Python 学习星球3.0基本语法

Posted 2022-03-18 张国荣家的弟弟

文章目录

• • 基础知识
  • • 注释
    • 文字常量
    • 数字
    • 字符串
    • 单引号
    • 双引号
    • 三引号
    • 转义序列
    • 原始字符串
    • 变量
    • 标识符命名
    • 数据类型
    • 对象
    • 缩进

基础知识

仅仅打印输出 hello world 是不够的，对吧？你想要做的远不止这些 —— 你想要得到一些输入，操作它并从中得到一些东西。我们可以使用常量和变量在 Python 中实现这一点，在本章中我们还会学习其它的一些概念。

注释

注释 是 # 符号右侧的任何文本，主要用作程序读者的注释。

比如：

print('hello world') # 注意，print 是一个函数。

或者：

#注意，print 是一个函数。
print('hello world')

在程序中要使用尽可能多的有用注释：

• 解释假设（或者前提 / 条件） 解释重要的决定 解释重要的细节 解释你想要解决的问题 解释你在程序中试图克服的问题，等等。 代码告诉你方式，注释告诉你原因.这对程序的读者非常有用，这样他们就可以很容易地理解程序正在做什么。请记住，在六个月之后，读者可能就是你自己！

文字常量

一个文字常量的例子是一个数字，如， 5、1.23；或者是一个字符串，如， ‘This is a string’ 或 “It’s a string!”。

它被称为文字，是因为它是 文字的 —— 你使用的是它的字面上的值。 数字 2 就是代表它自己，而不代表其它 —— 它是一个 常量，因为它的值不能改变。因此，所有这些都被称为文字常量。

数字

数字主要有两种类型 —— 整数和浮点数。

整数的一个例子是 2，它只是一个整数。

浮点数（floating point numbers，或者简称为 floats ）的例子有 3.23 和 52.3E-4。 其中， E 表示 10 的幂。在这种情况下， 52.3E-4 就等于 52.3 * 10^-4。

经验丰富的程序员的注意事项

没有单独的 long 类型。 int 类型可以是任意大小的整数。

字符串

字符串是 字符 的 序列 。字符串本质上就是一堆单词。

在 Python 程序中，字符串基本上是无处不在，所以一定要注意下面的内容。

单引号

你可以用单引号指定字符串，如 ‘Quote me on this’。

所有的空格，即引号内的空格和制表符，均保持原样。

双引号

双引号中的字符串与单引号中的字符串完全相同。如， “What’s your name?”。

三引号

你可以使用三引号 ——（""" 或 ‘’’）指定多行字符串。你可以在三引号中自由地使用单引号和双引号。例如：

'''This is a multi-line string. This is the first line.
This is the second line.
"What's your name?," I asked.
He said "Bond, James Bond."
'''

字符串是不可改变的
这就意味着，一旦你创建了一个字符串，你就不能再改变它了。尽管这看上去不是什么好事，但是事实却恰恰相反。在接下来的各种程序中，我们将会了解到为什么这不是一个限制。

C/C++ 程序员请注意

在 Python 中，没有单独的 char 数据类型。根本就没有必要拥有单独的 char 数据类型，并且我保证，你不会对它心心念念的。

Perl/PHP 程序员请注意

要记住，单引号字符串和双引号字符串是相同的 —— 他们没有任何区别。

format 方法
有时候我们可能想从其它信息中构造字符串。这就是 format() 方法可以发挥作用的地方。

将下面几行内容保存为 str_format.py 文件：

age = 20
name = 'Swaroop'

print('0 was 1 years old when he wrote this book'.format(name, age))
print('Why is 0 playing with that python?'.format(name))
输出：

$ python str_format.py
Swaroop was 20 years old when he wrote this book
Why is Swaroop playing with that python?

它是如何工作的？

字符串可以使用某些规范（这里的规范，类似于标签），然后可以调用 format 方法，用 format 方法的相关参数替换这些规范。

看一下我们第一次使用 0 的地方，它对应于变量 name ，这是 format 方法的第一个参数。类似地，第二个规范是 1 ，对应于 age ，这是 format 方法的第二个参数。注意， Python 从 0 开始计数，这就意味着第一个位置的索引号是 0 ，第二个位置的索引号是 1 ，依次类推。

注意，我们也可以使用字符串连接实现相同的效果：

name + ' is ' + str(age) + ' years old'

但是，这样长得太难看，更容易出错。其次，对字符串的转换，通过 format 方法可以自动完成，而不像在本例中一样需要显式地转换为字符串。第三，当使用 format 方法时，我们可以更改消息，而不需要处理使用的变量，反之亦然。

还要注意一点，这些数字是可选的，可填可不填，所以你也可以这样写：

age = 20
name = 'Swaroop'

print(' was  years old when he wrote this book'.format(name, age))
print('Why is  playing with that python?'.format(name))

