作者：快学习教育
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
编程真好玩：青少年学Python一本通试读：
前言
Python是一门非常流行的编程语言，不仅在诸多高新技术领域有着广泛的应用，而且非常适合作为青少年学习编程的入门语言。本书通过讲解如何用Python编程，帮助青少年锻炼逻辑思维，培养他们分析问题、解决问题的能力。
◎内容结构
全书共10章。第1章讲解Python编程的基本操作和基础知识。第2～9章讲解Python编程的核心知识，包括变量与运算符、数据类型、条件语句、循环语句、数据结构、函数、模块、面向对象编程等。第10章通过一个综合性较强的案例，引导读者加深对Python知识点的理解。
◎编写特色
·本书在编排内容时采用由浅入深、循序渐进的思路，书中的代码都配有详尽的注释，并对要点和难点进行总结和点拨，让零基础的读者也能轻松入门，并快速建立起学习的信心。
·为了帮助读者理解抽象的编程知识，书中设计了丰富的案例。这些案例与青少年的学习和生活息息相关，具备较强的典型性和实用性，有心的读者通过举一反三，还能自己编写出更多有趣的程序，达到学以致用的目的。
◎读者对象
本书适合具备基本的数学知识和一定的计算机操作技能的中小学生阅读，也可作为青少年编程培训机构及青少年编程兴趣班的教材使用。
由于编者水平有限，本书难免有不足之处，恳请广大读者批评指正，除了扫描二维码关注公众号获取资讯以外，也可加入QQ群910607582与我们交流。编者2020年3月
如何获取学习资源
步骤1：扫描关注微信公众号在手机微信的“发现”页面中点击“扫一扫”功能，进入“二维码/条码”界面，将手机摄像头对准右图中的二维码，扫描识别后进入“详细资料”页面，点击“关注公众号”按钮，关注我们的微信公众号。步骤2：获取学习资源下载地址和提取密码
点击公众号主页面左下角的小键盘图标，进入输入状态，在输入框中输入“学Python”，点击“发送”按钮，即可获取本书学习资源的下载地址和提取密码，如右图所示。步骤3：打开学习资源下载页面
在计算机的网页浏览器地址栏中输入前面获取的下载地址（输入时注意区分大小写），如右图所示，按【Enter】键即可打开学习资源下载页面。步骤4：输入密码并下载文件
在学习资源下载页面的“请输入提取密码”文本框中输入前面获取的提取密码（输入时注意区分大小写），再单击“提取文件”按钮。在新页面中单击打开资源文件夹，在要下载的文件名后单击“下载”按钮，即可将其下载到计算机中。如果页面中提示选择“高速下载”或“普通下载”，请选择“普通下载”。下载的文件如果为压缩包，可使用7-Zip、WinRAR等软件解压。
提示
读者在下载和使用学习资源的过程中如果遇到自己解决不了的问题，请加入QQ群910607582，下载群文件中的详细说明，或向群管理员寻求帮助。第1章 进入编程的世界
本章将带领大家迈入Python编程世界的大门。主要介绍Python编程环境的搭建，然后通过简单的实例程序引导大家熟悉代码的输入与运行等编程基本操作。1.1 孩子为什么要学习Python
如果你想让计算机按照你的要求去做事，首先就需要能够与计算机交流。人类之间的交流通过汉语、英语等语言来完成，而人类与计算机交流则必须依赖计算机能够理解的语言——编程语言。简单来说，编程语言是我们用于控制计算机的一组指令，它和人类的语言一样，也有固定的词汇和语法。编程就是利用编程语言编写程序，控制计算机为我们做事。
学习编程对孩子的好处
学习编程，可以锻炼孩子多方面的能力，包括逻辑思维、解决问题的能力、多学科的综合应用能力等。
·逻辑思维。在学习编程时，孩子需要不停地思考，先做什么后做什么，每一步怎么做，需要用到什么指令。这个过程在无形中锻炼和提高了他们的逻辑思维能力。
·解决问题的能力。编程不会总是一帆风顺的。编写好的程序不能成功运行或得不到想要的运行结果是常有的事，此时就需要通过调试程序，逐步排查并改正程序中的语法错误或逻辑错误。在这个过程中，孩子会变得更加细心和耐心，更善于发现问题并解决问题。
·多学科的综合应用能力。编程除了要用到计算机知识，还常常要综合运用数学、物理等多个学科的知识，可以很好地激发孩子的学习热情，增强他们学习的主动性。
为什么Python适合作为孩子学习编程的入门语言
