python基础语法（1）

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前言

本文基于pycharm编译器，也可以使用Anaconda 里的编译器，将讲解一些python的一些基础语法知识。可以和我写的python数据分析——Python语言基础（语法基础)结合起来看，有些知识点可能在这篇文章写的不是很全面

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一、常量和表达式

我们可以把python当作一个计算器，来进行一些算术运算

print(1 + 2 - 3)
print(1 + 2 * 3)
print(1 + 2 / 3)

• print 是python的一个内置函数
• 可以使用 + - * / 等运算符进行算术运算.先算乘除，后算加减.
• 运算符和数字之间，可以没有空格，也可以有多个空格.但是一般习惯上写一个空格(比较美观).

PS: 美观是否重要？

形如 1 + 2 - 3 这样是算式， 在编程语言中称为表达式，
算式的运算结果， 称为表达式的返回值
其中 1,2, 3 这种称为字面值常量， + - * / 这种称为 运算符 或者 操作符.

注意:熟悉C/ Java的同学可能认为,2/3结果为0(小数部分被截断).但是在Python中得到的结果则是一个小数.更符合日常使用的直觉

示例
给定四个分数 67.5，89.0，12.9，32.2，编写代码，求这四个分数的平均数.

print( (67.5 + 89.0 + 12.9 + 32.2) / 4 )#最后一行代码

二、变量和类型

变量是什么

有的时候，我们需要进行的计算可能更复杂一些，需要把一些计算的中间结果保存起来.
这个时候就需要用到变量.
给定四个分数 67.5，89.0，12.9，32.2，编写代码，求这四个分数的方差.

PS: 方差的计算过程： 取每一项， 减去平均值, 计算平方， 再求和， 最后除以(项数- 1)

在这个代码中， 就需要先计算这四个数字的平均值, 然后再计算方差. 这就需要把计算的平均值使用变量 保存起来.

avg = (67.5 + 89.0 + 12.9 + 32.2 )/4
total = (67.5 - avg) ** 2 + (89.0 - avg) ** 2 + (12.9 - avg) ** 2 + (32.2 - avg) ** 2
result = total / 3
print (result)

注意：

• avg, total, result 均为变量.
• ** 在 Python 中表示乘方运算.**2 即为求平方.

变量的语法

(1)定义变量

a = 10

创建变量的语句非常简单， 其中a 为变量名.
当我们创建很多个变量的时候， 就可以用名字来进行区分.
= 为赋值运算符， 表示把 = 右侧的数据放到 = 左侧的空间中.

注意： 变量的名字要遵守一定规则.

硬性规则(务必遵守)

• 变量名由数字字母下划线构成.
• 数字不能开头.
• 变量名不能和"关键字"重复.
• 变量名大小写敏感. num 和 Num 是两个不同的变量名.

软性规则(建议遵守)

• 变量名使用有描述性的单词来表示，尽量表达出变量的作用.
• 一个变量名可以由多个单词构成，长一点没关系,但是含义要清晰.
• 当变量名包含多个单词的时候，建议使用"驼峰命名法".形如 totalCount，personInfo这种，除了首个单词外，剩余单词首字母大写.

数学上， 变量通常使用 x,y,z 这种简单的英文字母或者拉丁字母表示. 但是在编程中不建议这样使用.

(2) 使用变量

读取变量的值

a = 10
print (a)

修改变量的值

a = 20
print (a)

注意： 在 Python 中， 修改变量也是使用 = 运算， 看起来和定义变量没有明显区别.

当然 也可以用一个变量的值赋给另外一个变量.

a = 10
b = 20
a = b
print (a)
print (b)

变量的类型

变量里面存储的不仅仅是数字,还可以存储其它种类的数据.为了区分不同种类的数据,我们引入了"类型"这样的概念.

注意： 和 C++ / Java 等语言不同， Python 变量的类型不需要显式指定，而是在赋值的时候确定的.

(1) 整数

a = 10
print (type(a))

Python3中，只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 python2 中的 Long。
可以使用十六进制（0x 开头）和八进制（0o 开头）来代表整数。

• type函数和print函数一样是python里的内置函数
• python里的类型是可以根据要表示的数据大小自动扩容的，所以不像c语言存在long , short

(2) 浮点数（小数）

print(1.2e3)

浮点数由整数部分和小数部分组成，浮点数可以用科学计数法来表示

1.2e3 == 1.2 * 10³

• python里的float指的是双精度浮点数，就跟C语言里的double差不多

(3)字符串（string）可以使用单引号或双引号创建字符串

str01 = 'xiaolizi'
str02 = "huge"
print(type(str01))

