项目1猜价赢大奖


 学习目标

知识目标： 

1. 了解Python的基本功能。

2. 认识Python的应用领域。

3. 掌握Python编码规范。

技能目标： 

1. 能够熟练搭建集成开发环境PyCharm。

2. 能够在PyCharm中实现Python程序的编写、运行。

素质目标： 

1. 培养程序设计严谨、认真的职业素养。

2. 培养程序设计的基本逻辑思维能力。

3. 尊重知识产权，培养创新意识。

1.1项 目 情 景

某电子产品公司要举行一个大型庆祝活动，在活动现场设置了一个“猜价赢大奖”的活动。系统给定产品价格，现场展示产品实物，观众通过设计的游戏程序进行猜价，5次以内能猜中，观众就获得此奖品实物。因活动现场奖品较多，参加活动的嘉宾人数众多，为保障活动顺利无误实施，现需要根据该场景需求开发一个程序。

该程序的核心功能是输入猜价与产品实际价格对比，最多猜5次，5次及5次以内猜中即停。基于对该项目的需求分析，项目经理列出需要完成的任务清单，如表11所示。


表11项目1任务清单




任 务 序 号
任 务 名 称
知 识 储 备
T11
猜价赢大奖
 Python简介

 Python的应用领域

 Python开发环境搭建

 Python程序开发运行流程


1.2相 关 知 识
1.2.1Python简介

Python是一种高层次、解释型的编程语言，具有解释性、编译性、互动性和面向对象的特点。

Python由吉多·范罗苏姆在20世纪90年代初设计，最初是作为ABC语言的一种替代品。它以其高效的高级数据结构和对面向对象编程的支持而受到欢迎。

(1) Python的设计思想与特点。Python的设计强调代码的可读性和简洁的语法，这使它既适合专业的开发人员，也适合编程初学者。它支持多态、异常处理和多重继承等高级面向对象编程(object oriented programming，OOP)概念。

(2) Python的应用领域。Python在多个领域都有广泛的应用，包括网络开发、数据分析、人工智能、科学计算等。它的多样性和灵活性使其成为当今最受欢迎的编程语言之一。

(3) Python的发展趋势。随着技术的不断进步，Python也在不断发展。它拥有一个活跃的开发社区，不断有新的库和工具被开发出来，以适应不断变化的技术需求和市场趋势。

Python以其易学性、强大的功能和广泛的应用，成为当今编程世界中的一颗璀璨之星。无论你是想要进入编程世界，还是希望扩展你的技能集，Python都值得考虑。

微课11： Python简介

1.2.2Python的应用领域

Python的应用领域非常广泛，涵盖了从Web开发到科学计算的各个方面。

1. Web开发

Python在Web开发领域非常流行，主要得益于其丰富的框架资源，如Django、Flask和Pyramid等。这些框架提供了全面的工具集，包括路由、模板引擎、ORM(对象关系映射)以及表单处理等，使得快速开发复杂的Web应用成为可能。

2.  数据科学与机器学习

数据科学是Python的一大亮点。Pandas、NumPy、SciPy和Matplotlib等库为数据分析和可视化提供了强大支持。Scikitlearn、TensorFlow和PyTorch等库则支持机器学习和深度学习模型的构建和训练。

3.  人工智能

Python的AI库使得它在人工智能领域也非常受欢迎。自然语言处理(NLP)可以使用NLTK或spaCy等库进行文本分析和处理。计算机视觉可以使用OpenCV等库来处理图像和视频数据。

4.  网络爬虫

Python的requests库和BeautifulSoup库使得爬取网页数据变得简单，广泛用于数据挖掘和市场分析。

5.  游戏开发

虽然不如C++等语言在3D游戏开发中流行，但Python的Pygame库提供了制作2D游戏的所需功能，对于入门级或小型项目而言，Python是一个不错的选择。

6.  科学计算与教育

Python在科学计算领域也有着广泛应用。SciPy提供了数学算法和便利的函数，SymPy则用于符号计算。Python也常用于教学，因为它被认为是一种更接近于“自然语言”的编程语言，学生可以更容易地学习和理解。

7.  金融

在金融领域，Python用于量化交易、风险管理等，其数据分析和计算能力在这一领域尤为重要。Pandas等库提供了对时间序列数据的高效处理能力，而如QuantLib等库则专门用于金融工程。

8.  自动化与脚本编写

Python因其简单易用的特性，常被用于编写各种自动化脚本，从而提高工作效率。它可以帮助用户自动处理日常任务，如文件管理、系统配置和网络管理等。

9. 云计算与DevOps

Python与多个云服务平台兼容，可以用来开发和管理云基础设施，以及在云平台上部署应用和服务。在DevOps中，Python脚本常用于持续集成和持续部署(CI/CD)流程中。

