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序章：什么是程序——从想法到指令 ​

概念讲解 ​

编程的本质，是把人类的想法翻译成计算机能执行的指令。

我们日常做事也是这样：把大任务拆成小步骤，一步一步执行。只不过计算机会原封不动地执行你给它的每一步——不会自己猜你想干什么，也不会跳过你忘写的那一步。

举一个例子：如何判断一个年份是闰年？

人类的思考过程：

  1. 能被4整除吗？
  2. 如果能被100整除，还要能被400整除才是闰年
  3. 输出结果

程序的思考过程：

  • 把每一步用精确的逻辑表达出来
  • 计算机会按顺序执行每一条指令
  • 没有歧义，没有"大概"

这就是编程思维的核心：拆解 + 精确表达。

代码示例 ​

python
# 判断闰年的函数
def is_leap_year(year):
    """判断一个年份是否为闰年"""
    if year % 400 == 0:
        return True
    if year % 100 == 0:
        return False
    if year % 4 == 0:
        return True
    return False

# 测试
print(is_leap_year(2000))  # True（能被400整除）
print(is_leap_year(1900))  # False（能被100整除但不能被400整除）
print(is_leap_year(2024))  # True（能被4整除且不能被100整除）
print(is_leap_year(2023))  # False（不能被4整除）

这段代码展示了程序的核心结构：输入 → 处理 → 输出。year 是输入，return 是输出，中间的 if 就是处理逻辑。

练习题 ​

题目：写一个程序，找出100到200之间所有的质数。

质数的定义：只能被1和自身整除的自然数（大于1）。

提示：可以先写一个判断质数的函数，然后遍历100到200的范围。

参考答案
python
def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    for i in range(2, int(n ** 0.5) + 1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

primes = [x for x in range(100, 201) if is_prime(x)]
print(primes)
# 输出: [101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199]

关键思维：

  • 只需要检查到 sqrt(n)，因为如果 n = a * b，其中一个因子必然小于等于 sqrt(n)
  • 列表推导式 [x for x in ... if is_prime(x)] 是一种简洁的"筛选"模式

本章小结 ​

  • 编程 = 把想法拆解成精确的步骤
  • 程序的核心结构：输入 → 处理 → 输出
  • 计算机会严格执行你写的每一条指令，不多不少
  • 学习语法是其次，学会拆解问题才是根本