字符串运算符

a = 'Hello'
b = 'Python'

操作符	描述	实例
+	字符串连接	a + b 输出：HelloPython
*	重复输出字符串	a*2 输出：HelloHello
[ ]	通过索引获取字符串中字符	a[1] 输出：e
[ : ]	截取字符串中的一部分，遵循左闭右开原则，str[0:2] 是不包含第 3 个字符的。	a[1:4] 输出：ell
in	成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True	‘H’ in a 输出：True
not in	成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True	‘M’ not in a 输出：True
r/R	原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。	print( r’Hello\nWorld’ ) 输出：Hello\nWorld

a = 'Hello'
b = 'Python'
print(a + b ) #字符串连接
a = '''dwadwa'Hello'dwadwa'Python'''
print(a)

字符串作为开发中最常用到的数据类型，支持的操作方式也是非常丰富的.此处暂时不详细展开.

(4) 布尔

布尔类型是一个特殊的类型，取值只有两种，True （真） 和 False（假）.

PS: 布尔类型也是数学上的一个概念.我们初中就学过一个概念叫做 “命题”，进一步的就可以判定命题的真假.

例如：
你真帅! (真命题)
你不是人（假命题）

a = True
print(type(a))
b = False
print(type(b))

布尔类型在咱们后续进行逻辑判断的时候，是非常有用的.

(5) 其他

除了上述类型之外， Python 中还有 list, tuple, dict, 自定义类型 等等. 我们后续再介绍.
为什么要有这么多类型？

(1)类型决定了数据在内存中占据多大空间.

例如 float 类型在内存中占据 8 个字节.

PS： 计算机里面使用二进制来表示数据.也就是每个位只能表示 0 或者 1.
1 个二进制位, 就称为是一个"比特",8 个二进制位,就称为一个"字节" (Byte)

一个 float 变量在内存中占据 8 个字节空间,也就是 64 个二进制位.
我的电脑有 16GB 的内存空间，也就是一共有 1024 *1024* 1024 *8 这么多的二进制位.

int 占4个字节但是会动态扩容
str 字符串是变长的

(2)类型其实约定了能对这个变量做什么样的操作.

例如 int / float 类型的变量, 可以进行+ - * / 等操作

而 str 类型的变量,只能进行 + (并且行为是字符串拼接),不能进行 - * /,但是还能使用 len 等其他操作.
总结： 类型系统其实是在对变量进行 “归类”.相同类型的变量(数据) 往往具有类似的特性和使用规则.
动态类型特性
在Python中,一个变量是什么类型, 是可以在"程序运行"过程中发生变化的.这个特性称为"动态类型".

a= 10
print (type(a))
a= 'hello'
print (type(a))

在程序执行过程中，a 的类型刚开始是 int, 后面变成了 str.

静态类型：程序运行过程中，变量的类型始终不变

三、注释

注释是什么

注释是一种特殊的代码，它不会影响到程序的执行，但是能够起到解释说明的作用，能够帮助程序猿理解程序代码的执行逻辑.

PS:写代码是一件比较烧脑的事情,读代码同样也非常烧脑.相比于一板一眼的代码,一些口语化的描述能更好的帮助程序猿理解程序.
有关注释可看c语言从入门到实战——C语言常见概念通过讲了C语言的注释，可以便于你更好的理解注释

# 计算 4 个数字 67.5, 89.0, 12.9, 32.2 的方差
total = (67.5 - avg) ** 2 + (89.0 - avg) * 2 + (12.9 - avg) ** 2 + (32.2 - avg) ** 2
print (result)
avg = (67.5 + 89.0 + 12.9 + 32.2) / 4
result = total / 3

形如上述代码,如果没有注释,直接阅读, 是不容易 get 到代码的含义是计算方差.但是通过加了一行注释解释一下, 就让人一目了然了.

PS: 代码的第一目标是容易理解， 第二目标才是执行正确.
写注释不光是为了方便别人来理解，也是方便以后的自己理解.

Python 中有两种风格的注释.
(1) 注释行
使用#开头的行都是注释.

#这是一行注释。

(2) 文档字符串
使用三引号引起来的称为 “文档字符串”,也可以视为是一种注释.

• 可以包含多行内容，
• 一般放在 文件/函数/类 的开头.
• “”"或者’''均可（等价）.

"""
这是文档字符串
这是文档字符串
"""

注释的规范

1. 内容准确：注释内容要和代码—致，匹配。并在代码修改时及时更新.
2. 篇幅合理： 注释既不应该太精简，也不应该长篇大论.
3. 使用中文：一般中国公司都要求使用中文写注释，外企另当别论.
4. 积极向上： 注释中不要包含负能量(例如 领导 SB 等).

