使用Python编写游戏自动化脚本及自动办公01.Python编程基础

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一、为什么选择Python

（一）Python简史

1989年，荷兰人Guido van Rossum（吉多—龟叔）发明了一种面向对象的解释型高级编程语言，将其命名为Python（Python单词的本义是蟒蛇） 。1991年，Python的第一个公开发行版问世。从2004年开始，Python的使用率呈线性增长，逐渐受到编程者的欢迎和喜爱。2010年，Python荣膺TIOBE 2010年度语言桂冠；2017 - 2021年，在IEEE Spectrum发布的年度编程语言排行榜中，Python已经夺得五连霸。IEEE Spectrum发布的2021年度编程语言排行榜的前10名如下：

Rank	Language	Type	Score
1	Python		100.0
2	Java		95.4
3	C		94.7
4	C++		92.4
5	JavaScript		88.1
6	C#		82.4
7	R		81.7
8	Go		77.7
9	HTML		75.4
10	Swift		70.4

（二）Python版本

Python自发布以来，主要有三个版本：1994年发布的Python 1.0版本（已过时）、2000年发布的Python 2.0版本（到2022年1月份已经更新到2.7.18）和2008年发布的3.0版本（2022年1月份已经更新到3.10.1版本）。注意：我们选择的Python版本为3.8.10。

（三）Python特点

Python的设计哲学为优雅、明确、简单。一直以来Python始终贯彻着这一理念，以至于现在网络上流传着“人生苦短，我用Python”的说法，充分说明了Python有着语法简洁、容易学习、开发速度快和应用范围广等特点。

Python是一种扩充性强的编程语言。它具有丰富和强大的库，能够把使用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++语言）很轻松地联结在一起，所以Python常被称为“胶水”语言。

一般来说，Python的主要特点体现如下：

1. 易于学习：Python有相对较少的关键字，结构简单，明确定义的语法，学习起来简单便捷。
2. 易于阅读：Python代码定义和编码结构清晰明了。
3. 易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
4. 强大的标准库：Python最大的优势之一是丰富的库，跨平台，在UNIX、Windows和Macintosh兼容很好。
5. 互动模式：支持互动模式，可从终端输入执行代码并获得结果，方便互动测试和调试代码片断。
6. 可移植：基于开放源代码的特性，Python已被移植到许多平台。
7. 可扩展：例如一些运行很快的关键代码、或是一些不愿开放的算法，可以使用C或C++完成关键程序功能，然后从Python程序中对其进行调用。
8. 数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。
9. GUI编程：Python支持GUI，可以创建和移植到许多系统调用。
10. 可嵌入：可以将Python嵌入到C/C++程序，让程序的用户获得“脚本化”的能力。

（四）Python应用领域

Python作为一种功能强大的编程语言，因其简单易学而受到很多开发者的青睐。Python的应用领域概括起来主要有以下几个方面：

1. 应用程序开发：拥有脚本编写、软件开发等标配能力。
2. AI人工智能：在机器学习、神经网络、深度学习等方面得到广泛的支持和应用。
3. 数据分析：是大数据行业的基石。
4. 自动化：是自动化办公、运维工程师首选的编程语言。
5. 云计算：拥有成功案例OpenStack与Rackspce合作的云计算管理平台。
6. 网络爬虫：是大数据行业获取数据的核心工具。
7. Web开发：有完善的框架支持，开发速度快。
8. 游戏开发：具有简单、高效、代码少的特点。

总而言之，Python是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。Python的设计具有很强的可读性，相比其他语言它具有特色语法结构。对初级程序员而言，简单亲和，具有良好的上手能力，而且Python支持广泛的应用程序开发，可以说它能支持所有能想到的应用开发。

二、Python语言基础

（一）注释

注释是指在代码中添加的标注性的文字，旨在告诉别人代码要实现什么功能，从而帮助程序员更好地阅读代码。注释的内容将被Python解释器忽略，并不会在执行结果中体现出来。在Python中，通常包括3种类型的注释，分别是单行注释、多行注释和中文编码声明注释。

示例代码如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
@Project :断点社区二期训练营_教学代码
@File :注释.py
@IDE :PyCharm 
@Author :来自断点社区
@Date :2022/1/10 
"""
x = int(input("请输入x的值: ").strip()) # 输入变量x
y = int(input("请输入y的值: ").strip()) # 输入变量y
# 定义函数:实现计算两个数的和
def add(x, y):
    z = x + y
    # 输出显示
    print(f'{x} + {y} = {z}')
    return z
# 调用函数
add(x, y)

注意：如果三引号作为语句的一部分出现，那么就不是注释，而是字符串，这一点一定要注意区分。如下面所示的代码即为字符串：

print('''请在控制台输出您的姓名､年龄､以及电话号码:''')
name = """断点社区"""

（二）缩进

缩进是Python的灵魂，据说因为Python的作者不喜欢大括号，所以才发明了Python。严格的缩进使得Python的代码显得非常精简并且有层次，同时在Python世界里，对待代码的缩进要十分小心，如果没有正确地使用缩进，代码所做的事情可能和期望相差甚远，还有一点需要注意的是：缩进不要混用Tab和空格。

Python的冒号’:'通常需要和缩进配套使用，在PyCharm里面，在正确的位置输入冒号(:)，Pycharm会自动在下一行进行缩进。例如：if和else语句后边加上冒号(:)，然后按下回车键，第二行开始的代码也会自动进行缩进，智能的IDE能够帮我们处理一些基本的缩进，但不能保证在编写代码时不出现错误，因此我们要学会熟练地使用格式化代码。

示例代码如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
x = int(input("请输入x的值: ").strip()) # 输入变量x
y = int(input("请输入y的值: ").strip()) # 输入变量y
if x > y:
    print('x 大于 y')
elif x < y:
    print('x 小于 y')
else:
    print('x 等于 y')

