Python计算机二级考试全面教学文档

考试概述

• 考试方式: 上机考试
• 考试时长: 120分钟
• 满分: 100分
• 题型及分值:
  • 单项选择题40分(含公共基础知识部分10分)
  • 操作题60分(包括基本编程题和综合编程题)
• 考试环境:
  • Windows 7操作系统
  • Python 3.4.2至Python 3.5.3版本
  • IDLE开发环境

一、Python语言基本语法元素

1. 程序的基本语法元素

• 格式框架: Python使用缩进表示代码块，通常4个空格为一个缩进层级
• 缩进: 同一代码块的语句必须有相同的缩进量
• 注释:
  • 单行注释: # 注释内容
  • 多行注释: 使用三引号 '''注释内容''' 或 """注释内容"""
• 变量: 无需声明类型，直接赋值即可创建
• 命名规则:
  • 由字母、数字和下划线组成
  • 不能以数字开头
  • 区分大小写
  • 不能使用保留字
• 保留字: 如if, else, for, while, def, class等
• 数据类型: 包括数字、字符串、列表、元组、字典等
• 赋值语句: 变量名 = 值
• 引用: 变量是对值的引用

2. 基本输入输出函数

• input([prompt]): 获取用户输入，返回字符串

  name = input("请输入您的名字: ")
  

• eval(expression): 计算字符串表达式并返回结果

  result = eval("3 + 5")  # 返回8
  

• print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False): 输出内容

  print("Hello", "World", sep="-", end="!")
  

3. 源程序的书写风格

• PEP 8编码规范
• 每行不超过79个字符
• 适当使用空行分隔函数和类
• 运算符两侧和逗号后加空格

4. Python语言特点

• 解释型语言
• 动态类型
• 面向对象
• 丰富的标准库
• 跨平台
• 可扩展性

二、基本数据类型

1. 数字类型

• 整数类型(int): 如10, -5, 0
• 浮点数类型(float): 如3.14, -0.001, 2.0
• 复数类型(complex): 如3+4j, -2j

2. 数字类型的运算

• 数值运算操作符:
  • 算术运算符: +, -, *, /, //(整除), %(取余), **(幂运算)
  • 增强赋值运算符: +=, -=, *=, /=, //=, %=, **=
• 数值运算函数:
  • abs(x): 绝对值
  • divmod(x, y): 返回商和余数
  • pow(x, y[, z]): 幂运算
  • round(x[, n]): 四舍五入
  • max(x1, x2,...): 最大值
  • min(x1, x2,...): 最小值

3. 字符串类型及格式化

• 字符串表示: 单引号' '、双引号" "或三引号''' '''/""" """
• 索引: str[index]，索引从0开始
• 切片: str[start:end:step]

  s = "Python"
  print(s[1:4])  # 输出"yth"
  

• format()格式化:

  "{} is {} years old".format("Tom", 20)
  "{1} is {0} years old".format(20, "Tom")
  "{name} is {age} years old".format(name="Tom", age=20)
  

4. 字符串类型的操作

• 字符串操作符:
  • +: 连接
  • *: 重复
  • in: 成员判断
• 字符串处理函数:
  • len(str): 长度
  • str(x): 转换为字符串
  • chr(x): Unicode编码转字符
  • ord(x): 字符转Unicode编码
  • hex(x): 整数转十六进制字符串
  • oct(x): 整数转八进制字符串
• 字符串处理方法:
  • str.lower(): 转小写
  • str.upper(): 转大写
  • str.split(sep=None): 分割字符串
  • str.count(sub): 统计子串出现次数
  • str.replace(old, new): 替换
  • str.center(width[, fillchar]): 居中
  • str.strip([chars]): 去除两端字符
  • str.join(iterable): 连接序列元素

5. 类型判断和类型间转换

• 类型判断:
  • type(x): 返回类型
  • isinstance(x, type): 判断类型
• 类型转换:
  • int(x): 转为整数
  • float(x): 转为浮点数
  • str(x): 转为字符串
  • list(x): 转为列表
  • tuple(x): 转为元组
  • set(x): 转为集合
  • dict(x): 转为字典