这里的输出和前一个程序的输出完全相同。

在 format 方法中，Python 所做的事是将每个参数值替换到指定的位置。可以有更加详细的规范，例如：

# 取十进制小数点后的精度为 3 ，得到的浮点数为 '0.333'
print('0:.3f'.format(1.0/3))
# 填充下划线 (_) ，文本居中
# 将 '___hello___' 的宽度扩充为 11 
print('0:_^11'.format('hello'))
# 用基于关键字的方法打印显示 'Swaroop wrote A Byte of Python'
print('name wrote book'.format(name='Swaroop', book='A Byte of Python'))

输出：

0.333
___hello___
Swaroop wrote A Byte of Python

由于我们正在讨论的是格式，要注意 print 总是以一个不可见的 「新的一行」 字符（\\n）作为结尾，因此对 print 的重复调用将在每个单独的行上打印输出。为了防止这个换行符被打印输出，你可以指定它以一个空（即，什么都没有）作为 end：

print('a', end='')
print('b', end='')
输出为：

ab
或者你可以用空格作为 end ：

print('a', end=' ')
print('b', end=' ')
print('c')
输出为：

a b c

转义序列

假如，你想要一个字符串含有一个单引号（’），那该怎么办？例如，字符串是 “What’s your name?”。你不能直接用 ‘What’s your name?’ 因为 Python 会混淆字符串的起始和结尾位置。因此，你必须指定这个单引号不是代表字符串的结尾。这可以通过所谓的 转义序列 来实现。你可以将单引号指定为 ’ ：注意是反斜杠。现在，你可以将字符串指定为 ‘What’s your name?’ 。

指定特殊字符串的另一个方法是 “What’s your name?” 即，使用双引号。类似地，要想在双引号字符串中使用双引号本身，仍然必须要使用转移序列。另外，只能使用转义序列 \\ 表示反斜杠本身。

如果你想要指定两行字符串呢？一种方法是使用 前面 所示的三引号字符串，或者你可以对换行符 \\n 使用转义序列来表示开始新的一行。比如：

'This is the first line\\nThis is the second line'

另一个非常有用的转义序列是制表符： \\t 。还有很多其它的转义序列，但我在这里只提到了最有用的几个转移序列。

需要注意的一点是，在字符串中，行末尾的单个反斜杠表示字符串在下一行中继续，但不添加换行符。例如：

"This is the first sentence.\\
This is the second sentence."

等价于

"This is the first sentence. This is the second sentence."

原始字符串

如果你需要指定一些没有特殊处理（转义序列等）的字符串，那么你需要指定一个 原始 字符串，指定方法是在字符串前面加上 r 或者 R 。例如：

r"Newlines are indicated by \\n"

正则表达式的用户请注意

在处理正则表达式时，我们一般使用原始字符串。否则，可能需要进行大量的反向操作。例如，可以用 ‘\\1’ 或 r’\\1’ 进行反向引用。

变量

仅仅使用文字常量的话，很快就会变得枯燥乏味 —— 我们需要某种方法来存储和操作任何信息。这就是 变量 出现的原因。变量，正如这个名字所暗示的 —— 它们的值可以变化，即，你可以使用变量存储任何内容。变量只是存储信息的计算机内存当中的一部分。和文字常量不同的是，你需要一些方法来访问这些变量，因此你需要为它们命名。

标识符命名

变量是标识符的例子。 标识符 是用来标识 某事物 的名称。在命名标识符的时候必须遵循一些规则：

标识符的第一个字符必须是字母（大写 ASCII 或小写 ASCII 或 Unicode 字符）或者下划线 （）。
标识符的其余部分可以由字母、下划线 () 或者数字 (0-9) 组成。
标识符的名称区分大小写。例如， myname 和 myName 是 不 相同的。注意前者中的小写 n 和后者中的大写 N 。
有效 标识符名称的例子有 i、name_2_3。 无效 标识符名称的例子有 2things、this is spaced out、my-name 以及 >a1b2_c3。

数据类型

变量可以保存不同类型（数据类型）的值。基本类型是数字和字符串，我们已经讨论过了。在后面的章节中，我们将看到如何使用 classes 创建自己的类型。

对象

记住，在 Python 中，一切皆 对象 。这意味着一般情况下，在 Python 中，我们不会说「某物」而是说「对象」。

面向对象编程的程序员请注意：

从某种意义上说，Python 的面向对象是非常纯粹的，因为一切皆对象，包括数字、字符串和函数。

现在我们来看一下，如何使用变量和文字常量。请保存下面的例子并且运行程序。

如何编写 Python 程序？
此后，保存和运行 Python 程序的标准流程如下：

对于 PyCharm
1.打开 PyCharm.
2.用之前提到的文件名创建新的文件。
3.输入例子中给出的程序代码。
4.右击并运行当前文件。
注意：当你需要提供 命令行参数 时，点击 Run（运行） -> Edit Configurations（编辑配置） 然后在 Script parameters:（脚本参数） 部分中键入参数，然后点击 OK（确定） 按钮：

