第八章、Python计算生态

第八章、Python计算生态

1、计算生态

近20年的开源运动产生了深植于各信息技术领域的大量可重用资源，直接且有力地支撑了信息技术超越其他技术领域的发展速度，形成了计算生态。产业界广泛利用可重用资源快速构建应用已经是主流的产品开发方式。Python语言从诞生之初就致力于开源开放，建立健了全球最大的编程计算生态。
Python 官方网站提供了第三方库索引功能:
连接
该页面列出了Python语言十几万个第三方库的基本信息，这些函数库覆盖了信息领域所有技术方向。这里需要说明的是，Python语言的函数库并非都采用Python语言编写。由于Python有非常简单灵活的编程方式,很多采用C、C++等语言编写的专业库可以经过简单的接口封装供Python语言程序调用。这样的黏性功能使得 Python语言成了各类编程语言之间的接口，Python语言也被称为“胶水语言”。
正是因为 Python语言有了胶水的黏性，围绕它迅速形成了全球最大的编程语言开放社区，建立了十几万个第三方库的庞大规模经，构建了计算生态。
30年前，计算机领域还处于刀耕火种年代，编写程序仅能调用官方提供的APl功能。20年前，随着开源运动的兴起和蓬勃发展，一批开源项目诞生，降低了专业人士编写程序的难度，实现了专业级别的代码复用。10年前，开源运动深入展，专业人士开始大量贡献各领域最优秀的研究和开发成果，并通过开源库形式发布出来。那今天呢?编程领域形成了庞大的计算生态，需要一种编程语言或方式能够将不同语言、不同特点、不同使用方式的代码统一起来。历史选择了Python语言，Python语言也证明了它的价值。

• （1）、Python标准库
  有一部分Python计算生态随Python安装包一起发布,用户可以随时使用,被称为Python标准库。受限于Python安装包的设定大小，标准库数量不会很多，270个左右。Python的标准库一般会安装在Lib目录下。
  部分Python标准库由PSF(Python 软件基金会）运行维护，但大部分Python标准库仍然由最初的开发者维护。
• （2）、Python第三方库
  更广泛的Python计算生态采用额外安装方式服务用户，被称为 Python第三方库。这些第三方库由全球各行业专家、工程师和爱好者开发，没有顶层设计，由开发者采用“尽力而为”的方式维护。Python通过新一代安装工具pip管理大部分Python第三方库的安装。

2、基本的Python内置函数

1. print()：打印输出文本或变量的值。

print("Hello, World!")

2. input()：接收用户输入并返回字符串。

name = input("请输入您的姓名：")
print("欢迎您，" + name + "！")

3. len()：返回对象的长度或元素个数。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(len(numbers))  # 输出：5

4. type()：返回对象的类型。

x = 10
print(type(x))  # 输出：<class 'int'>

5. int()：将字符串或数字转换为整数类型。

num_str = "100"
num_int = int(num_str)
print(num_int)  # 输出：100

6. float()：将字符串或数字转换为浮点数类型。

num_str = "3.14"
num_float = float(num_str)
print(num_float)  # 输出：3.14

7. str()：将对象转换为字符串类型。

age = 25
age_str = str(age)
print("年龄：" + age_str)  # 输出：年龄：25

8. list()：将可迭代对象转换为列表类型。

name_str = "John"
name_list = list(name_str)
print(name_list)  # 输出：['J', 'o', 'h', 'n']

9. tuple()：将可迭代对象转换为元组类型。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
numbers_tuple = tuple(numbers)
print(numbers_tuple)  # 输出：(1, 2, 3, 4, 5)

10. dict()：创建一个字典对象。

person = dict(name="John", age=25, city="New York")
print(person)  # 输出：{'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

11. range()：生成一个整数序列。

numbers = list(range(1, 6))
print(numbers)  # 输出：[1, 2, 3, 4, 5]

12. abs()：返回数的绝对值。

num = -10
absolute = abs(num)
print(absolute)  # 输出：10

13. max()：返回多个参数中的最大值。

nums = [5, 8, 3, 12, 4]
maximum = max(nums)
print(maximum)  # 输出：12

14. min()：返回多个参数中的最小值。

nums = [5, 8, 3, 12, 4]
minimum = min(nums)
print(minimum)  # 输出：3

15. sum()：返回可迭代对象中数值的总和。

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
total = sum(nums)
print(total)  # 输出：15

16. round()：对数进行四舍五入。

num = 3.14159
rounded = round(num, 2)
print(rounded)  # 输出：3.14

17. sorted()：返回一个有序列表。

names = ["John", "Alice", "Bob", "David"]
sorted_names = sorted(names)
print(sorted_names)  # 输出：['Alice', 'Bob', 'David', 'John']

