Python3教程-2-Python小试

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PS:本文由https://www.python.org/Python3.6/3.7官方教程文件翻译所得

详情请传送https://docs.python.org/3/tutorial/appetite.html

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3. Python介绍

在以下示例中，输入和输出通过是否存在提示来区分（>>>和...）：要重复示例，必须在提示符后出现提示时出现提示; 从解释器输出不以提示开头的行。请注意，示例中一行上的辅助提示意味着您必须键入一个空行; 这用于结束多行命令。

本手册中的许多示例，即使是在交互式提示符下输入的示例，都包含注释。Python中的注释以哈希字符开头 #，并延伸到物理行的末尾。注释可能出现在行的开头或跟随空格或代码，但不在字符串文字中。字符串文字中的哈希字符只是一个哈希字符。由于注释是为了澄清代码而不是由Python解释，因此在键入示例时可能会省略它们。

一些例子：

# 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。使用Python作为计算器

让我们尝试一些简单的Python命令。启动解释器并等待主要提示符>>>

3.1.1。数字

解释器充当一个简单的计算器：您可以在其上键入表达式，它将写入值。表达式语法是直接的：运营商+，-，*和/工作就像在大多数其他语言（例如，C或Pascal）; 括号（()）可用于分组。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（例如2，4，20）具有类型int，具有小数部分（例如，那些5.0，1.6）具有类型 float。我们将在本教程后面看到有关数值类型的更多信息。

Division（/）总是返回一个浮点数。要进行分区并获得整数结果（丢弃任何小数结果），您可以使用// 运算符; 

计算余数%：

>>>

>>> 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  # result * divisor + remainder
17

使用Python，可以使用**运算符来计算幂[1]：

>>>

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

等号（=）用于为变量赋值。之后，在下一个交互式提示之前不会显示任何结果：

>>>

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

如果变量没有“定义”（赋值），尝试使用它会给你一个错误：

>>>

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

浮点数完全支持; 具有混合类型操作数的运算符将整数操作数转换为浮点数：

>>>

>>> 4 * 3.75 - 1
14.0

在交互模式下，最后打印的表达式将分配给变量 _。这意味着当您使用Python作为桌面计算器时，继续计算会更容易一些，例如：

>>>

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

该变量应被用户视为只读。不要为其显式赋值 - 您将创建一个具有相同名称的独立局部变量，以使用其魔术行为屏蔽内置变量。

除了int和之外float，Python还支持其他类型的数字，例如Decimal和Fraction。Python还内置了对复数的支持，并使用j或J后缀来表示虚部（例如3+5j）。

3.1.2。字符串

除了数字，Python还可以操作字符串，这可以通过多种方式表达。它们可以用单引号（'...'）或双引号（"..."）括起来，结果相同[2]。 

>>>

>>> '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.'

在交互式解释器中，输出字符串用引号括起来，特殊字符用反斜杠转义。虽然这有时可能与输入看起来不同（封闭的引号可能会改变），但这两个字符串是等价的。如果字符串包含单引号而没有双引号，则该字符串用双引号括起来，否则用单引号括起来。该print()函数通过省略封闭引号并打印转义字符和特殊字符，产生更易读的输出：

>>>

>>> '"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.

如果您不希望将前面提到的字符\解释为特殊字符，则可以通过在第一个引号之前添加原始字符串来使用原始字符串r：

>>>

>>> 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

字符串文字可以跨越多行。一种方法是使用三引号： """..."""或'''...'''。行尾自动包含在字符串中，但可以通过\在行尾添加a来防止这种情况。以下示例：

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

产生以下输出（请注意，不包括初始换行符）：

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

字符串可以与+操作符连接（粘合在一起），并重复*：

>>>

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

两个或多个彼此相邻的字符串文字（即引号之间的字符串）会自动连接。

>>>

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

当您想要断开长字符串时，此功能特别有用：

>>>

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

这仅适用于两个文字，而不是变量或表达式：

>>>

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

如果要连接变量或变量和文字，请使用+：

>>>

>>> prefix + 'thon'
'Python'

字符串可以被索引（下标），第一个字符具有索引0.没有单独的字符类型; 一个字符只是一个大小为1的字符串：

>>>

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

指数也可能是负数，从右边开始计算：

>>>

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

请注意，由于-0与0相同，因此负索引从-1开始。

除索引外，还支持切片。虽然索引用于获取单个字符，但切片允许您获取子字符串：

>>>

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

请注意如何始终包含开始，并始终排除结束。这可以确保始终等于：s[:i] + s[i:]s

>>>

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

切片索引具有有用的默认值; 省略的第一个索引默认为零，省略的第二个索引默认为要切片的字符串的大小。

>>>

>>> 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'

