Python学习第1章-快速上手：基础知识

第一章-快速上手：基础知识

1.1 交互式解释器

print("hello world！")

可以输出hello world！

1.2 算法是什么

算法由一些列必须按照一定顺序执行的操作说明组成，要素为对象和语句。

1.3 数和表达式

• 一般加减乘除操作即为简单的”+-*/“操作。
• 除法运算的结果为小数，即为浮点数。
• 如果想在除法运算中丢弃小数部分，即执行整数运算，可以使用双斜杠”//“。
• 求余数可以用求余（求模）运算符”%”
• 应该注意整数的除法运算为向下圆整的结果，例如：

  >>> 10 // 3
  3
  >>> 10 // -3
  -4
  >>> -10 // 3
  -4
  >>> -10 // -3
  3
  >>> 10 % 3
  1
  >>> 10 % -3
  -2
  >>> -10 % 3
  2
  >>> -10 % -3
  -1
  

• 乘方运算符为”**”，注：乘方运算符的优先级比求负（单目减）高，因此负数的乘方运算要加括号。
• 十六进制（0x）、八进制（0）和二进制（0b）表示都以0打头，例如：

  >>> 0xAF
  175
  >>> 010
  8
  >>> 0b1011010010
  722
  

1.4 变量

变量是表示（或指示）特定值的名称，给变量赋予特定值的操作称为赋值，例如：

>>> x = 3
>>> x * 2
6

注：在Python中，名称（标识符）只能由字母、数字和下划线（_）构成，且不能以数字打头。因此在Python中Plan9是合法的变量名，而9Plan不是。

1.5 语句

表达式是一些东西，而语句做一些事情。

>>> 2 * 2##表达式
4
>>> print(2 * 2)##语句，print实际上为一个函数，因此所说的print语句其实是函数调用。
4

所有语句的根本特征：执行修改操作。例如，赋值语句改变变量，而print语句改变屏幕显示的外观。

1.6 获取用户输入

提供变量的值使用input函数，例如：

>>> x = input("x: ")##括号中打印特定字符串以提示用户输入的信息。
x: 34
>>> y = input("y: ")
y: 42
>>> print(int(x) * int(y))
1428

1.7 函数

函数犹如小型程序，可以用来执行特定的操作，例如乘方操作除了使用表达式”**”外，亦可以使用函数pow来实现：

>>> pow(2, 3)
8

像这样使用函数称为调用函数：你向他提供实参，而它返回一个值。鉴于函数调用返回一个值，因此它们也是表达式。

另常用函数如abs计算绝对值，round将浮点数圆整为与之最接近的整数：

>>> abs(-10)
10
>>> 2 // 3
0
>>> round(2 / 3)
1

1.8 模块

可将模块视为扩展，通过将其导入可以扩展Python功能。要导入特殊模块，可以使用特殊命令import。我们使用import导入模块，再以module.function的方式使用模块中的函数。

>>> import math
>>> math.floor(32.9)##floor返回小于或等于给定数的最小整数，相当于int(32.9)
32
>>> math.ceil(32.3)##ceil返回大于或等于给定数的最小整数
33

如果确定不会从不同模块导入多个同名函数，并且不想在每次调用函数时都制定模块名，在这种情况下，可以使用命令import的如下变种：

>>> from math import sqrt##通过使用命令import的变种from module import funtion，可在调用函数时不制定模块前缀。
>>> sqrt(9)
3.0

另外，可以使用变量来引用函数（以及其他大部分Python元素）。执行赋值语句foo = math.sqrt后，就可使用foo来计算平方根。例如，foo(4)的结果为2.0。

cmath和复数

如果坚持将值域限定为实数，并使用其近似的浮点数实现，就无法计算复数的平方根。复数的平方根为序数，而由实部和虚部组成的数为复数。Python标准库中提供了一个专门用于处理复数的模块。

>>>import cmath
>>>cmath.sqrt(-1)##注意到这里没有使用from...import...。如果使用了这种import命令，将无法使用常规函数。类似这样的名称冲突很隐蔽，因此除非必须使用from版的import命令，否则应坚持使用常规版import命令。
1j

Python本身提供了对复数的支持（即使不使用import cmath也可以计算复数），但是Python没有专门表示虚数的类型，而将虚数视为实部为零的复数。

1.9 保存并执行程序

新建一个拓展名为.py的文件，编写代码后保存运行。

1.9.1 从命令提示符运行Python脚本

可以在终端中键入python filename.py来运行Python代码。

1.9.2 让脚本像普通程序一样

在Windows中，为了看清Python代码文件的运行结果，可以在代码末尾添加如下代码行：

input("press <enter>")

即可在看清代码运行结果后按回车键关闭窗口。

1.9.3 注释

即在代码中以#开头解释代码行，#后到行尾的所有内容都将被忽略。

1.10 字符串

字符串用途众多，但主要用途是表示一段文本。

1.10.1 单引号字符串以及对引号转义

>>> "Hello world!"
'Hello world!'
>>> 'Hello world!'
'Hello world!'

