Bài giảng Lập trình Python - Bài 1: Giới thiệu về ngôn ngữ python

Nội dung text: Bài giảng Lập trình Python - Bài 1: Giới thiệu về ngôn ngữ python

1. LẬP TRÌNH PYTHON Bài 1: Giới thiệu về ngôn ngữ python
2. Nội dung 1. Thông tin chung về môn học 2. Giới thiệu ngôn ngữ python 3. Cách thực hiện câu lệnh, chương trình 4. Biến, khai báo chuỗi, khối lệnh 5. Nhập dữ liệu và xuất dữ liệu 6. Kiểu dữ liệu và phép toán liên quan 7. Vài ví dụ minh họa 8. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 2
3. Phần 1 Thông tin chung về môn học TRƯƠNG XUÂN NAM 3
4. Giới thiệu môn học ▪ Tên môn: (Ngôn ngữ) Lập trình Python (Python programming language) ▪ Số tín chỉ: 3 (30 tiết lý thuyết + 15 tiết bài tập) ▪ Nội dung chính: ▪ Cơ bản về ngôn ngữ lập trình python (kiểu dữ liệu, phép toán, biểu thức, rẽ nhánh, lặp, hàm, ) ▪ Các kiểu dữ liệu đặc trưng của python (string, tuple, list, ) ▪ Làm việc với tập tin trong python ▪ Các tính năng nâng cao của ngôn ngữ python (ngoại lệ, hướng đối tượng, ) ▪ Giảng viên: Trương Xuân Nam, khoa CNTT ▪ Email: namtx@wru.vn / truongxuannam@gmail.com TRƯƠNG XUÂN NAM 4
5. Tài liệu môn học và phần mềm học tập ▪ Tài liệu chính: bài giảng của giáo viên ▪ Sách giáo trình đang được biên soạn, hiện chưa có ▪ Phần mềm học tập: python 3.x ▪ Có thể sử dụng bất kỳ phần mềm nào, miễn là nó hỗ trợ ngôn ngữ python 3.5 trở lên ▪ Trên lớp, thầy giáo sẽ minh họa bằng phần mềm tiêu chuẩn, lấy từ site ▪ Bài giảng, bài tập, mã nguồn, điểm số, sẽ được đưa lên site mục BÀI GIẢNG ▪ Bài giảng và bài tập sẽ được đưa lên trước giờ học ▪ Trong giờ thực hành, sinh viên vào website lấy bài tập về để làm, giáo viên sẽ không gửi cho lớp ▪ Điểm quá trình cũng sẽ được công bố trên website TRƯƠNG XUÂN NAM 5
6. Phần mềm học tập TRƯƠNG XUÂN NAM 6
7. Kiến thức yêu cầu ▪ Đã biết và sử dụng được một ngôn ngữ lập trình nào đó (C/C++, C#, Java, Javascript, Pascal, ) ▪ Vì chúng ta sẽ học khá nhanh, nhiều kiến thức ▪ Sử dụng được tức là có thể viết chương trình với ngôn ngữ đó ▪ Có kiến thức về các khái niệm cơ bản trong lập trình ▪ Môn học này giúp sinh viên hiểu hơn về những khái niệm đó ▪ Biết sử dụng email ▪ Nộp bài tập vào email của thầy giáo: cần ghi rõ tên sinh viên, bài nộp là bài nào, của buổi bài tập số mấy ▪ Có thể email cho thầy giáo để hỏi thêm các vấn đề về môn học ▪ Chú ý: copy bài của bạn khác để nộp sẽ bị cấm thi TRƯƠNG XUÂN NAM 7
8. Đánh giá kết quả ▪ Điểm môn học: ▪ Điểm quá trình: 50% ▪ Điểm thi cuối kỳ: 50% ▪ Điểm quá trình: ▪ Điểm chuyên cần ▪ Điểm bài thi giữa kỳ ▪ Điểm thưởng do chữa bài, giải bài, ▪ Thi cuối kỳ: ▪ Thi trắc nghiệm và giải bài, máy chấm ▪ Học gì thi nấy, không hỏi ngoài môn học ▪ Không có giới hạn nội dung thi ▪ Không sử dụng tài liệu tham khảo TRƯƠNG XUÂN NAM 8
