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Electronic Technology & Software Engineering
软件开发与应用
Software Development And Application 基于Python编程语言的技术应用
阚淑华
(青岛第七中学山东省青岛市266001 )
摘要：本文作者依椐多年工作经验对Python编程语言的技术应用研究分析，以便和同行切磋与交流。
关键词：Python编程语言；技术应用
当前的初中生正是千禧一代，是我们所说的网络原住民，而教scrapy安装成功了但是不能用
师大多都是网络移民，由于两者生活环境、生活方式、教育方式的
不同，导致两者的思维方式也存在着一定程度的代沟和差异。在这
个科技高速发展、思想多元包容的时代，青少年理应学习计算机信
息技术，理应了解掌握计算机编程语言，只有这样，才能更好地与
时代共发展，更好地面对未来的世界。
本文将对Python编程语言作简单介绍，探宄初中生所应该了
解的基于Python编程语言的技术应用。
1Python编程语言的产生与发展
Python编程语言最初是在：十世纪80-90年代由荷兰人Guido
van Rossum设计出来的这是带四代计算机编程语言。Guido van行业数据报告网站
Rossum在2005年加入谷歌之后仍然领导着Python语言版本的更
新与幵发工作。
Python在国内的发展起步较晚，最近几年才开始流行起来，但它在国外的应用可谓是相当广泛，很多
搜索引擎和网站都是基于 Python语言完成的。Python作为一种脚本语言，可以以极高的效率 完成代码的开发，具备多种多样、强大实用的第三库工具，且语法 易于理解，能够简单快速地进行编程，故而应用也相当广泛，不仅 可以处理文字，还可以用于开发和设计Web游戏。
2 Python编程语言的特点
Python语言功能强大，具有语言简单、跨平台性、解释性、交 互性、面向对象、强大的生态系统等特性。
Python语言的简单体现在它的语法易于理解，且表达优美。例 如，与C语言或Java等编程语言相比，使用Python语言在屏幕上 输出“hello world”这个经典的句子并不需要建立m ain函数，可以 直接敲入输出语句，实现字符串的输出显示：
>»print **hello world !
屏幕输出显示结果为：hello w orld!
Python语言的简单还体现在它的代码缩进语法。代码缩进使得 利用Python语言所写的代码结构更加整齐，省略了其他语言中的 花括号和分割代码，代码之间的层次是依靠冒号和代码缩进区分的。例如if语句的写法是：
If True：
Print “Yes，it is true”
Python语言的编写很高效，代码行数与其他编程语言相比来说 较少，可以为程序员节省大量的工作量，提高编程效率，节省时间 成本和人力成本。这种语言很适合作为编程学习的入门课程，其容 易理解也容易上手，使用门槛较低，语法逻辑也很清晰完整，是一 门特别实用的编程语言。
Python语言是支持面向对象的，这种设计更加契合人类的思维 方式。同时，Python语言的开源使得程序可以直接在不同的平台上 运行，而不需要考虑不同平台之间的差异性对程序进行修改。
Python强大的生态系统为用户带来了极大的便利，能够满足用 户的各种需求。专业开发者可以直接使用丰富多样的第…：库工具达 到幵发目标，缩短了开发时间。
3关于Python编程语言的基础知识
3.1搭建平台和环境
Python集成开发环境可以选择较低的安装版本，比如 Python-3.5.3，但必须是Python-3.x系列。安装低版本时要单独设置 环境变量，具体方法是使用cm d命令或者在计算机的高级系统设置
图h某校校园卡每笔消费额度情况
图2：网络图片爬虫技术的基本工作流程
中进行设置。安装好集成开发环境后，还可以安装PyCharm或者 全体辅助工具，这些辅助工具可以实现对代码进行调试和纠错等功 能，从而提高编程的效率。
