第1章 Delphi简介

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1 第 1 篇 基础知识 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 揭开 Python 神秘面纱初识庐山真面目 基础语法不可不知的数据结构 列表 元组和字典一连串的字符 字符串操作程序的执行方向 流程控制和函数

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3 第 1 章 揭开 Python 神秘面纱 Python 是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言 由于它的语法简洁清晰, 具有丰富和强大的库, 同时具有支持高移植等优势, 目前越来越流行 千里之行, 始于足下 掌握一门编程语言的最好方法就是亲自体验 本章将从零开始带领你一步步走进 Python 编程世界, 指导你编写出第一个 Python 程序 本章要点 ( 已掌握的, 在方框中打钩 ) 了解 Python 的基本概念 熟悉 Python 的优点和特性 掌握 Python 的下载与安装方法 掌握运行 Python 的 3 种方法 掌握编辑和运行一个 Python 脚本文件的方法 熟悉 Python 的运行过程

4 1.1 什么是 Python Python 是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言, 由荷兰人 Guido van Rossum 于 1989 年发明, 第一个公开发行版发行于 1991 年 Python 是纯粹的自由软件, 语法简洁清晰, 特色之一是强制用空白符作为语句缩进 Python 具有丰富和强大的库 它常被称为 胶水语言, 能够把用其他语言制作的各种模块很轻松地联结在一起 通常情况下, 程序员使用 Python 快速生成程序的原型, 然后对其中有特别要求的部分, 用更合适的语言改写 比如 3D 游戏中的图形渲染模块, 性能要求特别高, 就可以用 C/C++ 重写, 然后封装为 Python 可以调用的扩展类库 当然, 在调用这些扩展库时, 程序员需要考虑跨平台的问题 Python 不仅有完整的面向对象特性, 而且可以在多种操作系统下运行, 如 Microsoft Windows Linux Mac OS 等 Python 的程序代码简洁, 而且提供大量的程序模块, 这些程序模块可以帮助用户快速创建网络程序 与其他语言相比,Python 往往只需要数行程序代码, 就可以做到其他语言需要数十行程序代码的工作 Python 的解释器是使用 C 语言所写成的, 程序模块大部分也是使用 C 语言写成 Python 的程序代码是完全公开的, 无论是作为商业用途还是个人使用, 用户都可以任意地复制 修改或是传播这些程序代码 由于 Python 是一种解释执行的计算机语言, 所以它的应用程序运行起来会比编译式的计算机语言慢一些 1.2 Python 的优点和特性 Python 的优点 与 C++ Java Perl 等语言比较起来,Python 的优点如下 1. 易读性 Python 的语法简洁易读, 无论是初学者还是已经有数年经验的专家, 都可以快速地学会 Python, 并且创建高效率的 Python 应用程序 2. 高支持性 Python 的程序代码是公开的, 全世界有无数的人在搜索 Python 的漏洞并且修改它 而且源源不断的新增功能, 让 Python 成为更有效的计算机语言 3. 快速创建程序代码 Python 提供内置的解释器, 用户可以直接在解释器内编写 测试与运行程序代码而不需要额外的编辑器, 也不需要经过编译的步骤 用户也不需要完整的程序模块进行测试, 只需 4

5 1 Python 要在解释器内编写测试的部分就可以 Python 解释器非常有弹性, 它允许用户嵌入 C++ 程序代码来作为扩展模块 4. 重复使用性 Python 将大部分函数以模块 (module) 和类库 (package) 的形式来存储 大量的模块以标准 Python 函数库的形式与 Python 解释器一起传输 用户可以将程序分割成数个模块, 然后在不同的程序中使用 5. 高移植性 第 章 揭开 神秘面纱 除了可以在多种操作系统中运行之外, 不同种类的操作系统使用的程序接口也是一样 的 用户可以在 Mac OS 上编写 Python 程序代码, 在 Linux 上测试, 然后加载到 Windows NT 上运行 当然这只是对大部分 Python 模块而言的, 还有少部分 Python 模块是针对特殊的操作 系统而设计的 Python 的特点 Python 的特性如下 1. 异常 (Exception) 的处理 Python 提供异常的处理可让用户正确地捕获程序代码所发生的错误 2. 内置的数据结构 类似于 Java 中集合类的功能 Python 的数据结构包括元组 列表 字典等 同时 Python 还内置了操作这些数据结构的方法 3. 丰富的第三方库 许多协作厂商 软件工作人员为 Python 编写了大量的第三方库, 这些第三方库都是标准 Python 函数库的一部分 Python 有许多关于 HTTP FTP SMTP Telnet POP 等网络的第 三方库, 用户可以利用这些第三方库快速地创建网络程序 4. 数据的处理 Python 允许用户在不同的作业环境中编写 CGI 程序代码 Python 还有许多内置的类 (class) 与正则表达式 (regular expression) 等方法, 可以解析 XML HTML SGML 及其他文本文件 5. 自动内存管理 Python 将不再需要的对象自动收集变成垃圾, 并且自动处理这些垃圾 6. 嵌入与扩展 Python 的程序代码可以嵌入到许多计算机语言中, 包括脚本语言 用户随时可以在这些计算机语言中调用 Python 写成的模块 除此之外,Python 还允许用户在 Python 解释器内加入低级的模块, 这些低级的模块可以用 C 或 C++ 编写 用户也可以将用 C++ 写成的模块加入 5

