Python系列学习第二章-Python语言基本语法元素

hello，这里是Token_w的文章，主要讲解python的基础学习，希望对大家有所帮助
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Python程序说它可以倒背如流，人类的你要不要默写一下保留字来试试？

知识点

• 程序的基本语法元素：程序的格式框架、缩进、注释、变量、命名、保留字、数据类型、赋值语句、引用
• 基本输入输出函数：input()、eval()、print()
• 源程序的书写风格

知识导图

1、程序的格式框架

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。
• 1个缩进 = 4个空格
• 缩进是Python语言中表明程序框架的唯一手段
• 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。
  

1.2 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。Python语言采用#表示一行注释的开始，多行注释需要在每行开始都使用#。
  1.#注释的第一行
  2.#注释的第二行
  3.#注释的第三行
• 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、语法元素的名称

2.1 变量

• 变量是保存和表示数据值的一种语法元素，在程序中十分常见。顾名思义，变量的值是可以改变的，能够通过赋值（使用等号=表达）方式被修改，例如：

a = 99
a = a + 1
print(a)
# 100

2.2 命名

• Python语言允许采用大写字母、小写字母、数字、下划线(_)和汉字等字符及其组合给变量命名，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

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 (33个)：

# 输出python关键字列表
import keyword
print(keyword.kwlist)
len(keyword.kwlist)

3、数据类型

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。

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。

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。

print("对酒当歌，人生几何？"[1])
# '酒'
print("对酒当歌，人生几何？"[-1])
# '？'

• 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。

print("对酒当歌，人生几何？"[2:4])
# '当歌'
print("对酒当歌，人生几何？"[5:-2])
# '人生几'

• 可以通过Python默认提供的len()函数获取字符串的长度，一个中文字符和西文字符的长度都记为1。

print(len("对酒当歌，人生几何？"))
# 10
print(len("Hello World"))

4、程序的语句元素

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，运算结果的类型由操作符或运算符决定。
• 表达式一般由数据和操作符等构成，这是构成Python语句的重要部分。

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>

• 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>

• 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：
  

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。

# 调用turtle库进行绘图操作
import turtle
print(turtle.fd(-200)    #fd()是turtle库中函数)
print(turtle.right(90)   #right()是turtle库中函数)
print(turtle.circle(200) #circle()是turtle库中函数

4.4 其他语句

• 除了赋值语句外，Python程序还包括一些其他的语句类型，例如，分支语句和循环语句等。更多的分支和循环内容将在后面专题介绍。这里仅简要介绍这两类语句的基本使用。

4.5 分支语句

• 分支语句是控制程序运行的一种语句，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、二分支和多分支。

• 单分支语句是最简单的分支语句，使用方式如下：
  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: # 判断[0,100]
    print("输入整数在0到100之间(含)")

4.6 循环语句

• 循环语句是控制程序运行的一类重要语句，与分支语句控制程序执行类似，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。
  while (<条件>):

  <语句块1>

  <语句块2>

# 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

5、基本输入输出函数

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
  <变量> = input(<提示性文字>)

a = input("请输入一个小数: ")
# 请输入一个小数: 123.456
print(a) # 此时a是字符串"123.456"
# 123.456

5.2 eval() 函数

• **eval(<字符串>)**函数是Python语言中一个十分重要的函数，它能够以Python表达式的方式解析并执行字符串，将返回结果输出

a = eval("1.2 + 3.4")
print(a)
# 4.6

• eval()函数经常和input()函数一起使用，用来获取用户输入的数字，使用方式如下：
  <变量> = eval(input(<提示性文字>))

value = eval(input("请输入要计算的数值: ")) 
# 请输入要计算的数值: 1024.256 
print(value*2)
# 2047.512

5.3 print(）函数

• print()函数用于输出运算结果，根据输出内容的不同，有三种用法。
• 第一种，仅用于输出字符串，使用方式如下：

print(<待输出字符串>)

print(print("你好，来自江南的你"))
# 你好，来自江南的你

• 第二种，仅用于输出一个或多个变量，使用方式如下：
  print(<变量1>, <变量2>,…, <变量n>)

value = 123.456
print(value, value, value)
# 123.456 123.456 123.456

• 第三种，用于混合输出字符串与变量值，使用方式如下：
  print(<输出字符串模板>.format(<变量1>, <变量2>,…, <变量n>))

a, b = 123.456, 1024
print("数字{}和数字{}的乘积是{}".format(a, b, a*b))
# 数字123.456和数字1024的乘积是126417.944

• 对print()函数的end参数进行赋值
  print(<待输出内容>, end=“<增加的输出结尾>”)

a = 24
print(a, end=".")
# 24.
print(a, end="%")
# 24%

6、实例解析：倒背如流

6.1 实例解析

• 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，采用倒叙方式将输入内容输出出来。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 tonro 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

总结

本次具体讲解了初学Python需要知道的一些基本概念，初步介绍了Python基本语法元素，讲解了程序的格式框架、语法元素的名称、数据类型、程序的语句元素、基本输入输出函数等内容，进一步给出了Python源程序书写风格的思考和建议，帮助读者初步建立编写优美程序的基本观念。最后，讲解了“倒背如流”实例，通过完成将一段输入文本倒序输出的功能理解并实践Python基本语法元素。