1.2　Python操作入门

Python语言是一门简单易学的语言，实现同样的功能，Python的代码量相当于其他语言的1/10～1/5。

1.2.1　编写第一段Python代码

以PyCharm为例，运行PyCharm后，需要先新建计划，单击“Create New Project”选项（见图1-9）。

设置Location（路径）和Interpreter（翻译器），笔者同时安装了Python和Anaconda，所以图1-10中的翻译器有两个可选项，二者的区别在于Anaconda中有许多预置好的库，不用再配置库了，相对方便一些。这里选择Python原版的翻译器，然后单击右下角的“Create”按钮。

新建Project（计划）后，在左侧的项目窗口，右击鼠标，在快捷菜单中选择“New”“Python File”命令，新建Python文件（见图1-11）。

在弹出的“New Python file”对话框中设置“Name”（文件名），然后单击右下角的“OK”按钮（见图1-12）。

新建文件后，右侧的空白区域就是代码编辑区（见图1-13）。从“Hello World”开始吧！在编辑区中输入print('Hello,World!')。print()是一个打印函数，表示将括号中的文本打印在即时窗口中。

将鼠标光标停留在括号右侧，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“Run 'test'”命令，其中单引号中的test是当前的文件名，一定要注意运行的文件名和当前的文件名保持一致，如图1-14所示。运行后可以观察到即时窗口中出现“Hello，World！”。

1.2.2　Python基本操作

1. Python注释

注释的目的是让阅读人员能够轻松读懂每一行代码的意义，同时也为后期代码维护提供便利。在Python中，单行注释以#号开头，在pyCharm中注释的快捷键是【Ctrl+/】，如下所示。

Python的多行注释用两个三引号（'''）包含起来，如下所示。

2. Python的行与缩进

Python最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用花括号。缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数，缩进不一致会导致代码运行错误。

正确缩进的示例如下。

错误缩进的示例如下。

3. 多行语句

Python通常是一行写完一条语句，但如果语句很长，则可以通过转义符——反斜杠（\）来表示续行，使其作为完整的一行内容来输出，如下所示。

输出结果

4. 等待用户输入

Python中的input()函数是用来与用户进行交互的，如下所示。

输出结果

当用户输入Lingyi，然后按下【Enter】键时，程序会继续运行。

输出结果

1.2.3　Python变量

1. 变量赋值

变量是程序员给程序中的数据命名，便于程序员记忆及调用。

在编辑区输入以下代码。

注意：Python的变量无须提前声明，赋值的同时也就声明了变量。

2. 变量命名

Python中具有自带的关键字（保留字），任何变量名不能与之相同。在Python的标准库中提供了一个keyword模块，可以查阅当前版本的所有关键字，如下所示。

1.2.4　Python数据类型

Python中有6种常见的数据类型：number（数字）、string（字符串）、list（列表）、tuple（元组）、sets（集合）、dictionary（字典）。

1. 数字

（1）数字类型

Python 3支持4种类型的数字：int（整数类型）、float（浮点类型）、bool（布尔类型）、complex（复数类型）。在Python 3中可以使用type()函数来查看数字类型，如下所示。

（2）Python 3所支持的运算类型包括加法、减法、除法、整除、取余、乘法和乘方。

2. 字符串

（1）字符类型

字符串是由数字、字母、下画线组成的一串字符，在程序中一般使用单引号、双引号和三引号来定义字符串。单引号示例：print(′welcome to hangzhou′)，其中所有的空格和制表符都照原样保留。单引号与双引号的作用其实是一样的，但是当引号里包含单引号时，该引号则需使用双引号，例如：print("what's your name?")。三引号可以指示一个多行的字符串，也可以在三引号中自由使用单引号和双引号，如下所示。

（2）引号的表示方式

如果要在单引号字符串中使用单引号本身，在双引号字符串中使用双引号本身，则需要借助于转义符——反斜杠（\），如下所示。

输出结果

注意：在一个字符串中，行末单独的反斜杠（\）表示续行，而不是开始写新的一行（详见1.2.2节），另外可以使用双反斜杠（\\）来表示反斜杠本身，而\n表示换行符，\t表示一个【Tab】键。

如果想要指示某些不需要使用转义符进行特别处理的字符串，那么需要指定一个原始字符串。原始字符串通过给字符串加上前缀r或R的方式指定，比如需要原样输出\n，而不是令其换行，则代码如下。