三、程序的控制结构

1. 程序的三种控制结构

• 顺序结构
• 分支结构
• 循环结构

2. 程序的分支结构

• 单分支结构:

  if 条件:
      语句块
  

• 二分支结构:

  if 条件:
      语句块1
  else:
      语句块2
  

• 多分支结构:

  if 条件1:
      语句块1
  elif 条件2:
      语句块2
  ...
  else:
      语句块n
  

3. 程序的循环结构

• 遍历循环(for):

  for 变量 in 序列:
      语句块
  

  示例:

  for i in range(5):
      print(i)
  

• 无限循环(while):

  while 条件:
      语句块
  

• 循环控制:
  • break: 跳出当前循环
  • continue: 跳过本次循环剩余部分
  • else: 循环正常结束后执行

4. 程序的异常处理

try:
    可能引发异常的代码
except 异常类型1:
    处理异常1的代码
except 异常类型2:
    处理异常2的代码
...
except:
    处理其他异常的代码
else:
    没有异常时执行的代码
finally:
    无论是否发生异常都会执行的代码

四、函数和代码复用

1. 函数的定义和使用

def 函数名(参数列表):
    """文档字符串"""
    函数体
    return 返回值

2. 函数的参数传递

• 位置参数: 按位置顺序传递
• 默认参数: 定义时指定默认值
• 可变参数:
  • *args: 接收任意数量的位置参数，打包为元组
  • **kwargs: 接收任意数量的关键字参数，打包为字典
• 参数名称传递: 调用时指定参数名
• 返回值: 可以返回多个值(实际上是返回一个元组)

3. 变量的作用域

• 局部变量: 函数内部定义的变量
• 全局变量: 函数外部定义的变量
• global关键字: 在函数内部声明使用全局变量
• nonlocal关键字: 在嵌套函数中声明使用外层函数的变量

五、组合数据类型

1. 组合数据类型的基本概念

• 序列类型: 字符串、列表、元组
• 集合类型: 集合
• 映射类型: 字典

2. 列表类型

• 定义: [元素1, 元素2, ...] 或 list(可迭代对象)
• 索引: 从0开始，支持负数索引
• 切片: list[start:end:step]
• 操作函数:
  • len(list): 长度
  • max(list): 最大值
  • min(list): 最小值
  • sum(list): 求和(仅数字)
  • sorted(list): 排序
• 操作方法:
  • list.append(x): 追加元素
  • list.extend(iterable): 扩展列表
  • list.insert(i, x): 插入元素
  • list.remove(x): 删除第一个匹配项
  • list.pop([i]): 删除并返回指定位置元素
  • list.clear(): 清空列表
  • list.index(x): 返回第一个匹配项的索引
  • list.count(x): 统计元素出现次数
  • list.sort(key=None, reverse=False): 排序
  • list.reverse(): 反转
  • list.copy(): 浅拷贝

3. 字典类型

• 定义: {键1:值1, 键2:值2, ...} 或 dict(键=值, ...)
• 索引: dict[key] 或 dict.get(key[, default])
• 操作函数:
  • len(dict): 键值对数量
  • str(dict): 字符串表示
• 操作方法:
  • dict.clear(): 清空字典
  • dict.copy(): 浅拷贝
  • dict.fromkeys(seq[, value]): 创建新字典
  • dict.get(key[, default]): 获取值
  • dict.items(): 返回键值对视图
  • dict.keys(): 返回键视图
  • dict.values(): 返回值视图
  • dict.pop(key[, default]): 删除并返回值
  • dict.popitem(): 删除并返回最后一对键值
  • dict.setdefault(key[, default]): 设置默认值
  • dict.update([other]): 更新字典

六、文件和数据格式化

1. 文件的使用

• 打开文件:

  file = open(filename, mode='r', encoding=None)
  

  模式:

  • 'r': 读取(默认)
  • 'w': 写入(覆盖)
  • 'x': 独占创建
  • 'a': 追加
  • 'b': 二进制模式
  • 't': 文本模式(默认)
  • '+': 更新(读写)

• 读取文件:

  • file.read([size]): 读取指定字节数
  • file.readline(): 读取一行
  • file.readlines(): 读取所有行

• 写入文件:

  • file.write(str): 写入字符串
  • file.writelines(sequence): 写入字符串序列

• 关闭文件:

  file.close()
  