9. Mục tiêu của môn học này ▪ Biết cài đặt thuật giải bằng ngôn ngữ lập trình python ▪ Rèn luyện thói quen lập trình một cách “trong sáng” ;) ▪ Học lập trình python phần cơ bản, để có thể sử dụng trong các môn học sau này ▪ Làm quen với lập trình hướng đối tượng ▪ Làm quen với cách các thuật toán có thể ứng dụng vào bài toán thực tế như thế nào ▪ Mô tả bài toán theo cách của dân máy tính ▪ Lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp TRƯƠNG XUÂN NAM 9
10. Lời khuyên ĐI HỌC ĐẦY ĐỦ LÀM HẾT TẤT CẢ CÁC BÀI TẬP Chỉ thế thôi!!! TRƯƠNG XUÂN NAM 10
11. Phần 2 Giới thiệu ngôn ngữ python TRƯƠNG XUÂN NAM 11
12. Giới thiệu ngôn ngữ python ▪ Python lần đầu được giới thiệu vào tháng 12/1989 ▪ Tác giả là Guido van Rossum (Hà Lan) ▪ Sinh năm 1956 ▪ Hiện đang làm cho Google ▪ Python kế thừa từ ngôn ngữ ABC ▪ Python 2 được giới thiệu năm 2000 ▪ Hỗ trợ unicode ▪ Mã python 2 rất phổ biến ▪ Python 3 được phát hành năm 2008 ▪ Hiện đã có phiên bản 3.9 ▪ Python 4? Năm 2023 (dự kiến) TRƯƠNG XUÂN NAM 12
13. Giới thiệu ngôn ngữ python ▪ Là ngôn ngữ có mã nguồn mở ▪ Là ngôn ngữ kịch bản (scripting programming language) ▪ Thích hợp với DevOps (người viết code cũng là người vận hành) ▪ Khai báo biến tự nhiên, phong phú và động ▪ Nhiều phép tính cấp cao được cung cấp sẵn ▪ Thường được thông dịch thay vì biên dịch • Biên dịch: dịch toàn bộ thành mã máy rồi thực thi • Thông dịch: dịch từng lệnh, xong lệnh nào chạy lệnh đó ▪ Những người cuồng python (pythonista) cho rằng ngôn ngữ này trong sáng và tiện dụng đến mức ta có thể dùng nó cho mọi khâu lập trình (chứ không phải chỉ viết script) TRƯƠNG XUÂN NAM 13
14. Giới thiệu ngôn ngữ python ▪ Vừa hướng thủ tục, vừa hướng đối tượng ▪ Hỗ trợ module và hỗ trợ gói (package) ▪ Xử lý lỗi bằng ngoại lệ (exception) ▪ Kiểu dữ liệu động ở mức cao ▪ Có khả năng tương tác với các module viết bằng ngôn ngữ lập trình khác ▪ Có thể nhúng vào ứng dụng như một giao tiếp kịch bản (scripting interface) TRƯƠNG XUÂN NAM 14
15. Ưu điểm của ngôn ngữ python ▪ Có ngữ pháp đơn giản, dễ đọc ▪ Viết mã ngắn gọn hơn những chương trình tương đương được viết trong C, C++, C#, Java, ▪ Có các bộ thư viện chuẩn và các module ngoài, đáp ứng gần như mọi nhu cầu lập trình ▪ Có khả năng chạy trên nhiều nền tảng (Windows, Linux, Unix, OS/2, Mac, Amiga, máy ảo .NET, máy ảo Java, Nokia Series 60, ) ▪ Có cộng đồng lập trình rất lớn, hệ thống thư viện chuẩn, mã nguồn chia sẻ nhiều TRƯƠNG XUÂN NAM 15