要学习编程，首先就得选择一种编程语言。编程语言的种类很多，如BASIC、Pascal、FORTRAN、C、C++、Java等。Python则是近年来发展最快的高级编程语言之一。对于青少年来说，C、C++、Java等传统的编程语言不太容易理解和掌握，学习难度较高。而Python的语法结构简单，与自然语言更接近，代码简洁且易于理解，因而学习门槛较低，非常适合作为孩子学习编程的入门语言。1.2 对比Scratch学Python的优势
Scratch是一款由麻省理工学院（MIT）研发的少儿编程工具，其特点在于即使孩子不认识英文单词、识字量不多，也可以通过鼠标或手指拖动积木块，像搭积木一样组合和拼接积木块，实现编程应用，下图所示为在Scratch中进行积木块搭建的界面效果。
Scratch和Python之间虽然没有直接联系，但我们可以通过以下两点将两者联系起来。
·由图形转换为语句直观有效。将Scratch中的图形化积木块与Python的基础语法对应，能够更直观、更轻松地理解语法含义。例如，Scratch中的循环积木块对应Python中的for语句和while语句，其中for语句能够直接指定循环次数，而while语句则需要通过判断其他表达式来决定是否执行循环，对照Scratch中的积木块，可以更方便孩子理解，见下表。
·规范编程思维，层次清晰。Scratch图形化编程与Python的编程思维一样，只是实现的工具不同，Scratch积木块的嵌套与拼接也能够帮助孩子掌握Python中对应的语句与格式。下图所示为设置了双重条件判断的积木组，孩子可以从中学习到Python中对应的if语句的嵌套。
运行程序，根据提示输入成绩，如688，运行结果如下。请输入成绩：688进入尖子班学习1.3 Python编程环境搭建
开始学习Python之前，我们需要在计算机中创建一个适合自己计算机系统的编程环境。对于不同的计算机操作系统，Python程序的安装包也是有区别的，首先需要确认自己计算机的操作系统类型，下面以Windows 10系统为例，介绍如何查看计算机的操作系统类型。
①在计算机桌面上右击“这台电脑”图标，②在弹出的快捷菜单中单击“属性”命令，如下左图所示。③在打开的“系统”窗口中可看到本地计算机的系统为“Windows 10”，④“系统类型”为“64位操作系统，基于x64的处理器”，如下右图所示。1.3.1 下载Python安装包
了解了计算机的系统信息后，就可以从Python的官网下载适合计算机系统的安装包了。①打开浏览器，在地址栏中输入网址https://www.python.org，按【Enter】键，进入Python官网，②单击“Downloads”按钮，③在展开的列表中可看到多个系统类型，此处选择“Windows”，如下图所示。
进入安装包的下载界面，可看到Python的两个安装版本及各个版本下的多个安装包。此处以Python 3.8.1版本为例，介绍Python安装包的下载方法。根据前面查看到的计算机系统属性，①选择“Download Windows x86-64 executable installer”安装包。如果计算机系统类型为32位，则选择“Downloads Windows x86 executable installer”安装包。单击需要下载的链接，②在下方弹出的下载提示框中单击“保存”按钮，即可开始下载Python程序的安装包。③如果想要修改安装包的保存位置，可单击“保存”右侧的折叠按钮，如下图所示，在展开的列表中选择“另存为”选项，然后在打开的对话框中设置安装包的保存位置。
等待Python程序的安装包下载完成，进入安装包的下载位置，可看到如右图所示的以.exe为扩展名的安装包文件。1.3.2 安装IDLE
下载好Python安装包后，接下来就可以安装程序。双击下载好的安装包，①在打开的程序安装界面中勾选“Add Python 3.8 to PATH”复选框，将Python添加到系统的环境变量中。如果要将程序默认安装在C盘，直接单击“InstallNow（现在安装）”按钮；如果想要改变安装路径，②可以单击“Customize in-stallation（自定义安装）”按钮，如下图所示。
跳转到下一个界面中，直接单击右下角的“Next”按钮，如下图所示，即可跳转到另一个界面。