6 Python 的类中 7. 面向对象 Python 有很好的面向对象特性 (1) 运算符重载 : 相同的运算符可以有多种含义 (2) 动态数据类型 : 用户不必为变量设置数据类型,Python 会根据情况自动设置 用户甚至可以在程序中动态改变变量的数据类型 (3) 命名空间 : 每一个结构 ( 模块 类等 ) 都有它自己的命名空间 8. GUI 应用程序用户可以使用 Python 设计 GUI 应用程序, 并且可以同时应用在多种操作系统 ( 如 Windows MFC Mac OS Motif 及 UNIX s X Window System 等 ) 中 Python 安装程序内包括了 Tkinter Tk GUI API 的标准面向对象接口 9. 数据库 Python 有连接到各种商业数据库系统的接口, 而且此接口可以同时使用在不同的数据库系统上 10. 集成的开发环境 Python 有集成的开发环境 (Integrated Development Environment,IDLE), 可以让用户编辑与调试程序代码 1.3 搭建 Python 3 的编程环境 目前 Python 的最新版本是 3.5, 本书将使用该最新版本 下面将介绍 Windows 下 Python 的安装和运行方法 在浏览器地址栏中输入网址 按 Enter 键确认, 进入 Python 下载页面, 选择 Download Python 下载链接, 如图 1-1 所示 图 1-1 Python 下载页面 6

7 1 Python 这里有两个建议版本 和 对初学者来说, 建议直接使用 版本, 因为 Python 3 系列版本已经不再向 Python 2 系列版本兼容 下载完毕后, 即可安装 Python 安装包 具体操作步骤如下 step 01 运行 Python exe, 弹出如图 1-2 所示的安装界面 Python 提供了两种安装方式, 即 Install Now( 立即安装 ) 和 Customize installation( 自定义安装 ) 这里选择 Customize installation 选项, 并勾选 Add Python 3.5 to PATH 复选框 这里需要勾选 Add Python 3.5 to PATH 复选框, 这样即可将 Python 添加到环境变量中, 后面才能直接在 Windows 的命令提示符下运行 Python 3.5 解释器 第 章 揭开 神秘面纱 step 02 进入 Optional Features( 可选功能 ) 界面, 这里采用默认方式, 单击 Next( 下一步 ) 按钮, 如图 1-3 所示 图 1-2 Python 安装界面 图 1-3 Optional Features( 可选功能 ) 界面 step 03 进入 Advanced Options( 高级选项 ) 界面, 勾选 Install for all users( 针对所有用户 ) 复选框, 此时细心的读者会发现安装目录发生了变化, 单击 Install( 安装 ) 按钮, 如图 1-4 所示 step 04 Python 开始自动安装, 并显示安装的进度, 如图 1-5 所示 图 1-4 Advanced Options( 高级选项 ) 界面 图 1-5 Python 的安装进度 step 05 安装成功后, 进入 Setup was successful( 安装成功 ) 界面, 单击 Close( 关闭 ) 按钮即 可完成 Python 的安装, 如图 1-6 所示 7

8 图 1-6 Setup was successful( 安装成功 ) 界面 1.4 运行 Python 的 3 种方式 Python 安装完成后, 即可运行 Python 常见方法有以下 3 种 1. 使用 IDLE IDLE(Python GUI) 是在 Windows 内运行的 Python 3.5 解释器 ( 包括调试功能 ) 单击开始按钮, 在弹出的菜单中选择 所有程序 IDLE(Python bit) 命令, 如图 1-7 所示 用户也可以在搜索框中直接输入 IDLE 快速查找 启动 Python Shell 窗口, 用户在该窗口中可以直接输入 Python 命令, 然后按 Enter 键运行, 例如这里输入 print(" 我要开始学习 Python 语言啦 "), 运行结果如图 1-8 所示 图 1-7 启动 IDLE 图 1-8 Python Shell 窗口 2. 使用 Windows 命令提示符 在搜索框中输入 cmd, 选择 命令提示符 选项, 如图 1-9 所示 8

9 1 Python 进入 命令提示符 窗口, 输入 python 并按 Enter 键确认, 然后输入 print(" 我要开始学 习 Python 语言啦 ") 并按 Enter 键确认, 运行结果如图 1-10 所示 第 章 揭开 神秘面纱 图 1-9 选择 命令提示符 选项图 1-10 命令提示符 窗口 如果在 命令提示符 窗口中输入 python 后报错, 说明用户在安装 Python 时 没有勾选 Add Python 3.5 to PATH 复选框 3. 使用 Python 自带命令行 Python 自带命令行是在 MS-DOS 模式下运行的 Python 3.5 解释器 单击开始按钮, 在弹出的菜单中选择 所有程序 Python 3.5 (32-bit) 命令, 如图 1-11 所示 用户也可以在搜索框中直接输入 Python 快速查找 启动 Python 3.5.2(32-bit) 窗口, 用户在该窗口中可以直接输入 print(" 我要开始学习 Python 语言啦 "), 然后按 Enter 键运行, 结果如图 1-12 所示 图 1-11 选择 Python 3.5 (32-bit) 命令 图 1-12 Python 3.5.2(32-bit) 窗口 1.5 享受安装成果 编写第一个 Python 程序 1.4 节讲述的运行 Python 命令的方法比较简单灵活, 但是对于大段的代码, 就需要写到一个文件中, 然后运行脚本文件 具体操作步骤如下 step 01 启动 IDLE, 在 Python Shell 窗口中选择 File New File 菜单命令, 如图 1-13 所示 step 02 在打开的文件窗口中即可输入多行代码, 如图 1-14 所示 9

10 图 1-13 选对 New File 菜单命令 图 1-14 文件窗口 step 03 代码输入完成后, 需要保存代码文件, 选择 File Save 菜单命令, 如图 1-15 所示 step 04 打开 另存为 对话框, 选择保存的路径, 然后在 文件名 文本框中输入文 件名称为 测试.py, 单击 保存 按钮, 如图 1-16 所示 图 1-15 选择 Save 菜单命令 图 1-16 另存为 对话框 step 05 启动 Windows 的 命令提示符 窗口, 输入 python D:\python\ 测试.py, 按 Enter 键确认, 运行结果如图 1-17 所示 图 1-17 命令提示符 窗口 10