10.  物联网

Python的简单性和跨平台特性使其成为物联网项目的热门选择。它可以运行在树莓派等微型计算机上，用于控制和数据采集。

Python的多样性和灵活性，加上其庞大的社区支持和丰富的库资源，使其成为当今最受欢迎的编程语言之一。无论是初学者还是专业人士，Python都是一个值得学习的编程语言。

微课12： Python的应用领域

1.2.3Python开发环境搭建
1. Python解释器

Python解释器的下载、安装及环境配置是使用Python进行编程不可或缺的基础步骤，它们为Python代码的编写与执行搭建起稳固的平台。

(1) 确定开发所用设备操作系统。
在下载Python解释器之前，需要确认开发使用设备的操作系统(Windows、macOS或Linux)，以确保下载正确的安装包。本书中程序开发所用设备操作系统是Windows操作系统，后续将以此为例。

(2) 下载安装。
访问Python的官方网站https://www.python.org/，单击Downloads菜单，根据操作系统选择相应的安装包进行下载。本书选择的是适合Windows系统的Python 3.11.8下载，如图11所示。




图11版本选择


下载完成后，运行安装程序并按照提示完成安装过程。在安装过程中，需要选择Python解释器的安装路径，确保IDE(integrated development environment，集成开发环境)能够正确识别和使用Python环境，以便顺利进行开发和调试工作。为了方便在命令行中直接运行Python命令，建议勾选Add python.exe to PATH选项，如图12所示。这一操作将Python的可执行文件路径添加到系统的环境变量中。




图12安装配置


配置安装选项，如图13所示。



图13安装选项


选择安装位置，如图14所示。


单击图14中的Install按钮，执行安装命令后，显示安装进度，如图15所示。


接着出现Setup was successful界面，如图16所示，表示安装成功。


(3) 配置环境变量。
如果系统没有自动配置环境变量，需要手动将Python的安装路径添加到系统的PATH环境变量中。请按照以下步骤操作： 

① 找到Python的安装路径。本书的案例安装路径是D:＼python311。

② 右击“计算机”或“此电脑”，选择“属性”命令。



图14安装位置




图15安装中




图16安装成功



③ 在弹出的窗口中选择“高级系统设置”命令，打开“系统属性”对话框，然后在“高级”选项卡中单击“环境变量”按钮。

④ 在弹出的“环境变量”对话框中选中“系统变量”中的变量 Path，然后单击“编辑”按钮，打开“编辑环境变量”对话框。

⑤ 在弹出的对话框中单击“新建”按钮，在光标所在位置输入Python的安装路径(如D:＼python311)。

⑥ 单击“确定”按钮，保存并关闭所有打开的对话框。

现在已经成功配置了Python环境变量。可以在命令提示符或PowerShell中输入python命令来启动Python解释器。


(4) 试用。
在Windows命令提示符或PowerShell中输入python命令来启动Python解释器，如图17所示，说明安装配置成功。




图17启动Python解释器



在“>>>”后面可以输入命令，例如输入： 


print("Hello World!")





按Enter键会显示输出“Hello World!”,如图18所示。



图18命令窗口


Python官方提供了一个简单的集成开发和学习环境。IDLE(integrated development and learning environment，集成开发和学习环境)被设计成一个轻量级的工具，特别适合于初学者学习和使用 Python 语言。按键盘上的Windows键打开Windows菜单，如图19所示，从菜单中选择IDLE(Python 3.11 64bit)命令打开Python开发环境。




图19IDLE


在IDLE中可以交互式输入Python语句并执行，如图110所示，也可以选择File→New File命令打开Python程序编辑窗口，编写由多行语句构成的Python程序。



图110IDEL应用


微课13： Python解释器安装

2. PyCharm

PyCharm是一个功能强大且跨平台的Python IDLE，适用于Windows、macOS和Linux。它提供代码补全、语法高亮、调试、性能分析、版本控制等功能，旨在提高Python开发效率。PyCharm是Python开发者的理想选择。

(1) 下载。
访问PyCharm官网https://www.jetbrains.com/pycharm的下载页面，会看到两个主要的版本可供选择： 专业版(Professional)和社区版(Community)。专业版是付费版本，提供更全面的功能； 而社区版则是免费的，适合学生和新入门的开发者使用。本书选择Windows下的Community版2023下载使用。

(2) 安装。
下载完成后，双击安装包，启动安装向导，如图111所示。




图111启动PyCharm安装


在安装过程中，可以选择安装目录，如图112所示。建议选择非系统盘(如D盘或E盘)以避免占用系统资源。



图112选择安装位置


安装过程中的安装选项设置如图113所示。建议选择PyCharm Commuity Edition、“添加'bin'文件夹到PATH”和“.py”3个选项，方便开发使用。

选择开始菜单目录，如图114所示，使用默认的JetBrains。单击“安装”按钮，等待安装完成。

安装程序结束，如图115所示。可以重启系统，开始使用PyCharm。



图113安装选项




图114选择开始菜单目录




图115安装完成