Python语言程序设计之程序设计基本方法

计算机的概念：计算机是 根据指令 *** 作数据的设备 。

计算机具有 功能性 和 可编程性。

功能性，指对数据的 *** 作，表现为数据计算、输入输出处理和结果存储等。

可大亮搜誉编程性，指根据一系列指令自动地、可预测地、准确地完成 *** 作者的意图。

计算机的发展参照 摩尔定律 ，表现为指数方式。

计算机硬件所依赖的集成电路规模参照摩尔定律发展，计算机运行速度因此也接近几何级数快速增长，计算机高效支撑的各类运算功能不断丰富发展。

摩尔定律 Moore’s Law——计算机发展 历史 上最重要的预测法则

Intel公司创始人之一戈登·摩尔在1965年提出单位面积集成电路上可容纳晶体管的数量约每两年翻一番，CPU/GPU、内存、硬盘、电子产品价格等都遵循摩尔定律。计算机是当今世界，唯一长达50年有效且按照指数发展的技术领域，计算机深刻改变人类 社会 ，甚至可能改变人类本身，可预见的未来30年，摩尔定律还将持续有效。

程序设计

程序设计是计算机可编程性的体现。

程序设计，亦称编程，是深度应用计算机的主要手段，程序设计已经成为当今 社会 需求量最大的职业技能之一，很多岗位都将被计算机程序接管，程序设计将是生存技能。

程序设计语言

程序设计语言是一种用于交互(交流)的人造语言。

程序设计语言，亦称编程语言，是程序设计的具体实现方式，编程语言相比自然语言更简单、更严谨、更精确，编程语言相比自然语言更简单、更严谨、更精确。

编程语言种类很多，但生命力强劲的却不多。编程语言有超过600种，绝大部分都不再被使用。C语言诞生于1972年，它是第一个被广泛使用的编程语言，Python语言诞生于1990年，它是最流行最好用的编程语言。

编程语言的执行方式

计算机执行源程序的两种方式：编译和解释。

源代码：采用某种编程语言编写的计算机程序，人类可读。

例如：result = 2 + 3

目标代码：计算机可直接执行，人类不可读 (专家除外)。

例如：11010010 00111011

编译

将源代码一次性转换成目标代码的过程。

执行编译过程的程序叫作编译器（compiler）。

解释

将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行的过程

执行解释过程的程序叫做解释器（interpreter）。

编译和解释

编译：一次性翻译，之后不再需要源代码（类滚漏宽似英文翻译）。

解释：每次程序运行时随翻译随执行（类似实时的同声传译）。

静态语言和脚本语言

根据执行方式不同，编程语言分为两类。

静态语言：使用编译执行的编程语言，如C/C++语言、Java语言。

脚本语言：使用解释执行的编程语言，如Python语言、JavaScript语言、PHP语言。

执行方式不同，优势也各有不同。

静态语言：编译器一次性生成目标代码，优化更充分，程序运行速度更快。

脚本语言：执行程序时需要源代码，维护更灵活，源代码在维护灵活、跨多个 *** 作系统平台。

IPO

程序的基本编写方法。

I：Input 输入，程序的输入。

P：Process 处理，是程序的主要逻辑。

O：Output 输出，程序的输出。

理解IPO

输入 ，程序的输入 文件输入、网络输入、控制台输入、交互界面输入、内部参数输入等，输入是一个程序的开始。

输出 ，程序的输出，控制台输出、图形输出、文件输出、网络输出、 *** 作系统内部变量输出等，输出是程序展示运算结果的方式。

处理 ，处理是程序对输入数据进行计算产生输出结果的过程，处理方法统称为 算法 ，它是程序最重要的部分，算法是一个程序的灵魂。

问题的计算部分

一个待解决的问题中，可以用程序辅助完成的部分。

计算机只能解决计算问题，即问题的计算部分，一个问题可能有多种角度理解，产生不同的计算部分，问题的计算部分一般都有输入、处理和输出过程。

编程解决问题的步骤

6个步骤 (1-6)

