Python基础

一、Python概述

1. Python 的起源

Python 的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）
1989 年的圣诞节期间，吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的解释程序，作为 ABC 语言的一种继承
ABC 是由吉多参加设计的一种教学语言，就吉多本人看来，ABC 这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是 ABC 语言并没有成功，究其原因，吉多认为是非开放造成的。吉多决心在 Python 中避免这一错误，并获取了非常好的效果
之所以选中 Python（蟒蛇）作为程序的名字，是因为他是 BBC 电视剧——蒙提·派森的飞行马戏团（Monty Python’s Flying Circus）的爱好者
1991 年，第一个 Python 解释器 诞生，它是用 C 语言实现的，并能够调用 C 语言的库文件

1.1 解释器

计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，所以必须要把程序员所写的程序语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序。将其他语言翻译成机器语言的工具，被称为编译器
编译器翻译的方式有两种：一个是编译，另外一个是解释。两种方式之间的区别在于翻译时间点的不同。当编译器以解释方式运行的时候，也称之为解释器
编译型语言：程序在执行之前需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些。如 C、C++
解释型语言：解释型语言编写的程序不进行预先编译，以文本方式存储程序代码，会将代码一句一句直接运行。在发布程序时，看起来省了道编译工序，但是在运行程序的时候，必须先解释再运行
编译型语言和解释型语言对比
- 速度 —— 编译型语言比解释型语言执行速度快
- 跨平台性 —— 解释型语言比编译型语言跨平台性好

1.2 Python 的设计目标

1999 年，吉多·范罗苏姆向 DARPA 提交了一条名为 “Computer Programming for Everybody” 的资金申请，并在后来说明了他对 Python 的目标：
- 一门简单直观的语言并与主要竞争者一样强大
- 开源，以便任何人都可以为它做贡献
- 代码像纯英语那样容易理解
- 适用于短期开发的日常任务

1.3 Python 的设计哲学

优雅
明确
简单
Python 开发者的哲学是：用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事
如果面临多种选择，Python 开发者一般会拒绝花俏的语法，而选择明确没有或者很少有歧义的语法

2. Python 的简介

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。
解释型语言，开发过程没有编译环节
交互式语言，可以在Python提示符后面直接互动执行写自己的程序
面向对象语言

3. Python 的特点

Python 是完全面向对象的语言
- 函数、模块、数字、字符串都是对象，在 Python 中一切皆对象
- 完全支持继承、重载、多重继承
- 支持重载运算符，也支持泛型设计
Python 拥有一个强大的标准库，Python 语言的核心只包含 数字、字符串、列表、字典、文件 等常见类型和函数，而由 Python 标准库提供了 系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理 等额外的功能
Python 社区提供了大量的第三方模块，使用方式与标准库类似。它们的功能覆盖 科学计算、人工智能、机器学习、Web 开发、数据库接口、图形系统 多个领域
面向对象的思维方式
- 面向对象 是一种 思维方式，也是一门 程序设计技术
- 要解决一个问题前，首先考虑由谁来做，怎么做事情是谁的职责，最后把事情做好就行！
  - 对象就是谁
- 要解决复杂的问题，就可以找多个不同的对象，各司其职，共同实现，最终完成需求

4. Python3 的安装

为了不带入过多的累赘，Python 3.0在设计的时候没有考虑向下相容。
环境安装
- 下载Python环境安装包
- 安装Python环境
- 测试是否安装成功 python3 --version
安装Anaconda
- 为了更简单地使用python中丰富的库资源，可以直接安装一个python“全家桶”——Anaconda。
- Anaconda 是一个python的发行版，包括了python和很多常见的软件库, 和一个包管理器conda。常见的科学计算类的库都包含在里面，使得安装比常规python安装要容易。注意，装了Anaconda就不需要再装python了。
- Anaconda不仅可以方便地安装、更新、卸载工具包，而且安装时能自动安装相应的依赖包，同时还能使用不同的虚拟环境隔离不同要求的项目；从而大大简化了工作流程。

5. Python 的优缺点

优点
- 简单、易学
- 免费、开源
- 面向对象
- 丰富的库
- 可扩展性
  - 如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以把这部分程序用 C 或 C++ 编写，然后在 Python 程序中使用它们
缺点
- 运行速度
- 国内市场较小
- 中文资料匮乏

