Python基礎語法

1. Python標識符

在 Python 里，標識符由字母、數字、下劃線組成。

在 Python 中，所有標識符可以包括英文、數字以及下劃線(_)，但不能以數字開頭。

Python 中的標識符是區分大小寫的。

以下劃線開頭的標識符是有特殊意義的。

• 以單下劃線開頭 _foo的代表不能直接訪問的類屬性，需通過類提供的接口進行訪問，不能用 from xxx import * 而導入。

• 以雙下劃線開頭的 __foo 代表類的私有成員。

• 以雙下劃線開頭和結尾的 __foo__ 代表 Python 里特殊方法專用的標識，如 __init__() 代表類的構造函數。

補充：

Python 可以同一行顯示多條語句，方法是用分號 ; 分開，如：

>>> print ('hello');print ('runoob');
hello
runoob

2. Python保留字符

下面的列表顯示了在Python中的保留字。這些保留字不能用作常數或變數，或任何其他標識符名稱。

所有 Python 的關鍵字只包含小寫字母。

and	exec	not
assert	finally	or
break	for	pass
class	from	print
continue	global	raise
def	if	return
del	import	try
elif	in	while
else	is	with
except	lambda	yield

3. 行和縮進

學習 Python 與其他語言最大的區別就是，Python 的代碼塊不使用大括號 {} 來控制類，函數以及其他邏輯判斷。python 最具特色的就是用縮進來寫模塊。

縮進的空白數量是可變的，但是所有代碼塊語句必須包含相同的縮進空白數量，這個必須嚴格執行。

以下實例縮進為四個空格:

if True:print ("True")
else:print ("False")

以下代碼將會執行錯誤：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：test.pyif True:print ("Answer")print ("True")
else:print ("Answer")# 沒有嚴格縮進，在執行時會報錯print ("False")

4. Python引號

Python 可以使用引號( ’ )、雙引號( " )、三引號( ‘’’ 或 “”" ) 來表示字符串，引號的開始與結束必須是相同類型的。

其中三引號可以由多行組成，編寫多行文本的快捷語法，常用于文檔字符串，在文件的特定地點，被當做注釋。

word = 'word'
sentence = "這是一個句子。"
paragraph = """這是一個段落。
包含了多個語句"""

5. Python注釋

Python中單行注釋采用 # 開頭。

Python 中多行注釋使用三個單引號 ''' 或三個雙引號 """。

# 第一個注釋
print ("Hello, Python!")  # 第二個注釋'''
這是多行注釋，使用單引號。
這是多行注釋，使用單引號。
這是多行注釋，使用單引號。
'''"""
這是多行注釋，使用雙引號。
這是多行注釋，使用雙引號。
這是多行注釋，使用雙引號。
"""

6. Python空行

函數之間或類的方法之間用空行分隔，表示一段新的代碼的開始。類和函數入口之間也用一行空行分隔，以突出函數入口的開始。

空行與代碼縮進不同，空行并不是Python語法的一部分。書寫時不插入空行，Python解釋器運行也不會出錯。但是空行的作用在于分隔兩段不同功能或含義的代碼，便于日后代碼的維護或重構。

記住：空行也是程序代碼的一部分。

7. 輸入輸出

輸入輸出的最基本的方法就是控制臺（PyCharm下方彈出的窗口、windows自帶的cmd程序）。用戶通過控制臺輸入一些字符串, 程序再通過控制臺打印出一些字符串。

輸入輸出的最常見方法是圖形化界面。 如平時用到的 QQ, 瀏覽器, steam 等, 都不需要用戶輸入命令,

而只是通過鼠標點擊窗口點擊按鈕的方式來操作。

通過控制臺輸出

 print('hello')a = 10
print(a)b = True
print(b)

更多的時候, 我們希望能夠輸出的內容是混合了字符串和變量的。**例如：**輸出num = 10

num = 10
print(f'num = {num}')

注意:

