Python基础算法
一、算法概念
1.广义的讲，“算法”指的是解决问题或完成任务的一系列步骤。在计算机科学领域内，“算法”指的是计算机解决问题的步骤，是为了解决问题而需要让计算机有序执行的，无歧义的，有限步骤的集合。
2.算法的特征：
(1)有穷性：一个算法的处理步骤必须是有限的。
(2)可行性：每一步的操作与要求都是可行的，并且能够在有限时间内完成。
(3)确定性：每一步的执行描述必须是明确的
(4)0个或多个输入
(5)1个或多个输出
3.描述算法的方法：1-自然语言描述；2-流程图描述；3-伪代码描述；4-用程序设计语言描述。
4.编程解决问题的一般过程：1-抽象与建模；2-设计算法；3-编写程序；4-调试运行程序。
二、流程图基本图形及功能
三、解析算法和枚举算法
#鸡兔同笼问题：今有雉兔同笼，上有三十五头，下有九十四足，问雉兔各几何?
1.解析算法：用数学公式或解题步骤计算结果
head,foot = eval(input("请输入头和足的数量，格式是:头,足"))
rabbit = (foot-head*2)/2
chick = head-rabbit
print("兔子有{}只，鸡有{}只".format(rabbit,chick)
2.枚举算法：按一定的顺序一一列举所有可能解
head,foot = eval(input("请输入头和足的数量，格式是:头,足"))
for rabbit in range(foot//4):
if rabbit*4+(head-rabbit)*2==foot:
print("兔子有{}只，鸡有{}只".format(rabbit,head-rabbit))
四、程序组成分析
1.注释：在代码中添加注释，可以对代码功能进行解释说明。注释在代码运行过程中不参与执行。Python中有两种注释方式：1.用’#’开头的单行注释；2.用三引号开头和结尾的多行注释，这种注释本质是创建了一个多行字符串。
2.变量和赋值：
程序中有些数据是未知或是可变的，为了零活的使用这些数据，可以使用变量进行存储。示例第二行就创建了一个名为TempStr的变量，用于存储外部输入值。
(1)变量命名时需要遵循一些基本规则：
1-变量名只能由数字,字母和下划线（英文）三种字符构成；
2-变量名不能用数字开头；
3-变量名区分大小写；
4-变量名不能和保留字相同；
这里特别需要指出两点：
1-Python变量名支持中文字符，但考虑兼容性一般不建议使用；
2-Python共有35个保留字（见下图），这些不可以被作为变量名使用。
(2)赋值语句：变量名=值；变量名=表达式；a,b=b,a
(3)赋值运算符：”=”、”+=”、”-=”、”*=”、”/=”、”%=”等
3.数据类型：
Python共有四种数据类型：整型、浮点型(实型)、字符串型和布尔型
(1)整数类型(int)：Python不带小数点的值都是整数类型。例：10；
除此之外整数类型可以用多种进制表示，二进制前缀0b或0B(10=0b1010)；八进制0o或0O(10=0o12)；十六进制前缀0x或0X(10=0xA)
(2)浮点类型(float)：带小数点的数值类型。例10.0、1.0e1
(3)字符串型(str)：字符串可以用单引号、双引号、三引号表示。
(4)布尔类型(Bool)：只有True和False两个值。
4.运算符和优先级
5.表达式：变量、常量、运算符按一定规则组合构成的式子
(1)表达式中存在多种运算符时，按优先级运算，优先级相同则从左到右
(2)Python中认为”0”(数值0)、””(空字符串)和False等价，非零数和非空字符串和True等价
(3)字符串比较时，比较的是两者的ASCII码值，从左到右逐位比较。例”123”<”23”=True
(4)数值类型的运算结果保留更精确的值。例1+2.0=3.0
6.常用内建函数
(1)input([prompt])：获取输入，函数的参数为输出提示字符，返回值为字符串类型
(2)int(object[,base])：将数值字符串转为整数类型，base声明进制类型，默认base=10。返回值为十进制整数类型。例int(“FF”,16)=255
(3)float(object)：将数值字符串转为浮点数类型
(4)abs(x)：返回x的绝对值
(5)len(seq)：返回列表或字符串的长度，整数类型
(6)str(x)：将x转为字符串类型
(7)chr(x)：x为ASCII码值，返回x对应的字符
(8)str(x)：x为字符串，返回x对应的ACSII码值，整数类型
(9)round(x[,n])：对x四舍五入，保留n位小数。round(6,-1)=10
(10)max(),min()：返回列表中的最大值和最小值
(11)print()：输出内容到控制台。当参数只有一个，会自动将非字符类型转为字符类型后输出。当参数有多个，可以用逗号连接后转换位字符串输出。例：print(10)；print(10,”全”,10,”美”)
(12)eval()：删除字符两边的双引号。
7.格式化字符串
(1)”%”
例1：print(‘转换后的温度是：%d℃’%22.5)
运行结果：转换后的温度是：22℃
注：%d为整数，%f为实数，%s为字符串
例2：print("转换后的温度％.2f℃,湿度％.2f"%(22.345,5.677))
