河南师范大学python+学习笔记2 python语言基本语法元素

吃水不忘挖井人
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张磊老师、张倩倩老师、刘金金老师、郭凌云老师、李晓艳老师、李志先老师、陶华亭老师、周雪燕老师、王爱菊老师、陈劲松老师、黄晓巧老师、夏辉丽老师

第二章 python语言基本语法元素

2.1 程序的格式框架

2.1.1 缩进
Python语言采用严格的“缩进”来表明程序的格式框架。
缩进指每一行代码开始前的空白区域，用来表示代码之间的包含和层次关系。

缩进是Python语言中表明程序框架的唯一手段。

1个缩进 = 4个空格

当表达分支、循环、函数、类等程序含义时，在 if、while、for、def、class等保留字所在完整语句后通过英文冒号（:）结尾并在之后进行缩进， 表明后续代码与紧邻无缩进语句的所属关系。

代码编写中缩进可以用Tab键实现，也可以用4个 空格实现，但两者不可混用。
建议使用4个空格缩 进方式书写代码。 

2.1.2 程序的格式框架
单层缩进
多层缩进

2.1.3 注释

注释是代码中的辅助性文字，会被编译或解释器略去，不被计算机执行，
一般用于程序员对代码的说明。注释的两种方法：
单行注释以#开头 ，可以独占一行也可以从行的中间开始。
多行注释以  ’’’开头和结尾；也可以在每行开始都使用# 

Python程序中的非注释语句将按顺序执行，注释语句将被解释器过滤掉，不被执行。注释一般用于在代码中标明作者和版权信息，或解释代码原理及用途，或通过注释单行代码辅助程序调试。

2.1.4 使用帮助
1）查看内置函数和类型的帮助信息

>>> help(max) 2）
>查看模块中的成员函数信息 
>>> import os 
>>> help(os.fdopen) 
>上例查看os模块中的fdopen成员函数信息 

3）查看整个模块的信息
使用help(模块名)就能查看整个模块的帮助信息。
注意先import导入该模块。
例如：查看math模块方法：

>>> import math 
>>> help(math) 

2.2.1 命名

给变量或其他程序元素关联名称或标识符的过 程称为命名。

Python语言采用大写字母、小写字母、数字、下划线 _和汉字等字符及其组合进行命名，
但名字的首字符不能是 数字，中间不能出现空格，长度没有限制。

注意：标识符对大小写敏感，python和Python是两个不同的名字 。

1、请选出以下不合法的标识符。
A、 PY_2 B、 _py_good
C、 春季 D、 32PPT

正确答案为：D

2.2.2 常量、变量
常量：程序中值不发生改变的元素。
比如常用的数学常数π就是一个常量。
在Python中， 通常用全部大写的常量名表示常量：
PI = 3.14159265359

变量：程序中值发生改变或者可以发生改变的元素。
变量是保存和表示数据值的一种语法元素，
在程序中是用一个变量名表示，变量名的定义必须符合命名规则。
变量，顾名思义，其值是可以改变的，可以通过赋值（使用等号=表达）方式被修改。

例如：

>>> a=99 
>>> a=a+1 
>>> print(a) 
100 
注意：Python语言中变量可以随时命名、随时赋值、 随时使用。 

可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量。
例如：

a = 123  #a是整数        
a = 'ABC‘    #a变为字符串        

这种变量本身类型不固定的语言称之为动 态语言，与之对应的是静态语言。

2.2.3 保留字
保留字，也称为关键字，指被编程语言内部定义并 保留使用的标识符。 
程序员编写程序不能定义与保留字相同的标识符。 
每种程序设计语言都有一套保留字，保留字一般用 来构成程序整体框架、表达关键值和具有结构性的 复杂语义等。 
掌握一门编程语言首先要熟记其所对应的保留字。

Python 3.x保留字列表 (35个)

2.3.1 数据类型概述

Python语言支持多种数据类型，
最简单的包 括数字类型、字符串类型，
略微复杂的包括元 组类型、集合类型、列表类型、字典类型等。

2.3.2 数字类型

表示数字或数值的数据类型称为数字类型，
Python语言提供3种数字类型：整数、浮点数 和复数，分别对应数学中的整数、实数和复数。

一个整数值可以表示为十进制、十六进制、八 进制和二进制等不同进制形式。
十进制： 1010
十六进制： 0x3F2
八进制： 0o1762
二进制： 0b001111110010

一个浮点数可以表示为带有小数点的一般形式， 也可以采用科学计数法表示。
例如：浮点数 123.456，
两种表示方式如下：
一般形式： 123.456
科学计数法： 1.23456e2 
复数类型与数学中的复数相一致，采用a+bj 的形式表示，存在实部和虚部。