使用ctrl 加 \ 批量注释

四、输入输出

和用户交互

程序需要和用户进行交互.

• 用户把信息传递给程序的过程，称为"输入".
• 程序把结果展示给用户的过程，称为"输出".

输入输出的最基本的方法就是控制台. 用户通过控制台输入一些字符串，程序再通过控制台打印出一些字符串.
PyCharm 运行程序,下方弹出的窗口就可以视为是控制台.

print("hello")

windows 自带的 cmd 程序, 也可以视为是控制台.

print('hello')

使用系统cmd操作是需要配置环境变量的，不然是启动不起来的，而且必须要有python

输入输出的最常见方法是图形化界面.如我们平时用到的 QQ,浏览器，steam 等，都不需要用户输入命令，而只是通过鼠标点击窗口点击按钮的方式来操作.

Python 当然也可以用来开发图形化界面的程序. 但是图形化程序开发本身是一个大话题

通过控制台输出

Python 使用 print 函数输出到控制台.

print (' hello')

不仅能输出一个字符串, 还可以输出一个其他类型的变量

a = 10
print(a)
b = True
print(b)

更多的时候,我们希望能够输出的内容是混合了字符串和变量的.
示例：输出 num = 10

num =10
print(f'num = {num}')

这个语法，是叫做"格式化字符串 “f-string 此处的 f 表示"format”

此时就可以使用{}这样的语法,往字符串里嵌入变量或者表达式

a= 10
print(f"a = {a+10}")

像格式化打印字符串~ 很多编程语言都进行了各自的探索
C printf,使用%c, %s这样的占位符
C++采用了std:cout,使用<<
Java采用了字符串拼接,允许字符串和其他类型的值进行拼接

通过控制台输入

python 使用 input 函数，从控制台读取用户的输入.

num = 0
num = input('请输入一个整数：')
print(f'你输入的整数是 {num}')

注意：

• input 的参数相当于一个"提示信息"，也可以没有.
• input 的返回值就是用户输入的内容.是字符串类型.

a = input('请输入第一个整数：')
b = input('请输入第二个整数：')
print(f'a + b = {a + b}')

a = input('请输入第一个整数：')
b = input('请输入第二个整数：')
print(type(a))
print(type(b))

此处的结果是字符串拼接，不是算术运算.如果要想进行算术运算， 需要先转换类型.

a = input('请输入第一个整数：')
b = input('请输入第二个整数：')
a= int (a)'''类型转换'''
b= int (b)
print(f'a + b = {a + b}')

a = int (input('请输入第一个整数：'))
b = int (input('请输入第二个整数：'))
print(f'a + b = {a + b}')

五、运算符

算术运算符

像+ - * / % ** //这种进行算术运算的运算符,称为 算术运算符

+ - * / %
先算乘方,然后是乘除，最后算加减.
如果运算过程中想修改默认的运算顺序,就需要加上（)

注意1:/ 中不能用 0 作为除数. 否则会抛出异常

print(10 / 0)

异常 是编程语言中的一种常见机制,表示程序运行过程中,出现了一些"意外情况",导致程序不能继续往下执行了.

注意2: 整数/整数结果可能是小数而不会截断

print(1 / 2)

注意3:% 不是 “百分数”，而是求余数.

print(7 % 2)

关于求余数,有些同学容易蒙.其实这个是小学二年级数学就学过的.
7除以2,商是3,余数是1.
注意4: ** 是求乘方.不光能算整数次方,还能算小数次方.