运行结果：转换后的温度22.34℃,湿度5.67f
注：”.2”表示小数点后保留两位
例3：print(“%40s”%”今天的温度是十摄氏度”)
运行结果：' 今天的温度是十摄氏度'
注：”40”表示占位宽度为40且默认右对齐
(2)format方法
例1：print(“圆周率可以近似为:{}".format(3.1415926))
运行结果：”圆周率可以近似为:3.1415926”
注：format方法以{}为占位符
例2：print("转换后温度{:.2f}℃,湿度{:.2f}".format(23.456,5.678))
运行结果："转换后的温度23.45℃,湿度5.67"
例3：print("转换后温度{1:5.2f}℃,湿度{0:-^20.2f}".format(23.456,,5.678))
运行结果：'转换后的温度 5.68℃,湿度-------23.46--------'
注：冒号前为参数序号，故两个值的替换位置变化；根据对应规则”-”为填充字符，”^”为居中对齐，”20”为替换槽宽度。
8.字符串类型(str)
(1)字符串一旦创建就无法更改
(2)字符串的索引方式有正负两种
(3)字符串切片：字符串名[start:stop:step]，结果含头不含尾，step可以为负。
(4)常用字符串操作方法
s.upper() #全部小写转大写
s.lower() #全部大写转小写
s.split(sep) #根据sep分割字符串s
s.find(y) #返回y第一次出现在s中的索引值,若未出现则为-1
s.replace(old,new[,max]) #将old用new替换，max为最大替换次数。
s.count(sub) #统计sub在s中出现的次数
s.join(iter) #用s对iter做分隔符
注意：由于字符串是不可变对象，所以以上方法不会改变s的值，只是将改变后的结果进行返回。
9.列表类型(list)
(1)列表类型为可变对象，列表中的每个元素数据类型可以相同也可以不同，甚至可以嵌套列表类型；
(2)列表的访问和切片和字符串基本相同；
(3)列表的常用操作方法：
l.append(x) #在列表的最后添加一个元素x
l.clear() #清空列表s中的所有元素
l.insert(i,x) #在s的第i位置增加元素x
l.pop(i) #将s第i 位置的元素删除
l.remove(x) #将列表中第一次出现的x字符删除
l.sort(reverse) #对序列排序 reverse=True(降序)/False(升序,默认)
l.reverse() #将s的内容反转
注意：以上方法会直接改变列表l的值。
10.字典类型(dic)
例：d = {"姓名"："小明","年龄":13,"性别":"男"}
(1)字典类型的特点是用花括号将各种元素放在一起，字典的每个值都由两部分组成："键":"值"，整个合起来叫“键值对”。
(2)字典的值只能通过“键”索引，因为字典内部元素是无序排列的，没有索引值的概念。
(3)字典添加值、修改值、删除值：
修改：d["性别"] = "女"
添加：d["国籍"] = "中国"
删除：del d["性别"]
(4)可以用d.key() 或 d.value() 单独输出字典的键和值
11.分支结构
if <判断条件>:
语句块1
elif <判断条件>:
语句块2
else:
语句块3
(1)Python用代码缩进表示代码间的包含关系，同一级别代码缩进相同
(2)当<判断条件>为True才执行对应分支语句块
(3)elif 和 else 并非必须，且当前面有条件(if)满足后，后面的判断(elif)会直接跳过，不执行。
#例：
if 10>5:
print(10)
elif 20>10:
print(20)
#运行结果：10
12.循环语句
for <循环变量> in <循环对象>：
语句块
(1)for循环是有限次循环，<循环对象>可以是字符串、列表，也可以是range()函数。
(2)range(start,stop,step)格式和字符串或列表切片类似。
while <判断语句>：
语句块
(3)while的判断语句不当，可能会造成“无限循环”。当<判断语句>结果为Ture运行循环，为False退出循环。
(4)break:结束并退出当前层循环
(5)continue:结束当前次循环，进入下一次循环
13.自定义函数
def <函数名>(<参数1>,<参数2>...)：
语句块
[return [返回值]]
(1)函数命名规则同变量命名规则
(2)函数参数可以设置默认值：<参数3>=<默认值>
(3)return 语句用于返还函数处理结果，并且结束函数运行
(4)函数内部变量为局部变量，当需要使用全局变量时需要用global声明
14.第三方库的使用
(1)import <库名>
(2)import <库名> as <重命名>
(3)from <库名> import <函数名>
(4)from <库名> import *
注：常用的math和random模块函数见下页图表。
random.randint(a,b)
返回一个在[a,b]范围内的随机整数，左闭右闭，a和b都能取值。
random.random() —— 生成随机浮点数
生成小数：>=0 且 <1
此函数用于生成一个0到1之间的随机浮点数，其中包括0但不包括1。