输出结果

（3）字符串的截取

字符串的截取格式如下所示。

此处解释一下末尾为什么+1：字符串的截取从start_index开始，到end_index结束，也就是大家常理解的左闭右开，如下所示。

（4）字符运算

尝试下面的代码。

此时，运行程序会报错，错误提示如下所示，为什么呢？

语句在赋值时右侧用了单引号，数据类型是字符串（string）。

语句的数据类型为整型（integer）。

不同的数据类型之间是不能进行运算的，但是不同数据类型可以相互转换，通过数据类型转换后就可以正常运行，修改后的代码如下。

注意：“+”用在字符串中间是连接符，用在数值中间是运算符：int()是将括号中的数值或者文本转换成整型数据类型。

运行后，即时窗口中打印的结果是2，如图1-15所示。

使用“+”进行四则基础运算，代码如下。

因为相加的双方是数值型，此时“+”是运算符。

输出结果

相加的双方是字符型数据，此时“+”是连接符，代码如下。

输出结果

3. 列表

（1）列表格式。

Python列表是任意对象的有序集合，列表写在中括号“[]”里，元素之间用逗号隔开。任意对象，既可以是列表嵌套列表，也可以是字符串，代码如下。

（2）列表的切片。

每个list（list是笔者自定义的变量）中的元素从0开始计数，也可以从-1开始往后递减，-1表示列表的最后一个值，如下代码可以选取list中的第一个元素。

输出结果

列表删除操作可以使用remove()方法，只需要在变量名字后面加一个句号就可以轻松调用，PyCharm有自动联想功能，选中目标方法或者函数，按【Tab】键即可快速键入，如图1-16所示。

以下代码用于删除第3个元素，并用print()命令将结果打印出来。其中remove()方法用于删除列表的元素。

4. 元组

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，元素之间则用逗号隔开，代码如下。

输出结果

5. 集合

集合（set）是一个无序不重复元素的序列，可以使用花括号“{}”或者set()函数创建集合。需要注意的是，一个空集必须使用set()函数创建，而不能使用花括号“{}”，因为花括号“{}”是用来创建空字典的，代码如下。

输出结果

集合运算的含义如下。

• s|t：并集。

• s&t：交集，共有部分的数据。

• s-t：差集。

• s^t：对称差集，去除共有部分的全部数据。

• s|=t：把t的元素并入s。

• s<t：s是否为t子集。

• s>t：s是否为t超集。

• s.isdisjoint(t)：s和t是否有交集。

代码如下所示。

输出结果

6. 字典

字典是一种可变容器模型，且可存储任意类型对象，用“{}”标识。字典是一个无序的键（key）值（value）对的集合，格式如下所示。

建立一个字典，代码如下。

输出结果

其中，name是一个key（键），liming是一个value（值）。

字典增加数据时，可以使用下面的方法。

输出结果

在字典中删除数据时，可以使用del函数，代码如下。

输出结果

1.2.5　Python控制语句与函数

程序在一般情况下是按顺序执行的，编程语言提供了各种控制结构，允许复杂的执行路径。

1. 条件语句

接下来进行登录验证操作，首先给变量password赋值，然后判断password（密码）是否正确，正确就打印“login success！”（登录成功！），错误就打印“wrong password”（密码错误）。

在Python中判断是否相等可以使用两个等号“==”（单个等号是赋值）。

条件语句的语法如下。

2. 循环语句

在Python中要注意缩进，条件语句根据缩进来判断执行语句的归属。下面用for语句实现1至9的累加，代码如下。

输出结果

其中，range表示范围，i从1（第1个参数）开始迭代，每次加1（第3个参数），直到i变成10（第2个参数），因此，当i=10时不执行语句，for循环是9次迭代。#号代表注释，#号后面的文本将不会执行。在PyCharm中，如果要注释代码，则可以选中代码后按组合键【Ctrl+/】。

for循环的语法如下。

如果是列表或者字典，就不用range()函数，直接用列表或者字典，此时i表示列表或者字典中的元素，代码如下。

输出结果

循环语句除for语句外，还有while语句。

3. 其他语句

除条件语句和循环语句外，还有break语句、continue语句、pass语句。

break语句用于中止循环语句，即循环条件没有False条件或者序列还没被完全递归完，也会停止执行循环语句。

break语句用在while和for循环中，代码如下。

输出结果

continue语句用来告诉Python跳过当前循环的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。continue语句同样用在while和for循环中，代码如下。

输出结果

pass语句表示空，代码如下。

运行结果为空，没有打印内容。

1.2.6　Python自定义函数

自定义函数能够提高代码的复用性，让代码更简洁。

1. 创建自定义函数

在前面介绍的函数中，print()是将结果打印出来的函数，int()是将字符串类型转换成数据类型的函数。类似这种函数，统称为内建函数，内建函数可以直接调用。

有内就有外，外建函数其实就是通常所讲的自定义函数。

自定义函数的语法如下。

def（define，即定义）是创建函数的方法，下面用def创建方程y=5x+2。

2. 调用自定义函数

调用自定义函数的方法和调用内置函数相同，直接引用函数名，设置参数即可。

输出结果