• 使用 f 作為前綴的字符串, 稱為 f-string

• 里面可以使用 { } 來內嵌一個其他的變量/表達式

• python里面還支持許多格式化字符串的方法，此處簡單理解即可

通過控制臺輸入

eg1:

num = 0
num = input('請輸入一個整數: ')
print(f'你輸入的整數是 {num}')

運行結果（綠色數字為輸入）：

注意：

• input 的參數相當于一個“提示信息”，也可以沒有
• input 的返回值就是用戶輸入的內容. 是字符串類型

eg2:

a = input('請輸入第一個整數: ')
b = input('請輸入第二個整數: ')print(f'a + b = {a + b}')

運行結果：

此處的字符串是拼接不是算術運算，如果要想進行算術運算, 需要先轉換類型

eg3：

a = input('請輸入第一個整數: ')
b = input('請輸入第二個整數: ')a = int(a)
b = int(b)print(f'a + b = {a + b}')

運行結果：

通過 int( ) 把變量轉成了 int 類型

類似的, 使用 float( ), bool( ), str( ) 等可以完成對應的類型轉換

8. 常量和表達式

可以把 Python 當成一個計算器, 來進行一些算術運算

print(1 + 2 - 3)print(1 + 2 * 3)print(1 + 2 / 3)

運行結果：

形如 1 + 2 - 3 這樣是算式, 在編程語言中稱為 表達式, 算式的運算結果, 稱為 表達式的返回值

其中 1 , 2 , 3 這種稱為 字面值常量, + - * / 這種稱為 運算符 或者 操作符

注意：這里對于2/3這種計算結果，在一般類似于 C / Java 中結果為0（小數部分被截斷），但是在Python中得到的結果則是一個小數，更符合日常使用的直覺。

9. 變量和類型

變量的介紹

示例：

給定四個分數, 67.5, 89.0, 12.9, 32.2 , 編寫代碼, 求這四個分數的方差

PS: 方差的計算過程: 取每一項, 減去平均值, 計算平方, 再求和, 最后除以 (項數 - 1)

在這個代碼中，需要先計算四個數的平均值再計算方差，所以就需要一個變量保存平均數。

avg = (67.5 + 89.0 + 12.9 + 32.2)/4
total = (67.5 - avg)**2 + (89.0 - avg)**2 + (12.9 - avg)**2 + (32.2 - avg)**2
result = total/3
print(result)

注意:

• avg, total, result 均為變量.
• ** 在 Python 中表示乘方運算. ** 2 即為求平方

變量可以視為是一塊能夠容納數據的空間。這個空間往往對應到 “內存” 這樣的硬件設備上

定義變量

a = 10

創建變量的語句非常簡單, 其中

• a 為變量名. 當我們創建很多個變量的時候, 就可以用名字來進行區分
• = 為賦值運算符, 表示把 = 右側的數據放到 = 左側的空間中

注意: 變量的名字要遵守一定規則

硬性規則(務必遵守)

• 變量名由數字字母下劃線構成

• 數字不能開頭

• 變量名不能和 “關鍵字” 重復

• 變量名大小寫敏感. num 和 Num 是兩個不同的變量名

軟性規則(建議遵守)

• 變量名使用有描述性的單詞來表示, 盡量表達出變量的作用

• 一個變量名可以由多個單詞構成, 長一點沒關系, 但是含義要清晰

• 當變量名包含多個單詞的時候, 建議使用 “駝峰命名法”. 形如 totalCount , personInfo 這種, 除 了首個單詞外, 剩余單詞首字母大寫

數學上, 變量通常使用 x, y, z 這種簡單的英文字母或者拉丁字母表示. 但是在編程中不建議這樣使用

原因是編程中, 一個程序里通常會同時創建出很多個變量. 如果只是使用單個字母表示, 在變量多了 的時候, 就很難記住哪個變量是干啥的, 從而給維護程序帶來了一定的困難。因此我們更建議使用帶 有明確描述性的名字, 來表示變量的用途。

使用變量

讀取變量的值

a = 10
print(a)

修改變量的值

a = 20
print(a)

注意：在 Python 中, 修改變量也是使用 = 運算, 看起來和定義變量沒有明顯區別.

