[python 基础系列] 辅助函数，语法基础和变量

Posted 2021-09-11 GoldenaArcher

[python 基础系列] 辅助函数，语法基础和变量

• • 使用 Jupyter Notebook
  • 3 个辅助函数
  • • print
    • type
    • ?
  • 语法基础
  • • 表达式
    • 变量
    • • 变量的声明
      • 变量运行的先后顺序

本期的内容有几个部分：

• 简单讲解如何使用 Jupyter notebook
• 对新人友好的三个辅助函数
• 语法基础
  • 表达式
  • 变量

之前的内容：

• Anaconda 的安装与环境的配置
• Jupyter Notebook - 使用 CSS 及开启代码提示

使用 Jupyter Notebook

Jupyter Notebook 是一个运行的网页页面，同时也是一个文档。使用 Jupyter Notebook 可以直接在上面运行代码，如：

同时 Jupyter Notebook 也继承了 markdown 的一些特性，因此可以使用简单的语法写出结构分明的文档。

在 Anaconda 已经安装好的前提下，运行 Jupyter Notebook 的方法非常简单。在 Anaconda Prompt/Powershell 中切换到指定的文档目录，随后运行 jupyter notebook 指令，就会开启 Jupyter Notebook 的服务器。

如：

# 切换文件目录
> cd jupyter
# 运行Jupyter Notebook
> jupyter notebook
[I 2021-08-24 21:22:13.617 LabApp] JupyterLab extension loaded from C:\\Users\\user\\anaconda3\\lib\\site-packages\\jupyterlab
[I 2021-08-24 21:22:13.617 LabApp] JupyterLab application directory is C:\\Users\\user\\anaconda3\\share\\jupyter\\lab
[I 21:22:13.625 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: C:\\assignment\\jupyter
[I 21:22:13.627 NotebookApp] Jupyter Notebook 6.3.0 is running at:
[I 21:22:13.627 NotebookApp] http://localhost:8888/?token=3b7c14c3fb915aac6d9c9b5e8bf7d77cbbcf13689b55fe8c
[I 21:22:13.630 NotebookApp]  or http://127.0.0.1:8888/?token=3b7c14c3fb915aac6d9c9b5e8bf7d77cbbcf13689b55fe8c
[I 21:22:13.630 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).
[C 21:22:13.872 NotebookApp]

这样 Jupyter Notebook 的服务器就成功开启，而且只要该终端不被关闭，那么就算网页、浏览器被关闭了，对 Jupyter Notebook 做的操作也依旧会被保留。

Jupyter Notebook 的官网是：https://jupyter.org/index.html，如果有能力的话还是推荐看一下 Jupyter Notebook 的官方文档。因为虽然 Jupyter Notebook 集成了 markdown 的一些功能，但是 Jupyter Notebook 本身也往里面增添了一些新的功能与特性，包括不限于引用 CSS 和 javascript，所以使用 Jupyter Notebook 写 Markdown 能够有更高的自由度。

3 个辅助函数

不管是从学习还是排错的角度来说，都是非常有用的三个辅助函数。

print

print() 是在命令行输出，熟练掌握输出这项技能能够方便的输出参数、变量。

这里主要学习如何通过 print() 输出单行文字以及多行文字。

• 单行文字

  # python3 的语法，python2 没有括号，不过鉴于 python2 的流行程度，应该是没有什么特别大的应用场景了
  print('hello world')
  

  

• 多行文字

  1. 简单的使用多个 print() 指令

     可行，但是稍微有点麻烦：

     print('hello world')
     print('hello John')
     

     

  2. 使用换行符符 \\n 去进行换行

     # 直接在一个字符串中进行输出
     print('hello world\\nnew line')
     
     # 或使用逗号进行分割
     print('hello world\\n','new line')
     

     这也是一个方法，但是 ln1 的代码可读性会低一些。

     

     ln5 的代码又会因为逗号而产生多余的空格，效果上不尽如人意。

     

  注*：如果直接换行就会报错：

  print('hello
  world')
  

  

  如果想要换行，可以用折行符号来实现：

  # 折行符
  print('hello \\
    world')
  

  

  因此，也可以利用两两组合的方式产生想要的效果：

  print('hello world\\n\\
  new line')
  

  

type

type 是 python 自身的语法，可以返回参数的类型。鉴于 python 是一门不需要声明变量类型的动态语言，type 能提供的帮助也是非常大的。

?

