Python基础（上）
Python基础（上）
实验简介
小提醒
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教程将专注于Python基础，语法基于Python 2.7 (我会提醒Python 3.x中有变化的地方，以方便读者适应3.X的情况)。测试环境为Linux。标准库的一些包不适用于Windows平台。如果文中的程序无法在你的平台上运行，欢迎讨论。
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我将专注于Python的主干，以便读者能以最快时间对Python形成概念。
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Linux命令行将以 \$ 开始，比如 \$ls, $python
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Python命令行将以 >>> 开始，比如 >>>print 'Hello World!'
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注释会以 # 开始
建议
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将教程中的命令敲到Python中看看效果。
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看过教程之后，可以进行一些练习。
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参与实验楼讨论区的讨论，可以更好的积累经验。
二、Hello World!
1、Python命令行
实验环境已经安装好了Python, 在Linux命令行输入:
$python
将直接进入python。然后在命令行提示符>>>后面输入:
>>>print('Hello World!')
可以看到，随后在屏幕上输出:
Hello World!
print是一个常用函数，其功能就是输出括号中得字符串。
（在Python 2.x中，print还可以是一个关键字，可写成print 'Hello World!'，但这在3.x中行不通 ）
2、写一段小程序
另一个使用Python的方法，是写一个Python程序。用文本编辑器写一个 .py 结尾的文件，比如说 hello.py
在hello.py中写入如下，并保存:
print('Hello World!')
退出文本编辑器，然后在命令行输入:
$python hello.py
来运行hello.py。可以看到Python随后输出:
Hello World!
3、脚本
我们还可以把Python程序hello.py改成一个可执行的脚本，可以直接执行：
#!/usr/bin/env python
print('Hello World!')
需要修改上面程序的权限为可执行：
chmod 755 hello.py
然后再命令行中，输入：
./hello.py
就可以直接运行了：
三、基本数据类型
1、变量不需要声明
Python的变量不需要声明，你可以直接输入：
>>>a = 10
那么你的内存里就有了一个变量a， 它的值是10，它的类型是integer (整数)。 在此之前你不需要做什么特别的声明，而数据类型是Python自动决定的。
>>>print a
>>>print type(a)
那么会有如下输出：
10
<type 'int'>
这里，我们学到一个内置函数type(), 用以查询变量的类型。
2、回收变量名
如果你想让 a 存储不同的数据，你不需要删除原有变量就可以直接赋值。
>>>a = 1.3
>>>print a,type(a)
会有如下输出：
1.3 <type 'float'>
我们看到print的另一个用法，也就是print后跟多个输出，以逗号分隔。
3、常用数据类型
| 变量 | 数据类型 |
|---|---|
| a=10 | int 整数 |
| a=1.3 | float 浮点数 |
| a=True | 真值(True/False) |
| a='Hello!' | 字符串 |
以上是最常用的数据类型，对于字符串来说，也可以用双引号。
（此外还有分数，字符，复数等其他数据类型，有兴趣的可以学习一下）
四、序列
sequence(序列)是一组有顺序的元素的集合
(严格的说，是对象的集合，但鉴于我们还没有引入“对象”概念，暂时说元素)
序列可以包含一个或多个元素，也可以没有任何元素。
我们之前所说的基本数据类型，都可以作为序列的元素。元素还可以是另一个序列，以及我们以后要介绍的其他对象。
序列有两种：tuple（定值表； 也有翻译为元组） 和 list (表)
>>>s1 = (2, 1.3, 'love', 5.6, 9, 12, False) # s1是一个tuple
>>>s2 = [True, 5, 'smile'] # s2是一个list
>>>print s1,type(s1)
>>>print s2,type(s2)
tuple和list的主要区别在于，一旦建立，tuple的各个元素不可再变更，而list的各个元素可以再变更。
一个序列作为另一个序列的元素：
>>>s3 = [1,[3,4,5]]
空序列：
>>>s4 = []
1、元素的引用
序列元素的下标从0开始：
>>>print s1[0]
>>>print s2[2]