二、Python 基本语法

1. 编码

默认情况下，python3源文件以UTF-8编码，所有字符串都是unicode字符串。同时可以指定源文件的不同编码
文件开头加上
# -*- coding: UTF-8 -*-
# coding=utf-8(等号两边不能有空格)
允许在源文件中使用utf-8字符集中的字符编码，对应的适合语言为中文等。

2. 标识符

第一个字符必须是字母表中的字母或下划线_
标识符中的其他部分由字母、数字和下划线组成
标识符对大小写敏感
在python3中，非ASCII标识符 (如中文字符) 也是允许的

3. 注释

单行注释：井号 #
多行注释：三个单引号’’’，或者三个双引号"""

4. 行和缩进

Python的代码块不使用大括号{}来控制类，函数以及其他逻辑判断。python 最具特色的就是用缩进来写模块。
缩进的空白数量是可变的，但是所有代码块语句必须包含相同的缩进空白数量，这个必须严格执行。

5. 多行语句

Python语句中一般以新行作为语句的结束符。但是我们可以使用斜杠（ \）将一行的语句分为多行显示
- total = item_one + \
  item_two + \
  item_three
- print(‘aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa\
  aaaaaaaaaaaaaaaaaaaa’)
语句中包含 [], {} 或 () 括号就不需要使用多行连接符。
days = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’,
‘Thursday’, ‘Friday’]

6. Python空行

函数之间或类的方法之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔，以突出函数入口的开始。空行与代码缩进不同，空行并不是Python语法的一部分。书写时不插入空行，Python解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码，便于日后代码的维护或重构。

7. 等待用户输入

执行下面的程序在按回车键后就会等待用户输入：
- input("\n\n按下 enter 键后退出。")

8. Print输出

print 默认输出是换行的，如果要实现不换行需要在变量末尾加上 end=""

9. import 与 from…import

在 python 用 import 或者 from…import 来导入相应的模块。
a、将整个模块(somemodule)导入，格式为： import somemodule
b、从某个模块中导入某个函数,格式为： from somemodule import somefunction
c、从某个模块中导入多个函数,格式为： from somemodule import firstfunc, secondfunc, thirdfunc
d、将某个模块中的全部函数导入，格式为： from somemodule import *

10. 算术运算符

+ - * / // % **

11. 程序执行原理

11.1 计算机中的三大件

计算机中包含有较多的硬件，但是一个程序要运行，有三个核心的硬件，分别是：
- CPU
  - 中央处理器，是一块超大规模的集成电路
  - 负责 处理数据／计算
- 内存
  - 临时存储数据（断电之后，数据会消失）
  - 速度快
  - 空间小（单位价格高）
- 硬盘
  - 永久存储数据
  - 速度慢
  - 空间大（单位价格低）
计算机中哪一个硬件设备负责执行程序？
- CPU
内存的速度快还是硬盘的速度快？
- 内存
我们的程序是安装在内存中的，还是安装在硬盘中的？
- 硬盘
我买了一个内存条，有 500G 的空间！！！，这句话对吗？
- 不对，内存条通常只有 4G / 8G / 16G / 32G
计算机关机之后，内存中的数据都会消失，这句话对吗？
- 正确

11.2 程序执行的原理

程序 运行之前，程序是 保存在硬盘 中的
当要运行一个程序时
- 操作系统会首先让 CPU 把程序复制到内存中
- CPU 执行内存中的 程序代码
程序要执行，首先要被加载到内存

11.3 Python 程序执行原理

操作系统会首先让 CPU 把 Python 解释器 的程序复制到内存中
Python 解释器 根据语法规则，从上向下 让 CPU 翻译 Python 程序中的代码
CPU 负责执行翻译完成的代码
执行以下终端命令可以查看 Python 解释器的大小

# 1. 确认解释器所在位置
$ which python# 2. 查看 python 文件大小(只是一个软链接)
$ ls -lh /usr/bin/python# 3. 查看具体文件大小
$ ls -lh /usr/bin/python2.7# 建立 软链接 的目的，是为了方便使用者不用记住使用的解释器是 哪一个具体版本

