二级Python语言程序设计考试笔记

二级Python语言程序设计考试笔记

根据《全国计算机等级考试二级Python语言程序设计考试大纲2018 年版）》编写

编者：吴海锋

目录

一、Python语言基本语法元素 (2)

1、程序的基本语法元素 (2)

2、基本输入输出函数 (3)

3、源程序的书写风格 (3)

4、Python语言的特点 (3)

二、基本数据类型 (4)

1、数字类型 (4)

2、数字类型的运算 (5)

3、字符串类型及格式化 (5)

4、字符串类型的操作 (6)

5、类型判断和类型间转换 (7)

三、程序的控制结构 (8)

1、程序流程图 (8)

2、程序的分支结构 (9)

3、程序的循环结构 (10)

4、程序的异常处理 (10)

四、函数和代码复用 (11)

1、函数的定义和使用 (11)

2、函数的参数传递 (11)

3、变量的作用域 (11)

五、组合数据类型 (12)

1、组合数据类型的基本概念 (12)

2、集合类型 (12)

3、序列类型 (13)

4、列表类型 (14)

5、字典类型 (15)

6、字典类型的操作 (15)

六、文件和数据格式化 (17)

1、文件的使用 (17)

2、数据组织的维度 (18)

3、一维数据的处理 (18)

4、二维数据的处理 (19)

5、采用CSV格式对一二维数据文件的读写 (19)

七、Python计算生态 (20)

1、标准库 (20)

2、基本的Python内置函数 (20)

3、第三方库的获取和安装 (20)

4、第三方库 (20)

5、更广泛的Python计算生态 (21)

一、Python语言基本语法元素

1、程序的基本语法元素

1）程序的格式框架

2）缩进。

缩进指每一行代码开始前的空白区域，用来表示代码之间的包含和层次关系。

1个缩进= 4个空格。

缩进是Python语言中表明程序框架的唯一手段。

当表达分支、循环、函数、类等程序含义时，在if、while、for、def、class等保留字所在完整语句后通过英文冒号（:）结尾并在之后进行缩进，表明后续代码与紧邻无缩进语句的所属关系。3）注释

采用#表示一行注释的开始，多行注释需要在每行开始都使用#。

4）变量

变量是保存和表示数据值的一种语法元素。

变量的值是可以改变的，能够通过赋值（使用等号= 表达）方式被修改。

5）命名

Python语言允许采用大写字母、小写字母、数字、下划线(_)和汉字等字符及其组合给变量命名，但名字的首字符不能是数字，中间不能出现空格，长度没有限制。

注意：标识符对大小写敏感。

6）保留字

保留字，也称为关键字，指被编程语言内部定义并保留使用的标识符。

Python 3.x保留字列表（33个）

7

简单的包括数字类型、字符串类型。

复杂的包括元组类型、集合类型、列表类型、字典类型等。

8）赋值

9）语句

10）引用

2、基本输入输出函数

input()、eval()、print()

3、源程序的书写风格

4、Python语言的特点

1）Python 具有通用性。

2）Python 语法简洁。只有33个保留字。

3）Python 生态高产。

4）平台无关。

5）强制可读。

6）支持中文。

1、数字类型

1）整数类型：与数学中的整数概念一致，没有取值范围限制。整数类型有4种进制表示：十进制、二进制、八进制和十六进制。默认情况，整数采用十进制，其他进制需要增加引导符号。不同进制的整数之间可以直接运算。

数部分可以是0。例如：1010是整数，1010.0是浮点数。

3）复数类型：Python语言中，复数可以看作是二元有序实数对（a, b），表示为：a + bj，其中，a是实数部分，简称实部，b是虚数部分，简称虚部。虚数部分通过后缀“J”或者“j”来表示。需要注意，当b为1时，1不能省略，即1j表示复数，而j则表示Python程序中的一个变量。复数类型中实部和虚部都是浮点类型，对于复数z，可以用z.real和z.imag分别获得它的实数部分和虚数部分。

1）数值运算操作符

2

操作符（+=、-=、*=、/=、//=、%=、**=）。用op表示这些二元运算操作符，增强赋值操作符的用法如下：x op= y 等价于x = x op y。

数值运算可能改变结果的数据类型，类型的改变与运算符有关，有如下基本规则：

a．整数和浮点数混合运算，输出结果是浮点数；

b．整数之间运算，产生结果类型与操作符相关，/运算的结果是浮点数；

c．整数或浮点数与复数运算，输出结果是复数。

3）数值运算函数

3、字符串类型及格式化

1）字符串类型

单行字符串可以由一对单引号（'）或双引号（"）作为边界来表示，单引号和双引号作用相同。

多行字符串可以由一对三单引号（'''）或三双引号（"""）作为边界来表示，两者作用相同。

Python语言转义符：\

\n表示换行、\\表示反斜杠、\'表示单引号、\"表示双引号、\t表示制表符（TAB）

2）索引

字符串是一个字符序列：字符串最左端位置标记为0，依次增加。对字符串中某个字符的检索被称为索引。索引的使用方式：<字符串或字符串变量>[序号]

