编程启蒙：从Python走进编程世界

人工智能时代，编程技术成为时代的弄潮儿，编程不仅引领科技，更带来一种全新的思维方式。青少年认识和掌握编程技术，有助于综合运用多学科知识，提高逻辑、创新能力，为打造美好未来奠定基础。

Python作为一种较新的编程语言，入门简单，操作容易，便于青少年理解与操作，是对青少年进行编程启蒙的首选语言。

本书将会带你体验编程之趣，携手Python开启编程启蒙与思维创新之旅，为你阐析学习编程的诸多益处，教你搭建Python开发环境并创建你的第一个Python程序；认识保留字、标识符、数据类型，与Python进行交流；了解字符串、列表和元组等有趣的序列；使用流程控制语句，在Python中进行判断和选择；巧用函数、导入模块，体验计算、统计、绘画的乐趣；通过指导设计弹弹球游戏和贪吃蛇游戏，带你感受Python编程的魅力；认识数据与数据分析，帮你建立数据思维。

全书内容丰富、深入浅出，配有插图助你加深理解，并精心设置了“编程答疑”“编程贴士”“编程闯关”三个版块，帮你答疑解惑、查漏补缺，轻松掌握Python语言。

轻松学编程，增强想象力，提高创造力。阅读本书，将会给你带来轻松、有趣、丰富的Python编程体验。

Python是一门简单有效的面向对象的编程语言，不仅可以完成各种数学运算，还能绘画、分析数据、开发游戏等，你可以通过程序对计算机发布指令，让计算机实现各种功能。

本书以丰富完整的案例演示、逻辑清晰的操作讲解展示Python编程，并特别引入弹弹球、贪吃蛇等有趣的游戏项目，让你能轻松愉快地掌握Python的编程技巧。在项目操作实践中，你还可以发挥自己的想象力和创造力，设计属于自己的实用工具和酷炫小游戏。

快跟随本书，开启一场有趣、难忘的Python编程之旅吧！

李晋，计算机应用技术专业工学硕士，信息系统项目管理师，曾参与国家档案局山西人事档案数字化建设项目等项目，主持了山西省地质勘查局及局属单位的信息化建设项目，在信息技术、Python编程语言应用等领域都有颇为深入的研究。

第l章 编程初体验

1.1了解编程

1.2青少年为什么要学习编程

1.3为什么选择Python

1.4搭建Python开发环境

1.5我的第一个Python程序

第2章 编程之趣：百变Python

2.1保留字与标识符

2.2保存数据的好帮手：变量

2.3基本数据类型

2.4计算小能手：运算符

2.5与Python交流：基本输入和输出

第3章 有趣的序列：字符串、列表和元组

3.1多个字符的组合：字符串

3.2多元素的组合：列表

3.3不可修改的多元素组合：元组

3.4 Python内置的其他序列类型

第4章 不可预知的方向：流程控制语句

4.1做出选择：向左走，向右走

4.2发现与探索：星座的秘密

4.3循环的魅力：送你一颗爱心

4.4学习帮手：数的统计

4.5不墨守成规：打破循环

第5章 巧用函数，制作实用小工具

5.1最大公约数

5.2计算周长和面积

5.3计算乘坐地铁的费用

5.4我们来交换

5.5算一算我的压岁钱有多少

5.6统计朋友们的个人信息

5.7分文具

第6章 别样的绘画体验

6.1导入模块

6.2“小海龟”学走路

6.3描绘大自然

6.4绘制更多的几何图形

第7章 弹弹球游戏

7.1认识并安装Pygame

7.2游戏介绍

7.3游戏设计

7.4游戏实现

第8章 贪吃蛇游戏

8.1游戏介绍

8.2游戏设计

8.3游戏实现

第9章 掌握数据分析，更懂编程逻辑

9.1认识数据和数据分析

9.2 Python数据分析初体验

参考文献

Python是一门简单有效的面向对象的编程语言，不仅可以完成各种数学运算，还能绘画、分析数据、开发游戏等，你可以通过程序对计算机发布指令，让计算机实现各种功能。

本书以丰富完整的案例演示、逻辑清晰的操作讲解展示Python编程，并特别引入弹弹球、贪吃蛇等有趣的游戏项目，让你能轻松愉快地掌握Python的编程技巧。在项目操作实践中，你还可以发挥自己的想象力和创造力，设计属于自己的实用工具和酷炫小游戏。

快跟随本书，开启一场有趣、难忘的Python编程之旅吧！

李晋，计算机应用技术专业工学硕士，信息系统项目管理师，曾参与国家档案局山西人事档案数字化建设项目等项目，主持了山西省地质勘查局及局属单位的信息化建设项目，在信息技术、Python编程语言应用等领域都有颇为深入的研究。