11 1 Python 这里的 D:\python\ 测试.py 为文件保存路径,python 与该路径之间需要有空格 另外, 对于大型开发项目, 需要使用集成开发环境, 此处暂时先不介绍, 在后面的章节中会专门介绍集成开发环境 1.6 Python 是怎样运行的 Python 是一种解释执行的语言, 所以它运行时首先需要一个解释器, 然后就是需要程序运行时支持的库, 该库包含一些已经编写好的组件 算法 数据结构等 那么 Python 是怎么运行的呢? 整个运行过程大致分为以下 3 个步骤 首先由开发人员编写程序代码, 也就是编码阶段 其次, 解释器将程序代码编译为字节码, 字节码是以后缀为.pyc 文件的形式存在, 默认放置在 Python 安装目录的 _pycache_ 文件夹下, 主要作用是提高程序的运行速度, 如图 1-18 所示 第 章 揭开 神秘面纱 图 1-18 _pycache_ 文件夹 一段代码, 会被编译成字节码放在 _pycache_ 文件夹的缓存里面 下次再运行该代码时, 解释器首先判断该代码是否改变过, 如果没有改变过, 解释器会从编译好的字节码缓存中调取后运行, 这样就可以加快程序的运行速度 最后, 解释器将编译好的字节码载入一个 Python 虚拟机 (Python Virtual Machine) 中运行 Python 的整个运行过程如图 1-19 所示 图 1-19 Python 程序运行过程 11

12 1.7 大神解惑 小白 : 如何查看当前 Python 的版本? 大神 : 在前面讲述运行 Python 的 3 种方式时, 细心的读者会发现, 每个运行方式刚启动的窗口中都显示了 Python 的版本 例如 Python 提供的命令行运行窗口中, 可以看到当前 Python 的版本为 3.5.2, 如图 1-20 所示 图 1-20 查看当前 Python 的版本 另外还可以使用以下命令来查看 : python -V 小白 : 安装 Python 时, 忘了勾选 Add Python 3.5 to PATH 复选框怎么办? 大神 : 首先用户需要复制 Python 的安装目录, 例如本章中 Python 的安装目录 C:\Program Files\Python35-32, 然后将该目录添加到系统环境变量 Path 中即可 小白 : 如何选择 Python 的版本? 大神 : 目前, 用户使用比较多的版本为 Python 2 和 Python 3 由于 Python 3 对 Python 2 进行了大量修改, 所以有些用 Python 2 编写的代码无法在 Python 3 环境中运行 因此, 建议读者尽量配置 Python 3 的环境 1.8 跟我练练手 练习 1: 简述 Python 的优点和特性 练习 2: 下载并安装最新版本的 Python 练习 3: 使用 3 种方法运行 Python 练习 4: 编写一个 Python 程序文件, 输出一首诗歌, 然后运行该文件 12

13 第 2 章 初识庐山真面目 基础语法 Python 的语言特性是简洁明了, 当运行一个功能时,Python 通常只使用一种固 定的方式 Python 虽然不像其他计算机语言有丰富的语法格式, 却可以完成其他计 算机语言所能完成的功能, 而且更容易 本章主要讲述 Python 的一些基本语法 本章要点 ( 已掌握的, 在方框中打钩 ) 了解标识符和保留字 掌握定义变量的方法 掌握 Python 的程序结构 掌握 Python 的数据类型 掌握 Python 的运算符和优先级

14 2.1 标识符和保留字 标识符用来识别变量 函数 类 模块以及对象的名称 Python 的标识符可以包含英文 字母 (A~Z,a~z) 数字 (0~9) 及下划线符号 (_), 但是它有以下几个方面的限制 (1) 标识符的第 1 个字符必须是字母表中字母或下划线符号, 并且变量的名称之间不能 有空格 (2) Python 的标识符有大小写之分, 因此 Data 与 data 是不同的标识符 (3) 在 Python 3 中, 非 ASCII 标识符也被允许使用 (4) 保留字不可以当作标识符 保留字也叫关键字, 不能把它们用作任何标识符名称 读者可以使用以下命令查看 Python 的保留字 : >>> import keyword >>> keyword.kwlist 运行结果如下 : ['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield'] 运行结果中显示了目前 Python 已经定义好的关键字, 用户在定义标识符时要特别注意, 不能和关键字重复 2.2 变量 在 Python 解释器内可以直接声明变量的名称, 不必声明变量的类型,Python 会自动判别 变量的类型 例如, 声明一个变量 x, 并且赋值为 1: >>>x =1 >>>x 1 例如, 声明一个变量 y, 并且赋值为 100: >>>y=100 >>>print(y) 100 读者可以在解释器内直接做数值计算 例如下面的加法运算 : >>> 当用户在解释器内输入一个变量后,Python 会记住这个变量的值 例如下面的运算 : 14