11.4 程序的作用

QQ 在运行之前，是保存在硬盘中的
运行之后，QQ 程序就会被加载到内存中了
读取用户输入的 QQ 号码
读取用户输入的 QQ 密码
将 QQ 号码和 QQ 密码发送给腾讯的服务器，等待服务器确认用户信息
在 QQ 这个程序将 QQ 号码和 QQ 密码发送给服务器之前，需要先存储一下 QQ 号码和密码
QQ 这个程序把 QQ 号码和 QQ 密码保存在内存中，因为 QQ 程序自己就在内存中
QQ 这个程序是怎么保存用户的 QQ 号码和 QQ 密码的？
- 在内存中为 QQ 号码和 QQ 密码各自分配一块空间
  - 在 QQ 程序结束之前，这两块空间是由 QQ 程序负责管理的，其他任何程序都不允许使用
  - 在 QQ 自己使用完成之前，这两块空间始终都只负责保存 QQ 号码和 QQ 密码
- 使用一个别名标记 QQ 号码和 QQ 密码在内存中的位置
在程序内部，为 QQ 号码和 QQ 密码在内存中分配的空间就叫做变量
程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的

三、基本数据类型

1. 变量赋值

counter = 100       # 整型变量
miles = 1000.0     # 浮点型变量
name = "runoob"      # 字符串print (counter)
print (miles)
print (name)

2. 多变量赋值

# Python允许你同时为多个变量赋值。例如：
a = b = c = 1
# 以上实例，创建一个整型对象，值为 1，从后向前赋值，三个变量被赋予相同的数值。# 可以为多个对象指定多个变量。例如：
a, b, c = 1, 2, "runoob"
a,b = b,a              # 变量的交换
# 以上实例，两个整型对象 1 和 2 的分配给变量 a 和 b，字符串对象 "runoob" 分配给变量 c。
# 注意：
a = 10
b = 20
a,b = b,a+5
print(a,b)
# 结果：a = 20,b=15

3. 标准数据类型

Number（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Set（集合）、Dictionary（字典）
不可变数据（3 个）：Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）
可变数据（3 个）：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）

4. Number

int、float、bool、complex(复数)
函数
- type(a) # 判断数据类型，不会认为子类是一种父类类型
- isinstance(a,int) # 判断数据是否属于某类型，会认为子类是一种父类类型
- del var1,var2 # 手动GC
进制
- 二进制：使用0b开头例如：0b1010
- 八进制：使用0o开头例如：0o555
- 十六进制：0x开头例如：0x52A74（大小写都OK）
数学函数
- import math
- 基本数学函数
  - abs(x) 返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
  - ceil(x) 返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
  - (x>y)-(x<y) 如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1
  - exp(x) 返回e的x次幂(ex)，如math.exp(1) 返回2.718281828459045
  - fabs(x) 返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
  - floor(x) 返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
  - log(x) 如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回
  - log10(x) 返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
  - max(x1, x2,…) 返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
  - min(x1, x2,…) 返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
  - modf(x) 返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。
  - pow(x, y) x**y 运算后的值。
  - round(x [,n]) 返回浮点数x的四舍五入值，如给出n值，则代表舍入到小数点后的位数。
  - sqrt(x) 返回数字x的平方根。
- 随机数函数
  - choice(seq) 从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，
    从0到9中随机挑选一个整数。
  - randrange ([start,] stop [,step]) 从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数缺省值为1
  - random() 随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。
  - seed([x]) 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。
  - shuffle(lst) 将序列的所有元素随机排序
  - uniform(x, y) 随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。
- 三角函数
  - acos(x) 返回x的反余弦弧度值。
  - asin(x) 返回x的反正弦弧度值。
  - atan(x) 返回x的反正切弧度值。
  - atan2(y, x) 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。
  - cos(x) 返回x的弧度的余弦值。
  - hypot(x, y) 返回欧几里德范数 sqrt(xx + yy)。
  - sin(x) 返回的x弧度的正弦值。
  - tan(x) 返回x弧度的正切值。
  - degrees(x) 将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ，返回90.0
  - radians(x) 将角度转换为弧度
- 数学常量
  - pi 数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示）
  - e 数学常量 e，e即自然常数（自然常数）

