Python3 语法简明教程

0 前言

本文是本人学习菜鸟教程的Python 3教程后，整理学习笔记而成。

本文主要给本人查询语法之用，也可供有C/C++基础的其他读者参阅Python 3的语法。OI/ACM选手大多使用C++，大学生学习的第一种语言一般是C；本文主要针对这些读者编写。

本文只包含Python 3的基本用法，大部分内容来自菜鸟教程，但未包含菜鸟教程的全部内容。如果有错误之处，敬请批评指正。

1 输出语句、注释

本节内容包括：

1. print()的用法；
2. Python 3的语法特点；
3. 单行、多行注释的写法。

学习本节内容后你将掌握：

编写Hello World程序，并编写注释。

练习题

洛谷 P1000 超级玛丽游戏

1.1 输出语句

print()是常用的输出语句，可以将字符串打印到控制台中。

print('Hello, Python!')

注意到print()语句后没有分号。与C/C++相比，Python代码具有以下特点：

1. 语句后分号可加可不加。 特别地，如果一行有多个语句，则它们都必须加分号；
2. 不使用大括号{}，使用缩进控制代码层次。 处于统一代码块的代码，缩进必须对齐。

此外，在Python中，'和"没有区别。

1.2 单行、多行注释

单行注释以#开头，多行注释的开始和结束都是'''或"""。

# 第一个注释
# 第二个注释
'''
第三注释
第四注释
'''
"""
第五注释
第六注释
"""
print ("Hello, Python!")

2 变量与对象、输入语句

本节内容包括：

1. 对象的类型；
2. 变量的定义、赋值、删除等；
3. 几种数字类型和运算符；
4. input()的用法。

学习本节内容后你将掌握：

1. 用Python处理简单数据，并进行简单数学计算；
2. 从键盘读入数据；
3. 数字类型强制转换。

练习题

洛谷 P1001 A+B Problem
洛谷 P1932 A+B A-B A*B A/B A%B Problem

2.3部分参考了此链接。

2.1 变量与对象

在Python中，变量没有类型，变量所指的对象才有类型。这与C/C++不同。

Python中的变量不需要声明。每个变量在使用前都必须赋值。

a=2		#int
b=2.9	#float
c="hi!"	#string
d=1+2j	#complex
e=True	#bool

不再需要一个变量以后，可以删除它。

del a, b

2.2 数字类型和运算符

Python有int, float, bool, complex几种数字类型。可以用type()判断变量的类型。

>>> a, b, c, d = 20, 5.5, True, 4+3j
>>> print(type(a), type(b), type(c), type(d))
<class 'int'> <class 'float'> <class 'bool'> <class 'complex'>

也可以用isinstance()判断。

>>> a = 111
>>> isinstance(a, int)
True

Python的除法和C/C++相比略有不同。

1. x//y，x除以y，结果向下取整。比如-9//2=-5，7.5//3.5=2.0。
2. x/y，若x,y是实数，则永远返回一个浮点数；否则返回复数（实数部分则不一定是浮点数）。

此外，x**y表示x的y次方，相当于pow(x, y)。比如10**3=1000。

2.3 输入语句

input()是常用的输入语句，可以给出提示信息，并从键盘中读入字符串。

str=input('Please input a string...')

请看以下示例。

a = input("Enter a number: ")
b = input("Enter another number: ")

print("aType: ", type(a))
print("bType: ", type(b))

result = a + b
print("resultValue: ", result)
print("resultType: ", type(result))

Enter a number: 100↙
Enter another number: 45↙
aType:  <class 'str'>
bType:  <class 'str'>
resultValue:  10045
resultType:  <class 'str'>

本例中我们输入了两个整数，希望计算出它们的和，但是事与愿违，Python只是它们当成了字符串，+起到了拼接字符串的作用，而不是求和的作用。

为了解决这个问题，可以用类似C/C++中的强制转换，把string类对象转为int类对象。

a=int(a)
b=int(b)

除了int()，Python还有ord(), chr()。

ord() 将字符转换为对应的 ASCII 码，相当于C/C++的 int()；
chr() 将 ASCII 码转换为对应的字符，相当于C/C++的 char()。

3 条件控制、循环语句

本节内容包括：

1. 条件控制语法；
2. 循环语句语法。

学习本节内容后你将掌握：

1. if, while...else, for...else的语法；
2. for语句的迭代格式。

练习题

洛谷 P1035 [NOIP2002 普及组] 级数求和

3.1 条件控制

if语句格式如下。

if condition_1:
    statement_block_1
elif condition_2:
    statement_block_2
else:
    statement_block_3

3.2 循环语句

Python没有do...while，有while...else和for...else。

3.2.1 while…else

while condition:
	statement1
else:
	statement2

其中else部分可省略。

else的部分只会在依靠while的condition跳出循环以后才会执行。如果while靠break语句结束，则else部分不会执行。比如：

a=1
while True:
    print(a)
    a=a+1
    if(a>3):
        break
else:
    print('else')