  或使用with语句自动关闭:

  with open(filename) as file:
      # 操作文件
  

2. 数据组织的维度

• 一维数据: 线性结构，如列表、集合
• 二维数据: 表格结构，如嵌套列表

3. 一维数据的处理

• 表示: 列表、集合
• 存储: 按行或按列存储
• 处理: 遍历、切片、统计等

4. 二维数据的处理

• 表示: 列表的列表

  data = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
  

• 存储: CSV格式
• 处理: 双重循环遍历

5. CSV格式读写

• 读取CSV:

  import csv
  with open('data.csv', 'r') as file:
      reader = csv.reader(file)
      for row in reader:
          print(row)
  

• 写入CSV:

  import csv
  data = [['Name', 'Age'], ['Tom', 20], ['Jerry', 18]]
  with open('output.csv', 'w', newline='') as file:
      writer = csv.writer(file)
      writer.writerows(data)
  

七、Python计算生态

1. 标准库

• turtle库(必选): 绘图

  import turtle
  t = turtle.Turtle()
  t.forward(100)
  

• random库(必选): 随机数

  import random
  random.random()  # [0.0, 1.0)
  random.randint(a, b)  # [a, b]
  random.choice(seq)  # 随机选择
  random.shuffle(seq)  # 随机打乱
  

• time库(可选): 时间处理

  import time
  time.time()  # 时间戳
  time.sleep(secs)  # 暂停
  time.strftime(format[, t])  # 格式化时间
  

2. 基本的Python内置函数

• abs(), all(), any(), bin(), bool(), chr(), dict(), dir(), enumerate(), eval(), filter(), float(), format(), help(), hex(), id(), input(), int(), isinstance(), iter(), len(), list(), map(), max(), min(), next(), oct(), open(), ord(), pow(), print(), range(), reversed(), round(), set(), sorted(), str(), sum(), tuple(), type(), zip()

3. 第三方库的获取和安装

• 使用pip安装:

  pip install 包名
  

• 指定版本:

  pip install 包名==版本号
  

• 升级:

  pip install --upgrade 包名
  

4. 必选第三方库

• PyInstaller库: 打包Python脚本为可执行文件

  pyinstaller -F script.py
  

• jieba库: 中文分词

  import jieba
  seg_list = jieba.cut("我爱自然语言处理", cut_all=True)
  print(" ".join(seg_list))
  

5. 可选第三方库

• wordcloud库: 词云生成

  from wordcloud import WordCloud
  wc = WordCloud().generate(text)
  wc.to_file("wordcloud.png")
  

6. 更广泛的Python计算生态

• 网络爬虫: Scrapy, BeautifulSoup, Requests
• 数据分析: NumPy, Pandas, SciPy
• 文本处理: NLTK, TextBlob
• 数据可视化: Matplotlib, Seaborn, Plotly
• 用户图形界面: PyQt, Tkinter, wxPython
• 机器学习: Scikit-learn, TensorFlow, PyTorch
• Web开发: Django, Flask, Tornado
• 游戏开发: Pygame, Panda3D

备考建议

1. 基础语法:

   • 熟练掌握基本语法元素
   • 理解Python的缩进规则
   • 熟练使用基本数据类型和操作符

2. 控制结构:

   • 掌握分支和循环的各种形式
   • 理解异常处理机制
   • 熟练使用break和continue

3. 函数和代码复用:

   • 熟练定义和调用函数
   • 理解参数传递的各种方式
   • 掌握变量的作用域规则

4. 组合数据类型:

   • 熟练使用列表和字典
   • 理解序列操作和字典操作
   • 掌握常用方法和函数

5. 文件操作:

   • 熟练读写文件
   • 理解CSV格式
   • 掌握一维和二维数据处理

6. 标准库和第三方库:

   • 重点掌握turtle、random库
   • 理解PyInstaller和jieba库的使用
   • 了解其他常用库的基本功能

7. 实践练习:

   • 多做编程题，特别是操作题
   • 熟悉IDLE开发环境
   • 练习在规定时间内完成题目

8. 模拟考试:

   • 进行全真模拟，掌握时间分配
   • 分析错题，查漏补缺
   • 重点复习薄弱环节