5. String

Python中的字符串用单引号 ’ 或双引号 " 括起来，同时使用反斜杠 \ 转义特殊字符。下标从0开始。
加号 + 是字符串的连接符，星号 * 表示复制当前字符串，紧跟的数字为复制的次数。

字符串截取

变量[头下标:尾下标:步长)

   -6  -5  -4  -3  -2  -10    1   2   3   4   5+---+---+---+---+---+---+| a | b | c | d | e | f |+---+---+---+---+---+---+

字符串打印
- Python 使用反斜杠()转义特殊字符，如果你不想让反斜杠发生转义，可以在字符串前面添加一个 r，表示原始字符串
- print(‘Ru\noob’) Runoob
- print(r’Ru\noob’) Ru\noob
字符串获取 print(str[0])
要点
- 反斜杠可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义。
- 字符串可以用+运算符连接在一起，用*运算符重复。
- Python中的字符串有两种索引方式，从左往右以0开始，从右往左以-1开始。
- Python中的字符串不能改变。
  - str = ‘abcdef’
  - str[0] = ‘s’ # 报错
- Python 没有单独的字符类型，一个字符就是长度为1的字符串。

6. List

List（列表）是Python 中使用最频繁的数据类型。列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。列表中元素的类型可以不相同，它支持数字，字符串甚至可以包含列表(所谓嵌套)。列表是写在方括号[]之间、用逗号分隔开的元素列表。和字符串一样，列表同样可以被索引和截取，列表被截取后返回一个包含所需元素的新列表。
定义：
- list = [0,1,2,3,‘c’]
- list[0] # 0
- len(list) # 长度5
- list[0:3] # [0,1,2]
要点：
1、List写在方括号之间，元素用逗号隔开。
2、和字符串一样，list可以被索引和切片。
3、List可以使用+操作符进行拼接。
4、List中的元素是可以改变的。
5、不支持与或非运算

7. Tuple

元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号 () 里，元素之间用逗号隔开。
定义：
- t = (0,1,2,3,‘c’)
- t[0] # 0
- len(list) # 长度5
- t[0:3] # (0,1,2)
- t[0] = 2 # 报错
要点
- 与字符串一样，元组的元素不能修改。虽然tuple的元素不可改变，但它可以包含可变的对象，比如list列表。
  - list = [0,2,1,3]
  - t = (0,1,2,3,list)
  - t[0] = 1 # 报错
  - t[4][0] = 1
  - print(t[4]) # ok
- 元组也可以被索引和切片，方法一样。
- 注意构造包含0或1个元素的元组的特殊语法规则。
  - tup1 = () # 空元组
  - tup2 = (20,) # 一个元素，需要在元素后添加逗号
- 元组也可以使用 + 或 * 操作符进行拼接。

8. Set 集合

集合（set）是由一个。合的事物或对象称作元素或是成员。基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素。
可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

创建格式：
parame = {value01,value02,…} 或者 set(value)
s = {‘Tom’, ‘Jim’, ‘Mary’, ‘Tom’, ‘Jack’, ‘Rose’}
print(s) # {‘Mary’, ‘Jack’, ‘Rose’, ‘Tom’, ‘Jim’}

 s = set('1b1b2b3b2b')      # {'2', '3', '1', 'b'}set操作：# set可以进行集合运算a = set('abracadabra')b = set('alacazam')print(a)>>> {'b', 'a', 'c', 'r', 'd'}print(a - b)     # a和b的差集>>> {'b', 'd', 'r'}print(a | b)     # a和b的并集>>> {'l', 'r', 'a', 'c', 'z', 'm', 'b', 'd'}print(a & b)     # a和b的交集>>> {'a', 'c'}print(a ^ b)     # a和b中不同时存在的元素>>> {'l', 'r', 'z', 'm', 'b', 'd'}

9. Dictionary（字典）

字典（dictionary）是Python中另一个非常有用的内置数据类型。
列表是有序的对象集合，字典是无序的对象集合。
两者之间的区别在于：字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。
字典是一种映射类型，字典用"{ }"标识，它是一个无序的键(key) : 值(value)对集合。
键(key)必须使用不可变类型。
在同一个字典中，键(key)必须是唯一的。

