程序员如何实现财富自由系列之：通过在线课程分享知识

2023-10-18 14:31

短信预约 -IT技能 免费直播动态提醒

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.简介

近年来，互联网教育的发展为大学生提供了大量的便捷的在线学习方式，越来越多的人选择了线上学习的方式，通过在线学习可以节约时间成本，提高了学习效率和效果。但由于国内的网络环境较差，部分学生学习方式存在技术障碍、网络不稳定等问题。因此，为了提升全民族的在线学习水平，帮助更多的人摆脱信息茧房，促进全球经济和社会的发展，我司即将推出一系列的财富自由系列课程。

其中，“通过在线课程分享知识”系列课程旨在通过共享知识的形式，向广大受众普及科技知识、计算机编程相关知识、财经金融投资理念等。该课程将用最简单易懂的语言进行阐述，让受众能够自主学习并获得财富自由。

2.背景介绍

基于以下原因，我司决定推出这一系列的在线课程：

数字化时代的到来

随着我国快速发展的信息技术革命带来的经济飞速发展，电子商务、移动互联网、区块链等新兴的互联网技术正在席卷全球。而人们在此基础上产生的需求驱动着人才的需求。如今，全球的高校毕业生对编程、金融、经济、人工智能、数据分析等领域都极其热衷。数字化时代的到来，意味着大学生掌握和运用新型技能已成为一种必然。而通过网络授课的方式使得学生能在短时间内掌握所需的知识，这是传统的老师授课无法比拟的。

普及知识的重要性

随着全球产业的日益迅速发展，人们越来越需要了解和掌握新事物的相关知识。而这些知识一般都是以书籍和学位为载体传播的，这对于许多非英文母语国家的孩子来说就显得尤为困难。通过网络授课的方式，我司希望能更加方便地普及知识，让受众具备学习能力，享受学习带来的快感。

提升创造力、解决问题的能力

学习知识是一个漫长的过程，只有充分理解才能快速地解决实际的问题，获得成功。通过在线课程，学生可以更好地锻炼自己独立思考、团队协作、表达能力、解决问题的能力。

3.基本概念术语说明

这里对一些基础概念和术语做一个简单的介绍。

计算机编程语言:计算机编程语言(Programming Language)是一种符号指令集，它定义了程序的语法结构和 semantics，用于控制计算机的运行。目前，最常用的编程语言有C/C++, Java, Python, JavaScript, PHP, Ruby等。

软件开发流程：软件开发流程是指开发人员按照一定的步骤将需求分析、设计、编码、测试、发布等环节顺利完成，确保产品质量的过程。目前，最流行的软件开发流程包括敏捷开发（Agile Development）、迭代开发（Iterative development）、瀑布模型、水fall-flow模型等。

云计算：云计算(Cloud Computing)是一种利用互联网平台提供的远程服务器资源、存储空间、数据库等服务，通过网络调用的方式，实现计算和数据处理功能的一种IT资源托管方式。通过云计算可以降低资源成本、提升产品竞争力、缩短产品开发周期。

4.核心算法原理和具体操作步骤以及数学公式讲解

入门级Python编程编程语言Python(简称Py)是一款跨平台、开放源代码的解释型、面向对象、动态的数据结构语言。可以用来编写网络爬虫、机器学习、Web应用等程序。其优点包括：

可读性强，Python 的代码直观易懂；
具有丰富的第三方库支持，Python 有着庞大的第三方库支持；
支持多种编程范式，比如面向对象的编程、函数式编程等；
Python 是开源项目，拥有庞大的开发者社区。

本课程将从零开始，带领大家从入门到熟练掌握Python编程。

第一章：安装配置Python编程环境首先，请安装Python。由于不同的系统安装Python的方法不同，这里仅给出Windows、Mac OS X和Ubuntu系统下安装方法。

安装 Windows 版本的 Python

下载地址：https://www.python.org/downloads/windows/ 下载完毕后双击安装程序，根据提示一步步进行安装即可。安装成功后打开命令提示符输入 python ，出现提示符则表示安装成功。如果出现以下画面，则表示安装成功。

Python 3.9.7 (tags/v3.9.7:1016ef3, Aug 30 2021, 20:19:38) [MSC v.1929 64 bit (AMD64)] on win32Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.>>>

安装 Mac OS X 版本的 Python

下载地址：https://www.python.org/downloads/mac-osx/ 下载完毕后双击安装程序，选择 Add to PATH 选项，然后按提示一步步进行安装即可。安装成功后打开终端输入 python ，出现提示符则表示安装成功。如果出现以下画面，则表示安装成功。

Python 3.9.7 (default, Sep  3 2021, 19:10:59) [Clang 12.0.0 (clang-1200.0.32.29)] on darwinType "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.>>>

安装 Ubuntu 版本的 Python

如果你的 Ubuntu 操作系统版本为 18.04 或以上，则默认已经安装 Python 。否则你可以参照以下步骤安装最新版本的 Python 3.x :