Python具有很多的第三库工具，这些工具可以实现多种多样 的功能，比如图像和视频处理、数据挖掘等。应用random库中的 随机数函数求解71，同时掌握蒙特卡洛方法。word cloud库可以制 作日常生活中常见的关键词云层，用来显示词语在文本中出现的频 率，显不文本的主旨等。Matplotlib^.维绘制库可以生成闻品质的 图片，SciPy可以实现数据的运算功能，第H库还可以编写自动批 改选择题的程序。又例如应用Turtle库绘制图形，Turtle库又被称 为海龟绘图库，是一种基础的Python图形绘制函数库，其原理就 是通过应用程序控制海龟的爬行，将其爬行轨迹生成图形。通过应 用Turtle库除了可以学习基础的图形绘制以外，初学者还能够掌握 Python编程的应用能力和程序设计结构能力，可谓是一举多得。每 个工具都具备不同的功能，第三库工具的学习和使用可以激发编程 者的创意，凸显个人的创新和特点。
第三库的安装一般会使用p ip工具和cm d命令进行安装，也就 是以管理者的身份通过pip install进行安装，当然也可以自定义安 装和文件安装。
3. 2了解计算机的硬件结构
软件功能的实现离不开硬件的支持，代码的输送也是以硬件为 基础的。学习计算机的硬件，内容包括了 C PU的组成、输入输出 系统、计算机工作原理等。先了解了计算机的硬件结构，才能更好 地理解计算机语言的语法逻辑。
3.  3 Python和操作系统
操作系统是计算机系统软件的重要组成部分，能够与外界进行 通信。Python的解释器程序可以将编写好的程序进行翻译，转换为 二进制的字节码，也就是将人类的语法逻辑转变为机器的语法逻辑，
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图3：批量制作湖泊环境因子空间分布专题图技术路线什么叫同段网络上传
方便机器进行处理。Python的虚拟机程序组件又可以将转换后的字 节码存放到操作系统中以备后续调
用，软件通过代码的指示与操作 系统进行沟通，以执行某种功能。
3.4 Python返回结果的两种表现方式
Python返回结果的表现方式第一种是通过函数实现。例如求字 符串中元音字母的个数值可以这样编写：
VowelCount (“What is it ? ”）
Returns3 (one a and two t’s)
第二种表现方式是通过图形化表达实现。例如使用饼状图表示 元音字母在全图中的比例，这种表达方式更加直观易读。
4基于Python编程语言的技术应用
4.1 Python编程语言应用于数据科学领域
Python应用于数据分析主要是如何利用Python语言读取各种 文件，如何制作各种图表，如何实现数据库的链接，如何进行统计 分析，如何建模，以及各种Python包的使用方法。
Python语言的标准库可以应用于大数据的处理，这其中的处理 逻辑是：将数据转换为与Python相适丨、V：的数据结构，然后采用适 合的Python工具分析数据，最后得出数据的特征并用合适的结构 形式表现出来。例如，采用Python语言开发数据采集软件，这种 软件免安装，可以设置采样频率，后台还能够自动保存数据，简化 了操作步骤，使得数据的采集分析更加W活。
Python还可以用于解决微分方程、矩阵解析、概率分布等数学 问题。
Python语言在数据科学领域的应用坫它的核心竞争优势，其在 这一领域的应用前景是很乐观的。
Python在数据分析领域的典型应用案例是基于Python语言的 校园一卡通消费信息处理。使用Python对校园一卡通的消费信息 进行分析和处理，并通过可视化技术生成图像，从而直观地了解学 生的消费水平、消费习惯等信息，为学校的管理决策提供参考。以往大家常用Excel图表来反映数值意义，Excel图表的制作简单，但这种方法并不适用于海量数据的处理，于是，Python语言的优势 就凸显了出来。利用Python语言分析某校校园卡每笔消费的额度，可以得到图1。