字典创建：
(1) d = {“a”:1,“b”:2,“c”:3}
(2) d = dict([(‘Runoob’, 1), (‘Google’, 2), (‘Taobao’, 3)])
(3) d = {x:x**2 for x in (2, 4, 6)} # [2:4,4:16,6:36]
(4) d = dict(Runoob=1, Google=2, Taobao=3)
字典操作：
tinydict = {‘name’: ‘baidu’,‘code’:1, ‘site’: ‘www.baidu.com’}

    print (dict['name'])          # 输出键为 'name' 的值print (dict['code'])            # 输出键为 'code' 的值print (tinydict)              # 输出完整的字典print (tinydict.keys())            # 输出所有键 dict_keys(['name', 'code', 'site'])print (tinydict.values())      # 输出所有值 dict_values(['baidu', 1, 'www.baidu.com'])

四、变量的基本使用

1. 变量定义

在 Python 中，每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建
等号（=）用来给变量赋值
- = 左边是一个变量名
- = 右边是存储在变量中的值

变量名 = 值
# 变量定义之后，后续就可以直接使用了# 定义 qq 号码变量
qq_number = "1234567"# 定义 qq 密码变量
qq_password = "123"# 在程序中，如果要输出变量的内容，需要使用 print 函数
print(qq_number)
print(qq_password)

2. 变量的类型

在内存中创建一个变量，会包括：
a. 变量的名称
b. 变量保存的数据
c. 变量存储数据的类型
d. 变量的地址（标示）

2.1 变量的类型

在 Python 中定义变量是 不需要指定类型（在其他很多高级语言中都需要）
数据类型可以分为数字型和非数字型
数字型
- 整型 (int)
- 浮点型（float）
- 布尔型（bool）
  - 真 True 非 0 数 —— 非零即真
  - 假 False 0
- 复数型 (complex)
  - 主要用于科学计算，例如：平面场问题、波动问题、电感电容等问题
非数字型
- 字符串
- 列表
- 元组
- 字典
使用 type 函数可以查看一个变量的类型

In [1]: type(name)

2.2 不同类型变量之间的计算

2.2.1 数字型变量之间可以直接计算

在 Python 中，两个数字型变量是可以直接进行算数运算的
如果变量是 bool 型，在计算时
- True 对应的数字是 1
- False 对应的数字是 0

2.2.2 字符串变量之间使用 + 拼接字符串

在 Python 中，字符串之间可以使用 + 拼接生成新的字符串

In [1]: first_name = "三"In [2]: last_name = "张"In [3]: first_name + last_name
Out[3]: '三张'

2.2.3 字符串变量可以和整数使用 * 重复拼接相同的字符串

In [1]: "-" * 50
Out[1]: '--------------------------------------------------'

2.2.4 数字型变量和字符串之间不能进行其他计算

In [1]: first_name = "zhang"In [2]: x = 10In [3]: x + first_name
---------------------------------------------------------------------------
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
类型错误：`+` 不支持的操作类型：`int` 和 `str`

2.3 变量的输入

所谓输入，就是用代码获取用户通过键盘输入的信息
例如：去银行取钱，在 ATM 上输入密码
在 Python 中，如果要获取用户在键盘上的输入信息，需要使用到 input 函数

2.3.1 关于函数

一个提前准备好的功能(别人或者自己写的代码)，可以直接使用，而不用关心内部的细节
目前已经学习过的函数

函数	说明
print(x)	将 x 输出到控制台
type(x)	查看 x 的变量类型

2.3.2 input 函数实现键盘输入

在 Python 中可以使用 input 函数从键盘等待用户的输入
用户输入的任何内容 Python 都认为是一个字符串
语法如下：

字符串变量 = input("提示信息：")