第5章 巧用函数，制作实用小工具

5.2 计算周长和面积

5.2.1 为参数设置默认值

有了函数，我的代码看起来更整洁了，但是每次都传入好多参数感觉很麻烦。

这个问题好解决，函数里可以给参数设置默认值，如果使用默认值，就可以不传该参数。

定义函数时，可以直接为参数设置默认值，当调用函数时如果使用默认值，则可以不为该函数传递参数，这使我们调用函数时操作更加方便。在Python中定义带有默认值参数的函数，其语法格式如下所示。

def function_name(…,[parameter=defaultvalue]):

[statements]

function_name为函数名称，parameter=defaultvalue为可选参数，默认值为 defaultvalue，statements 表示函数体。

5.2.2 带有默认值参数的周长面积函数

例 使用函数来计算长方形的周长和面积。

小智想用程序计算长方形的周长和面积，他决定将计算周长和面积的功能定义为函数来实现。

代码如下所示。

def calculate(a, b, category=1):

'' ' 定义计算函数 , a、b 表示长和宽，category 表示类别，默认为 1

（计算周长）'''

if category == 1: # category 为 1 表示计算周长

print(" 长方形的周长为：", 2 * (a   b))

else: # category 为 2 表示计算面积

print(" 长方形的面积为：", a * b)

print("1 计算长方形周长 2 计算长方形面积 ")

choose = int(input(" 请输入你的选择："))

a = int(input(" 请输入长 :"))

b = int(input(" 请输入宽 :"))

if choose == 1:

calculate(a, b) # 调用函数，使用默认参数

else:

calculate(a, b, choose) # 调用函数

运行以上代码，输出结果如下所示。

1 计算长方形周长 2 计算长方形面积

请输入你的选择：1

请输入长 :24

请输入宽 :9

长方形的周长为：66

5.3 计算乘坐地铁的费用

到目前为止，我定义的函数都只是执行功能，函数可以带返回值吗？

当然可以，使用 return 语句即可。

在函数体中，可以使用 return 语句来指定函数的返回值，如果没有使用 return 语句，则默认返回 None。

例 定义函数计算乘坐地铁的费用，并将计算结果返回。

小智的妈妈每天乘坐地铁上下班，地铁公司的计费规则如下：每个月内每张卡累计消费金额超过100元后的乘次，给予八折优惠，累计消费金额超过150元（原价）后的乘次，给予五折优惠，累计消费金额超过400元（原价）后的乘次不再享受打折优惠。

小智决定使用程序帮妈妈计算每个月实际支付的乘坐地铁的费用。

具体代码如下所示。

def cost(fee):

''' 计算优惠后的乘坐地铁的费用并返回 '''

result = 0;

if fee <= 100:

result = fee

elif 100 < fee <= 150: # 超出 100 的部分打八折

result = 100   (fee - 100) * 0.8

elif 150 < fee <= 400: # 超过 150 的打五折

result = 100   40   (fee - 150) * 0.5

elif 400 < fee: # 超过 400 不打折

result = 100   40   125   (fee - 400)

return result

expense = int(input(" 请输入当月优惠前的地铁消费金额 :"))

print(" 优惠后的地铁费用 :", cost(expense))

运行以上代码，输出结果如下所示。

请输入当月优惠前的地铁消费金额 :600

优惠后的地铁费用 : 465

5.4 我们来交换

函数可以返回多个值吗？

在 Python 中允许函数返回多个值。

在 Python 中，函数是可以返回多个值的。返回多个值时，各个值使用逗号分隔开，结果以元组的形式返回。

例 交换两个变量的值。

在程序中如何将两个变量的值进行交换呢？

刚开始学编程的同学，可能会直接写出下面这样的代码。

a = b

b = a

运行程序就会发现，这样写的结果是变量a和b的值都变成了b的值。这是因为当执行a=b时，b的值赋值给了a，a原来的值已经丢失了。

想一想，我们在日常生活中，想要交换两个杯子里的水，需要如何操作呢？如图5-1所示，想要交换1号和2号杯子里的水，可以借助3号空杯。首先将2号杯里的水倒入3号杯，其次将1号杯里的水倒入2号杯，再次将3号杯里的水倒入1号杯，至此，1号和2号杯中的水完成了交换。

图5-1 交换两个杯子里的水

程序中交换两个变量的值与此类似，需要借助第三个变量。

具体代码如下所示。

a = int(input(" 请输入 a:"))

b = int(input(" 请输入 b:"))

c = a

a = b

b = c

print("——————交换后—————")

print("a:", a)

print("b:", b)

运行以上代码，输出结果如下所示。

请输入 a:13

请输入 b:7

—————交换后—————

a: 7

b: 13

也可以借助函数实现，在函数中直接返回两个变量的值，再将结果赋值给 a、b，从而达到交换的目的。

部分代码如下所示。

def exchange(x, y):

return y, x

a, b = exchange(a, b)

上述两种方法都可以实现交换变量的功能，但在 Python 中还有更简洁的方式，只需一行代码即可完成交换。代码如下所示。

a, b = b, a