如果字符串长度为L，正向递增需要以最左侧字符序号为0，向右依次递增，最右侧字符序号为L-1；反向递减序号以最右侧字符序号为-1，向左依次递减，最左侧字符序号为-L。

3）切片

对字符串中某个子串或区间的检索被称为切片。切片的使用方式如下：

<字符串或字符串变量>[N: M]

4）基本的format()格式化方法

字符串format()方法的基本使用格式是：<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)

其中，模板字符串是一个由字符串和槽组成的字符串，用来控制字符串和变量的显示效果。槽用大括号({})表示，对应format()方法中逗号分隔的参数。如果模板字符串有多个槽，且槽内没有指定序号，则按照槽出现的顺序分别对应.format()方法中的不同参数。可以通过format()参数的序号在模板字符串槽中指定参数的使用，参数从0开始编号。

format()方法中模板字符串的槽除了包括参数序号，还可以包括格式控制信息。

{< 参数序号>: < 格式控制标记>}

4、字符串类型的操作

1）字符串操作符

2）字符串处理函数

3

方法也是一个函数，只是调用方式不同。函数采用func(x)方式调用，而方法则采用.func(x)形式调用。方法仅作用于前导对象。

str.lower() 返回字符串str的副本，全部字符小写

str.upper() 返回字符串str的副本，全部字符大写

str.split(sep=None) 返回一个列表，由str根据sep被分割的部分构成

str.count(sub) 返回sub子串出现的次数

str.replace(old, new) 返回字符串str的副本，所有old子串被替换为new

str.center(width, fillchar) 字符串居中函数，fillchar参数可选

str.strip(chars) 从字符串str中去掉在其左侧和右侧chars中列出的字符

str.join(iter) 将iter变量的每一个元素后增加一个str字符串

5、类型判断和类型间转换

Python语言提供type(x)函数对变量x进行类型判断，适用于任何数据类型。

数值运算操作符可以隐式地转换输出结果的数字类型，例如，两个整数采用运算符“/”的除法将可能输出浮点数结果。

int(x) 将x转换为整数，x可以是浮点数或字符串

float(x) 将x转换为浮点数，x可以是整数或字符串

str(x) 将x转换为字符串，x可以是整数或浮点数

1、程序流程图

程序流程图用一系列图形、流程线和文字说明描述程序的基本操作和控制流程，它是程序分析和过程描述的最基本方式。

流程图的基本元素包括7种：

单分支结构

二分支结构

二分支结构还有一种更简洁的表达方式，适合<语句块1>和<语句块2>都只包含简单表达式的情况，语法格式如下：

多分支结构

遍历循环

无限循环

break

continue循环控制

continue语句和break语句的区别是：continue语句只结束本次循环，不终止整个循环的执行，而break具备结束循环的能力。

4、程序的异常处理

try-except

四、函数和代码复用

1、函数的定义和使用

2

可选参数传递

return语句用来结束函数并将程序返回到函数被调用的位置继续执行。return语句可以出现在函数中的任何部分，同时可以将0个、1个或多个函数运算的结果返回给函数被调用处的变量。函数可以没有return，此时函数并不返回值。当函数使用return返回多个值，可以使用一个变量或多个变量保存结果。

3、变量的作用域

局部变量和全局变量

局部变量指在函数内部使用的变量，仅在函数内部有效，当函数退出时变量将不再存在。全局变量指在函数之外定义的变量，在程序执行全过程有效。全部变量在函数内部使用时，需要提前使用保留字global声明。