2.3.3 类型转换函数

函数	说明
int(x)	将 x 转换为一个整数
float(x)	将 x 转换到一个浮点数

2.3.4 变量输入演练 —— 超市买苹果增强版

需求
- 收银员输入苹果的价格，单位：元／斤
- 收银员输入用户购买苹果的重量，单位：斤
- 计算并且输出付款金额
演练方式 1

# 1. 输入苹果单价
price_str = input("请输入苹果价格：")# 2. 要求苹果重量
weight_str = input("请输入苹果重量：")# 3. 计算金额
# 1> 将苹果单价转换成小数
price = float(price_str)# 2> 将苹果重量转换成小数
weight = float(weight_str)# 3> 计算付款金额
money = price * weightprint(money)# 提问
# 1. 演练中，针对 价格 定义了几个变量？
#  ○ 两个
#  ○ price_str 记录用户输入的价格字符串
#  ○ price 记录转换后的价格数值
# 2. 思考 —— 如果开发中，需要用户通过控制台 输入 很多个 数字，针对每一个数字都要定义两个变量，方便吗？

演练方式 2 —— 买苹果改进版
- 定义一个浮点变量接收用户输入的同时，就使用 float 函数进行转换
```
price = float(input("请输入价格:"))
```
- 改进后的好处：
  - 节约空间，只需要为一个变量分配空间
  - 起名字方便，不需要为中间变量起名字
- 改进后的“缺点”：
  - 初学者需要知道，两个函数能够嵌套使用，稍微有一些难度

2.3.5 变量的格式化输出

苹果单价 9.00 元／斤，购买了 5.00 斤，需要支付 45.00 元
在 Python 中可以使用 print 函数将信息输出到控制台
如果希望输出文字信息的同时，一起输出数据，就需要使用到格式化操作符
% 被称为格式化操作符，专门用于处理字符串中的格式
- 包含 % 的字符串，被称为格式化字符串
- % 和不同的字符连用，不同类型的数据需要使用不同的格式化字符

格式化字符	含义
%s	字符串
%d	有符号十进制整数，%06d 表示输出的整数显示位数，不足的地方使用 0 补全
%f	浮点数，%.2f 表示小数点后只显示两位
%%	输出 %

# 语法格式如下：
print("格式化字符串" % 变量1)print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))

格式化输出演练 —— 基本练习

# 需求
# 1. 定义字符串变量 name，输出 我的名字叫 小明，请多多关照！
# 2. 定义整数变量 student_no，输出 我的学号是 000001
# 3. 定义小数 price、weight、money，输出 苹果单价 9.00 元／斤，购买了 5.00 斤，需要支付 45.00 元
# 4. 定义一个小数 scale，输出 数据比例是 10.00%print("我的名字叫 %s，请多多关照！" % name)
print("我的学号是 %06d" % student_no)
print("苹果单价 %.02f 元／斤，购买 %.02f 斤，需要支付 %.02f 元" % (price, weight, money))
print("数据比例是 %.02f%%" % (scale * 100))

五、变量的命名

1. 标识符和关键字

1.1 标识符

标识符就是程序员定义的变量名、函数名
名字需要有见名知义的效果
标识符可以由字母、下划线和数字组成
不能以数字开头
不能与关键字重名

1.2 关键字

关键字就是在 Python 内部已经使用的标识符
关键字具有特殊的功能和含义
开发者不允许定义和关键字相同的名字的标识符

# 通过以下命令可以查看 Python 中的关键字
In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)# 提示：关键字的学习及使用，会在后面的课程中不断介绍
# import 关键字 可以导入一个 “工具包”
# 在 Python 中不同的工具包，提供有不同的工具

2. 变量的命名规则

命名规则可以被视为一种惯例，并无绝对与强制
目的是为了增加代码的识别和可读性
注意 Python 中的标识符是区分大小写的

 - 在定义变量时，为了保证代码格式，= 的左右应该各保留一个空格- 在 Python 中，如果 变量名 需要由 二个 或 多个单词 组成时，可以按照以下方式命名a. 每个单词都使用小写字母b. 单词与单词之间使用 _下划线 连接○ 例如：first_name、last_name、qq_number、qq_password

驼峰命名法
- 当变量名是由二个或多个单词组成时，还可以利用驼峰命名法来命名
- 小驼峰式命名法
  - 第一个单词以小写字母开始，后续单词的首字母大写
  - 例如：firstName、lastName
- 大驼峰式命名法
  - 每一个单词的首字母都采用大写字母
  - 例如：FirstName、LastName、CamelCase

