王麗麗

結(jié)緣阿派

阿派，何許人也？他（她）是上海市世界外國語中學(xué)七年級信息科技校本課程“阿派歷險記——Python程序設(shè)計”中的一個虛擬人物，性別不詳，愛好探險。因為Python讀作，其第一個音節(jié)與圓周率π的讀音相同，而π又是一個無限不循環(huán)的小數(shù)，與Python這種“膠水”語言一樣，都有著神奇之處，故取其諧音，設(shè)定了“阿派”這一人物，串接起整個Python課程。

我與阿派的結(jié)緣始于2016年，當(dāng)時我正在完善信息科技校本課程之計算思維系列的啟蒙課程，要在已有課程的基礎(chǔ)上，再增設(shè)一門Python課程，這才有了七年級第二學(xué)期的“阿派歷險記”課程。該課程以Python語言為載體，通過編程實踐體驗計算思維，并結(jié)合信息科技拓展課程和學(xué)科活動等多種形式，使整個計算思維系列課程在各年段中遞進(jìn)展開，為將來進(jìn)一步的計算機學(xué)習(xí)做鋪墊。

：七年級學(xué)生雖然已有圖形化編程的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，但是對于純代碼編程，仍有一絲本能的畏懼。尤其當(dāng)課程是面向全體學(xué)生開展時，如果采用純技術(shù)教授的傳統(tǒng)套路，不免會有部分學(xué)生覺得枯燥乏味，甚至難如天書。因此，我結(jié)合該年齡段學(xué)生的特點，虛構(gòu)了“阿派”這一人物，以其身份進(jìn)行一關(guān)關(guān)的探險，讓學(xué)生更有代入感，并在探險過程中由易到難地進(jìn)行Python入門學(xué)習(xí)。

阿派的前世今生

Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀嬎銠C程序設(shè)計語言，由荷蘭人Guido van Rossum于1989年發(fā)明，于1991年正式公開發(fā)行，2002年發(fā)行Python 2.x，2008年發(fā)行Python 3.x。Python語言的創(chuàng)始人Guido van Rossum畢業(yè)于荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)，獲得數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)的碩士學(xué)位，發(fā)明Python語言時，他正在荷蘭國家數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)研究院工作，后移居美國。據(jù)說，Guido曾參與一種教學(xué)語言ABC的開發(fā)，但因為這種語言非開放，因而沒有推廣成功。于是，在1989 年的圣誕節(jié)期間，Guido為了在阿姆斯特丹打發(fā)時間，決心開發(fā)一個新的腳本解釋程序，即Python，作為ABC語言的一種繼承，也為了取得更好的效果，Python語言不僅免費，而且還能跨平臺。又因為Guido是BBC電視劇《蒙提·派森的飛行馬戲團(tuán)（Monty Python's Flying Circus）》的愛好者，所以選中Python作為這種編程語言的名字。

作為近年來的熱門編程語言之一，Python的語法簡潔而清晰，并具有豐富和強大的庫，因此在各種行業(yè)中應(yīng)用廣泛，如常用于Web網(wǎng)站和各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以及系統(tǒng)工具和腳本。而且作為“膠水”語言，Python能很方便地將其他語言開發(fā)的模塊包裝起來。像Google、NASA等大型企業(yè)的項目中也都大量使用了Python語言。值得一提的是，Python在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域很有優(yōu)勢，而大數(shù)據(jù)的興起和發(fā)展更促進(jìn)了Python的發(fā)展。它還被成功地運用到人工智能、機器學(xué)習(xí)等各種高科技領(lǐng)域中，被程序員譽為“最美麗”的編程語言。

安裝Python環(huán)境

在編寫和運行Python代碼之前，需要在計算機上安裝Python解釋器，目前的最新版本是Python 3.6系列，你可以根據(jù)自己的計算機操作系統(tǒng)，從Python官網(wǎng)（www.python.org）選擇合適的版本，下載Python安裝包。安裝好Python以后，你的電腦程序中就有了IDLE，全稱Pythons Integrated Development Environment，即Python集成開發(fā)環(huán)境，包括一個能夠利用顏色突出顯示語法的編輯器、一個調(diào)試工具、Python Shell和一個完整的Python 3在線文檔集。初學(xué)者可以利用它方便地創(chuàng)建、運行、測試和調(diào)試Python程序。

：Mac OS X會預(yù)裝Python 2，Linux的大多數(shù)版本也可能預(yù)裝了Python，但是Windows沒有內(nèi)置任何Python版本，需要自行下載和安裝Python。作為初學(xué)者，Python IDLE能較好地滿足編程和調(diào)試的需求。當(dāng)然，還可以根據(jù)需要安裝功能更加完備的“專業(yè)”編輯器，如PyCharm，它自帶了一整套Python語言開發(fā)工具，能提高開發(fā)效率，不僅提供了語法高亮、Project管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示等基本功能，而且還提供了一些高級功能，支持Django框架下的專業(yè)Web開發(fā)，同時支持Google App Engine。