记住切片如何工作的一种方法是将索引视为指向 字符之间，第一个字符的左边缘编号为0.然后，n个字符的字符串的最后一个字符的右边缘具有索引n，例如：

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

第一行数字给出了字符串中索引0 ... 6的位置; 第二行给出相应的负指数。从i到 j的切片分别由标记为i和j的边之间的所有字符组成。

对于非负索引，切片的长度是索引的差异，如果两者都在边界内。例如，长度word[1:3]为2。

尝试使用过大的索引将导致错误：

>>>

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

但是，在用于切片时，优雅地处理超出范围的切片索引：

>>>

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

Python字符串无法更改 - 它们是不可变的。因此，分配给字符串中的索引位置会导致错误：

>>>

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

如果您需要不同的字符串，则应创建一个新字符串：

>>>

>>> '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

 

文本序列类型 - str

字符串是序列类型的示例，并支持此类型支持的常见操作。

字符串方法

字符串支持大量基本转换和搜索方法。

格式化的字符串文字

具有嵌入式表达式的字符串文字。

格式字符串语法

有关字符串格式的信息str.format()。

printf-style字符串格式

%这里将更详细地描述当字符串是运算符的左操作数时调用的旧格式化操作。

3.1.3。列表

Python知道许多复合数据类型，用于将其他值组合在一起。最通用的是列表，它可以写成方括号之间的逗号分隔值（项）列表。列表可能包含不同类型的项目，但通常项目都具有相同的类型。

>>>

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

像字符串（以及所有其他内置序列类型）一样，列表可以被索引和切片：

>>>

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

所有切片操作都返回包含所请求元素的新列表。这意味着以下切片返回列表的新副本：

>>>

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

列表还支持串联、拼接等操作：

>>>

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

与不可变的字符串不同，列表是可变 类型，即可以更改其内容：

>>>

>>> 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]

您还可以使用该append() 方法在列表末尾添加新项目（我们稍后会看到有关方法的更多信息）：

>>>

>>> 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]

也可以分配切片，这甚至可以改变列表的大小或完全清除它：

>>>

>>> 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()也适用于列表：

>>>

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

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 迈向编程的第一步

当然，我们可以将Python用于更复杂的任务，而不是将两个和两个一起添加。例如，我们可以编写Fibonacci系列的初始子序列， 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

此示例介绍了几个新功能。

• 第一行包含多个赋值：变量a并b 同时获取新值0和1.在最后一行再次使用它，证明在任何赋值发生之前，右边的表达式都是先评估的。右侧表达式从左到右进行评估。

• while只要条件（此处为：）保持为真，循环就会执行。在Python中，就像在C中一样，任何非零整数值都是真的; 零是假的。条件也可以是字符串或列表值，实际上是任何序列; 任何长度非零的东西都是真的，空序列都是假的。该示例中使用的测试是简单的比较。标准比较运算符的编写方式与C中的相同:( 小于），（大于）， （等于），（小于或等于），（大于或等于）和（不等于）。a < 10<>==<=>=!=

• 在体循环是缩进：缩进是Python对语句分组的方法。在交互式提示符下，您必须为每个缩进行键入一个选项卡或空格。在实践中，您将使用文本编辑器为Python准备更复杂的输入; 所有体面的文本编辑都有自动缩进功能。当以交互方式输入复合语句时，必须后跟一个空行以指示完成（因为解析器在您键入最后一行时无法猜出）。请注意，基本块中的每一行必须缩进相同的数量。

• 该print()函数写入给定参数的值。它与仅处理多个参数，浮点数量和字符串的方式不同，只是编写您想要编写的表达式（正如我们之前在计算器示例中所做的那样）。字符串打印时不带引号，并在项目之间插入空格，因此您可以很好地格式化事物，如下所示：

  >>>

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

  关键字参数end可用于避免输出后的换行符，或者使用不同的字符串结束输出：

  >>>

  >>> 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,
  

注

[1]	由于**具有更高的优先级-，因此-3**2将被解释为-(3**2)从而导致-9。要避免这种情况并获得9，您可以使用(-3)**2。

[2]	与其他语言不同，特殊字符\n与single（'...'）和double（"..."）引号具有相同的含义。两者之间的唯一区别是，在单引号内你不需要逃避"（但你必须逃避\'），反之亦然。