高中信息技术(Python)必修1 数据与计算 出现的模块和函数

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Python语言类库丰富，高中信息技术必修1也出现了不少模块和函数，需要同学们掌握。

一、第三章 算法的程序实现

3.1 用计算机编程解决问题的一般过程

①P67 turtle模块

不需要安装，需要导入。

函数	描述
t=turtle.Pen()	返回或设置画笔的属性
t.forward(distance)	海龟前进 distance 指定的距离，方向为海龟的朝向。
t.left(angle)	海龟左转 angle 个单位。(单位默认为角度)
t.bgcolor()	海龟背景颜色
t.pencolor()	返回或设置画笔颜色
t.circle(radius)	绘制一个 radius 指定半径的圆，圆心在海龟左边 radius 个单位。

注意：

1. forward常常被缩写为fd，与前进forward对应的为后退back(distance)，可以缩写为bk。
2. left为左转，对应的为右转right(distance)。
3. bgcolor()等在P89思考与练习中出现。

3.2 Python语言程序设计

①P75 内建函数

不需要安装，不需要导入。

函数	描述
print(x)	输出x的值
input([prompt])	获取用户输入
int(object)	将字符串和数字转换成整形
float(object)	将字符串和数字转换成实型
abs(x)	返回x的绝对值
help()	提供交互式帮助
len(seq)	返回序列的长度
str(x)	将x转换成字符串
chr(x)	返回x对应的字符
ord(x)	返回x对应的ASCII值
round(x[,n])	对x进行四舍五入(如果给定n，就将数x转换为小数点后有n位的数)
max(s,[,args...])	返回序列的最大值(如果给定多个参数，则返回给定参数中的最大值)
min(s,[,args...])	返回序列的最大值(如果给定多个参数，则返回给定参数中的最小值)

②P85 math模块

不需要安装，需要导入。

名称	描述
math.e	自然常数e
math.PI	圆周率PI
math.ceil(x)	对x向上取整，比如x=1.2，返回2
math.floor(x)	对x向下取整，比如x=1.2，返回1
math.pow(x,y)	指数运算，得到x的y次方
math.log(x)	对数运算，默认基底为e
math.sin(x)	正弦函数
math.cos(x)	余弦函数
math.tan(x)	正切函数
math.degrees(x)	弧度转换为角度
math.radians(x)	角度转换为弧度

③P86 random模块

不需要安装，需要导入。

名称	描述
ramdom.ramdom()	随机生成一个[0,1)范围内的实数
ramdom.uniform(a,b)	随机生成一个[a,b]范围内的实数
ramdom.randint(a,b)	随机生成一个[a,b]范围内的整数
ramdom.choice(seq)	从序列的元素中随机挑选一个元素 比如ramdom.choice(range(10)),从0到9中随机挑选一个整数
ramdom.sample(seq,k)	从序列中随机挑选k个元素
ramdom.shuffle(seq)	将序列的所有元素随机排序

④P86 Image模块

需要安装，需要导入。

安装命令为"pip install pillow"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
Image对象

名称	描述
im=Image.open("school.jpg")	打开school.jpg文件
im.format	获取图像文件格式
im.size	获取图像尺寸大小(以像素为单位表示图像的宽度和高度)
im.mode	获取图像的颜色模式
im.rotate(45).show()	将图像旋转45°后显示
im.convert('L')	转为灰度图像
pix=im.load()	加载对象，返回一个可访问的图像对象
pix[x,y]	获取x,y这个点像素颜色值。书中获得的为多通道的RGB值
im.getpixel(x,y)	获取x,y这个点像素颜色值。书中获得的为多通道的RGB值
im.resize((width, height))	调整图像大小

注意：

1. pix=im.load()和pix[x,y]在3.3简单算法及其程序实现 P95中出现。
2. im.getpixel(x,y)和im.resize((width, height))在P99实践与体验中出现。

3.3简单算法及其程序实现

P93 ①拓展链接 文件读写

不需要安装，不需要导入。

名称	描述
f=open('test.txt',mode)	以指定读写方式打开test.txt
f.read(size)	读取文件内容
f.readline()	读取一行
f.readlines()	读取读取所有行，并返回列表
f.write("Hello, world!")	写入Hello, world!
f.close()	关闭文件