1
2
3

3.2.2 for…else

与C/C++不同的是，python 的 for 只需给出变量的变化范围集合（sequence），而无需给出遍历方式（例如从1到n）。

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

比如：

sites = ["Baidu", "Google","Runoob","Taobao"]
for site in sites:
    print(site)

word = 'runoob'
for letter in word:
    print(letter)

for number in range(1, 6):
    print(number)
else:
  print("Finally finished!")

range(st, ed, step) 能生成一个等差数列，范围是 $[st,ed)$，公差是 $step$（不指定则为1）。因此上述代码的运行结果是：

1
2
3
4
5
Finally finished!

4 字典

本节内容包括：

字典的用法。

学习本节内容后你将掌握：

字典的定义、赋值、修改、迭代。

练习题

洛谷 P2580 于是他错误的点名开始了

字典（Dictionary）是key -> value无序的映射集合。类似于C/C++的 map，但不要求 key 和 value 的类型分别一致。

dict={}
dict['hello']=1
dict[2]='world'
dt={2:'This is ',1:'another dictionary'}

print(dict['hello']);
print(dict[2]);
print(dt);
print(dt.keys());
print(dt.values());

字典可以迭代，比如：

dt={2:'This is ',1:'another dictionary'}
for i in dt.keys():
    print(dt[i],end=' ')

This is  another dictionary 

5 元组、列表

本节内容包括：

元组、列表的用法。

学习本节内容后你将掌握：

1. 元组的定义、赋值、迭代等。
2. 列表的定义、 赋值、修改、迭代等。

练习题

P1459 [USACO2.1] 三值的排序 Sorting a Three-Valued Sequence
P1162 填涂颜色

5.1 元组

元组是一种只读的列表，在定义后便不可更改，类似于const版本的C/C++的list。

元组可以被双向索引，如下图所示。非负数代表正向索引，负数代表反向索引。

tup=('Google','Runoob',1997,2000,26.8,0)
print(tup[2])
print(tup[-2])

a+b表示首尾相接，a*4表示a+a+a+a。此外，元组也可以迭代：

for x in (1, 2, 3): 
    print (x, end=" ")

len(t)可以求元组t的元素个数。

5.2 列表

list.append()可以在列表末尾插入一个元素，del可以删除一个元素。

list.append('Baidu')
del list[2]

其余与元组类似。

6 集合、推导式

本节内容包括：

1. 集合的用法；
2. 表达式的用法。

学习本节内容后你将掌握：

1. 集合的定义、赋值、运算等；
2. 表达式的语法和用法。

6.1 集合

顾名思义，每种元素在集合中至多只能出现一次。

>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
>>> print(basket)                      # 这里演示的是去重功能
{'orange', 'banana', 'pear', 'apple'}
>>> 'orange' in basket                 # 快速判断元素是否在集合内
True
>>> 'crabgrass' in basket
False

下面展示两个集合间的运算。

>>> a = set('abracadabra')
>>> b = set('alacazam')
>>> a                                  
{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}
>>> a - b                              # 集合a中包含而集合b中不包含的元素
{'r', 'd', 'b'}
>>> a | b                              # 集合a或b中包含的所有元素
{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
>>> a & b                              # 集合a和b中都包含了的元素
{'a', 'c'}
>>> a ^ b                              # 不同时包含于a和b的元素
{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

set.add(x)将x加入集合set中，set.discard(x)将x从集合set删除。

此外，还有 len()、clear()、x in set 等。

6.2 推导式

推导式可以用简短的代码描述一类对象，就像数学中的集合的一种定义方法
$$\{x|一个推导式\}$$

推导式有两种格式。

表达式 for 变量 in 列表
表达式 for 变量 in 列表 if 条件

对列表、字典、集合、元组都适用。举例如下：

>>> names = ['Bob','Tom','alice','Jerry','Wendy','Smith']
>>> new_names = [name.upper() for name in names if len(name)>3]
>>> print(new_names)
['ALICE', 'JERRY', 'WENDY', 'SMITH']

listdemo = ['Google','Runoob', 'Taobao']
# 将列表中各字符串值为键，各字符串的长度为值，组成键值对
>>> newdict = {key:len(key) for key in listdemo}
>>> newdict
{'Google': 6, 'Runoob': 6, 'Taobao': 6}

>>> setnew = {i**2 for i in (1,2,3)}
>>> setnew
{1, 4, 9}

>>> a = (x for x in range(1,10))
>>> a
<generator object <genexpr> at 0x7faf6ee20a50>  # 返回的是生成器对象

>>> tuple(a)       # 使用 tuple() 函数，可以直接将生成器对象转换成元组
(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)