①在该窗口中单击“Browse（浏览）”按钮，在打开的对话框中设置自定义安装的位置，也可以直接在文本框中输入自定义安装的位置。设置好安装位置后，②单击“Install（安装）”按钮，如下图所示。
即可看到Python程序的安装进度，如下图所示。
等待一段时间后，①如果窗口中出现“Setup was successful”的提示文字，表明Python程序安装成功。②此时直接单击“Close”按钮关闭安装窗口，如下图所示。
Python安装完成后不会自动生成桌面图标，为了在后期的使用过程中能够快速启动Python程序进行编程，可以通过以下方法在桌面上放置该程序的集成开发环境的快捷方式。①单击左下角的“开始”按钮，②在打开的开始菜单中单击“Python 3.8”文件夹，③在展开的界面中右击“IDLE（Python 3.864-bit）”，④在弹出的快捷菜单中单击“更多>打开文件位置”命令，如下图所示。此处的IDLE就是Python程序的集成开发环境，也就是编写和运行代码的环境。
此时会弹出一个文件资源管理器窗口，①选中“IDLE（Python 3.864bit）”并右击，②在弹出的快捷菜单中单击“发送到>桌面快捷方式”命令，如下图所示。
此时在桌面上就能看到Python的集成开发环境（IDLE）的快捷方式，如下左图所示。双击该程序图标，即可打开一个名为“Python 3.8.1 Shell”的窗口，如下右图所示，这样就可以在提示符“>>>”后输入代码了。需要注意的是，在Python中输入代码时一定要切换至英文输入模式。1.3.3 配置IDLE的运行环境
IDLE是Python自带的一个集成开发环境，利用它可以更加方便地创建、运行和调试Python程序。在深入学习Python之前，可以对IDLE的程序运行环境进行配置，以便使用起来更顺手。
双击桌面上的IDLE快捷图标，打开“Python 3.8.1 Shell”窗口，默认的编辑界面背景为白色，代码的字号较小。根据需要，可以对编辑界面的背景、字体和字号等进行更改，①在窗口的菜单栏中单击“Options”按钮，②在展开的菜单中单击“Configure IDLE”命令，如下图所示。
打开“Settings”对话框，①在“Fonts/Tabs”选项卡下的“Font Face”列表框中可以设置编辑界面的文字字体，②单击“Size”按钮，可以设置字号，如下左图所示。若要更改编辑界面的背景效果，③可切换至“Highlights”选项卡，④在该选项卡下单击“IDLE Classic”按钮，⑤在展开的列表中单击合适的选项，如“IDLE Dark”选项，如下右图所示。单击“Ok”按钮即可完成设置。
下图所示为设置编辑界面后的效果，背景颜色更改为了深色，代码的字体和字号也做了相应的变化。编辑界面的设置可以根据个人使用习惯进行调整。1.4 编写第一个Python程序
所有的准备工作就绪，下面就来试一试编写代码吧。为便于看清窗口内容，首先将集成开发环境（IDLE）的背景颜色恢复为默认的白色，如下图所示。1.4.1 输入和输出
输入和输出是我们与计算机对话的最基础的方式。输入是指计算机接收键盘、鼠标等外围设备输入的信息，输出是指计算机将代码的运行结果显示在显示器上。在Python中，input函数用于输入，print函数用于输出。
输入
input函数用于接收用户在键盘上输入的信息，如果不进行输入，程序就一直在那等着，即程序会一直运行，不会结束。
以下面的代码为例，它表示在窗口中显示“请输入你的名字：”的提示文字，并等待接收用户的输入，用户输入完毕后，将用户输入的内容存储到一个名为name的变量中。变量的定义将在第2章进行详细介绍。>>> name = input("请输入你的名字：")
按【Enter】键后，窗口中没有出现“>>>”这个代表程序结束的提示符，此时，可以输入任意字符，如“Lucy”，然后按【Enter】键，就可以看到“>>>”显示在结尾处，如下图所示，这才表示信息输入完毕。
在上面的代码中，输入的用户名“Lucy”会自动存放到变量name中。当要查看用户名时，在以上代码的后面直接输入代码name，按【Enter】键即可查看变量name中存放的内容，如下图所示。
输出
print是打印函数，用于将数据输出并显示在显示器上。在IDLE窗口中输入如下所示的代码。>>> print("Hello Python!")