當然，也可以用一個變量的值賦給另外一個變量

a = 10
b = 20a = bprint(a)
print(b)

變量的類型

與C/Java不同，Python 變量的類型不需要顯式指定, 而是在賦值的時候確定的。

（1）整數

a = 10
print(type(a))

運行結果：

<class 'int'>

PS: type 和 print 類似, 也是 python 內置的函數. 可以使用 type 來查看一個變量的類型

注意：和 C++ / Java 等語言不同, Python 的 int 類型變量, 表示的數據范圍是沒有上限的. 只要內存足夠 大, 理論上就可以表示無限大小的數據

（2）浮點數（小數）

a = 0.5
print(type(a))

運行結果：

<class 'float'>

注意：和 C++ / Java 等語言不同, Python 的小數只有 float 一種類型, 沒有 double 類型。但是實際上 Python 的 float 就相當于 C++ / Java 的 double, 表示雙精度浮點數。

（3）字符串

a = 'hello'
print(type(a))

運行結果：

<class 'str'>

使用 ’ ’ 或者 " " 引起來的, 稱為 字符串. 可以用來表示文本

注意: 在 Python 中, 單引號構成的字符串和雙引號構成的字符串, 沒有區別. 'hello' 和 "hello" 是 完全等價的。

補充：字符串的應用

可以使用len函數獲取字符串長度

a = 'hello'
print(len(a))

可以使用 + 針對兩個字符串進行拼接

a = 'hello'
b = 'world'
print(a + b)

此處是兩個字符相加，不能拿字符串和整數/浮點數相加

（4）布爾

布爾類型是一個特殊的類型, 取值只有兩種，True (真) 和 False (假)。

PS: 布爾類型也是數學上的一個概念. 初中就學過一個概念叫做 “命題” , 進一步的就可以判定 命題的真假

a = True
print(type(a))
b = False
print(type(b))

運行結果：

<class 'bool'>
<class 'bool'>

布爾類型在后續進行邏輯判斷的時候也非常重要。

（5）其他

除了上述類型之外，Python中還有list，tuple，dict，自定義類型。

補充：

• 為什么需要這么多的類型？

  (1) 類型決定了數據在內存中占據多大空間。

  例如 float 類型在內存中占據 8 個字節。

  PS: 計算機里面使用二進制來表示數據. 也就是每個位只能表示 0 或者 1.

  1 個二進制位, 就稱為是一個 “比特”, 8 個二進制位, 就稱為一個 “字節” (Byte)

  一個 float 變量在內存中占據 8 個字節空間, 也就是 64 個二進制位

  電腦有 16GB 的內存空間, 也就是一共有 1024 * 1024 * 1024 * 8 這么多的二進制位

  (2) 類型其實約定了能對這個變量做什么樣的操作.

  例如 int / float 類型的變量, 可以進行 + - * / 等操作

  而 str 類型的變量, 只能進行 + (并且行為是字符串拼接), 不能進行 - * / , 但是還能使用 len 等其他操作.

  總結: 類型系統其實是在對變量進行 “歸類”. 相同類型的變量(數據) 往往具有類似的特性和使用規則

• 動態類型特性

  在 Python 中, 一個變量是什么類型, 是可以在 “程序運行” 過程中發生變化的. 這個特性稱為 “動態類型”

  a = 10
  print(type(a))
  a = 'hello'
  print(type(a))
  

  運行結果：

  <class 'int'>
  <class 'str'>
  

  在程序執行過程中, a 的類型剛開始是 int, 后面變成了 str

  C++/Java 這樣的語言則不允許這樣的操作。 一個變量定義后類型就是固定的了. 這種特性則稱為 “靜 態類型”

  動態類型特性是一把雙刃劍

  • 對于中小型程序, 可以大大的解約代碼量(比如寫一段代碼就可以同時支持多種類型)

  • 對于大型程序, 則提高了模塊之間的交互成本(程序員 A 提供的代碼難以被 B 理解)