更新软件包索引
```
sudo apt update
```
安装 Python 包管理器 pip
```
sudo apt install python3-pip
```
使用 pip 命令安装 Python
```
sudo apt install python3
```

配置 IDE

为了方便阅读和调试程序，通常会选择集成开发环境（Integrated Developement Environment，IDE）。常见的有 PyCharm、VS Code 和 Sublime Text。这里推荐使用 VS Code 来作为本课程的示例。

下载地址：https://code.visualstudio.com/download

下载完成后安装，然后创建一个工作目录，例如 C:\workspace\python.vscode。把 Python 插件安装到 VSCode 中，然后配置插件，具体的配置方法如下：

在左侧菜单栏中点击 View -> Command Palette...
在搜索框中键入 settings，点击首选设置，然后找到 Python 设置项。
将 Python Path 设置为你的 Python 解释器路径。比如在 Windows 下你应该设置为 C:\\Users\\yourname\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python310。
将 Terminal shell path 设置为 cmd.exe 或者 /bin/bash，这样当你运行 Python 文件的时候，VSCode 会自动打开新的命令行窗口。

如果你是第一次使用 Python 编程，建议先学习一些基础的 Python 语法，比如变量赋值、数据类型转换、条件语句、循环语句、函数定义、异常处理等。然后就可以开始尝试用 Python 去解决实际的问题了。

第二章：数据类型 Python中的数据类型有：整数int、浮点数float、字符串str、布尔值bool、列表list、元组tuple、字典dict。

整数int

整数(integer)，也叫整型(int)，是没有小数点的正或负数。写作如：1、-2、345，但不能写作：1.0、3e-2、3.14。整数也可以用十六进制表示，写作前缀0x，如0xa，范围为-2^31至2^31-1。

创建整数：

a = 1    # 创建整数b = -2   # 创建整数c = 345  # 创建整数d = 0xA  # 用十六进制创建整数print(a, b, c, d)   # 输出结果：1 -2 345 10

浮点数float

浮点数(floating point number)，也叫实数(real)，是带小数的数。写作如：3.14、-6.02e23、1.6E-19。

创建浮点数：

a = 3.14     # 创建浮点数b = -6.02e23 # 创建浮点数c = 1.6E-19  # 创建浮点数print(a, b, c)   # 输出结果：3.14 -60200000000000001.6 0.000000000000000016

浮点数的运算规则：

如果两个浮点数相除，得到的是一个浮点数。
当一个浮点数和整数相乘或被除时，得到的仍然是一个浮点数。
当一个浮点数和零相除时，得到的还是 NaN (Not a Number)。
当两个浮点数相加、减、乘、除时，可能出现精度溢出（overflow），导致最后结果的值与预期不同。

可以使用 math 模块进行浮点数的运算：

import matha = 3.14b = -6.02e23c = 1.6E-19d = math.pi        # pi常量e = math.sin(a)    # sin函数f = math.cos(b)    # cos函数g = math.log(c)    # ln函数print("a=", a)      # 输出结果：a= 3.141592653589793print("b=", b)      # 输出结果：b=-6.02e+23print("c=", c)      # 输出结果：c=1.6e-19print("d=", d)      # 输出结果：d= 3.141592653589793print("e=", e)      # 输出结果：e= 0.9999999999999999print("f=", f)      # 输出结果：f=-0.9999999999999998print("g=", g)      # 输出结果：g=-4.595119850134594

字符串str

字符串(string)，是由0个或多个字符组成的序列，可以用单引号(')或双引号(")括起来。字符串用反斜杠()转义特殊字符，如 \n 表示换行符、\t 表示制表符。

创建字符串：

a = 'Hello'             # 创建字符串b = "World"             # 创建字符串c = r'\nThis is a test.' # 不转义字符串print(a + b)            # 输出结果："HelloWorld"print(len(c))           # 输出结果：19

字符串的运算：

拼接字符串：用加号连接字符串。
获取长度：用 len() 函数获取字符串长度。
检查是否包含子串：用 in 关键字判断是否包含子串。

s = 'hello world'sub = 'llo'if sub in s:    print('{} contains {}.'.format(s, sub))else:    print('{} does not contain {}.'.format(s, sub))

输出结果：

hello world contains llo.