这里print的作用是将括号内双引号中的内容输出到显示器上，完成代码的输入后还需要按【Enter】键来查看运行结果，可看到新的一行出现了字符串“Hello Python!”，如下图所示。
在IDLE窗口中，也可以使用print函数打印数字或计算结果，例如输入如下代码。>>> print(2 + 5)
按【Enter】键，运行结果如下图所示。
如果想要把2+5的算式及计算结果打印得更完整一点，可以在窗口中输入如下代码。>>> print("2 + 5 =", 2 + 5)
下图所示为按【Enter】键后得到的运行结果。代码中逗号后面的2+5是数学算式，Python会自动计算出结果为7，逗号前面的"2+5="是字符串，Python会直接输出双引号中的内容，从而呈现出一个完整的计算过程。1.4.2 代码的新建、编写与保存
通过上面简单代码的输入与运行操作可以发现，在IDLE窗口中输入的任意一行代码，按【Enter】键后都会立即运行并返回对应的结果，如下图所示。
如果不想输入一行代码就马上运行，而是编写多行代码后一次性在IDLE中运行，该怎么办呢？此时，Python自带的编辑器就有用武之地了。①启动IDLE，在菜单栏中单击“File”按钮，②在打开的菜单中单击“New File”命令，如下图所示，或者启动IDLE后直接按快捷键【Ctrl+N】。
随后会打开一个名为“untitled”的空白窗口，该窗口就是Python的编辑器。在编辑器中输入如下图所示的代码，注意第3行代码的开头要按【Tab】键或空格键来缩进。此时可以看到窗口名称“untitled”的两边各多了一个星号（*），该符号提示我们输入的代码内容还没有保存，如果此时计算机非正常关机了，编辑器中的代码内容就会消失。所以为了保险起见，在运行该代码前要对其进行保存。
①单击“File”按钮，②在打开的菜单中单击“Save”命令，如下图所示，也可以直接按快捷键【Ctrl+S】。
①在打开的“另存为”对话框中设置好代码文件的保存位置，②然后在“文件名”文本框中为要保存的文件设置文件名，便于后期打开和运行该文件，③单击“保存”按钮，如下图所示。
保存好之后会发现窗口的名称已经变成了上一步中设置的文件名及文件的保存位置，如下图所示。文件名中的.py是IDLE自动为Python代码文件加上的专用扩展名。1.4.3 运行、调试Python程序
保存了代码文件后，如何才能运行代码文件呢？①在窗口中单击“Run”按钮，②在打开的菜单中单击“Run Module”命令，如下图所示，或者直接按【F5】键。
随后可看到代码的运行结果显示在了IDLE的“Python 3.8.1 Shell”窗口中，如下图所示。
调试就是修改代码的过程，又叫debug。刚接触编程的人可能对代码的调试没有很深的认识，往往觉得编写完代码就结束了，所以一旦代码运行出现了问题，便无从下手。其实在Python中编写代码后，总免不了会出现这样或那样的错误。但就算是在Python中编写的代码出现错误，也不用紧张，IDLE会自动检测是哪里出了问题，并给出非常人性化的错误提示。
例如，在Python的编辑器中输入如下所示的代码。1 m = 22 n = 33 a = m + n4 print("a = " + a)
保存代码文件后，按【F5】键，得到的运行结果如下图所示。
上图中红色的字符就是代码运行后的报错信息，其中第2行中的“line 4”告诉我们第4行代码，即print("a="+a)中有错，错误的原因是“Type Error:can only concatenate str(not"int")to str”，意思是只能将str连接到str，而不能将int连接到str。
在Python中，str表示字符串，int表示整型数字。字符串之间可以用加号（+）拼接，而字符串和整型数字是不能通过加号（+）拼接的，相关知识将在第3章进行详细介绍。现在来看出错的第4行代码，print函数括号中的内容用加号（+）拼接，加号前的"a="是字符串，加号后的变量a中存储的是整型数字，对这两种不同类型的数据进行拼接就导致了运行错误。