六、判断（if）语句

1. 逻辑运算

# 练习1: 定义一个整数变量 age，编写代码判断年龄是否正确
age = 100# 要求人的年龄在 0-120 之间
if age >= 0 and age <= 120:print("年龄正确")
else:print("年龄不正确")

# 练习2: 定义两个整数变量 python_score、c_score，编写代码判断成绩
python_score = 50
c_score = 50# 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
if python_score > 60 or c_score > 60:print("考试通过")
else:print("再接再厉！")

# 练习3: 定义一个布尔型变量 `is_employee`，编写代码判断是否是本公司员工
is_employee = True# 如果不是提示不允许入内
if not is_employee:print("非公勿内")

2. if 语句进阶

2.1 elif 演练 —— 女友的节日

需求
- 定义 holiday_name 字符串变量记录节日名称
- 如果是情人节应该买玫瑰／看电影
- 如果是平安夜应该买苹果／吃大餐
- 如果是生日应该买蛋糕
- 其他的日子每天都是节日啊……

holiday_name = "平安夜"if holiday_name == "情人节":print("买玫瑰")print("看电影")
elif holiday_name == "平安夜":print("买苹果")print("吃大餐")
elif holiday_name == "生日":print("买蛋糕")
else:print("每天都是节日啊……")

2.2 if 的嵌套演练 —— 火车站安检

需求
- 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
- 定义整型变量 knife_length 表示刀的长度，单位：厘米
- 首先检查是否有车票，如果有，才允许进行安检
- 安检时，需要检查刀的长度，判断是否超过 20 厘米
  - 如果超过 20 厘米，提示刀的长度，不允许上车
  - 如果不超过 20 厘米，安检通过
- 如果没有车票，不允许进门

# 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
has_ticket = True# 定义整数型变量 knife_length 表示刀的长度，单位：厘米
knife_length = 20# 首先检查是否有车票，如果有，才允许进行 安检
if has_ticket:print("有车票，可以开始安检...")# 安检时，需要检查刀的长度，判断是否超过 20 厘米# 如果超过 20 厘米，提示刀的长度，不允许上车if knife_length >= 20:print("不允许携带 %d 厘米长的刀上车" % knife_length)# 如果不超过 20 厘米，安检通过else:print("安检通过，祝您旅途愉快……")# 如果没有车票，不允许进门
else:print("大哥，您要先买票啊")

3. 综合应用 —— 石头剪刀布

3.1 基础代码实现

先假定电脑就只会出石头，完成整体代码功能

# 从控制台输入要出的拳 —— 石头（1）／剪刀（2）／布（3）
player = int(input("请出拳 石头（1）／剪刀（2）／布（3）："))# 电脑 随机 出拳 - 假定电脑永远出石头
computer = 1# 比较胜负
# 如果条件判断的内容太长，可以在最外侧的条件增加一对大括号
# 再在每一个条件之间，使用回车，PyCharm 可以自动增加 8 个空格
if ((player == 1 and computer == 2) or(player == 2 and computer == 3) or(player == 3 and computer == 1)):print("噢耶！！！电脑弱爆了！！！")
elif player == computer:print("心有灵犀，再来一盘！")
else:print("不行，我要和你决战到天亮！")

3.2 随机数的处理

在 Python 中，要使用随机数，首先需要导入随机数的模块 —— “工具包”

import random

导入模块后，可以直接在模块名称后面敲一个 . 然后按 Tab 键，会提示该模块中包含的所有函数
random.randint(a, b) ，返回 [a, b] 之间的整数，包含 a 和 b

random.randint(12, 20)  # 生成的随机数n: 12 <= n <= 20
random.randint(20, 20)  # 结果永远是 20
random.randint(20, 10)  # 该语句是错误的，下限必须小于上限

七、运算符

1. 算数运算符

+ - * / // % **

2. 比较（关系）运算符

== != > < >= <=

3. 逻辑运算符

and or not

4. 赋值运算符

= += -= *= /= //= %= **=

5. 运算符的优先级

运算符	描述
**	幂 (最高优先级)
* / % //	乘、除、取余数、取整除
+ -	加法、减法
<= < > >=	比较运算符
== !=	等于运算符
= %= /= //= -= += = *=	赋值运算符
not or and	逻辑运算符

