程序设计思想与方法案例.ppt

计算思维的特点 是概念化思考,而非编程 是基本思考能力,而非机械的套用 是人的思考,而非计算机 与数学思维和工程思维相结合 是思想,而非人造物 人人皆有,处处皆是 * 生活中的计算思维 算法:最大公约数 查找方法:查黄页是顺序翻找还是借助索引 排序:整理扑克牌 排队:先来先处理 预取与缓存:书包存放当天上课用的书 并行处理:烧菜 …… * 计算 + X 计算数学,计算几何,自动定理证明 计算物理学 计算化学 计算生物学,生物信息学 计算经济学 计算机艺术:电影特效,计算机作曲绘画书法 …… * 计算+X: 十二五863计划 征集重大应用软件课题 聚变与裂变能源数值模拟 真实飞机外型全流场和优化设计数值模拟 航天飞行器全飞行流域数值模拟 新药研发与蛋白质折叠数值模拟 真实感动漫渲染与创作 大型工程设备结构力学分析 复杂电磁环境数值模拟 新型材料设计与性能评估 * 2013年诺贝尔化学奖 多尺度复杂化学系统模型:在多尺度模型的辅助下,化学家们让计算机“做帮手”来揭示化学过程. 诺贝尔化学奖评选委员会:对化学家来说,计算机是同试管一样重要的工具,计算机对真实生命的模拟已为化学领域大部分研究成果的取得立下了“汗马功劳” * 本课程的定位 学习利用计算机解决问题的思想方法,应用于其他专业领域 不是程序设计语言课程! 编程是计算思维的实践 坏消息:学习编程语言需要掌握非常繁琐的细节 好消息:Python语言非常简单,易学易用 不是算法和数据结构课程! 会学习一些基本的知识 * 本课程的定位(续) 计算机科学 程序设计语言 算法设计与分析 数据结构 理,化,生... 经,管,金融... 工程 数学 艺术 计算思维 可计算性理论 * Python语言 荷兰人Guido van Rossum于1980年代发明 通用/跨平台/开源/自由(免费) 简单易学,高度的可读性 支持多种编程范型 编译+解释 源代码先编译成字节码,再解释执行 * Python语言 流行编程语言前10名之一 /index.php/content/paperinfo/tpci/index.html * Python安装与运行 版本:教材和上课都采用Python 2.7 与必威体育精装版的Python 3.x有不兼容的地方. 安装后,启动Python解释器 命令行 GUI * 第一个程序:HelloWorld 交互方式 print Hello, World! Hello, World! 本课程的教学中常用交互方式演示新语句 实际上很少用交互方式执行程序 多次执行同一程序需要多次输入程序 多行语句无法一次性执行 * 第一个程序:HelloWorld 程序文件 将语句保存在纯文本文件hello.py中 四种执行方式 在IDLE中用Run Module菜单执行 双击hello.py文件图标 import hello C:\Python27 python hello.py print Hello, World! * 程序构件:数据 数据是被处理的信息 有不同类型的数据 字符串数据 print Hello, World! 数值数据 print 3.1415 * 程序构件:变量 和数学类似:用一个名字表示可变的数据 数学中多用单字母,程序中多用单词/词组 标识符:Python命名 以字母或下划线开头,后跟0个或多个字母,数字,下划线.区分大小写字母. 合法: x xYz x_123 _ __ _w3 非法: 3q x-123 first name 良好的命名风格:有意义,风格一致 * 程序构件:表达式 表达式:能计算出一个值. 字面值: 3.14, “hello” 变量 数据+运算符(如? ? ? ? ??) 2+3*4-5 运算符 不同类型的数据有不同运算 运算符有优先级 良好编程风格:用空格,括号增加表达式的可读性 * 程序构件:语句 输出语句 我们用语句模板来给出正确用法 print 表达式 print 表达式1,表达式2,... 赋值语句 x = 3.14 print x * 10 * 程序构件:函数 多条语句构成一个整体,并命名 def greet(): print Hello! print Goodbye! greet() Hello! Goodbye! 习惯上为程序定义一个主函数main * 程序构件:注释 程序中可以使用注释,用于解释变量用途,函数功能等等信息. # Author: John # Version: 1.0 def main(): .... 注释是给人看的,对程序执行没有作用,被编译器/解释器忽略 良好的编程风格:多用注释! * E