分析问题 ：分析问题的计算部分，想清楚。

划分边界 ：划分问题的功能边界，规划IPO。

编写程序 ：编写问题的计算机程序，编程序。

调试测试 ：调试程序是正确运行的，运行调试。

升级维护 ：适应问题的升级维护，更新完善。

求解计算问题的精简步骤

3个精简步骤

确定IPO ：明确计算部分及功能边界。

编写程序 ：将计算求解的设计变成现实。

调试程序 ：确保程序按照正确逻辑能够正确运行。

编程能够训练思维

编程体现了一种抽象交互关系、自动化执行的思维模式。计算思维：区别逻辑思维和实证思维的第三种思维模式。能够促进人类思考，增进观察力和深化对交互关系的理解。

编程能够增进认识

编程不单纯是求解计算问题。不仅要思考解决方法，还要思考用户体验、执行效率等方面。能够帮助程序员加深对用户行为以及 社会 和文化的认识。

编程能够带来乐趣

编程能够提供展示自身思想和能力的舞台。让世界增加新的颜色、让自己变得更酷、提升心理满足感。在信息空间里思考创新、将创新变为现实。

编程能够提高效率

能够更好地利用计算机解决问题。显著提高工作、生活和学习效率。为个人理想实现提供一种借助计算机的高效手段。

编程带来就业机会

程序员是信息时代最重要的工作岗位之一。国内外对程序员岗位的缺口都在百万以上规模。计算机已经渗透于各个行业， 就业前景非常广阔。

学习编程的误区

Q：编程很难学吗？ A：掌握方法就很容易！

首先，掌握编程语言的语法，熟悉基本概念和逻辑。其次，结合计算问题思考程序结构，会使用编程套路。最后，参照案例多练习多实践，学会举一反三次。

1.（几何学：一个五边形的面积）编写一个程序，提示用户输入五边形顶点到中心距离r，然后算出五边形的面积，如下图所示。

计算五边形面积的公式是Area = 5×s×s/(4×tan(π/5))，这里的s是边长。边长的计算公式是 s =2rsin(π/5)，这里的r是顶点到中心距离。

2.（几何学：大圆距离）大圆距离是球面上两点之间的距离。假设(x1,y1)和(x2,y2)是两点的经度和纬度，两点之间大圆距离可以利用以下公式计算：

d = radius * arccos(sin(x1) × sin(x2) × cos(x1) × cos(x2) × cos(y2-y1))

编写一个程序，提示用户输入地球袭虚表面两点经度和拍肢燃纬度的度数然后显示它们的大圆距离。地球的平均半径为6371.01km。注意：你需要使用math. radians函数将度数转化为弧度数，因为Python三角函数使用的是弧度。公式中的经纬度是西经和北纬。用负数表示东经和南纬。

3.（几何学：估算面积）从网站找到佐治亚州亚特兰大、佛罗里达州奥兰多、大草原佐治亚、北卡罗来纳州夏洛特的GPS位置，然后计算出这四个城市所围成的区域的大概面积。

4.（几何学：五角形的面积）五角形的面积可以使用下面的公式计算（s是边长）

Area = （5×s²）/ （4×tan（π/5））

编写一个程序，提示用饥拍户输入五边形的边长，然后显示面积。

5.（几何学：一个正多边形的面积）正多边形是边长相等的多边形吗，而且所有的角都相等。计算正多边形面积的公式是：

Area = (n × s²)/（4×tan（π/n））

这里的s是边长。编写一个程序，提示用户输入边数以及正多边形的边长，然后显示他们的面积。

6.（找出ASCII码的字符）编写一个程序，接收一个ASCII码值（一个0~127之间的整数），然后显示它对应的字符。例如：如果用户输入97，程序将显示字符a。

7.（随机字符）编写一个程序，使用time.time()函数显示一个大写的随机字符。

9.（金融应用程序：工资表）编写一个程序，读取下面的信息，然后打印一个工资报表。

雇员姓名（例如：史密斯）

一周工作时间（例如：10）

每小时酬报（例如：9.75）

联邦预扣税率（例如：20%）

州预扣税率（例如：9%）

10.（Turtle显示统一码）编写一个程序，显示希腊字母。αβγδεζηθ

11.（反向数字）编写一个程序，提示用户输入一个四位整数，然后显示颠倒各位数字后的数。

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