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创新互联Python教程：3. Python 速览

3. python 速览

下面的例子以是否显示提示符（>>> 与 …）区分输入与输出：输入例子中的代码时，要键入以提示符开头的行中提示符后的所有内容；未以提示符开头的行是解释器的输出。注意，例子中的某行出现的第二个提示符是用来结束多行命令的，此时，要键入一个空白行。

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你可以通过在示例方块右上角的 >>> 上点击来切换显示提示符和输出。如果你隐藏了一个示例的提示符和输出，那么你可以方便地将输入行复制并粘贴到你的解释器中。

本手册中的许多例子，甚至交互式命令都包含注释。Python 注释以 # 开头，直到该物理行结束。注释可以在行开头，或空白符与代码之后，但不能在字符串里面。字符串中的 # 号就是 # 号。注释用于阐明代码，Python 不解释注释，键入例子时，可以不输入注释。

示例如下：

 
 
 
   
  
  
  # this is the first comment  
  
  
  spam = 1 # and this is the second comment  
  
  
   # ... and now a third!  
  
  
  text = "# This is not a comment because it's inside quotes."

3.1. Python 用作计算器

现在，尝试一些简单的 Python 命令。启动解释器，等待主提示符（>>> ）出现。

3.1.1. 数字

解释器像一个简单的计算器：输入表达式，就会给出答案。表达式的语法很直接：运算符 +、-、*、/ 的用法和其他大部分语言一样（比如，Pascal 或 C）；括号 (()) 用来分组。例如：

 
 
 
   
  
  
  >>> 2 + 2  
  
  
  4  
  
  
  >>> 50 - 5*6  
  
  
  20  
  
  
  >>> (50 - 5*6) / 4  
  
  
  5.0  
  
  
  >>> 8 / 5 # division always returns a floating point number  
  
  
  1.6

整数（如，2、4、20 ）的类型是 int，带小数（如，5.0、1.6 ）的类型是 float。本教程后半部分将介绍更多数字类型。

Division (/) always returns a float. To do floor division and get an integer result you can use the // operator; to calculate the remainder you can use %:

 
 
 
   
  
  
  >>> 17 / 3 # classic division returns a float  
  
  
  5.666666666666667  
  
  
  >>>  
  
  
  >>> 17 // 3 # floor division discards the fractional part  
  
  
  5  
  
  
  >>> 17 % 3 # the % operator returns the remainder of the division  
  
  
  2  
  
  
  >>> 5 * 3 + 2 # floored quotient * divisor + remainder  
  
  
  17

Python 用 ** 运算符计算乘方 1：

 
 
 
   
  
  
  >>> 5 ** 2 # 5 squared  
  
  
  25  
  
  
  >>> 2 ** 7 # 2 to the power of 7  
  
  
  128

等号（=）用于给变量赋值。赋值后，下一个交互提示符的位置不显示任何结果：

 
 
 
   
  
  
  >>> width = 20  
  
  
  >>> height = 5 * 9  
  
  
  >>> width * height  
  
  
  900

如果变量未定义（即，未赋值），使用该变量会提示错误：

 
 
 
   
  
  
  >>> n # try to access an undefined variable  
  
  
  Traceback (most recent call last):  
  
  
   File "", line 1, in   
  
  
  NameError: name 'n' is not defined

Python 全面支持浮点数；混合类型运算数的运算会把整数转换为浮点数：

 
 
 
   
  
  
  >>> 4 * 3.75 - 1  
  
  
  14.0

交互模式下，上次输出的表达式会赋给变量 _。把 Python 当作计算器时，用该变量实现下一步计算更简单，例如：

 
 
 
   
  
  
  >>> tax = 12.5 / 100  
  
  
  >>> price = 100.50  
  
  
  >>> price * tax  
  
  
  12.5625  
  
  
  >>> price + _  
  
  
  113.0625  
  
  
  >>> round(_, 2)  
  
  
  113.06

最好把该变量当作只读类型。不要为它显式赋值，否则会创建一个同名独立局部变量，该变量会用它的魔法行为屏蔽内置变量。

除了 int 和 float，Python 还支持其他数字类型，例如 Decimal 或 Fraction。Python 还内置支持复数，后缀 j 或 J 用于表示虚数（例如 3+5j ）。

3.1.2. 字符串

除了数字，Python 还可以操作字符串。字符串有多种表现形式，用单引号（'……'）或双引号（"……"）标注的结果相同 2。反斜杠 \ 用于转义：

 
 
 
   
  
  
  >>> 'spam eggs' # single quotes  
  
  
  'spam eggs'  
  
  
  >>> 'doesn\'t' # use \' to escape the single quote...  
  
