小派的故事：Python以開放的姿態(tài)進入高中新課程

王愛勝

修訂后的高中信息技術課程中將會出現(xiàn)一個靚麗的身姿，那就是目前最流行的計算機編程語言之一——Python。因為其更接近自然語言的風格和開放標準的優(yōu)異功能，能夠給課程帶來更多的青春活力，所以在這里，不妨親切地稱Python為“小派”。結合在網(wǎng)上學習的一些心得（部分程序來源網(wǎng)絡，特此鳴謝），我從特點、功能、語法、技術等角度給大家講一些小派的故事，一起準備迎接新課程教學吧。

小派來自開放自由的北歐

北歐，尤其是荷蘭、芬蘭、瑞典、挪威等國家生活節(jié)奏并不快，但人們的思維卻非?；钴S。大家都知道，諾基亞憑借發(fā)明專利現(xiàn)在死而不倒，Linux掀起開源風暴打下微軟半壁江山，如今來自荷蘭的Python幾度占據(jù)了程序設計語言排行第一。發(fā)明人Guido在編程中從管理員常用的shell得到啟發(fā)，用shell去寫一些常用的腳本，以進行一些系統(tǒng)維護的工作，如定期備份、文件系統(tǒng)管理等。shell可以像膠水一樣，將UNIX下的許多功能連接在一起。Guido曾參與荷蘭ABC語言的開發(fā)，與當時大部分語言不同的是，ABC語言的目標是“讓用戶感覺更好”。1991年，第一個Python編譯器誕生了，它是用C語言實現(xiàn)的，并能夠調(diào)用C語言的庫文件。從一出生，Python就已經(jīng)具有了類、函數(shù)、異常處理，包含表和詞典在內(nèi)的核心數(shù)據(jù)類型，以及模塊為基礎的拓展系統(tǒng)。

Python相當開放，又容易拓展，所以當用戶不滿足于現(xiàn)有功能時，能很容易對Python進行拓展或改造。隨后，這些用戶將改動發(fā)給Guido，并由Guido決定是否將新的特征加入到Python或者標準庫中。因為模塊的開放性，讓Python不斷升級成物種豐富的熱帶雨林。由此可知，小派最大的特點是標準模塊開放，這種開源思維是它成功的根本原因，也是新技術教育應該接納與提倡的重要思想。

◎技術小派送

筆者以Python3.6安裝、應用圖形模塊為例，讓大家了解小派最基本的“模塊引用”技術，體驗其編程特點。

①下載圖形模塊和函數(shù)模塊。從官網(wǎng)（https：//pypi.python.org/pypi/matplotlib/）下載圖形模塊：matplotlib-2.0.2-cp36-cp36m-win32.whl。從官網(wǎng)（https：//pypi.python.org/pypi/numpy）下載函數(shù)模塊：numpy-1.13.1-cp36-none-win32.whl。

②復制以上文件到Python的Scripts文件夾中。例如，C：＼Python36＼Scripts。

③安裝模塊。Shift+右鍵，進入命令窗口。輸入安裝命令，粘貼相應文件名，進行安裝。例如，pip install matplotlib-2.0.2-cp36-cp36m-win32.whl。需注意：電腦中只能安裝一個版本的小派，如果有兩個請全部卸載重新安裝最新版；相應模塊要與小派版本一致；在“計算機”屬性的高級系統(tǒng)中，新建Python位置的環(huán)境變量。

④以函數(shù)作圖為例學習模塊引用。

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

X = np.linspace（-10， 10， 1024） #作圖區(qū)域

Y = .25 * （X + 4.） * （X + 1.） * （X - 2.） #計算任意函數(shù)值，2.表示 2.0 ，小數(shù)運算

plt.title（'$f（x）=＼＼frac{1}{4}（x+4）（x+1）（x-2）$'） #顯示表達式

plt.plot（X， Y， c = 'r'） #用紅色畫點

plt.show（） #激活圖形窗口

小派具有隨意而懶惰的性格

在初學計算機編程語言時，遇到的第一個混沌往往就是嚴格的語法加上“或、與、非”等邏輯運算。小派在這點上就很隨意，所以說它更接近自然語言。

以往用VB等語言表示的if 5

小派更懶惰的運算還有很多，如在輸入語句中直接可以嵌套數(shù)據(jù)函數(shù)，you=int（input（'請你出（1.剪刀；2.石頭；3.布）：'））等。

正是這樣的懶惰運算，讓小派在強大的模塊支持下更容易編程，也能更多地拋棄繁瑣的語法、常規(guī)算法而有精力去創(chuàng)造，有時間創(chuàng)新思維。

技術小派送

小派懶惰運算有很多相關的模塊支持，如常見的斐波那契迭代算法，以前的計算機語言需要構造數(shù)組，數(shù)組之間要進行數(shù)據(jù)的交換，逐步迭代出后面的數(shù)組元素。小派提供解決這類問題的專門功能——迭代器，讓數(shù)據(jù)不用經(jīng)過交換就可以迭代進列表中，這樣就簡化了程序，提高了效率。

#！/usr/bin/python

import sys #調(diào)取迭代函數(shù)，支持以下命令

def fibonacci（n）： # 自定義生成器函數(shù)，構成斐波那契

a， b， counter = 0， 1， 0 # 對應賦值也很有意思吧？

while True：

if （counter > n）：

return

yield a #運行迭代生成器，允許存一對數(shù)值進列表中

a， b = b， a + b #迭代賦值

counter += 1

f = fibonacci（20） # f 是一個迭代器，由生成器返回生成

while True：

try：#如果沒有發(fā)生異常，python運行try子句，然后繼續(xù)

print （next（f）， end=" "） #遍歷所有的數(shù)列，顯示

except StopIteration： #數(shù)列結束

sys.exit（）

今天，我給大家講的兩個小故事，涉及模塊引用、懶惰運算兩類編程技術，其實都歸結到Python的開放性特征，正是這個特征讓編程更容易，讓程序設計人群更接近用戶，回避了很多高冷的底層設計，這一點非常符合國際編程潮流，在基礎教育中是比較適合編程教學的，教師不妨多多嘗試，積累經(jīng)驗，促進編程技能的培養(yǎng)與提高。