10. 關系運算符

（1）如果關系符合, 則表達式返回 True. 如果關系不符合, 則表達式返回 False

a = 10
b = 20print(a < b)	#Ture
print(a <= b)	#Ture
print(a > b)	#Flase
print(a >= b)	#Flase
print(a == b)	#Flase
print(a != b)	#Ture

（2）關系運算符不光針對整數/浮點數進行比較, 還能針對字符串進行比較

a = 'hello'
b = 'world'print(a < b)	#Ture
print(a <= b)	#Ture
print(a > b)	#Flase
print(a >= b)	#Flase
print(a == b)	#Flase
print(a != b)	#Ture

注意：

• 直接使用 == 或者 != 即可對字符串內容判定相等 (這一點和 C / Java 不同).
• 字符串比較大小, 規則是 “字典序”

關于字典序:

想象一個英文詞典, 上面的單詞都是按照字母順序排列. 如果首個字母相同, 就比較第二個字母 (就比如著名單詞 abandon)

我們認為一個單詞在詞典上越靠前, 就越小；越靠后, 就越大

（3）對于浮點數來說, 不要使用 == 判定相等

print(0.1 + 0.2 == 0.3)	#False

注意： 浮點數在計算機中的表示并不是精確的! 在計算過程中, 就容易出現非常小的誤差

print(0.1)
print(0.2)
print(0.3)
print(0.1 + 0.2)

運行結果：

可以看到, 0.1 + 0.2 的結果并非是 0.3 , 雖然這個最后的數非常小了, 但是仍然會導致 == 的結果為 False。

現在很多主流語言都有這種問題，這個是 IEEE754 標準規定的浮點數格式所引入的問題，所以不需要做過多討論

正確的比較方式: 不再嚴格比較相等了, 而是判定差值小于允許的誤差范圍。

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3print(-0.000001 < (a - b) < 0.000001)

實際工程實踐中, 誤差在所難免, 只要保證誤差在合理范圍內即可

11. 邏輯運算符

像 and or not 這一系列的運算符稱為 邏輯運算符。

• and 并且，兩側操作數均為 True， 最終結果為 True。 否則為 False。 (一假則假)
• or 或者，兩側操作數均為 False， 最終結果為 False。 否則為 True。 (一真則真)
• not 邏輯取反，操作數本身為 True, 則返回 False。 本身為 False，則返回 True。

注意：

一種特殊寫法

a < b and b < c 這個操作等價于 a < b < c 。 這個設定和大部分編程語言都不相同

關于短路求值

和其他編程語言類似, Python 也存在短路求值的規則.

• 對于 and, 如果左側表達式為 False, 則整體一定為 False, 右側表達式不再執行

• 對于 or, 如果左側表達式為 True, 則整體一定為 True, 右側表達式不再執行

print(10 > 20 and 10 / 0 == 1)	#False
print(10 < 20 or 10 / 0 == 1)	#True

上述代碼沒有拋出異常, 說明右側的除以 0 操作沒有真正執行

12. 賦值運算符

(1) = 的使用

= 表示賦值. 這個我們已經用過很多次了. 注意和 == 區分.

= 除了基本的用法之外, 還可以同時針對多個變量進行賦值.

鏈式賦值

a = b = 10

多元賦值

a, b = 10, 20

代碼實例: 交換兩個變量

#代碼1（基礎寫法）
a = 10
b = 20tmp = a
a = b
b = tmp#代碼2（多元賦值）
a = 10
b = 20a, b = b, a

(2) 復合賦值運算符

Python 還有一些 復合賦值運算符。 例如 += -= *= /= %=

其中 a += 1 等價于 a = a + 1 。 其他復合賦值運算符也是同理

注意: 像 C++ / Java 中, 存在 ++ -- 這樣的自增/自減運算符。 Python 中則不支持這種運算。 如果需要使用,

則直接使用 += 1 或者 -= 1

++ -- 最大的問題就是容易分不清前置和后置的區別。這一點 Python 語法在設計的時候就進行了 規避, 避免出現這種不直觀, 并且容易混淆的語法