  
  "doesn't"  
  
  
  >>> "doesn't" # ...or use double quotes instead  
  
  
  "doesn't"  
  
  
  >>> '"Yes," they said.'  
  
  
  '"Yes," they said.'  
  
  
  >>> "\"Yes,\" they said."  
  
  
  '"Yes," they said.'  
  
  
  >>> '"Isn\'t," they said.'  
  
  
  '"Isn\'t," they said.'

交互式解释器会为输出的字符串加注引号，特殊字符使用反斜杠转义。虽然，有时输出的字符串看起来与输入的字符串不一样（外加的引号可能会改变），但两个字符串是相同的。如果字符串中有单引号而没有双引号，该字符串外将加注双引号，反之，则加注单引号。print() 函数输出的内容更简洁易读，它会省略两边的引号，并输出转义后的特殊字符：

 
 
 
   
  
  
  >>> '"Isn\'t," they said.'  
  
  
  '"Isn\'t," they said.'  
  
  
  >>> print('"Isn\'t," they said.')  
  
  
  "Isn't," they said.  
  
  
  >>> s = 'First line.\nSecond line.' # \n means newline  
  
  
  >>> s # without print(), \n is included in the output  
  
  
  'First line.\nSecond line.'  
  
  
  >>> print(s) # with print(), \n produces a new line  
  
  
  First line.  
  
  
  Second line.

如果不希望前置 \ 的字符转义成特殊字符，可以使用 原始字符串，在引号前添加 r 即可：

 
 
 
   
  
  
  >>> print('C:\some\name') # here \n means newline!  
  
  
  C:\some  
  
  
  ame  
  
  
  >>> print(r'C:\some\name') # note the r before the quote  
  
  
  C:\some\name

字符串字面值可以包含多行。一种实现方式是使用三重引号："""...""" 或 '''...'''。字符串中将自动包括行结束符，但也可以在换行的地方添加一个 \ 来避免此情况。参见以下示例：

 
 
 
   
  
  
  print("""\  
  
  
  Usage: thingy [OPTIONS]  
  
  
   -h Display this usage message  
  
  
   -H hostname Hostname to connect to  
  
  
  """)

输出如下（请注意开始的换行符没有被包括在内）：

 
 
 
   
  
  
  Usage: thingy [OPTIONS]  
  
  
   -h Display this usage message  
  
  
   -H hostname Hostname to connect to

字符串可以用 + 合并（粘到一起），也可以用 * 重复：

 
 
 
   
  
  
  >>> # 3 times 'un', followed by 'ium'  
  
  
  >>> 3 * 'un' + 'ium'  
  
  
  'unununium'

相邻的两个或多个 字符串字面值 （引号标注的字符）会自动合并：

 
 
 
   
  
  
  >>> 'Py' 'thon'  
  
  
  'Python'

拼接分隔开的长字符串时，这个功能特别实用：

 
 
 
   
  
  
  >>> text = ('Put several strings within parentheses '  
  
  
  ... 'to have them joined together.')  
  
  
  >>> text  
  
  
  'Put several strings within parentheses to have them joined together.'

这项功能只能用于两个字面值，不能用于变量或表达式：

 
 
 
   
  
  
  >>> prefix = 'Py'  
  
  
  >>> prefix 'thon' # can't concatenate a variable and a string literal  
  
  
   File "", line 1  
  
  
   prefix 'thon'  
  
  
   ^^^^^^  
  
  
  SyntaxError: invalid syntax  
  
  
  >>> ('un' * 3) 'ium'  
  
  
   File "", line 1  
  
  
   ('un' * 3) 'ium'  
  
  
   ^^^^^  
  
  
  SyntaxError: invalid syntax

合并多个变量，或合并变量与字面值，要用 +：

 
 
 
   
  
  
  >>> prefix + 'thon'  
  
  
  'Python'

字符串支持索引（下标访问），第一个字符的索引是 0。单字符没有专用的类型，就是长度为一的字符串：

 
 
 
   
  
  
  >>> word = 'Python'  
  
  
  >>> word[0] # character in position 0  
  
  
  'P'  
  
  
  >>> word[5] # character in position 5  
  
  
  'n'

索引还支持负数，用负数索引时，从右边开始计数：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[-1] # last character  
  
  
  'n'  
  
  
  >>> word[-2] # second-last character  
  
  
  'o'  
  
  
  >>> word[-6]  
  
  
  'P'