注意：

1. 读写模式mode有'r'读模式、'w'写入模式(之前的会丢失)、'r+'同时允许读和写等。
2. 只有调用colse()方法时，操作系统才会把内存中待写入的数据全部写入磁盘。

二、第四章 数据处理与应用

4.2 大数据处理

①P120 pandas 模块

需要安装，需要导入。

安装命令为"pip install pandas"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
Series对象(一维)常用属性

属性	说明
index	Series的下标索引，其值默认是从0起递增的整数
values	存放Series值的一个数组

可以用使用read_excel()函数获取Excel文件创建DataFrame对象，也可以使用to_excel()函数创建Excel文件保存数据。

DataFrame对象(二维)常用属性

属性	说明
index	DataFrame的行索引
columns	存放各列的列标题
values	存放值的二维数据
T	行列转置

DataFrame常用函数

函数	说明
count()	返回非空（NaN）数据项的数量
sum()、mean()	求和、求平均值，通过axis=0/1确定行列
max()、min()	返回最大、最小值
describe()	返回各列的基本描述统计值，包含计数、平均数、标准差、最大值、最小值及4分位差
head()、tail()	返回DataFrame的前n个、后n个数据记录
groupby()	对各列或各行中的数据进行分组，然后可对其中每一组数据进行不同的操作
sort_values()	排序，通过axis=0/1确定行列
drop()	删除数据，通过axis=0/1确定行列
append()	在指定元素的结尾插入内容
insert()	在指定位置插入列
rename()	修改列名或者索引
concat()	合并DataFrame对象
set_value()	根据行标签和列标签设置单个值
plot()	绘图

②P124 matplotlib 模块

需要安装，需要导入。

安装命令为"pip install matplotlib"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
Series对象(一维)常用属性

函数	说明
figure()	创建一个新的图标对象，并设置为当前绘图对象 注：不创建figure对象，直接调用plot等绘图函数进行绘图，matplotlib会自动创建一个figure对象
plot()	绘制线形图
bar()	绘制垂直柱形图
barth()	绘制水平柱形图
scatter()	绘制散点图
title()	设置图表的标题
xlim()、ylim()	数字X、Y轴的取值范围
xlabel()、ylabel()	设置X、Y轴的标签
legend	显示图例
show()	显示创建的所有绘图对象
imshow(img,cmap='gray')	显示灰度图像
axis('off')	关闭图像坐标
注意： 1.imshow和axis为P87页实践与体验中出现的。

③P125 numpy模块

需要安装(pandas中已包含)，需要导入。

函数	说明
x=np.linespace(0,10,1000)	生成0~10内长度为1000的一维数组
np.sin(x)	三角函数，x的每个元素都会被求一遍
np.array()	数组初始化，支持多维数组

④P132 实践与体验 wordcloud模块

需要安装，需要导入

安装命令为"pip install wordcloud"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源

函数	说明
wc = WordCloud(background_color="white", max_words=6000, mask=pic_mask, stopwords=STOPWORDS,font_path="fonts/simhei.ttf")	词云对象背景颜色为白色，词云显示的最大单词数量6000，指定词云形状为pic_mask，指定词云的排除词列表(即不显示的单词列表)为wordcloud内的STOPWORDS，字体所在路径为"fonts/simhei.ttf"。
wc.fit_words(wf)	生成标签云，wf存放词语和及词频

⑤P138 思考与练习 jieba模块

需要安装，需要导入

安装命令为"pip install jieba"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源

函数	说明
jieba.cut(text, cut_all=True)	全模式分词
jieba.cut(text)	默认模式分词

三、列表和字典的相关函数

列表(List)

序列中的每个元素都分配一个索引，第一个索引是0，第二个索引是1，依次类推。创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。

函数	说明
list.append()	添加列表项到最后
list.index(obj)	从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
string.join(list)	以 string 作为分隔符，将列表中所有的元素合并为一个新的字符串

字典(Dictionary)

字典中的每个元素包含两部分内容：键和值。键通常用字符串或数值来表示，值可以是任意类型的数据。键和值两者一一对应，且每个键只能对应一个值。

函数	说明
dict.get(key, default=None)	返回指定键的值，如果值不在字典中返回default值
dict.items()	以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组
dict.keys()	以列表返回一个字典所有的键