15 2 >>> x=2 >>>y=x + 3 >>>y 5 Python 中的变量不需要声明 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 如果创建变量时没有赋值, 会提示错误 例如, 下面语句在没有给变量 m 赋值的情况 下, 就开始调用该变量 : >>> m Traceback (most recent call last): File "<pyshell#0>", line 1, in <module> m NameError: name 'm' is not defined 第 章 初识庐山真面目 基础语法 此时错误信息会显示变量 m 没有被定义 在 Python 中, 变量就是变量, 它没有类型, 这里所说的 类型 是变量所指的内存中对 象的类型 等号用来给变量赋值 等号运算符 (=) 左边是一个变量名, 等号运算符右边是存储 在变量中的值 Python 允许用户同时为多个变量赋值 例如, 下面同时为变量 a b 和 c 赋值为 1: >>>a=b=c=1 >>>print(a,b,c) 在上述案例中, 创建一个整型对象, 值为 1, 三个变量被分配到相同的内存空间上 用户还可以同时为多个对象指定不同的变量值 例如, 下面语句同时为变量 a b 和 c 赋 不同的变量值 : >>>a, b, c=1, 2, " 山雨欲来风满楼 " >>>print(a,b,c) 1 2 山雨欲来风满楼 在该案例中, 两个整型对象 1 和 2 分别分配给变量 a 和 b, 字符串对象 " 山雨欲来风满楼 " 分配给变量 c 2.3 程序结构 在 Python 语言中, 常见的程序结构如下 1. 换行如果是 UNIX 操作系统, 换行字符为 ASCII LF(linefeed) 字符 如果是 DOS/Windows 操作系统, 换行字符为 ASCII CR LF(return + linefeed) 字符 如果是 Mac OS 操作系统, 换行字符为 ASCII CR(return) 字符 例如, 在 Windows 操作系统中换行 : 15

16 >>>print ("Hello!\nHow are you") Hello! How are you 2. 程序代码超过一行 如果程序代码超过一行, 可以在每一行的结尾加上反斜杠 (\), 就可以继续下一行, 这与 C/C++ 的语法相同 例如 : >>>if 1900 < year < 2100 and 1 <=month <=12\ and 1 <= day <= 31 and 0 <= hour < 24 \ and 0 <= minute < 60 and 0 <= second < 60: 每个行末的反斜杠 (\) 之后, 不加注释文字 # 多个判断条件 如果是以小括号 () 中括号 [] 或是大括号 {} 包含起来的语句, 不必使用反斜杠 (\) 就可以直 接分成数行 例如 : month_names = ['Januari', 'Februari', 'Maart', 'April', 'Mei', 'Juni', 'Juli', 'Augustus', 'September', 'Oktober', 'November', 'December'] 3. 将数行表达式写成一行 如果要将数行表达式写成一行, 只需在每一行的结尾加上分号 (;) 即可 例如 : >>>x = 10; y = 20; z = 30 >>> x 10 >>> y 20 >>> z 注释 Python 中的注释有单行注释和多行注释 Python 中单行注释以 # 开头, 例如 : # 这是一个注释 print("hello, World!") 多行注释用 3 个单引号 (''') 或者 3 个双引号 (""") 将注释括起来 (1) 3 个单引号 ''' 这是多行注释, 用 3 个单引号这是多行注释, 用 3 个单引号这是多行注释, 用 3 个单引号 ''' print(" 这是 Python 语言的注释 ") 16

17 2 (2) 3 个双引号 """ 这是多行注释, 用 3 个双引号这是多行注释, 用 3 个双引号这是多行注释, 用 3 个双引号 """ print(" 这是 Python 语言的注释 ") 2.4 数据类型 Python 3 中有 6 个标准的数据类型, 即 Number( 数字 ) String( 字符串 ) Sets( 集合 ) List( 列表 ) Tuple( 元组 ) 和 Dictionary( 字典 ) 下面分别介绍这 6 种数据类型的使用方法 第 章 初识庐山真面目 基础语法 Number( 数字 ) Python 3 支持 int( 整数 ) float( 浮点数 ) bool( 布尔值 ) complex( 复数 ) 四种数字类型 在 Python 2 中是没有 bool( 布尔值 ) 的, 它用数字 0 表示 False, 用 1 表示 True 在 Python 3 中, 把 True 和 False 定义成了关键字, 但它们的值还是 1 和 0, 而且可以和数字相加 1. int( 整数 ) 下列是整数的案例 : >>> a = >>> a 可以使用十六进制数值来表示整数, 十六进制整数的表示法是在数字之前加上 0x, 例如 0x x L 如下例所示 : >>>a=0x7fffffff >>> a float( 浮点数 ) 浮点数的表示法可以使用小数点形式, 也可以使用指数形式 指数符号可以使用字母 e 或是 E, 指数前可以使用 +/- 符号, 也可以在指数数值前加上数值 0; 在整数前也可以加上数 值 0 下面举例说明 : e E-10 1e 使用 float() 内置函数, 可以将整数数据类型转换成浮点数数据类型 例如 : >>> float(5)

18 3. bool( 布尔值 ) Python 的布尔值包括 True 和 False, 它只和整数中的 1 和 0 有着对应的关系 例如 : >>> True==1 True >>> True==2 False >>> False==0 True >>> False==-1 False 这里是利用 == 号判断左右两边是否绝对相等 4. complex( 复数 ) 复数的表示法是使用双精度浮点数来表示实数与虚数的部分, 复数的符号可以使用字母 j 或是 J 例如, 下面是复数表示 : j 1J 2 + 1e100j 3.14e-10j 可以使用 real 与 imag 属性分别取出复数的实数与虚数部分 例如 : >>>a= j >>>a.real 1.5 >>> a.imag 0.5 >>> a ( j) 可以使用 complex(real,imag) 函数, 将 real 与 imag 两个数值转换成复数 real 参数是复数 的实数部分,imag 参数是复数的虚数部分 例如 : >>> complex(1.5,0.5) ( j) 数值之间可以通过运算符进行运算操作 例如 : >>> # 加法 9 >>> # 减法 2.3 >>> 3 * 7 # 乘法 21 >>> 2/4 # 除法, 得到一个浮点数 0.5 >>> 2//4 # 除法, 得到一个整数 0 >>> 17 % 3 # 取余 2 >>> 2 ** 5 # 乘方 32 在数字运算时, 需要注意以下问题 18