2.3.3 字符串

Python语言中，字符串是用两个双引号“ ” 或者单引号‘ ’括起来的一个或多个字符。
Python字符串的两种序号体系

如果字符串长度为L，正向递增需要以最左侧 字符序号为0，向右依次递增，
最右侧字符序 号为L-1； 反向递减序号以最右侧字符序号 为-1，向左依次递减，
最左侧字符序号为-L。 这两种索引字符的方法可以同时使用。

例：

>>>"读书不觉已春深,一寸光阴一寸金。"[1] ‘书’ 
>>>"读书不觉已春深,一寸光阴一寸金。"[-2] ‘金’

可以采用[N: M]格式获取字符串的子串，这个 操作被形象地称为切片。
[N: M]获取字符串中从N到M（但不包含M）间连续的子字符串。
其中N和M为字符串的索引序号，可以混合使 用正向递增序号和反向递减序号。

例：

>>> "对酒当歌,人生几何?"[1:4] ‘酒当歌’ 
>>> "对酒当歌,人生几何?"[5:-3] ‘人生’ 
>>> "对酒当歌,人生几何?"[4:1] ‘’ 
>>> "对酒当歌,人生几何?"[2:2] ‘’ 
>>> "对酒当歌,人生几何?"[-3:5]‘’

可以通过Python提供的len()函数获取字符串的长度，
一个中文字符和一个英文字符的长度 都记为1。
例：

>>> len("对酒当歌,人生几何?“) 10 
>>> len(“Hello World!“)  12 

2.3.4 布尔类型

Python支持布尔类型的数据，布尔类型只有 True和False两种值。
 and 与运算：只有两个布尔值都为 True 时，计算结果 才为True。
 or 或运算：只要有一个布尔值为 True，计算结果就是 True。
 not 非运算：把True变为False，或者把False变为True：

在Python中，布尔类型还可以与其他数据类 型做and、or和not运算，
这时下面的几种情 况会被认为是FALSE：为0的数字，包括0,0.0； 空字符串‘ ’，“”；
表示空值的None；空集合，包括空元组(),空序列[],空字典{}；其他 的值都为TRUE。

例：

>>> a = 'python' 
>>> print (a and True) True 
>>> b =‘’ 
>>> print (b or False)  False 

在Python中，逻辑值True和False作为数值， 则分别是整型值1和0参与运算。

>>> x=False 
>>> y=True 
>>> print(1+y) 
2 
>>> print(x+5)  
5 

2.3.5 空值

空值是Python里一个特殊的值，用None表 示。
它不支持任何运算也没有任何内置函数 方法。None和任何其他的数据类型比较永远返回False。
在Python中未指定返回值的 函数会自动返回None。

2.4 程序的语句元素

2.4.1 表达式

 产生或计算新数据值的代码片段称为表达式。 表达式类似数学中的计算公式，
以表达单一功能为 目的，运算后产生运算结果，运算结果的类型由运 算符决定。
 表达式一般由操作数和运算符等构成，这是构 成Python语句的重要部分。

练习

>>> 1024*32 32768 
>>> “千里行”+“始于足下" ‘千里行始于足下’ 
>>> 1024<32 False 

一个表达式可以由一种或多种运算组成。在 一个表达式中出现多种运算时，
将按照运算 符优先级顺序计算并解析各个部分。

2.4.2 赋值语句

Python语言中，= 表示“赋值”，
即将等号右侧的值计算后将结果值赋给左侧变量，
包含 等号（=）的语句称为“赋值语句”

<变量> = <表达式>

>>> a=1024*32 
>>> print(a) 
32768 

 同步赋值语句：同时给多个变量赋值
<变量1>, …, <变量N> = <表达式1>, …, <表达式N>

>>> a,b=1024,32 
>>> x,y=“千里行”,50 
>>> print(x)  
‘千里行’ 
>>> print(b) 
32 

同步赋值的一个应用是互换变量的值。
例：将变量x和y交换。

 采用单个赋值，需要3行语句：
即通过一个临时变量t缓存x的原始值，然后将 y值赋给x，再将x的原始值通过t赋值给y。
 采用同步赋值语句，仅需要一行代码：
x,y=y,x #x和y互换数值