16. Nhưng python cũng có nhược điểm ▪ Chương trình chạy chậm ▪ Giao tiếp với các thư viện viết bằng các ngôn ngữ khác tương đối khó khăn ▪ Yếu trong hỗ trợ tính toán trên di động ▪ Cách viết khối lệnh dễ gây nhầm lẫn cho người mới bắt đầu lập trình ▪ Gỡ lỗi đòi hỏi kinh nghiệm ▪ Kém hỗ trợ các cơ sở dữ liệu TRƯƠNG XUÂN NAM 16
17. Phần 3 Cách thực hiện câu lệnh, chương trình TRƯƠNG XUÂN NAM 17
18. Cài đặt TRƯƠNG XUÂN NAM 18
19. Khởi chạy ▪ Python có 2 chế độ thực thi ▪ Chế độ chương trình: chỉ ra chương trình cần thực hiện • Trình dịch python sẽ nạp, dịch và chạy chương trình đó ▪ Chế độ dòng lệnh: gõ và chạy từng lệnh một ▪ Chế độ thực thi: “python abc.py” chạy file abc.py TRƯƠNG XUÂN NAM 19
20. Khởi chạy ▪ Chế độ dòng lệnh: “python” ▪ Lúc này trình thông dịch python sẽ chờ người dùng gõ từng dòng lệnh ▪ Gõ dòng lệnh nào xong, python chạy liền dòng đó ▪ Chấm dứt chế độ này bằng cách gõ lệnh: “quit()” TRƯƠNG XUÂN NAM 20
21. Soạn thảo mã python ▪ Làm thế nào để viết chương trình python (.py)? ▪ Dùng phần mềm soạn thảo văn bản thô (txt) bất kỳ để soạn và lưu file ở dạng .py rồi dịch bằng python ▪ Có những phần mềm thích hợp cho việc này hơn ▪ IDLE ▪ Sublime Text ▪ Notepad++ ▪ PyCharm ▪ Spyder ▪ Rodeo ▪ ▪ Jupyter: chạy trên trình duyệt, thích hợp với thử nghiệm và giảng dạy TRƯƠNG XUÂN NAM 21
22. Biên dịch mã python ▪ Trường hợp cần thiết, mã python có thể được biên dịch, kết quả biên dịch là chương trình dạng bytecode cho máy ảo python ▪ Tương tự như trường hợp của ngôn ngữ java ▪ Mã lệnh dịch được lưu vào file với đuôi .pyc ▪ Việc biên dịch có nhiều lợi điểm, chẳng hạn như khi sử dụng câu lệnh import một thư viện nào đó, thì có thể sử dụng luôn mã pyc có sẵn thay vì phải dịch lại từ đầu ▪ Tăng tốc độ thực hiện chương trình TRƯƠNG XUÂN NAM 22
23. Phần 4 Biến, khai báo chuỗi, khối lệnh TRƯƠNG XUÂN NAM 23
24. Biến ▪ Biến = vùng bộ nhớ được đặt tên (để dễ thao tác) ▪ Ví dụ: n = 12 # biến n là kiểu nguyên n = n + 0.1 # biến n chuyển sang kiểu thực ▪ Biến trong python: ▪ Có tên, phân biệt chữ hoa/thường ▪ Không cần khai báo trước ▪ Không cần chỉ ra kiểu dữ liệu ▪ Có thể thay đổi sang kiểu dữ liệu khác ▪ Nên gán giá trị ngay khi bắt đầu xuất hiện ▪ Chú ý: python cho phép viết ghi chú trong chương trình bằng cách đặt sau dấu thăng (#) TRƯƠNG XUÂN NAM 24
25. Biến ▪ Tên biến có thể chứa chữ cái hoặc chữ số hoặc gạch dưới (_), kí tự bắt đầu không được dùng chữ số ▪ Không được trùng với từ khóa (tất nhiên) ▪ Từ python 3 được dùng chữ cái unicode ▪ Tất cả mọi biến trong python đều là các đối tượng, vì thế nó có kiểu và vị trí trong bộ nhớ (id) TRƯƠNG XUÂN NAM 25