通过观察图1，可以发现，每笔消费额度在2元和6元处达到 了峰值，可以得出以下结论：商店2元和6元的商品销量最好，这 样商店就掌握了学生的消费行为，从而制定合理的进货清单。
4.2基于Python编程语言的W eb应用和网页游戏设计
Python可以实现ja v a的所有功能，Web应用和网页游戏的设计更倾向于使用Python。利用Python建立的豆瓣网、YouTube 是Python之Web应用的经典例子。使用Python进行Web开发大 多是基于WSGI这一传统的线程模型。WSGI传统模式是存在于 Python web server、application、middleware之间的官方规范标准。但WSGI这种校式存在着两大局限。第一是其不支持异步，第：是不支持 Python3.x。
目前越来越多的网页游戏的设计都使用Python编程语言，改 变了以往使用C\C>+语言设计服务端的传统。在以往的游戏设计中，采用C++编写host，同时调用多个LUA脚本语言完成一个项目的 业务逻辑，而现在，Python自身就可以做到这些。
4. 3基于Python编程语言的云技术
云技术的很多底层的虚拟化都使用Python语言实现。把资源 以服务的方式提供给客户是云计算的核心思想，丨aaS、SaaS、PaaS 这些云计算平台都可以实现这一核心思想。而这些平台的幵放协议 栈OpenStack都是采用Python开发的。例如易度的PaaS就是利用 现有的幵源技术，基于Python语言建立的。又例如百度云也采用 了Python语言，谷歌搜索引繁的云计算服务更是仅支持Python这 —种语言。
it专业哪个学校比较好4.4基于Python的网络爬虫技术
大数据时代网络资源多种多样，海量信息应有尽有，基于 Python的网络爬虫技术可以在互联网的海量资源中挖掘出有用信 息，缓解大数据时代的信息焦虑。这种技术以用户需求为搜索目标，分析网页代码的class属性，利用第三库工具requests和beautiful S〇U p4中的相关函数获取并下载有用信息。例如网络图片爬虫技术，这种技术主要是搜集网络上的图片信息，对制定指定网站上的所有 图片中的信息进行自动提取，然后下载到本地进行保存。所谓爬虫，是•段程序，可以自动抓取M络信息，通过程序模拟浏览器，然后 向站点发送请求，对站点反馈的信息进行分析，提取出所要的图片 信息，下载到本地储存起来，用于后续的数据分析。网络图片爬虫 技术的基本工作流程如图2所示。
4. 5基于Python和ArcPy的专题图批量制作
ArcPy是软件幵发引擎ArcGIS Engine自带的Python站点包，它可以降低ArcGIS二次开发的难度和门槛，能够提供接口、函数 和类，主要用于地理数据的查询和处理。ArcPy所包括的制图模块 能够提供用于自动化制图的函数和类，可以用来批量制作专题图。以湖泊环境因子空间分布专题图的制作为例，批量制作湖泊环境因 子空间分布专题图技术路线如图3所示。
基于Python和ArcPy的专题图批量制作方法实现了专题图制 作的自动化，提高了制作效率，将来可能广泛应用于数据框架分析 工作当中。
5总结
Python的应用领域非常广泛，越来越受到国内外软件技术人员 的欢迎和青睐，国内的许多高校也开设了 Python编程语言课程。但Python在国内的推广和普及仍有较长的道路要走，如何将这种 优秀的编程语言更好地应用于人工智能、机器学习、数据科学、金 融、运维等领域是学界应该关注的重要课题。
#考文献
[1] 张英俊，李清勇，王公仆等.基于Python语言的“算法分
析”课程设计--以动态规划算法为例[J].工业和信息化教 育，2019 (3): 63-68.
[2] 陈杰华.基于计算思维的Python语言实验设计与实施[J].计
算机教育，2020(2): 12-15.
[3] 嵩天，彭远红，宋文婷.理解和运用计算生态推动Python语
言教学改革[J].计算机教育，2017(8): 6.
作者简介
阚淑华，女，大学本科学历，中学一级，现供职于青岛第七中学。
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