八、循环

1. 程序的三大流程

在程序开发中，一共有三种流程方式：
- 顺序 —— 从上向下，顺序执行代码
- 分支 —— 根据条件判断，决定执行代码的分支
- 循环 —— 让特定代码重复执行

2. 循环计算

# 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
# 0. 定义最终结果的变量
result = 0# 1. 定义一个整数的变量记录循环的次数
i = 0# 2. 开始循环
while i <= 100:print(i)# 每一次循环，都让 result 这个变量和 i 这个计数器相加result += i# 处理计数器i += 1print("0~100之间的数字求和结果 = %d" % result)

# 计算 0 ~ 100 之间 所有 偶数 的累计求和结果
# 0. 最终结果
result = 0# 1. 计数器
i = 0# 2. 开始循环
while i <= 100:# 判断偶数if i % 2 == 0:print(i)result += i# 处理计数器i += 1print("0~100之间偶数求和结果 = %d" % result)

3. break 和 continue

break 和 continue 是专门在循环中使用的关键字
- break 某一条件满足时，退出循环，不再执行后续重复的代码
- continue 某一条件满足时，不执行后续重复的代码

4. while 循环嵌套

4.1 循环嵌套演练 —— 九九乘法表

# 第 1 步：用嵌套打印小星星
*
**
***
****
*****# 1. 定义一个计数器变量，从数字1开始，循环会比较方便
row = 1while row <= 5:print("*" * row)row += 1# 第 2 步：使用循环嵌套打印小星星# 知识点 对 print 函数的使用做一个增强● 在默认情况下，print 函数输出内容之后，会自动在内容末尾增加换行
● 如果不希望末尾增加换行，可以在 print 函数输出内容的后面增加 , end=""
● 其中 "" 中间可以指定 print 函数输出内容之后，继续希望显示的内容
● 语法格式如下：
# 向控制台输出内容结束之后，不会换行
print("*", end="")# 单纯的换行
print("")row = 1while row <= 5:# 假设 python 没有提供字符串 * 操作# 在循环内部，再增加一个循环，实现每一行的 星星 打印col = 1while col <= row:print("*", end="")col += 1# 每一行星号输出完成后，再增加一个换行print("")row += 1

4.2 九九乘法表

需求输出九九乘法表，格式如下：

1 * 1 = 1
1 * 2 = 2  2 * 2 = 4
1 * 3 = 3  2 * 3 = 6  3 * 3 = 9
1 * 4 = 4  2 * 4 = 8  3 * 4 = 12 4 * 4 = 16
1 * 5 = 5  2 * 5 = 10 3 * 5 = 15 4 * 5 = 20 5 * 5 = 25
1 * 6 = 6  2 * 6 = 12 3 * 6 = 18 4 * 6 = 24 5 * 6 = 30 6 * 6 = 36
1 * 7 = 7  2 * 7 = 14 3 * 7 = 21 4 * 7 = 28 5 * 7 = 35 6 * 7 = 42 7 * 7 = 49
1 * 8 = 8  2 * 8 = 16 3 * 8 = 24 4 * 8 = 32 5 * 8 = 40 6 * 8 = 48 7 * 8 = 56 8 * 8 = 64
1 * 9 = 9  2 * 9 = 18 3 * 9 = 27 4 * 9 = 36 5 * 9 = 45 6 * 9 = 54 7 * 9 = 63 8 * 9 = 72 9 * 9 = 81

开发步骤：
1.打印 9 行小星星*********************************************
2.将每一个 * 替换成对应的行与列相乘
# 定义起始行
row = 1# 最大打印 9 行
while row <= 9:# 定义起始列col = 1# 最大打印 row 列while col <= row:# end = ""，表示输出结束后，不换行# "\t" 可以在控制台输出一个制表符，协助在输出文本时对齐print("%d * %d = %d" % (col, row, row * col), end="\t")# 列数 + 1col += 1# 一行打印完成的换行print("")# 行数 + 1row += 1

字符串中的转义字符
- \t 在控制台输出一个制表符，协助在输出文本时垂直方向保持对齐
- \n 在控制台输出一个换行符

转义字符	描述
\	反斜杠符号
’	单引号
"	双引号
\n	换行
\t	横向制表符
\r	回车

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