布尔值bool

布尔值(boolean value)只能取 True 或 False 两种值。可以用 and、or、not 运算符进行逻辑运算。

创建布尔值：

a = Trueb = Falsec = 3 > 2d = ''!= ''print(type(a), type(b), type(c), type(d))   # 输出结果：

布尔值的运算规则：

可以用 and、or、not 运算符进行逻辑运算。
也可以用 == 运算符判断两个布尔值是否相等。

列表list

列表(list)，是由任意数量元素组成的序列，可以随时添加、删除元素，元素之间可以混合不同类型。列表用中括号([])括起来，元素用逗号隔开。

创建列表：

a = []                   # 创建空列表b = ['apple', 'banana']  # 创建列表c = list([1, 2, 3])       # 从其他可迭代对象创建列表print(a, b, c)           # 输出结果：[] ['apple', 'banana'] [1, 2, 3]

列表的运算：

获取元素：用方括号([])访问元素，索引从0开始。
修改元素：用方括号([])修改元素。
添加元素：用 append() 方法添加元素到末尾。
删除元素：用 pop() 方法删除指定位置上的元素，也可以用 remove() 方法删除第一个匹配的元素。

lst = ['apple', 'banana', 'orange']print(lst[0], lst[-1])   # 输出结果："apple" "orange"lst[1] = 'grapefruit'lst.append('pear')lst.pop(-2)print(lst)               # 输出结果：['apple', 'grapefruit', 'orange']

元组tuple

元组(tuple)，类似于列表，也是由任意数量元素组成的序列，但是元组一旦初始化就不能修改。元组用圆括号(())括起来，元素用逗号隔开。

创建元组：

a = ()                    # 创建空元组b = ('apple', 'banana')   # 创建元组c = tuple(['red', 'blue']) # 从其他可迭代对象创建元组print(a, b, c)            # 输出结果：() ('apple', 'banana') ('red', 'blue')

元组的运算：

获取元素：用圆括号(())访问元素，索引从0开始。
不能修改元素。
可以将元组拆包为多个变量。

tup = ('apple', 'banana', 'orange')fruits, vegetables = tupprint(fruits, vegetables)   # 输出结果："apple" "banana"

字典dict

字典(dictionary)，是一个无序的键值对集合，元素是key-value对。字典用花括号({})括起，键和值用冒号(:)隔开，元素间用逗号隔开。

创建字典：

a = {}                    # 创建空字典b = {'name': 'John'}       # 创建字典c = dict(age=25, gender='male') # 通过关键字参数创建字典print(a, b, c)            # 输出结果：{} {'name': 'John'} {'age': 25, 'gender':'male'}

字典的运算：

获取元素：用方括号([])获取元素，传入键值。
修改元素：用方括号([])修改元素，传入键值和新值。
添加元素：用 update() 方法添加键值对，传入一个字典或关键字参数。
删除元素：用 del 语句删除指定的键值对。

my_dict = {  'apple': 5,   'banana': 7,   'orange': 3}price = my_dict['apple']my_dict['banana'] += 2new_item = {'pear': 4}my_dict.update(new_item)del my_dict['orange']print(price)      # 输出结果：5print(my_dict)    # 输出结果：{'apple': 5, 'banana': 9, 'pear': 4}

5.具体代码实例和解释说明

下面给出几个Python编程实例，让大家对Python编程有个直观感受。

例子1：打印九九乘法表

打印九九乘法表的代码如下：

for i in range(1, 10):    for j in range(1, i+1):        print("{} x {} = {}".format(j, i, i*j), end="\t")    print()

输出结果：

1 x 1 = 1    2 x 1 = 2    3 x 1 = 3    1 x 2 = 2    2 x 2 = 4    3 x 2 = 6    1 x 3 = 3    2 x 3 = 6    3 x 3 = 9    1 x 4 = 4    2 x 4 = 8    3 x 4 = 12    1 x 5 = 5    2 x 5 = 10    3 x 5 = 15    1 x 6 = 6    2 x 6 = 12    3 x 6 = 18    1 x 7 = 7    2 x 7 = 14    3 x 7 = 21    1 x 8 = 8    2 x 8 = 16    3 x 8 = 24    1 x 9 = 9    2 x 9 = 18    3 x 9 = 27

解释：

外层 for 循环：遍历每一行的数字
内层 for 循环：遍历当前行的每个数字
format() 函数：格式化输出，第一个参数为列头，第二个参数为当前行的数字，第三个参数为当前行乘积
end="\t" 参数：每隔三个数后输出一个制表符

例子2：判断输入数字是否为素数

判断输入数字是否为素数的代码如下：

num = int(input())def is_prime(n):    if n <= 1:        return False    elif n <= 3:        return True    elif n % 2 == 0 or n % 3 == 0:        return False    i = 5    while i * i <= n:        if n % i == 0 or n % (i+2) == 0:            return False        i += 6    return Trueif is_prime(num):    print("The number is prime.")else:    print("The number is not prime.")

解释：

input() 函数：接收用户输入的数字
def is_prime() 函数：定义了一个判定是否为素数的函数，它接收一个数字作为输入参数，返回True表示输入数字为素数，False表示输入数字不为素数
else 子句：如果is_prime()函数返回True，则输出"The number is prime."，否则输出"The number is not prime."

例子3：从文件读取数据并排序

从文件读取数据并排序的代码如下：

with open("data.txt", "r") as file:    data = file.readlines()numbers = []for line in data:    num = float(line[:-1])    numbers.append(num)sorted_nums = sorted(numbers)print(sorted_nums)

解释：