2.4.3 引用

Python程序会经常使用当前程序之外已有的 功能代码，这个过程叫“引用”。
Python语言 使用import保留字引用当前程序以外的功能库，
使用方式如下：

 import <功能库名称>   

引用功能库之后，采用<功能库名称>.<函数名称>()方式调用具体功能。

2.4.4 其他语句
（1） 分支语句

分支语句是控制程序运行的一类重要语句，
它的作用是根据判断条件选择程序执行路径。
分支语句包括：单分支、双分支和多分支。

单分支语句是最简 单的分支语句，使用方式：

if <条件>:
     <语句块> 

 #判断输入整数是否在[0-100]之间  
num = eval(input("请输入一个整数："))  
if 0<=num<=100 :           
	print("输入整数在0到100之间（含）") 

双分支语句是覆盖单个条件所有路径的一种 分支语句，使用方式如下：

if <条件>:
     <语句块1> 
else:
     <语句块2> 

if num > 100 or num < 0:     
    print("输入整数小于0或大于100")  
else:   
    print("输入整数在0到100之间（含）") 

多分支语句的作用是根据判断条件选择程序执行的某一条路径，
使用方式：

 if <条件1>: 
    <语句块1>
 elif <条件2>:
    <语句块2> 
... 
 else: 
    <语句块N> 

（2）循环语句

控制程序运行，根据判断条件或计数条件确定一 段程序的运行次数。
 遍历循环，基本过程:

 for i in range (<计数值>):
     <表达式1> 

例如：使某一段程序连续运行10次（变量i用于计数）

 for i in range (10): 
    <源代码> 

循环语句有多种类型，例如条件循环，
它的作用是根据判断条件确定一段程序是否再次执行 一次或者多次。
循环语句包括遍历循环和条件循环。
基本过程：

  while <条件1>:
       <语句块1>
 <语句块2> 

  <语句块1> <语句块2> 
1 2 3 4 5 
#输出10到100步长为3的全部整数 
n = 10 
while n < 100:
    print(n, end=“ ")
    n = n + 3 

2.5 基本输入输出函数

Python内置函数

Python解释器提供了68个内置函数，这些函数不需要引用库，可以直接使用。
例如，本节要学习的3个重要的基本输入输出函数。

2.5.1 input() 函数

获得用户输入之前，input()函数可以包含一些提 示性文字 , 无论用户输入什么内容，input()函数的返 回结果均为字符串类型。

<变量> = input(<提示性文字>)  
>>> input("请输入: ") 
请输入: python 'python' 
>>> a=input("请输入: ") 
请输入: 1024.256 
>>> print(a) '1024.256'

2.6 实例解析

2.6.1 源程序的书写风格

——什么样的Python代码是漂亮的？
程序设计语言如同自然语言，好的代码就像文 学作品，不仅达意，更要优美。
——什么是“好”？什么是“优美”？
领悟编程代码优美的过程类似参禅，除了不断 练习，也需要理解一些原则。

Python之禅

Python以函数库的形式内置了一个有趣的文 件，被称为“Python之禅”（The Zen of Python）。
当调用如下一行语句后，会出现一 段有趣的运行结果。

>>>  import this  Python

Python之禅   作者：Tim Peters 

  优美胜于丑陋
  明了胜于隐晦
  简洁胜于复杂
  复杂胜于凌乱
  扁平胜于嵌套
  间隔胜于紧凑
  可读性很重要
  即便假借特例的实用性之名，也不要违背上述规则
  除非你确定需要，任何错误都应该有应对
  当存在多种可能，不要尝试去猜测
  只要你不是Guido，对于问题尽量找一种，最好是唯一明显的解决方案
  做也许好过不做，但不假思索就动手还不如不做
  如果你无法向人描述你的实现方案，那肯定不是一个好方案
  如果实现方案容易解释，可能是个好方案
  命名空间是绝妙的理念，要多运用 

2.6.2 实例解析：倒背如流

计算机程序是机械记忆的高手，下面将编写一段 程序，获得用户输入，逆序将输入内容输出。
该程序的输入和输出实例如下：
 输入：To be or not to be, that’s a question. ——莎士比亚
 输出：亚比士莎—— .noitseuq a s’taht ,eb ot ton ro eb oT

以下给出了一种实现，采用正向递增序号，利用 len()函数将i设为最后一个字符的索引序号，
然后逐次输出至第一个字符。

s = input("请输入一段文本:")
i = len(s)-1
while i>=0:
    print(s(i),end="")
    i = i-1

给出另一种实现，采用反向递减序号，将i首先设置为-1，
直接索引最后一个字符，然后逐次输出至第一个字符。

s = input(“请输入一段文本：”) 
i = -1 
while i >= -1*len(s):
        print(s[i], end="") 
        i = i - 1