特点是简洁性、可读性、跨平台性等。简洁性表现在 Python 的语法简洁明了，代码量相对较少；可读性体现在代码的结构清晰，易于理解和阅读；跨平台性使得 Python 程序可以在不同的操作系统上运行，如 Windows、Linux 和 macOS。 3.在 Windows 系统下，如何搭建 Python 开发环境？请简述步骤。（可作为实操题练习） 答案：搭建 Python 开发环境的步骤包括：首先，访问 Python 官网（https://www.python.org/）下载安装程序；然后，运行安装程序，选择“Add Python to PATH”选项，以便将 Python 添加到系统环境变量中；接着，按照提示完成安装；最后，打开命令提示符，输入 python --version 验证安装是否成功。 随堂练习 六 4.IDLE 和 PyCharm 分别是什么？它们在 Python 开发中有何作用？ 答案：IDLE 是 Python 自带的集成开发环境，具备代码编辑、运行和调试功能。PyCharm 是一款功能强大的 Python 集成开发环境，由 JetBrains 公司开发，支持代码自动补全、语法高亮、调试和版本控制等功能，适用于复杂的 Python 项目开发。 5.在 Python 的交互模式下，如何进行简单的数学运算？请举例说明。 答案：在 Python 的交互模式下，可以像使用计算器一样进行数学运算。例如，输入 2 + 3，然后按下回车键，Python 会输出 5，表示 2 加 3 的结果是 5 随堂练习 六 6.请解释 Python 的“即时反馈”特性。 答案：Python 的“即时反馈”特性是指在交互模式下，当用户输入代码并按下回车键后，Python 解释器会立即执行代码并返回结果。这一特性使得用户可以快速得到代码运行的结果，方便进行调试和测试。 7.在 Windows 系统中，如何配置 Python 的系统环境变量？ 答案：在 Windows 中，配置 Python 系统环境变量的步骤包括：打开“系统属性”窗口，点击“高级系统设置”，在“系统属性”窗口中点击“环境变量”按钮；在“环境变量”窗口中，找到并选中“Path”变量，点击“编辑”按钮；在“编辑环境变量”窗口中，点击“新建”，然后输入 Python 的安装路径（例如 C:\Python39），点击“确定”完成设置。 课堂小结 七 谢谢 $$