对于其它的编辑器
1.打开你选择的编辑器。
2.键入例子中给出的程序代码。
3.将文件保存为前面提到的文件名。
4.在解释器中运行命令 python program.py ，以此运行程序。
例子：使用变量和文字常量
键入并运行下面的程序：

# 文件名： var.py
i = 5
print(i)
i = i + 1
print(i)

s = '''This is a multi-line string.
This is the second line.'''
print(s)
输出：

5
6
This is a multi-line string.
This is the second line.

它是如何工作的？

下面是这个程序的工作原理。首先，我们使用赋值运算符 (=) 将常量 5 赋值给变量 i 。这一行我们称之为（陈述）语句，因为它陈述了需要完成一些事情，在本例中，我们将变量名 i 与值 5 连接起来。接下来，我们使用 print 语打印输出 i 的值，不言而喻，它会将变量的值打印输出到屏幕上。

然后，我们令 i 中的值加 1 ，并将新值保存到 i 中。然后我们打印输出 i ，不出意外的话，我们会得到 6。

同样，我们也可以将文本字符串赋值给变量 s 然后将其打印输出。

静态语言程序员请注意

变量可以直接通过赋值来使用。不需要任何声明或者数据类型定义。

逻辑行和物理行
物理行是当你写程序的时候，你眼睛 看到 的行。逻辑行是 Python 看到 的一个程序语句。Python 默认每一个 物理行 对应一个 逻辑行 。

一个逻辑行的一个例子就是一个语句，如 print ‘hello world’ —— 如果这是单独一行（正如你在编辑器中看到的那样），那么这也对应于一个物理行。

默认情况下，Python 推荐一行一个语句，这会使代码更具有可读性。

如果你希望在单个物理行中编写更多的逻辑行，则必须使用分号 (😉 显式地指定此逻辑行 / 此语句的结尾。例如：

i = 5
print(i)
实际上，这等价于

i = 5;
print(i);
也等价于

i = 5; print(i);
等价于

i = 5; print(i)

然而，我 强烈建议 你坚持 一行最多一个语句 ，不要使用分号。事实上，我 从来没有 在 Python 程序中使用过或看到过分号。

在某种情况下，这个观念非常有用，如：有一行很长的代码，你可以使用反斜杠将其分解为多个物理行。我们称之为 显式行连接：

s = 'This is a string.\\
This continues the string.'
print(s)
输出：

This is a string.This continues the string.
同样，

i =\\
5
等价于

i = 5

有时候，有一种隐含的假设，你不需要使用反斜杠。在这种情况下，逻辑行有开始括号、开始方括号或者开始花括号，但是没有结束括号。我们称之为 隐式行连接 。在后面的章节中，当我们使用 list（列表） 编程时，你就可以看到这一点。

缩进

空格在 Python 中非常重要。实际上， 行首的空格非常重要 。这就是所谓的 缩进 。逻辑行开头的前导空格（空格和制表符）用于确定逻辑行的缩进级别，然后用于确定语句的分组。

这就意味着同一组的语句 必须 有相同的缩进。每一个这样的语句集被称为 语句块 。我们将在后面章节中的例子中看到语句块有多么重要。

需要牢记的一件事情是，错误的缩进会导致报错。例如：

i = 5
# 错误如下！注意，在行的开头处有一个空格
 print('Value is', i)
print('I repeat, the value is', i)
当你运行该程序时，你会得到下面的错误：

  File "whitespace.py", line 3
    print('Value is', i)
    ^
IndentationError: unexpected indent

注意，第二行的开头处有一个空格。 Python 指示的错误告诉我们，程序的语法无效，即程序没有按照正确的语法规则编写。对你来讲，这意味着
你不能随意开始一个新的语句块 （当然，你一直使用的默认主语句块除外）。可以使用新语句块情况，我们将会在后面的章节中详细介绍。例如， 控制流。

如何缩进

使用四个空格进行缩进。这是 Python 语言的官方建议。优秀的编辑器会自动为你完成缩进操作。要确保你缩进时使用的空格数量一致，否则，程序将无法运行或出现意外的情况。

静态语言程序员请注意

Python 将始终使用缩进进行分块，永远不会使用花括号。运行 from future import braces 可以了解更多信息。

总结
现在我们已经了解了很多细节，那我们就可以继续讨论更加有趣的内容了，比如，控制流语句。务必熟悉本章所述的内容。

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