和阿派互相問候

1.來自阿派的第一聲問候

啟動Python IDLE，進(jìn)入Python Shell，在提示符“>>>”之后，利用print（）函數(shù)將括號內(nèi)的字符串顯示在屏幕上。如想讓阿派和世界打個招呼，可在括號中輸入阿派的問候語，如Hello World！并用一對單引號將輸入的字符串進(jìn)行標(biāo)注（如圖1）。試一試，IDLE Python Shell窗口會自動返回問候語。

在輸入代碼時，可以按下TAB鍵自動補全（如圖2），IDLE會彈出提示。例如，在提示符后輸入“pr”，接著按下TAB鍵，可以在彈出的列表中進(jìn)行選擇，幫助正確輸入這個語句。

：IDLE使用顏色區(qū)分代碼。例如，內(nèi)置函數(shù)print顯示為紫色，而字符串"Hello World！"則顯示為綠色，以便閱讀和檢查語法錯誤。字符串通常用一對單引號、雙引號或者三引號括起來，在使用時基本沒有差別。但是三引號用于標(biāo)注多行字符串，一般可表示大段的敘述性字符串，且可以包含雙引號和單引號。雙引號則可以包含單引號，且不需要轉(zhuǎn)義。

2.和阿派打個招呼

和人類世界的交往一樣，在Python中可以利用input（）函數(shù)，等待用戶在鍵盤上輸入一些文本，以此來詢問對方的姓名（如圖3）。嘗試在Python Shell的提示符之后輸入input（“Whats your name？”），并按下回車鍵。根據(jù)提示輸入姓名，input（）函數(shù)將返回用戶輸入的文本。

當(dāng)input括號中的字符串包含單引號時，可以使用雙引號將整個字符串Whats your name？括起來，且不需要轉(zhuǎn)義。如果想繼續(xù)使用單引號來標(biāo)注字符串，那么需要在字符串中的單引號前使用反斜杠“＼”來轉(zhuǎn)義字符（如圖4）。兩種表示方式的效果相同。

借助變量，將input（）函數(shù)的返回值賦值給變量name，還可以實現(xiàn)阿派自動與用戶打招呼的效果（如圖5）。

：為了提高效率，在Windows系統(tǒng)的Python Shell下，按下Alt+P組合鍵，會顯示前一句（Previous）代碼，按下Alt+N組合鍵，顯示后一句（Next）代碼。在Mac下，為Ctrl+P和Ctrl+N。

以上方法是在Python Shell中逐條輸入并運行命令，有利于初學(xué)者理解print（）和input（）函數(shù)，但是操作比較繁瑣。如果想與阿派相互打招呼，并實現(xiàn)自動運行的效果，可以在IDLE中選擇菜單FileNew File，新建一個空白的Python文件，逐行輸入需要的語句，并保存文件，擴展名為py（如圖6）。其中的“＼n”為轉(zhuǎn)義字符，表示換行。

最后，選擇Run→Run Module命令或直接按下F5鍵，運行該程序，產(chǎn)生互相打招呼的效果（如圖7）。當(dāng)然，與阿派的初次見面，你還可以嘗試更多互動，如讓用戶輸入年齡、愛好等信息，新增幾個變量就可以實現(xiàn)這些效果。

讓阿派做數(shù)學(xué)作業(yè)

Python Shell還可以作為一個簡單的計算器使用，讓阿派幫你做數(shù)學(xué)作業(yè)。在提示符之后輸入一個表達(dá)式。例如，5+2，阿派將自動輸出表達(dá)式的值7。表達(dá)式的語法很直白，算術(shù)運算符+、-、*、/分別對應(yīng)數(shù)學(xué)符號中的“加、減、乘、除”（如下表）。

還可以為多個對象指定多個變量，實現(xiàn)較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算（如圖8）。

：除了算術(shù)運算符，Python運算符還包含比較運算符、賦值運算符、邏輯運算符等。

如果你得到上面的輸出，恭喜恭喜！你已經(jīng)對阿派有了一個初步的了解。如果出錯了的話，請按照上面的代碼仔細(xì)核對你的輸入并再次運行程序。現(xiàn)在你就可以輕松地編寫、保存并運行Python程序了。另外，需要注意的是Python對大小寫是很敏感的，也就是說print和Print是不同的，還要確保每行的第一個字符前不要有空格或Tab，欄目在以后的文章中會解釋這點的重要性。