19 2 (1) 数值的除法 (/) 总是返回一个浮点数, 要获取整数使用 // 操作符 (2) 在整数和浮点数混合计算时,Python 会把整数转换成为浮点数 用户可以将数值使用在函数内 例如 : >>> round(12.32, 1) 12.3 可以对数值进行比较 例如 : >>>x = 2 >>>0 < x < 5 True 但是不可以对复数进行比较 例如 : 第 章 初识庐山真面目 基础语法 >>> j < 2j Traceback (most recent call last): File "<pyshell#48>", line 1, in <module> j < 2j TypeError: unorderable types: complex() < complex() 用户可以将数值做位移动 (shifting) 或是屏蔽 (masking) 例如 : >>>16 << 2 64 >>>30 & 0x1B 26 >>>2 5 7 >>>3 ^ 5 6 >>>~2-3 内置的 type() 函数可以用来查询变量所指的对象类型 例如 : >>>a, b, c, d = 20, 5.5, True, 4+3j >>> print(type(a), type(b), type(c), type(d)) <class 'int'> <class 'float'> <class 'bool'> <class 'complex'> 该案例就显示了 4 个变量所对应的 4 种数据类型 String( 字符串 ) 字符串属于序列类型 (sequence type) Python 将字符串视为一连串的字符组合, 例如字符 串 Parrot, 在 Python 内部则是视为 "P" "a" "r" "r" "o" "t" 6 个字符的组合 第 1 个字符的索 引值永远是 0, 因此存取字符串 Parrot 的第 1 个字符 P 时使用 "Parrot"[0], 如下例 所示 : >>> "Parrot"[0] 'P' >>> "Parrot"[1] 'a' 19

20 在创建一个字符串时, 可以将数个字符以单引号 双引号或是三引号包含起来 例如 : >>>a = 'Parrot' >>> a 'Parrot' >>>a = "Parrot" >>>a 'Parrot' >>>a = '''Parrot''' >>>a 'Parrot' 字符串开头与结尾的引号要一致 下面的案例将字符串开头的引号使用双引号, 结尾的引号使用单引号 : >>> a = "Parrot' Traceback ( File "<interactive input>", line 1 a = "Parrot' ^ SyntaxError: invalid token 可见, 当字符串开头与结尾的引号不一致时,Python 会显示一个 invalid token 的错误提 示信息 Sets( 集合 ) Sets( 集合 ) 是一个无序不重复元素的集 它的主要功能是删除重复元素和进行关系测试 创建集合时用大括号 ({}) 例如 : >>>student = {' 王平 ', ' 杨华 ', ' 王平 ', ' 李玉 ', ' 刘天怡 '} >>> print(student) # 删除重复的 {' 王平 ', ' 杨华 ', ' 李玉 ', ' 刘天怡 '} >>> ' 李玉 ' in student # 检测成员 True >>> ' 杨平 ' in student False 如果要创建一个空集合, 必须用 set() 例如 : >>>student = set() List( 列表 ) List( 列表 ) 是 Python 中使用最频繁的数据类型 列表可以实现大多数集合类的数据结构 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 要创建一个列表对象, 使用中括号 [] 来包含其元素 例如 : >>> s = [1,2,3,4] 20

21 2 列表对象 s 共有 4 个元素, 可以使用 s[0] 返回第 1 个元素,s[1] 返回第 2 个元素, 以此类 推 如果索引值超出范围,Python 会抛出一个 IndexError 异常 例如 : >>>s = [1,2,3,4] >>>s[0] 1 >>>s[1] 2 >>>s[2] 3 >>>s[3] 4 >>>s[4] Traceback (most recent call last): File "<pyshell#3>", line 1, in <module> s[4] IndexError: list index out of range 第 章 初识庐山真面目 基础语法 Python 为访问最后一个列表元素提供了一种特殊语法 通过将索引指定为 -1, 可以让 Python 返回倒数第一个列表元素 例如 : 元素 >>>s = [1,2,3,4] >>> s[-1] 4 在不知道列表长度情况下, 上述方法很实用 依次类推, 索引 -2 表示倒数第二个列表 Tuple( 元组 ) Tuple( 元组 ) 对象属于序数对象, 它是一群有序对象的集合, 并且可以使用数字来做索 引 元组对象与列表对象非常类似, 其差别在于元组对象不可以新增 修改与删除 要创建 一个元组对象, 使用小括号 () 来包含其元素 其语法为 : variable = (element1, element2,...) 也可以省略小括号 (), 直接将元素列出 下面的例子创建一个元组对象, 此元组对象有 3 个元素 :1,2,3 >>>t=(1,2,3) >>> t (1, 2, 3) >>>t = 1,2,3 >>>t (1, 2, 3) 与列表的索引一样, 元组索引也从 0 开始 例如 : >>>t=(1,2,3) >>>t[0] 1 21

22 2.4.6 Dictionary( 字典 ) Dictionary( 字典 ) 是 Python 内非常有用的数据类型 字典使用大括号 {} 将元素列出 元素由键值 (key) 与数值 (value) 所组成, 中间以冒号 (:) 隔开 键值必须是字符串 数字或是元组, 这些对象是不可变动的 数值则可以是任何数据类型 字典的元素排列并没有一定的顺序, 可以使用键值来取得该元素 创建字典的语法格式如下 : 字典变量 ={ 关键字 1: 值 1, 关键字 2: 值 2, } 在同一个字典之内, 关键字必须是互不相同的 例如 : >>>cla={' 一班 ': ' 李平 ',' 二班 ': ' 黄玉 ' } >>> cla [' 一班 '] ' 李平 ' >>>cla [' 二班 '] ' 黄玉 ' >>>cla {' 二班 ': ' 黄玉 ', ' 一班 ': ' 李平 '} 2.5 运算符和优先级 在 Python 语言中, 支持的运算符包括算术运算符 比较运算符 赋值运算符 逻辑运算符 位运算符 身份运算符和成员运算符 算术运算符 Python 语言中常见的算术运算符如表 2-1 所示 表 2-1 算术运算符 运算符 含义 举例 + 加 两个对象相加 1+2=3 - 减 得到负数或是一个数减去另一个数 3-2=1 * 乘 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 2*3=6 / 除 两个数相除, 得到浮点数 4/2=2.0 % 取模 返回除法的余数 21%10=1 ** 幂 x**y 表示返回 x 的 y 次幂 10**21=10 21 // 取整除 返回相除后结果的整数部分 7/3=2 案例 2-1 使用算术运算符 ( 代码 2.1.py) x = 4 22