注意，-0 和 0 一样，因此，负数索引从 -1 开始。

除了索引，字符串还支持切片。索引可以提取单个字符，切片则提取子字符串：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[0:2] # characters from position 0 (included) to 2 (excluded)  
  
  
  'Py'  
  
  
  >>> word[2:5] # characters from position 2 (included) to 5 (excluded)  
  
  
  'tho'

切片索引的默认值很有用；省略开始索引时，默认值为 0，省略结束索引时，默认为到字符串的结尾：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[:2] # character from the beginning to position 2 (excluded)  
  
  
  'Py'  
  
  
  >>> word[4:] # characters from position 4 (included) to the end  
  
  
  'on'  
  
  
  >>> word[-2:] # characters from the second-last (included) to the end  
  
  
  'on'

注意，输出结果包含切片开始，但不包含切片结束。因此，s[:i] + s[i:] 总是等于 s：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[:2] + word[2:]  
  
  
  'Python'  
  
  
  >>> word[:4] + word[4:]  
  
  
  'Python'

还可以这样理解切片，索引指向的是字符之间，第一个字符的左侧标为 0，最后一个字符的右侧标为 n ，n 是字符串长度。例如：

 
 
 
   
  
  
   +---+---+---+---+---+---+  
  
  
   | P | y | t | h | o | n |  
  
  
   +---+---+---+---+---+---+  
  
  
   0 1 2 3 4 5 6  
  
  
  -6 -5 -4 -3 -2 -1

第一行数字是字符串中索引 0…6 的位置，第二行数字是对应的负数索引位置。i 到 j 的切片由 i 和 j 之间所有对应的字符组成。

对于使用非负索引的切片，如果两个索引都不越界，切片长度就是起止索引之差。例如， word[1:3] 的长度是 2。

索引越界会报错：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[42] # the word only has 6 characters  
  
  
  Traceback (most recent call last):  
  
  
   File "", line 1, in   
  
  
  IndexError: string index out of range

但是，切片会自动处理越界索引：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[4:42]  
  
  
  'on'  
  
  
  >>> word[42:]  
  
  
  ''

Python 字符串不能修改，是 immutable 的。因此，为字符串中某个索引位置赋值会报错：

 
 
 
   
  
  
  >>> word[0] = 'J'  
  
  
  Traceback (most recent call last):  
  
  
   File "", line 1, in   
  
  
  TypeError: 'str' object does not support item assignment  
  
  
  >>> word[2:] = 'py'  
  
  
  Traceback (most recent call last):  
  
  
   File "", line 1, in   
  
  
  TypeError: 'str' object does not support item assignment

要生成不同的字符串，应新建一个字符串：

 
 
 
   
  
  
  >>> 'J' + word[1:]  
  
  
  'Jython'  
  
  
  >>> word[:2] + 'py'  
  
  
  'Pypy'

内置函数 len() 返回字符串的长度：

 
 
 
   
  
  
  >>> s = 'supercalifragilisticexpialidocious'  
  
  
  >>> len(s)  
  
  
  34

参见

文本序列类型 —- str

字符串是 序列类型 ，支持序列类型的各种操作。

字符串的方法

字符串支持很多变形与查找方法。

格式字符串字面值

内嵌表达式的字符串字面值。

格式字符串语法

使用 str.format() 格式化字符串。

printf 风格的字符串格式化

这里详述了用 % 运算符格式化字符串的操作。

3.1.3. 列表

Python 支持多种复合数据类型，可将不同值组合在一起。最常用的列表，是用方括号标注，逗号分隔的一组值。列表可以包含不同类型的元素，但一般情况下，各个元素的类型相同：

 
 
 
   
  
  
  >>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]  
  
  
  >>> squares  
  
  
  [1, 4, 9, 16, 25]

和字符串（及其他内置 sequence 类型）一样，列表也支持索引和切片：

 
 
 
   
  
  
  >>> squares[0] # indexing returns the item  
  
  
  1  
  
  
  >>> squares[-1]  
  
  
  25  
  
  
  >>> squares[-3:] # slicing returns a new list  
  
  
  [9, 16, 25]

切片操作返回包含请求元素的新列表。以下切片操作会返回列表的浅拷贝：

 
 
 
   
  
  
  >>> squares[:]  
  
  
  [1, 4, 9, 16, 25]

列表还支持合并操作：

 
 
 
   
  
  
  >>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]  
  
  
  [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

与 immutable 字符串不同, 列表是 mutable 类型，其内容可以改变：

 
 
 
   
  
  
  >>> cubes = [1, 8, 27, 65, 125] # something's wrong here  
  
  
  >>> 4 ** 3 # the cube of 4 is 64, not 65!  
  