18. reversed()：返回一个反向迭代器。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
reversed_numbers = reversed(numbers)
for num in reversed_numbers:
    print(num)  # 输出：5 4 3 2 1（换行打印）

19. zip()：将多个可迭代对象打包成一个元组序列。

names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
ages = [25, 30, 35]
zipped = zip(names, ages)
for name, age in zipped:
    print(name, age)  # 输出：Alice 25，Bob 30，Charlie 35（换行打印）

20. enumerate()：返回一个枚举对象，包含索引和值。

fruits = ["apple", "banana", "orange"]
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(index, fruit)  # 输出：0 apple，1 banana，2 orange（换行打印）

21. any()：判断可迭代对象中是否存在任意为真的元素。

numbers = [0, False, None, 1]
result = any(numbers)
print(result)  # 输出：True

22. all()：判断可迭代对象中是否所有元素都为真。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
result = all(numbers)
print(result)  # 输出：True

23. abs()：返回数的绝对值。

num = -10
absolute = abs(num)
print(absolute)  # 输出：10

24. pow()：返回指定数字的给定次方。

result = pow(2, 3)
print(result)  # 输出：8

25. divmod()：返回除法的商和余数。

result = divmod(10, 3)
print(result)  # 输出：(3, 1)

26. round()：对数进行四舍五入。

num = 3.14159
rounded = round(num, 2)
print(rounded)  # 输出：3.14

27. slice()：创建一个切片对象。

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
my_slice = slice(2, 4)
print(my_list[my_slice])  # 输出：[3, 4]

28. chr()：返回指定 Unicode 对应的字符。

char = chr(65)
print(char)  # 输出：A

29. ord()：返回字符对应的 Unicode 数值。

num = ord('A')
print(num)  # 输出：65

30. help()：获取对象的帮助信息。

help(print)  # 输出：print 函数的详细说明

要查找完整的 Python 内置函数列表，您可以访问 Python 的官方文档。以下是一个在 Python 官方文档中查找内置函数列表的步骤：

1. 打开网页浏览器，并访问 Python 官方网站：https://www.python.org。
2. 在页面顶部导航栏中，将鼠标悬停在 “Documentation”（文档）选项上。
3. 在下拉菜单中，点击 “Library”（库）链接，进入 Python 文档的库参考页面。
4. 在该页面中，您可以找到 Python 标准库的各个模块的文档。
5. 您会看到一个名为 “Built-in Functions”（内置函数）的链接，点击它。
6. 这将带您进入内置函数的文档页面，其中包含了完整的内置函数列表和每个函数的详细说明。

3、选择题

（1）、以下代码的运行结果为（）
counter=1
def doLotsOfStuff():
global counter
for i in (1,2,3):
counter+=1
doLotsOfStuff()
print(counter)
A、4
B、5
C、1
D、代码错误
(2)在程序设计范畴，计算思维不包含以下哪一项?()
A、理解问题的计算特性
B、将计算特性抽象为计算问题
C、通过程序设计语言实现问题的自动求解
D、以推理和演绎为特征的逻辑思维
(3)以下描述中与计算思维相关的是()
A、通过总结与归纳,推测事件的发展走向
B、通过分析与推理,找到语言逻辑中的漏洞
C、通过程序解决一个计算复杂的问题
D、通过逻辑推理,分析悬疑小说中的谜
(4)以下选项中分别表示程序设计和执行方式的是（)
A、自顶向下;自底向上
B、自底向上;自顶向下
C、自顶向下;自顶向下
D、自底向上;自底向上
(5)以下不是自顶向下设计方式步骤的是（）
A、将算法表达为一系列小问题
B、通过单元测试方法分解问题来运行和调试程序
C、通过将算法表达为接口关联的多个小问题来细化算法
D、为每个小问题设计程序接口
6)关于测试一个中等规模程序的说法，以下错误的是（)
A.从结构图最底层开始，逐步上升
B.、先运行和测试每一个基础函数，再测试由基础函数组成的整体函数
C、直接运行程序
D、采用自底向上的执行方式
7)以下选项中最能体现计算机中算法含义的是()
A、数学的计算公式
B、程序设计语言的语句序列
C、对问题的精确描述
D、解决问题的精确步骤
8)以下不属于Python标准库的是（)
A、time
B、random
C、networks
D、optparse
9)以下选项中是Python第三方库的是（)
A、turtle
B、pyinstaller
C、random
D、math
10)以下选项中不是 Python内置函数的是（
A、hex()
B、all()
C、char()
D、sorted()
1A
2D
3C
4A
5B
6C
7D
8C
9B
10C