print(7 ** 2)
print(7 ** 1.5）

注意5：Python中的取整运算符是 //，它可以对两个数进行除法运算，并返回其商的整数部分，也称为整除运算符。例如：

print(10 // 3) # 输出3，因为10÷3=3余1，整除得到商3

需要注意的是，如果两个数都为整数，则 // 运算符返回的也是整数，如果其中有一个数为浮点数，则返回的是浮点数的整数部分。例如：

print(10.5 // 3) # 输出3.0，因为10.5÷3=3.5，整除得到商3.0

此外，需要注意，如果除数为0，则会报错。Python中的取整运算符是 //，它可以对两个数进行除法运算，并返回其商的整数部分，也称为整除运算符。例如：

print(10 // 3) # 输出3，因为10÷3=3余1，整除得到商3

需要注意的是，如果两个数都为整数，则 // 运算符返回的也是整数，如果其中有一个数为浮点数，则返回的是浮点数的整数部分。例如：

print(10.5 // 3) # 输出3.0，因为10.5÷3=3.5，整除得到商3.0

此外，需要注意，如果除数为0，则会报错。Python中的取整运算符是 //，它可以对两个数进行除法运算，并返回其商的整数部分，也称为整除运算符。例如：

print(10 // 3) # 输出3，因为10÷3=3余1，整除得到商3

需要注意的是，如果两个数都为整数，则 // 运算符返回的也是整数，如果其中有一个数为浮点数，则返回的是浮点数的整数部分。例如：

print(10.5 // 3) # 输出3.0，因为10.5÷3=3.5，整除得到商3.0

此外，需要注意，如果除数为0，则会报错。//是取整

关系运算符

这一系列的运算符称为 关系运算符,它们是在比较操作数之间的关系.
其中
<=是"小于等于"
>= 是"大于等于"
==是"等于"
!= 是 “不等于”
(1)如果关系符合,则表达式返回True.如果关系不符合,则表达式返回False

a = 10
b = 20
print(a < b)
print(a <= b)
print(a > b)
print(a >= b)
print(a == b)
print(a != b)

(2)关系运算符不光针对整数/浮点数进行比较，还能针对字符串进行比较.

a = 'hello'
b = ' world'
print(a == b )

在python中比较字符串可以直接比较，而不是像C语言中需要使用strcmp函数来比较大小，关于是怎么比较的，其实python有一个字典序，python比较字符串的大小，是按照字典序里规定的规则来比较大小

(3)争对浮点数来说使用==是有一定的风险的

print(0.1)
print(0.2)
print(0.1 + 0.2)
print(0.3)

由此可见，浮点数的计算是有一定的误差的，这个不只是在python上体现，在C语言中也会出现这样的问题。
关于这个问题怎么解决呢？

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3

print(-0.000001 < (a - b ) < 0.000001)

Python 中支持这种连续小于的写法.判定 a - b 既是 < 0.000001 又是大于 -0.000001

逻辑运算符

像 and or not 这一系列的运算符称为 逻辑运算符.

• and并且. 两侧操作数均为True, 最终结果为True. 否则为 False. (一假则假)
• or 或者. 两侧操作数均为 False, 最终结果为 False. 否则为 True. （一真则真)
• not 逻辑取反.操作数本身为True,则返回 False. 本身为 False,则返回True.

and == &&
or == ||
not == !
C语言里的用法

此处说的"并且"和"或者"，就是我们日常生活中使用的 “并且"和"或者”.

a =10
b = 20
c = 30
print(a < b and b < c)
print(a < b and b > c)
print(a > b or b > c)
print(a < b or b > c)
print(not a < b)
print(not a > b)

一种特殊写法
a < b and b < c这个操作等价于 a

短路求值
and 是只要一个为假，全为假
or 是只要一个为真，都为真
关于短路求值可看c语言从入门到实战——分支和循环中的逻辑操作符来理解，本质上都是差不多的

赋值运算符

(1) = 的使用

表示赋值.这个我们已经用过很多次了.注意和 == 区分.
= 除了基本的用法之外, 还可以同时针对多个变量进行赋值.
链式赋值

a=b=10

一般不建议使用

多元赋值

a, b= 10, 20

代码实例： 交换两个变量
基础写法

а= 10
b= 20
tmp = a
a=b
b = tmp

基于多元赋值

а= 10
b= 20
a, b = b, a

能够解决一些特殊问题，完成两个变量的交换

(2)复合赋值运算符

Python 还有一些 复合赋值运算符. 例如
其中 a += 1 等价于 a = a + 1.其他复合赋值运算符也是同理.

a= 10
a=a+1
print (a)
b= 10
b+= 1
print (b)

注意： 像 C++ / Java 中, 存在 ++ – 这样的自增/自减运算符. Python 中则不支持这种运算. 如果需要使用， 则直接使用 += 1 或者 -= 1

最大的问题就是容易分不清前置和后置的区别.这一点 Python 语法在设计的时候就进行了规避，避免出现这种不直观， 并且容易混淆的语法.

其他…

除了上述之外， Python 中还有一些运算符，比如 身份运算符(is, is not)， 成员运算符(in, not in)， 位运算符( & | ~ ^ << >> )等.
此处咱们暂时不介绍.

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总结

1. 在python字符串之间是可以相加的，数字和浮点数，数字和布尔值都可以，关于数字和布尔值，true会默认是1，false默认是0

2. python里只有字符串，没有字符，可以使用单引号表示，也可以使用双引号表示

3. python整型只有int 而且范围无上限，因为它是动态变化的

4. python里只有float 没有double ，float指的是双精度型

5. 在python里一个语句的结束可以使用分号，也可以不使用，一般我们是不使用的，但是假如你在同一行写了两个语句，这时候你就需要加分号