? 是 Jupyter Notebook 自身所提供的功能，它能够根据 pydoc 弹出该函数的说明文档：

当然，如果之前有跟着上一篇文章 Jupyter Notebook - 使用 CSS 及开启代码提示 去配置代码提示功能，就会发现之前实现的代码提示功能，不仅包含函数名的提示，还包含 pydoc 的提示：

语法基础

这里包含的语法，基本上是所有编程语言通用的常见语法。

表达式

首先从常见的 表达式(expression) 说起：

表达式 -> 值(如数字 0-9，字符串，布尔值)

表达式 -> 值 操作符 值

常见的 运算符 包含 +, -, *, /, %, =，等。

• 数值操作：

  

• 字符串操作：

  

  这里有几个注意点：

  1. 对于字符串来说，+ 的作用是拼接字符串；* 的作用表示字符串重复几遍。但是 - 和 / 是无法作用在字符串中的。

     注意看，这里抛出的异常报错的原因是不支持在 字符串 上使用 / 和 - 操作符：

     

  2. 这里一旦操作符前后的类型不一样，python 就会抛出异常提示开发者。

     注意看，这个报错信息说的是字符串上只能 拼接(concatenate) 字符串：

     

• 等号操作符

  这里起到了赋值的作用：

  

  = 在 python 起到的是赋值的作用，如果要判断数字是否相等，可以用两个等号 == 来判断：

  

变量

变量的基本使用方法，以及 Jupyter Notebook 中所特别要注意的运算顺序问题。

变量的声明

python 的变量命名和其他的常见语言不太一样：

Java 的语法为：

public int priceOfCar = 10000;

JavaScript 现在饿主流语法为：

const priceOfCar = 10000;

而 python 的语法为：

price_of_car = 10000

相较而言 python 声明方式更加简单，它是一门动态语言，因此不需要像 Java 样指定类型，直接声明变量名即可，而且再之后的实现中，变量的类型是可改的：

除此之外，python 还是一门强类型语言，JavaScript 中可以不通过强制类型转换去，但是如果在 python 中这么操作就会报错：

之所以会提示字符串无法拼接整型，就是因为 python 的类型检查禁止了这个操作。

与 Java 和 JavaScript 相比，python 的命名规范也不太一样，前者使用的是驼峰命名法，即第二个单词的首字母大写；而 python 使用 _ 进行分割。

将值存到变量的最大好处就是可以在其他的地方继续使用，尤其是当计算量非常复杂的时候。

举个例子，假设需要将公里换算成英里，那就需要知道 $1km=0.621371mile$ 这样一个公式。每次计算都复制一遍 $0.621371$ 相对而言的就很麻烦，但是将 $0.621371$ 存到变量中去计算就会方便很多：

km_to_mile_diff = 0.621371

# 3km 到 mile 的计算
mi1 = km_to_mile_diff * 3

#99km 到 mile 的计算
mi2 = km_to_mile_diff * 99
print(mi1)

在进行更加复杂的计算时，使用变量就会方便很多。

同样，为了方便阅读，变量名最好起有意义的名字，否则所有的变量名都是 a, b, c, x, y, z 之类的，一来很容易起冲突，二来意义不明确，无法一眼就看出来着个变量名是做什么的。

变量运行的先后顺序

这一部分是 Jupyter Notebook 的特性，因为在其他的程序中，除非进行特殊配置，否则代码基本都是按序执行。但是在 Jupyter Notebook 中，用户可以单独运行某一行，这个时候就会造成异常。