23 2 y = 5 z = 10 # 加法运算 a = x + y print ("a 的值为 :", a) # 减法运算 a =x - y print ("a 的值为 :", a) # 乘法运算 a = x * y print ("a 的值为 :", a) # 除法运算 a = x / y print ("a 的值为 :", a) # 取模运算 a= x % y print ("a 的值为 :", a) # 修改变量 x y z x = 10 y = 12 z = x**y print ("z 的值为 :", z) # 整除运算 X = 15 y = 3 z = x//y print ("z 的值为 :", z) 第 章 初识庐山真面目 基础语法 保存并运行程序, 结果如下 : A 的值为 : 9 a 的值为 : -1 a 的值为 : 20 a 的值为 : 0.8 a 的值为 : 4 z 的值为 : z 的值为 : 5 在本案例中, 首先定义变量 x y z 并赋值, 然后进行算术运算, 接着修改变量的值, 再次进行整除运算 比较运算符 Python 语言支持的比较运算符如表 2-2 所示 表 2-2 比较运算符 运算符含义举例 == 等于比较两个对象是否相等 (1==2) 返回 False!= 不等于比较两个对象是否不相等 (1!=2) 返回 True > 大于 x>y 返回 x 是否大于 y 2>3 返回 False 23

24 续表 运算符含义举例 < 小于 x<y 返回 x 是否小于 y 2<3 返回 True >= 大于等于 x>=y 返回 x 是否大于等于 y 3>=1 返回 True <= 小于等于 x<=y 返回 x 是否小于等于 y 3<=1 返回 False 案例 2-2 使用比较运算符 ( 代码 2.2.py) x = 15 y = 6 # 判断变量 x 和 y 是否相等 if ( x == y ): print ("x 等于 y") print ("x 不等于 y") # 判断变量 x 和 y 是否不相等 if ( x!= y ): print ("x 不等于 y") print ("x 等于 y") # 判断变量 x 是否小于 y if ( x < y ): print ("x 小于 y") print ("x 大于等于 y") # 判断变量 x 是否大于 y if ( x > y ): print (" x 大于 y") print (" x 小于等于 y") # 修改变量 x 和 y 的值 x = 6 y = 18 # 判断变量 x 是否小于等于 y if ( x <= y ): print (" x 小于等于 y") print (" x 大于 y") # 判断变量 x 是否大于等于 y if ( y >= x): print (" y 大于等于 x") print (" y 小于 x") 保存并运行程序, 结果如下 : x 不等于 y x 不等于 y x 大于等于 y x 大于 y x 小于等于 y y 大于等于 y 24

25 2 在本案例中, 首先定义变量 x y 并赋值, 然后使用 if 判断语句, 并结合比较运算符判断两个变量的大小关系 赋值运算符 赋值运算符表示将右边变量的值赋给左边变量, 常见的赋值运算符的含义如表 2-3 所示 表 2-3 赋值运算符 运算符 含义 举例 = 简单的赋值运算符 c = a + b, 将 a + b 的运算结果赋值为 c += 加法赋值运算符 c += a 等效于 c = c + a -= 减法赋值运算符 c -= a 等效于 c = c - a *= 乘法赋值运算符 c *= a 等效于 c = c * a /= 除法赋值运算符 c /= a 等效于 c = c / a %= 取模赋值运算符 c %= a 等效于 c = c % a **= 幂赋值运算符 c **= a 等效于 c = c ** a //= 取整除赋值运算符 c //= a 等效于 c = c // a 第 章 初识庐山真面目 基础语法 案例 2-3 使用赋值运算符 ( 代码 2.3.py) x = 24 y = 8 z = 6 # 简单的赋值运算 z = x + y print ("z 的值为 :", z) # 加法赋值运算 z += x print ("z 的值为 :", z) # 乘法赋值运算 z *= x print ("z 的值为 :", z) # 除法赋值运算 z /= x print ("z 的值为 :", z) # 取模赋值运算 z = 12 z %= x print ("z 的值为 :", z) # 幂赋值运算 x=3 z **= x print ("z 的值为 :", z) # 取整除赋值运算 z //= x print ("z 的值为 :", z) 25

26 保存并运行程序, 结果如下 : z 的值为 :32 z 的值为 :56 z 的值为 :1344 z 的值为 :56.0 z 的值为 :12 z 的值为 :1728 z 的值为 :576 在本案例中, 首先定义变量 x y 和 z 并简单赋值, 然后使用各种赋值方式对变量进行赋 值操作 逻辑运算符 Python 支持的逻辑运算符如表 2-4 所示 表 2-4 逻辑运算符 运算符含义举例 and 布尔 与 or 布尔 或 not 布尔 非 x and y 表示如果 x 为 false, 它返回 false, 否则它返回 y 的计算值 x or y 表示如果 x 是 true, 它返回 true, 否则它返回 y 的计算值 not x 表示如果 x 为 true, 返回 false 如果 x 为 false, 它返回 true (10 and 15) 返回 15 (10 or 15) 返回 15 not (10 and 15) 返回 false 案例 2-4 使用逻辑运算符 ( 代码 2.4.py) a = 10 b = 15 # 布尔 与 运算 if ( a and b ): print (" 变量 a 和 b 都为 true") print (" 变量 a 和 b 有一个不为 true") # 布尔 或 运算 if ( a or b ): print (" 变量 a 和 b 都为 true, 或其中一个变量为 true") print (" 变量 a 和 b 都不为 true") # 修改变量 a 的值 a = 0 if ( a and b ): print (" 变量 a 和 b 都为 true") print (" 变量 a 和 b 有一个不为 true") if ( a or b ): print (" 变量 a 和 b 都为 true, 或其中一个变量为 true") print (" 变量 a 和 b 都不为 true") 26