26. Khai báo chuỗi ▪ Dữ liệu kiểu chuỗi rất quan trọng trong lập trình python, tương tự như các ngôn ngữ lập trình khác ▪ Ví dụ: # chuỗi thông thường name = 'matt' # chuỗi trong nó có chứa dấu nháy đơn with_quote = "I ain't gonna" # chuỗi có nội dung nằm trên nhiều dòng longer = """This string has multiple lines in it""" ▪ Nguyên tắc khai báo chuỗi: mở đầu sao - kết thúc vậy ▪ Nội dung trên 1 dòng: dùng cặp nháy đơn (') hoặc nháy kép (") ▪ Nội dung nằm trên nhiều dòng: 3 dấu nháy liên tiếp (""" / ''') TRƯƠNG XUÂN NAM 26
27. Chuỗi thoát (escape sequence) ▪ Escape sequence là một phương pháp để viết các kí tự đặc biệt (không thể viết theo lối thông thường) ▪ Tương tự như các ngôn ngữ lập trình khác Cách viết Ý nghĩa Thuật ngữ \a Kí tự cảnh báo (phát ra một tiếng bíp nếu in ra) Alert \b Kí tự xóa trước (dịch con trỏ về phía trước 1 ô) Backspace \n Kí tự dòng mới (dịch con trỏ xuống dòng dưới) Linefeed \r Kí tự trở về (dịch con trỏ về đầu dòng) Carriage return \t Kí tự tab (dịch con trỏ đi 1 dấu tab) Tab \\ Kí tự gạch chéo (\) Blackslash \' Kí tự dấu nháy đơn (') Single quote \" Kí tự dấu nháy kép (") Double quote \uxxxx Kí tự unicode bất kì có mã xxxx (dạng hex value) TRƯƠNG XUÂN NAM 27
28. Chuỗi thô (raw string) ▪ Vấn đề: dễ nhầm lẫn khi các chuỗi có dấu gạch chéo (\) ▪ Chẳng hạn như khi viết tên file "c:\teamview" ▪ Python cho phép bỏ qua các chuỗi thoát bằng cách đánh dấu chữ r vào trước chuỗi, định dạng này gọi là chuỗi thô ▪ Cú pháp: r'nội dung chuỗi' TRƯƠNG XUÂN NAM 28
29. Khối lệnh ▪ Python sử dụng khoảng trắng để phân biệt khối lệnh age = int(input("Bạn bao nhiêu tuổi? ")) print("Ồ bạn đã", age, "tuổi rồi!") if age>=18: print("Đủ tuổi đi bầu") if age>100: print("Có vẻ sai sai!") else: print("Nhỏ quá") ▪ Chú ý: ▪ Không quy định số lượng khoảng trắng phải sử dụng ▪ Các lệnh cùng một khối phải sử dụng cùng số khoảng trắng ▪ Sử dụng tab hoặc space đều được, nhưng phải thống nhất TRƯƠNG XUÂN NAM 29
30. Phần 5 Nhập dữ liệu và xuất dữ liệu TRƯƠNG XUÂN NAM 30
31. Xuất dữ liệu ▪ Sử dụng hàm print để in dữ liệu ra màn hình >>> print(42) 42 >>> print("a = ", a) a = 3.564 >>> print("a = \n", a) a = 3.564 >>> print("a", "b") a b >>> print("a", "b", sep="") ab >>> print(192, 168, 178, 42, sep=".") 192.168.178.42 >>> print("a", "b", sep=":-)") a:-)b TRƯƠNG XUÂN NAM 31
32. Nhập dữ liệu ▪ Sử dụng hàm input để nhập dữ liệu từ bàn phím name = input("Tên bạn là gì? ") print("Xin chào bạn " + name + "!") age = input("Bạn bao nhiêu tuổi? ") print("Ồ, bạn đã " + age + " tuổi rồi!") ▪ Có thể kết hợp chuyển kiểu nếu muốn tường minh age = int(input("Bạn bao nhiêu tuổi? ")) print("Ồ bạn đã %d tuổi rồi!" % age) TRƯƠNG XUÂN NAM 32