如果想要让运行结果正确，只要将第4行代码修改为如下所示的代码。4 print("a = " + str(a))
运行程序，运行结果如下图所示。
如果不能快速且准确地分析IDLE的报错信息，我们还可以使用print函数添加一些辅助代码。print函数用于输出信息，所以，在代码中合适的地方使用print函数添加输出内容后，就能比较清晰地了解程序的运行过程和变量的值。
例如，在编辑器中输入如下所示的代码。1 m = 22 print(m)3 n = 34 print(n)5 a = m + n6 print("a = " + a)
保存代码并按【F5】键运行程序，运行结果如下图所示。
可以发现第1个和第2个print函数能够正确输出m和n的值，第3个print函数在输出a的值时出现了错误。因此得到第5行或第6行代码需要调试的结论。
不过，通过print函数调试程序，有时会需要一点经验来判断在哪里输出什么数据。如果程序复杂，需要输出的值有很多，使用print函数就会很烦琐。因此遇到错误时，还是需要读懂报错信息，分析出错的原因，从而逐步定位问题所在，而不是盲目地增加辅助代码或修改代码。1.4.4 标记注释
对于短小且简单的程序，可以通过逐行阅读来理解它是如何运行的。但如果编写的代码很长且难以理解，就可以使用注释来使代码更容易阅读和理解。
注释，即对程序代码的解释，编写程序时在适当的位置使用注释可以方便自己和他人理解程序各部分的作用。在执行时，注释会被Python忽略，不会影响程序的执行。
Python中有多种添加注释的方式，如果只对一行代码进行注释，可直接在代码的上方或后方使用空格和“#”，如下所示。1 a = 42 print(a) #输出变量a的值
其等同于如下所示的代码和注释。1 a = 42 # 输出变量a的值3 print(a)
如果要对代码段，即多行代码进行注释，则只能在代码段的上方使用“#”，如下所示。1 # 计算三角形的周长2 a = 63 b = 34 c = 45 l = a + b + c6 print(l)
在编程时，使用注释是增加代码可读性的一个方便、简单且很重要的方法，所以掌握它是很有必要的。第2章 变量与运算符
变量与运算符是程序不可或缺的要素，也是学习编程的起点。本章的变量部分将讲解使用变量的原因、变量的命名与赋值，运算符部分将讲解算术运算符、比较运算符、赋值运算符、逻辑运算符及运算符的优先级，并在最后通过一个案例帮助大家加深理解。2.1 变量
简单来说，变量用于存储值。在Python中，变量中存储的值可以是数字、字符串、列表、字典等。在Scratch中，与变量有直接关系的有3个积木块，分别是“（变量名）”“将（变量）设为（值）”“将（变量）增加（值）”。而在Python中也需要利用变量进行相关的操作，通过下表可以参照Scratch中的积木块理解Python中变量的概念和作用。2.1.1 使用变量的原因
在编写程序时，当我们需要多次使用到一些较长或不便于书写的数值时，为方便输入并减少输入错误，可以用变量来指代它们。案例01：计算圆的面积
本案例要计算半径分别为1、2、3的3个圆的面积。1 pi = 3.14159262 r1,r2,r3 = 1,2,33 S1 = pi * r1 * r14 S2 = pi * r2 * r25 S3 = pi * r3 * r36 print("S1 =",S1)7 print("S2 =",S2)8 print("S3 =",S3)
运行结果如下。1 S1 = 3.14159262 S2 = 12.56637043 S3 = 28.274333400000003
本案例中需要多次使用3.1415926这个数值，因此我们将这个数值赋给变量pi，在编写代码时就可以用变量pi代替3.1415926，这样既便于编写，又不容易因为输错数值而产生错误。
在有些程序中，编写代码时并不会事先指定数值，而是需要在程序运行过程中输入数据，此时就可以用变量作为输入值的替代物。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]