五、组合数据类型

1、组合数据类型的基本概念

Python语言中最常用的组合数据类型有3大类，分别是集合类型、序列类型和映射类型。

集合类型是一个元素集合，元素之间无序，相同元素在集合中唯一存在。

序列类型是一个元素向量，元素之间存在先后关系，通过序号访问，元素之间不排他。序列类型的典型代表是字符串类型和列表类型。

映射类型是“键-值”数据项的组合，每个元素是一个键值对，表示为(key, value)。映射类型的典型代表是字典类型。

2、集合类型

Python语言中的集合类型与数学中的集合概念一致，即包含0个或多个数据项的无序组合。

集合是无序组合，用大括号（{}）表示，它没有索引和位置的概念，集合中元素可以动态增加或删除。

集合中元素不可重复，元素类型只能是固定数据类型，例如：整数、浮点数、字符串、元组等，列表、字典和集合类型本身都是可变数据类型，不能作为集合的元素出现。

集合类型有4个操作符，交集（&）、并集（|）、差集（-）、补集（^），操作逻辑与数学定义相同。

中的元素

B

3、序列类型

定义：序列类型是一维元素向量，元素之间存在先后关系，通过序号访问。

索引：字符串类型可以看成是单一字符的有序组合，属于序列类型。列表则是一个可以使用多种

类型元素的序列类型。序列类型使用相同的索引体系，即正向递增序号和反向递减序号。

序列类型有一些通用的操作符和函数。

列表是包含0个或多个元组组成的有序序列，属于序列类型。列表可以元素进行增加、删除、替换、查找等操作。列表没有长度限制，元素类型可以不同，不需要预定义长度。

列表类型用中括号（[]）表示，也可以通过list(x)函数将集合或字符串类型转换成列表类型。

索引是列表的基本操作，用于获得列表的一个元素。使用中括号作为索引操作符。

5、字典类型

定义：Python语言中的字典使用大括号{}建立，每个元素是一个键值对，使用方式如下：

{< 键1>:< 值1>, < 键2>:< 值2>, …, < 键n>:< 值n>}

其中，键和值通过冒号连接，不同键值对通过逗号隔开。字典类型也具有和集合类似的性质，即键值对之间没有顺序且不能重复。

索引：列表类型采用元素顺序的位置进行索引。由于字典元素“键值对”中键是值的索引。因此，可以直接利用键值对关系索引元素。

字典中键值对的索引模式如下，采用中括号格式：

<值> = <字典变量>[<键>]

利用索引和赋值（=）配合，可以对字典中每个元素进行修改。

使用大括号可以创建字典。通过索引和赋值配合，可以向字典中增加元素。

字典是存储可变数量键值对的数据结构，键和值可以是任意数据类型，通过键索引值，并可以通过键修改值。

6、字典类型的操作

字典的操作函数

字典类型存在一些操作方法，使用语法形式是：

<字典变量>.<方法名称>(<方法参数>)

字典类型也支持保留字in，用来判断一个键是否在字典中。如果在则返回True，否则返回False。

六、文件和数据格式化

1、文件的使用

Python对文本文件和二进制文件采用统一的操作步骤，即“打开- 操作- 关闭”

Python通过open()函数打开一个文件，并返回一个操作这个文件的变量，语法形式如下：<变量名> = open(<文件路径及文件名>, < 打开模式>)

文件使用结束后要用close()方法关闭，释放文件的使用授权，语法形式如下：

<变量名>.close()

根据打开方式不同，文件读写也会根据文本文件或二进制打开方式有所不同。

性读入文件的函数，其结果是一个字符串。

f.readlines()也是一次性读入文件的函数，其结果是一个列表，每个元素是文件的一行。

从文本文件中逐行读入内容并进行处理是一个基本的文件操作需求。文本文件可以看成是由行组成的组合类型，因此，可以使用遍历循环逐行遍历文件，使用方法如下：

f.writelines(lines) 将一个元素为字符串的列表写入文件

2、数据组织的维度

一维数据

二维数据

3、一维数据的处理

一维数据表示：一维数据是最简单的数据组织类型，由于是线性结构，在Python语言中主要采用列表形式表示。

一维数据存储：一维数据的文件存储有多种方式，总体思路是采用特殊字符分隔各数据。常用存储方法包括4种。采用空格分隔元素、采用逗号分隔元素、采用换行分隔、其他特殊符号分隔。逗号分割的存储格式叫做CSV 格式（Comma-SeparatedValues，即逗号分隔值），它是一种通用的、相对简单的文件格式，在商业和科学上广泛应用，大部分编辑器都支持直接读入或保存文件为CSV格式。列表对象输出为CSV格式文件方法如下，采用字符串的join()方法最为方便。

一维数据处理：对一维数据进行处理首先需要从CSV格式文件读入一维数据，并将其表示为列

表对象。

4、二维数据的处理

二维数据表示：二维数据由多条一维数据构成，可以看成是一维数据的组合形式。因此，二维数据可以采用二维列表来表示，即列表的每个元素对应二维数据的一行，这个元素本身也是列表类型，其内部各元素对应这行中的各列值。

二维数据存储：二维数据由一维数据组成，用CSV格式文件存储。CSV文件的每一行是一维数据，整个CSV文件是一个二维数据。

二维数据处理：对二维数据进行处理首先需要从CSV格式文件读入二维数据，并将其表示为二维列表对象。借鉴一维数据读取方法，从CSV文件读入数据的方法如下。

每个数据的处理，基本代码格式如下：

for row in ls:

for item in row:

<对第row行第item列元素进行处理>

5、采用CSV格式对一二维数据文件的读写

七、Python计算生态

1、标准库

turtle库

random库

time库

2、基本的Python内置函数

Python解释器提供了68个内置函数（下面介绍32个）

3、第三方库的获取和安装

pip工具安装：pip install < 拟安装库名>

执行pip -h将列出pip常用的子命令

pip支持安装（install）、下载（download）、卸载（uninstall）、列表（list）、查看（list）、查找（search）等一系列安装和维护子命令。

pip uninstall <拟卸载库名>

自定义安装

文件安装：为了解决这类第三方库安装问题，美国加州大学尔湾分校提供了一个页面，帮助Python用户获得Windows可直接安装的第三方库文件，链接地址如下：

https://https://www.360docs.net/doc/3718443521.html,/~gohlke/pythonlibs/

pip install D:\pycodes\scipy-0.17.1-cp35-cp35m-win32.whl

PyInstaller：脚本程序转变为可执行程序的第三方库

4、第三方库

jieba库：jieba.lcut()、jieb a.lcut_for_search()

wordcloud库