在打印字符串时，单双引号并没有差别。但是，当引号是字符串的一部分时，对单双引号的使用便有了特定要求，或者可以对字符串中的引号进行转义。例如：

>>> "Let's go!"##字符串中有单引号，故两端只能使用双引号。
"Let's go!"
>>> '"Hello,world!" she said'##字符串中有双引号，故两端只能使用单引号。
'"Hello,world!" she said'
##或者可以对字符串中的引号进行转义。
>>> 'Let\'s go!'
"Let's go!"
>>> "\"Hello,world!\" she said"
'"Hello,world!" she said'
##如果不喜欢用反斜杠，可以通过使用长字符串和原始字符串来避免使用\

1.10.2 拼接字符串

• 可以同时依次输入两个字符串来使两字符串拼接。

  >>> "Let's say " '"Hello, world!"'
  'Let\'s say "Hello, world!"'
  >>> x = "Hello, "
  >>> y = "world!"
  >>> x y
  SyntaxError: invalid syntax
  

• 可以（通过变量）替代字符串，通过相加来使两字符串拼接。

  >>> "Hello, " + "world!"
  'Hello world!'
  >>> x = "Hello, "
  >>> y = "world!"
  >>> x + y
  'Hello, world!"
  

1.10.3 字符串表示 str 和 repr

Python在打印的所有字符串都有引号括起，但是在使用 print 函数时，字符串将没有引号括起，如果再加上表示换行符的编码\n，差别将更加明显。

>>> "Hello,\nworld!"
'Hello,\nworld!'
>>> print("Hello,\nworld!")
Hello,
world!

通过两种不同的机制将值转换成了字符串。你可以通过使用函数str和repr直接使用这两种机制。使用str能以合理的方式将值转换成用户能够看懂的字符串。例如，尽可能将特殊字符编码转换为相应的字符。然而，使用repr时，通常会获得值的合法Python表达式表示。

>>> print(repr("Hello,\nworld!"))
'Hello,\nworld!'
>>> print(str("Hello,\nworld!"))
Hello,
world!

1.10.4 长字符串、原始字符串和字节

1.长字符串

要表示很长的字符串（跨越多行的字符串），可使用三引号（而不是普通引号）或三个双引号。这让解释器能够识别表示字符串开始和结束位置的引号，因此字符串本身可包含单引号和双引号，无需使用反斜杠进行转义。

常规字符串也可横跨多行。只要在行尾加上反斜杠，反斜杠和换行符将被转义，即被忽略。这种处理手法也适用于表达式和语句。

2.原始字符串

• 原始字符串不以特殊方式处理反斜杠，因此在有些情况下很有用。在常规字符串中，反斜杠扮演着特殊角色：它对字符进行转义，让你能够在字符串中包含原本无法包含的字符。
• 在大量使用反斜杠转义字符的场合，可以使用原始字符（用前缀r表示），因为它们不会对反斜杠做特殊处理，而是让字符串包含的每个字符都保持原样。如：

  >>> print(r'C:\Program Files\fnord\foo\bar\baz\frozz\bazz')  
  C:\Program Files\fnord\foo\bar\baz\frozz\bazz
  

• 注意：

  ##(1)引号需要像通常那样进行转义，但这意味着用于执行转义的反斜杠也将包含在最终的字符串中；
  >>> print(r'Let\'s go!')
  Let\'s go!'#（本行后一个'多余）
  ##(2)原始字符串不能以单个反斜杠结尾，除非对其进行转义，如果指定以反斜杠结尾的原始字符串，基本技巧是将反斜杠单独作为一个字符串：
  >>> print(r'C:\Program Files\fnord\foo\bar' '\\')
  C:\Program Files\fnord\foo\bar\
  ##注意：在制定原始字符串时，可使用单引号或双引号将其括起，还可使用三引号将其括起。
  

3.Unicode、bytes和bytearray

• Python字符串使用Unicode编码来表示文本。大致而言，每个Unicode字符都用一个码点（code point）表示，而码点是Unicode标准给每个字符制定的数字。指定Unicode字符的通用机制为：使用16或32位的十六进制字面量（分别加上前缀\u或\U）或者使用字符的Unicode名称（\N{name}）。
• Python bytes字面量只支持ASCII标准中的128个字符，而余下的128个值必须用转义序列来表示。Unicode与ASCII在字母表规模不同。
• Python还提供了bytearray，它是bytes的可变版。

1.11 小结

• 算法：从本质上说，编写计算机程序就是使用计算机能够理解的语言描述一种算法。这种对机器友好的描述被称为程序，主要由表达式和语句组成。
• 表达式：表达式为程序的一部分，结果为一个值。简单表达式是使用运算符和函数将字面值组合起来得到的。通过组合简单的表达式，可创建复杂的表达式。表达式还可能包含变量。
• 变量：变量是表示值的名称。通过赋值，可将新值赋给变量。赋值是一种语句。
• 函数：类似数学函数，它们可以接受参数，并返回结果。
• 模块：模块是扩展，可通过导入它们来扩展Python的功能。
• 程序：编写、保存和运行Python程序。
• 字符串：字符串是用Unicode码点表示的。