（三）命名规范

命名规范在编写代码中起到很重要的作用，虽然不遵循命名规范，程序也可以运行，但是使用命名规范可以更加直观地了解代码所代表的含义。下面介绍Python中常用的一些命名规范：

1. 模块名：尽量短小，并且使用全部小写字母，可以使用下划线分隔多个字母。例如，gm、game_reg、ybf_course都是推荐使用的模块名称。
2. 包名：尽量短小，并且使用全部小写字母，不推荐使用下划线。例如，com.youbafu、cn.ybf、cn.ybf.books都是推荐使用的包名称，而com_youbafu就不推荐。
3. 类名：采用单词首字母的大写形式（即Pascal风格）。例如，定义一个借书类，可以命名为BorrowBook。
4. 模块内部的类：采用下划线_+Pascal风格的类名组成。例如，在BorrowBook类中的内部类，可以使用_BorrowBook命名。
5. 函数、类的属性和方法：命名规则同模块类似，也是全部采用小写字母，多个字母间用下划线_分隔。
6. 常量：命名时采用全部大写字母，可以使用下划线。在Python中没有类似于其他语言中const关键字来定义常量。
7. 私有成员：使用双下划线__开头的实例变量或方法是类私有的。

（四）关键字

Python中的关键字是已经被赋予特定意义的一些单词，在开发程序时，不可以把这些关键字作为变量、函数、类、模块和其他对象的名称来使用。Python语言中的关键字如下表所示：

（五）标识符

标识符可以简单地理解为是一个名字，主要用来标识变量、函数、类、模块和其他对象的名称。Python语言的标识符命名规则如下：

1. 由字母（汉字）、下划线_和数字组成，并且第一个字符不能是数字。
2. 不能使用Python中的关键字。
3. 区分字母大小写。
4. Python中以双下划线开头的标识符有特殊意义，一般应避免使用相似的标识符。以双下划线开头的标识符（如add）表示类的私有成员；以双下划线开头和结尾的是Python里专用的标识，例如，init__()表示构造函数。

以下是合法的标识符：

USERID
name
model2
youbafu_age
断点社区

以下是不合法的标识符：

52youbafu # 以数字开头
try # Python中的关键字
$money # 不能使用特殊符号$

（六）变量

在程序的世界里，为一个数值起名字的时候，它将会存储在内存中，把这块内存称为变量（variable）。在大多数语言中，把这种行为称为“给变量赋值”或“把值存储在变量中”。不过在Python世界里，变量就是一个名字，通过这个名字，就可以找到想到的东西。

为变量赋值是通过等号=来实现（注意是一个等号=）。语法格式为：变量名 = value。

变量之所以叫“变量”，正是因为它是可变的。示例如下：

x = 3
x = 5
z = x + 6
print(z)
# 结果: 11

这个例子先创建一个变量，名字叫x，给它初始化赋值为3，然后又给它赋值为5（此时3就被5替换掉）；接下来创建另外一个变量z，它的值是变量x和6的和。

Python是一种动态类型的语言，也就是说，不仅是变量的值是可以发生变化的，连变量的类型可以随时变化。示例如下：

nickname = '断点社区'
print(nickname, type(nickname))
nickname = 666
print(nickname, type(nickname))

结果如下：

断点社区 <class'str'>
666 <class 'int'>

在Python语言中，使用内置函数type()可以返回变量类型。

重点注意：

1. 等号(=)是赋值的意思，左边是名字，右边是值，不能写反了。
2. 在使用变量之前，需要对其先赋值。
3. 变量名可以包括字母、数字、下画线，但变量名不能以数字开头，不能使用Python中的关键字。
4. 字母可以是大写或小写，但大、小写是不同的。也就是说，a和A对于Python来说是完全不同的两个名字。
5. 对变量的命名要符合标识符规范，首选有意义的单词作为变量名，即见名知意，作为一名有趣的程序员，来点中文名也蛮有趣的。

三、Python易犯的错误

虽然Python相比于其他语言，它的语法比较简单易学，但是不注意细节一个不小心，就会掉进语法错误的坑里面去。下面是几个平常非常容易掉“坑”的地方：

1. 缩进问题：Python不能用括号来表示语句块，也不能用开始或结束标志符来表示，而是靠缩进来区分代码块的。常见错误有：同一代码块的语句缩进不一致；if语句等代码块内的语句缩进错误；在Python 3中，缩进时混用Tab和空格，每个缩进层次应该选择只使用Tab或者只使用空格。
2. 忘记写冒号：在if、elif、else、for、while、class、def语句后面忘记添加“:”。
3. 使用中文符号：如果切换到中文输入法并输入了中文的冒号，在程序中是运行通不过的。
4. 变量没有定义：在使用变量前，如果没有对其进行定义，会导致报错。
5. 用“=”做等值比较：等值比较应该用“==”，而不是“=”。
6. 字符串非字符串连接：数字类型和字符串类型相加在Python中是不可以的，需要进行类型转换。

四、课后练习题

1. （单选）Python单行注释的符号是()。 A. // B. # C. ‘’’…’’’ D. “”"…"""
2. （单选）下列说法错误的是()。 A. Python的代码块不使用大括号{}来控制类、函数以及其他逻辑判断 B. Python利用冒号和代码缩进来决定代码块范围 C. 一个代码块语句内必须包含等量的缩进空白 D. Python代码的缩进量只能是4个空格或1个Tab键及其整数倍，不可随意缩进
3. （单选）下面哪个不是合法的Python变量名? A. 300cm B. user C. 119Fire D. qwer110
4. （多选）下列哪些不是Python的合法标识符? A. int32 B. 300dt C. and D. beautiful

AO1199

支持!!!!