27 2 # 布尔 非 运算 if not( a and b ): print (" 变量 a 和 b 都为 false, 或其中一个变量为 false") print (" 变量 a 和 b 都为 true") 保存并运行程序, 结果如下 : 变量 a 和 b 都为 true 变量 a 和 b 都为 true, 或其中一个变量为 true 变量 a 和 b 有一个不为 true 变量 a 和 b 都为 true, 或其中一个变量为 true 变量 a 和 b 都为 false, 或其中一个变量为 false 在本案例中, 首先定义变量 a 和 b 并简单赋值, 然后对变量进行各种逻辑运算操作 第 章 初识庐山真面目 基础语法 位运算符 在 Python 中, 按位运算是把数字转换为二进制来进行计算 Python 支持的位运算符如表 2-5 所示 表 2-5 位运算符运算符含义举例 & 按位与参与运算的两个值, 如果两个相应位都为 1, 则该位的结果为 1, 否则为 0 按位或只要对应的两个二进位有一个为 1 时, 结果位就为 1 ^ 按位异或当两个对应的二进位相异时, 结果为 1, 否则为 0 ~ 按位取反对数据的每个二进制位取反, 即把 1 变为 0, 把 0 变为 1 << 左移动运算数的各二进位全部左移若干位, 由 << 右边的数指定移动的位数, 高位丢弃, 低位补 0 >> 右移动把 >> 左边的运算数的各二进位全部右移若干位, >> 右边的数指定移动的位数 (12&6)=4, 二进制为 : (12 6)=14, 二进制为 : (12^6)=10, 二进制为 : (~6)=-7, 二进制为 : (12<<2)=48, 二进制为 : (12>>2)=3, 二进制为 : 案例 2-5 使用位运算符 ( 代码 2.5.py) a = 12 # 12 = b = 6 # 6= c = 0 # 按位与运算 c = a & b # 4 = print ("c 的值为 :", c) # 按位或运算 c = a b # 14 = print ("c 的值为 :", c) 27

28 # 按位异或运算 c = a ^ b # 10 = print ("c 的值为 :", c) # 按位取反运算 c = ~a # -13 = print ("c 的值为 :", c) # 左移动运算 c = a << 2 # 48 = print ("c 的值为 :", c) # 右移动运算 c = a >> 2 # 3 = print ("c 的值为 :", c) 保存并运行程序, 结果如下 : c 的值为 : 4 c 的值为 : 14 c 的值为 : 10 c 的值为 : -13 c 的值为 : 48 c 的值为 : 3 在本案例中, 首先定义变量 a b 和 c 并简单赋值, 然后对变量进行各种位运算操作 读 者特别需要注意按位取反运算的操作结果 身份运算符 Python 支持的身份运算符为 is 和 not is 其中 is 是判断两个标识符是不是引用自同一个 对象 ;is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 案例 2-6 使用身份运算符 ( 代码 2.7.py) a =' 张笑笑 ' b = ' 刘萍 ' # 使用 is 身份运算符 if ( a is b): print ("a 和 b 有相同的标识 ") print ("a 和 b 没有相同的标识 ") # 使用 is not 身份运算符 if ( a is not b ): print ("a 和 b 没有相同的标识 ") print ("a 和 b 有相同的标识 ") # 修改变量 a 的值 a = ' 刘萍 ' if ( a is b): print (" 修改后的 a 和 b 有相同的标识 ") print (" 修改后的 a 和 b 仍然没有相同的标识 ") 保存并运行程序, 结果如下 : 28

29 2 a 和 b 没有相同的标识 a 和 b 没有相同的标识修改后的 a 和 b 有相同的标识 在本案例中, 首先定义变量 a 和 b 并简单赋值, 然后判断 a 和 b 是否具有相同的标识, 接着修改变量 a 的值, 修改后的 a 和 b 有相同的标识 成员运算符 Python 还支持成员运算符, 测试实例中包含了一系列成员, 包括字符串 列表或元组 成员运算符包括 in 和 not in,x in y 表示如果 x 在 y 序列中返回 true;x not in y 表示如果 x 不 在 y 序列中返回 true 案例 2-7 使用成员运算符 ( 代码 2.6.py) 第 章 初识庐山真面目 基础语法 a =' 张笑笑 ' b = ' 刘萍 ' students = [' 王平 ', ' 张小平 ', ' 李晓莉 ', ' 张雁峰 ', ' 韩恩丽 ' ]; # 使用 in 成员运算符 if ( a in students ): print (" 变量 a 在给定的列表 students 中 ") print (" 变量 a 不在给定的列表 students 中 ") # 使用 not in 成员运算符 if ( b not in students ): print (" 变量 b 不在给定的列表 students 中 ") print (" 变量 b 在给定的列表 students 中 ") # 修改变量 a 的值 a = ' 张小平 ' if ( a in students ): print (" 变量 a 在给定的列表 students 中 ") print (" 变量 a 不在给定的列表 students 中 ") 保存并运行程序, 结果如下 : 变量 a 不在给定的列表 students 中变量 b 不在给定的列表 students 中变量 a 在给定的列表 students 中 在本案例中, 首先定义变量 a 和 b 并简单赋值, 然后定义了一个列表变量 students, 接着 开始判断变量 a 和 b 是否属于列表 students 的成员, 修改变量 a 的值后, 变量 a 属于列表 students 的成员 运算符的优先级 Python 运算符以处理的先后排列如下 29