>>>print s3[1][2]
由于list的元素可变更，你可以对list的某个元素赋值：
>>>s2[1] = 3.0
>>>print s2
如果你对tuple做这样的操作，会得到错误提示。
所以，可以看到，序列的引用通过s[int]实现，(int为下标)。
2、其他引用方式
范围引用： 基本样式 [下限:上限:步长]
>>>print s1[:5] # 从开始到下标4 （下标5的元素 不包括在内）
>>>print s1[2:] # 从下标2到最后
>>>print s1[0:5:2] # 从下标0到下标4 (下标5不包括在内)，每隔2取一个元素 （下标为0，2，4的元素）
>>>print s1[2:0:-1] # 从下标2到下标1
从上面可以看到，在范围引用的时候，如果写明上限，那么这个上限本身不包括在内。
尾部元素引用：
>>>print s1[-1] # 序列最后一个元素
>>>print s1[-3] # 序列倒数第三个元素
同样，如果s1[0:-1], 那么最后一个元素不会被引用 （再一次，不包括上限元素本身）。
3、字符串是元组
字符串是一种特殊的元素，因此可以执行元组的相关操作。
>>>str = 'abcdef'
>>>print str[2:4]
五、运算
暂时只介绍这些运算符的基本用法，方便我们展开后面的内容，高级应用暂时不介绍。
1、数学运算
>>>print 1+9 # 加法
>>>print 1.3-4 # 减法
>>>print 3*5 # 乘法
>>>print 4.5/1.5 # 除法
>>>print 3**2 # 乘方
>>>print 10%3 # 求余数
2、判断
判断是真还是假，返回True/False:
>>>print 5==6 # =， 相等
>>>print 8.0!=8.0 # !=, 不等
>>>print 3<3, 3<=3 # <, 小于; <=, 小于等于
>>>print 4>5, 4>=0 # >, 大于; >=, 大于等于
>>>print 5 in [1,3,5] # 5是list [1,3,5]的一个元素
还有is, is not等, 暂时不深入。
3、逻辑运算
True/False之间的运算：
>>>print True and True, True and False # and, “与”运算， 两者都为真才是真
>>>print True or False # or, "或"运算， 其中之一为真即为真
>>>print not True # not, “非”运算， 取反
可以和上一部分结合做一些练习，比如：
>>>print 5==6 or 3>=3
六、缩进和选择
1、缩进
Python最具特色的是用缩进来标明成块的代码。我下面以if选择结构来举例。if后面跟随条件，如果条件成立，则执行归属于 if 的一个代码块。
先看C语言的表达方式（注意，这是C，不是Python!）
if ( i > 0 )
{
x = 1;
y = 2;
}
如果i > 0的话，我们将进行括号中所包括的两个赋值操作。括号中包含的就是块操作，它隶属于if。
在Python中，同样的目的，这段话是这样的：
if i > 0:
x = 1
y = 2
在Python中， 去掉了i > 0周围的括号，去除了每个语句句尾的分号，表示块的花括号也消失了。
多出来了if ...之后的 :(冒号), 还有就是x = 1 和 y =2前面有四个空格的缩进。通过缩进，Python识别出这两个语句是隶属于if。
Python这样设计的理由纯粹是为了程序好看。
2、if语句
写一个完整的程序，命名为ifDemo.py。这个程序用于实现if结构。
i = 1
x = 1
if i > 0:
x = x+1
print x
用cd命令进入该文件所在目录，然后输入命令运行它：
$python ifDemo.py # 运行
程序运行到 if 的时候，条件为True，因此执行x = x+1。
print x语句没有缩进，那么就是if之外。
如果将第一句改成i = -1，那么 if 遇到假值 (False), x = x+1隶属于 if , 这一句跳过。print x没有缩进，是 if 之外，不跳过，继续执行。
这种以四个空格的缩进来表示隶属关系的书写方式，以后还会看到。强制缩进增强了程序的可读性。
复杂一些的 if 选择：
i = 1
if i > 0:
print 'positive i'
i = i + 1
elif i == 0:
print 'i is 0'
i = i * 10
else:
print 'negative i'
i = i - 1
print 'new i:',i
这里有三个块，分别属于if，elif，else引领。
Python检测条件，如果发现 if 的条件为假，那么跳过后面紧跟的块，检测下一个 elif 的条件； 如果还是假，那么执行else块。
通过上面的结构将程序分出三个分支。程序根据条件，只执行三个分支中的一个。
整个 if 可以放在另一个 if 语句中，也就是 if 结构的嵌套使用：
i = 5
if i > 1:
print 'i bigger than 1'
print 'good'
if i > 2:
print 'i bigger than 2'
print 'even better'
if i > 2 后面的块相对于该 if 缩进了四个空格，以表明其隶属于该 if ，而不是外层的 if 。
作业
按照过程在实验楼环境中把本节内容中的Python代码全部运行一遍，并截图保存。