33. Phần 6 Kiểu dữ liệu và phép toán liên quan TRƯƠNG XUÂN NAM 33
34. Kiểu số ▪ Python cho phép viết số nguyên theo một số hệ cơ số thông dụng trong lập trình A = 1234 # hệ cơ số 10 B = 0xAF1 # hệ cơ số 16 C = 0o772 # hệ cơ số 8 D = 0b1001 # hệ cơ số 2 ▪ Sử dụng các hàm phù hợp để chuyển đổi từ số nguyên thành string ở các hệ cơ số 10, 16, 8 hoặc 2 K = str(1234) # chuyển thành str ở hệ cơ số 10 L = hex(1234) # chuyển thành str ở hệ cơ số 16 M = oct(1234) # chuyển thành str ở hệ cơ số 8 N = bin(1234) # chuyển thành str ở hệ cơ số 2 TRƯƠNG XUÂN NAM 34
35. Kiểu số ▪ Từ python 3, số nguyên không có giới hạn số chữ số ▪ Số thực (float) trong python có thể viết theo dạng thông thường hoặc dạng khoa học X = 12.34 Y = 314.15279e-2 # dạng số nguyên và phần mũ 10 ▪ Python hỗ trợ kiểu phức, với chữ j đại diện cho phần ảo A = 3+4j B = 2-2j print(A+B) # sẽ in ra (5+2j) TRƯƠNG XUÂN NAM 35
36. Phép toán ▪ Python hỗ trợ nhiều phép toán số, logic, so sánh, phép toán bit và phép kiểm tra tập ▪ Các phép toán số thông thường: +, -, *, %, ▪ Python có 2 phép chia: • Chia đúng (/): 10/3 # 3.3333333333333335 • Chia nguyên (//): 10//3 # 3 (nhanh hơn phép /) ▪ Các phép logic: and, or, not • Python không có phép xor logic, trường hợp muốn tính phép xor thì thay bằng phép so sánh khác (bool(a) != bool(b)) ▪ Các phép so sánh: , >=, !=, == ▪ Các phép toán bit: &, |, ^, ~, > ▪ Phép kiểm tra tập (in, not in): 1 in [1, 2, 3] TRƯƠNG XUÂN NAM 36
37. Phần 7 Vài ví dụ minh họa TRƯƠNG XUÂN NAM 37
38. Giải phương trình bậc 2 a = float(input("A = ")) Nhập a,b,c kiểu b = float(input("B = ")) số thực và tính c = float(input("C = ")) delta delta = b*b-4*a*c Biện luận các trường hợp của if delta==0: delta print("Nghiem kep: x = ", str(-b/2/a)) Các khối lệnh con được viết thụt vào if delta 0: bằng phép lũy thừa 0.5 print("X1 = " + str((-b+delta 0.5)/2/a)) print("X2 = " + str((-b-delta 0.5)/2/a)) TRƯƠNG XUÂN NAM 38
39. Tính n! def giaithua(n): Định nghĩa hàm gt = 1 với tham số n for i in range(2, n+1): Vòng lặp cho i gt = gt * i chạy từ 2 đến n return gt Trả về kết quả a = int(input("Nhập giá trị n: ")) Nhập số n nguyên print("N! =", giaithua(a)) Gọi hàm tính và in ra kết quả TRƯƠNG XUÂN NAM 39
40. Tính UCLN (thuật toán euclid) a = int(input("A = ")) Nhập 2 số nguyên b = int(input("B = ")) a và b Vòng lặp chừng while (b > 0): nào b > 0 if (a > b): a, b = b, a % b Xử lý khi a > b else: Xử lý khi a <= b a, b = a, b % a print("Ước số chung lớn nhất là:", a) In kết quả TRƯƠNG XUÂN NAM 40
41. Phần 8 Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 41
42. Bài tập ▪ ▪ TRƯƠNG XUÂN NAM 42