30 (1) (),[],{} (2) 'object' (3) object[i],object[1:r],object.attribute,function() (4) (.) 符号用来存取对象的属性与方法 下列案例调用对象 t 的 append() 方法, 在对象 t 的结尾加上一个字符 "t": >>> t = ["P","a","r","r","o"] >>> t.append("t") >>> t ['P', 'a', 'r', 'r', 'o', 't'] (5) +x,-x,~x (6) x**y:x 的 y 次方 (7) x * y,x / y,x % y:x 乘 y,x 除以 y,x 除以 y 的余数 (8) x + y,x y:x 加上 y,x 减 y (9) x << y,x >> y:x 左移 y 位,x 右移 y 位 例如 : >>> x = 4 >>> x << 2 16 (10) x & y: 按位与运算符 (11) x ^ y: 按位异或运算符 (12) x y: 按位或运算符 (13) <,<=,>,>=,==,!=,<>,is,is not,in,not in in 与 not in 运算符应用在列表 (list) 上 is 运算符检查两个变量是否属于相同的对象 is not 运算符则是检查两个变量是否不 属于相同的对象!= 与 <> 运算符是相同功能的运算符, 都是测试两个变量是否不相等 Python 建议使用!= 运算符, 而不要使用 <> 运算符 (14) not (15) and (16) or,lambda args:expression 使用运算符时须注意下列事项 (1) 将除法应用在整数时, 其结果会是一个浮点数 例如 8/4 会等于 2.0, 而不是 2 余 数运算会将 x / y 所得的余数返回来, 例如 7%4 =3 (2) 如果将两个浮点数相除取余数, 其返回值也会是一个浮点数, 其计算方式是 x int(x / y) * y 例如 : >>>7.0 % (3) 比较运算符可以连在一起处理, 例如 a < b < c < d,python 会将这个式子解释成 a < b and b < c and c < d 像 x < y > z 也是有效的表达式 (4) 如果运算符 (operator) 两端的运算数 (operand) 数据类型不相同,Python 会将其中一个 运算数的数据类型, 转换成跟另一个运算数一样的数据类型 转换方式为 : 若有一个运算数 是复数, 另一个运算数也会被转换成复数 ; 若有一个运算数是浮点数, 另一个运算数也会被 30

31 2 转换成浮点数 (5) Python 有一个特殊的运算符 :lambda 利用 lambda 运算符能够以表达式的方式创建 一个匿名函数 lambda 运算符的语法如下 : 例如 : lambda args : expression args 是以逗号 (,) 隔开的参数列表 (list), 而 expression 则是对这些参数进行运算的表达式 >>>a=lambda x,y:x + y >>>print (a(3,4)) 7 x 与 y 是 a() 函数的参数,a() 函数的表达式是 x+y lambda 运算符后只允许有一个表达 式 要达到相同的功能, 也可以使用函数来定义 a, 如下所示 : >>> def a(x,y): # 定义一个函数 return x + y # 返回参数的和 >>> print (a(3,4)) 7 第 章 初识庐山真面目 基础语法 案例 2-8 比较运算符的优先级 ( 代码 2.8.py) a = 10 b = 6 c = 4 d = 2 e = 0 e = (a + b) * c / d #(16 *4 ) / 2 print ("(a + b) * c / d 运算结果为 :", e) e = ((a + b) * c) / d # (16 *4 ) /2 print ("((a + b) * c) / d 运算结果为 :", e) e = (a + b) * (c / d); # (16) * (4/2) print ("(a + b) * (c / d) 运算结果为 :", e) e = a + (b * c) / d; # 10 + (24/2) print ("a + (b * c) / d 运算结果为 :", e) 保存并运行程序, 结果如下 : (a + b) * c / d 运算结果为 :32.0 ((a + b) * c) / d 运算结果为 :32.0 (a + b) * (c / d) 运算结果为 :32.0 a + (b * c) / d 运算结果为 :22.0 在本案例中, 首先定义变量 a b c d e 并简单赋值, 然后通过各种类型的运算符混 合计算, 用户可以分辨出这些运算符的优先级 2.6 大神解惑 小白 : 两个变量如何相互赋值? 大神 : 两个变量相互赋值 方法如下 : 31

32 >>> a,b = b,a >>> a = 5 >>> b 5 小白 : 当字符串长度大于一行时如何输入? 大神 : 当字符串长度超过一行时, 必须使用 3 个双引号将字符串包含起来才可以, 因为 单引号与双引号不可以跨行 例如 : >>>a="""content-type: text/html... <h1>hello Python</h1>... <a href=" to Python</a>""" >>> a 'Content-type: text/html\n<h1>hello Python</h1>\n<a href=" python.org">go to Python</a>' 小白 : 数据类型可以相互转换吗? 大神 : 有时候, 用户需要对数据内置的类型进行转换, 此时只需要将数据类型作为函数 名即可 以下几个内置的函数可以执行数据类型之间的转换 这些函数返回一个新的对象, 表示转换的值 1) 转换为整数类型 语法格式如下 : int(x) 将 x 转换为一个整数 例如 : >>>int(3.5) 3 2) 转换为浮点数类型 语法格式如下 : float(x) 将 x 转换为一个浮点数 例如 : >>>float(3) 3.0 3) 转换为字符串类型 语法格式如下 : str(x) 将 x 转换为一个字符串 例如 : >>>str(567) '567' 32

33 2 第 2.7 跟我练练手 练习 1: 定义一个符合规则的标识符 练习 2: 定义一个字符串变量 练习 3: 定义一个多行的程序 练习 4: 定义一个包含数字 字符串 列表 元组 集合和字典的程序 章 初识庐山真面目 基础语法 33