  
  64  
  
  
  >>> cubes[3] = 64 # replace the wrong value  
  
  
  >>> cubes  
  
  
  [1, 8, 27, 64, 125]

append() 方法可以在列表结尾添加新元素（详见后文）:

 
 
 
   
  
  
  >>> cubes.append(216) # add the cube of 6  
  
  
  >>> cubes.append(7 ** 3) # and the cube of 7  
  
  
  >>> cubes  
  
  
  [1, 8, 27, 64, 125, 216, 343]

为切片赋值可以改变列表大小，甚至清空整个列表：

 
 
 
   
  
  
  >>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']  
  
  
  >>> letters  
  
  
  ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']  
  
  
  >>> # replace some values  
  
  
  >>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']  
  
  
  >>> letters  
  
  
  ['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']  
  
  
  >>> # now remove them  
  
  
  >>> letters[2:5] = []  
  
  
  >>> letters  
  
  
  ['a', 'b', 'f', 'g']  
  
  
  >>> # clear the list by replacing all the elements with an empty list  
  
  
  >>> letters[:] = []  
  
  
  >>> letters  
  
  
  []

内置函数 len() 也支持列表：

 
 
 
   
  
  
  >>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']  
  
  
  >>> len(letters)  
  
  
  4

还可以嵌套列表（创建包含其他列表的列表），例如：

 
 
 
   
  
  
  >>> a = ['a', 'b', 'c']  
  
  
  >>> n = [1, 2, 3]  
  
  
  >>> x = [a, n]  
  
  
  >>> x  
  
  
  [['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]  
  
  
  >>> x[0]  
  
  
  ['a', 'b', 'c']  
  
  
  >>> x[0][1]  
  
  
  'b'

3.2. 走向编程的第一步

当然，Python 还可以完成比二加二更复杂的任务。例如，可以编写斐波那契数列的初始子序列，如下所示：

 
 
 
   
  
  
  >>> # Fibonacci series:  
  
  
  ... # the sum of two elements defines the next  
  
  
  ... a, b = 0, 1  
  
  
  >>> while a < 10:  
  
  
  ... print(a)  
  
  
  ... a, b = b, a+b  
  
  
  ...  
  
  
  0  
  
  
  1  
  
  
  1  
  
  
  2  
  
  
  3  
  
  
  5  
  
  
  8

本例引入了几个新功能。

第一行中的 多重赋值：变量 a 和 b 同时获得新值 0 和 1。最后一行又用了一次多重赋值，这体现在右表达式在赋值前就已经求值了。右表达式求值顺序为从左到右。
while 循环只要条件（这里指：a < 10）保持为真就会一直执行。Python 和 C 一样，任何非零整数都为真，零为假。这个条件也可以是字符串或列表的值，事实上，任何序列都可以；长度非零就为真，空序列则为假。示例中的判断只是最简单的比较。比较操作符的标准写法和 C 语言一样： < （小于）、 > （大于）、 == （等于）、 <= （小于等于)、 >= （大于等于）及 != （不等于）。
循环体 是 缩进的 ：缩进是 Python 组织语句的方式。在交互式命令行里，得为每个缩输入制表符或空格。使用文本编辑器可以实现更复杂的输入方式；所有像样的文本编辑器都支持自动缩进。交互式输入复合语句时, 要在最后输入空白行表示结束（因为解析器不知道哪一行代码是最后一行）。注意，同一块语句的每一行的缩进相同。

print() 函数输出给定参数的值。与表达式不同（比如，之前计算器的例子），它能处理多个参数，包括浮点数与字符串。它输出的字符串不带引号，且各参数项之间会插入一个空格，这样可以实现更好的格式化操作：

   
   
   
       
    
    
    >>> i = 256*256    
    
    
    >>> print('The value of i is', i)    
    
    
    The value of i is 65536

关键字参数 end 可以取消输出后面的换行, 或用另一个字符串结尾：

   
   
   
       
    
    
    >>> a, b = 0, 1    
    
    
    >>> while a < 1000:    
    
    
    ... print(a, end=',')    
    
    
    ... a, b = b, a+b    
    
    
    ...    
    
    
    0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,

备注

** 比 - 的优先级更高, 所以 -3**2 会被解释成 -(3**2) ，因此，结果是 -9。要避免这个问题，并且得到 9, 可以用 (-3)**2。

和其他语言不一样，特殊字符如 \n 在单引号（'...'）和双引号（"..."）里的意义一样。这两种引号唯一的区别是，不需要在单引号里转义双引号 "，但必须把单引号转义成 \'，反之亦然。

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