python教程

zoldean 贡献于2017-12-06

作者 love  创建于2015-05-04 18:48:00   修改者刘庆  修改于2015-10-12 07:35:00字数233660

文档摘要:Python是一种计算机程序设计语言。你可能已经听说过很多种流行的编程语言,比如非常难学的C语言,非常流行的Java语言,适合初学者的Basic语言,适合网页编程的JavaScript语言等等。
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☆☆☆☆☆所有版权属于原作者--廖雪峰http://weibo.com/liaoxuefeng☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆喜欢的请支持http://www.liaoxuefeng.com/☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆赞助http://www.liaoxuefeng.com/webpage/donate☆☆☆☆☆ Python教程 这是小白的Python新手教程。 Python是一种计算机程序设计语言。你可能已经听说过很多种流行的编程语言,比如非常难学的C语言,非常流行的Java语言,适合初学者的Basic语言,适合网页编程的JavaScript语言等等。 那Python是一种什么语言? 首先,我们普及一下编程语言的基础知识。用任何编程语言来开发程序,都是为了让计算机干活,比如下载一个MP3,编写一个文档等等,而计算机干活的CPU只认识机器指令,所以,尽管不同的编程语言差异极大,最后都得“翻译”成CPU可以执行的机器指令。而不同的编程语言,干同一个活,编写的代码量,差距也很大。 比如,完成同一个任务,C语言要写1000行代码,Java只需要写100行,而Python可能只要20行。 所以Python是一种相当高级的语言。 你也许会问,代码少还不好?代码少的代价是运行速度慢,C程序运行1秒钟,Java程序可能需要2秒,而Python程序可能就需要10秒。 那是不是越低级的程序越难学,越高级的程序越简单?表面上来说,是的,但是,在非常高的抽象计算中,高级的Python程序设计也是非常难学的,所以,高级程序语言不等于简单。 但是,对于初学者和完成普通任务,Python语言是非常简单易用的。连Google都在大规模使用Python,你就不用担心学了会没用。 用Python可以做什么?可以做日常任务,比如自动备份你的MP3;可以做网站,很多著名的网站包括YouTube就是Python写的;可以做网络游戏的后台,很多在线游戏的后台都是Python开发的。总之就是能干很多很多事啦。 Python当然也有不能干的事情,比如写操作系统,这个只能用C语言写;写手机应用,只能用Objective-C(针对iPhone)和Java(针对Android);写3D游戏,最好用C或C++。 如果你是小白用户,满足以下条件: · 会使用电脑,但从来没写过程序; · 还记得初中数学学的方程式和一点点代数知识; · 想从编程小白变成专业的软件架构师; · 每天能抽出半个小时学习。 不要再犹豫了,这个教程就是为你准备的! 准备好了吗? 关于作者 廖雪峰,十年软件开发经验,业余产品经理,精通Java/Python/Ruby/Visual Basic/Objective C等,对开源框架有深入研究,著有《Spring 2.0核心技术与最佳实践》一书,多个业余开源项目托管在GitHub,欢迎微博交流: Python简介 Python是著名的“龟叔”Guido van Rossum在1989年圣诞节期间,为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言。 现在,全世界差不多有600多种编程语言,但流行的编程语言也就那么20来种。如果你听说过TIOBE排行榜,你就能知道编程语言的大致流行程度。这是最近10年最常用的10种编程语言的变化图: 总的来说,这几种编程语言各有千秋。C语言是可以用来编写操作系统的贴近硬件的语言,所以,C语言适合开发那些追求运行速度、充分发挥硬件性能的程序。而Python是用来编写应用程序的高级编程语言。 当你用一种语言开始作真正的软件开发时,你除了编写代码外,还需要很多基本的已经写好的现成的东西,来帮助你加快开发进度。比如说,要编写一个电子邮件客户端,如果先从最底层开始编写网络协议相关的代码,那估计一年半载也开发不出来。高级编程语言通常都会提供一个比较完善的基础代码库,让你能直接调用,比如,针对电子邮件协议的SMTP库,针对桌面环境的GUI库,在这些已有的代码库的基础上开发,一个电子邮件客户端几天就能开发出来。 Python就为我们提供了非常完善的基础代码库,覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容,被形象地称作“内置电池(batteries included)”。用Python开发,许多功能不必从零编写,直接使用现成的即可。 除了内置的库外,Python还有大量的第三方库,也就是别人开发的,供你直接使用的东西。当然,如果你开发的代码通过很好的封装,也可以作为第三方库给别人使用。 许多大型网站就是用Python开发的,例如YouTube、Instagram,还有国内的豆瓣。很多大公司,包括Google、Yahoo等,甚至NASA(美国航空航天局)都大量地使用Python。 龟叔给Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”,所以Python程序看上去总是简单易懂,初学者学Python,不但入门容易,而且将来深入下去,可以编写那些非常非常复杂的程序。 总的来说,Python的哲学就是简单优雅,尽量写容易看明白的代码,尽量写少的代码。如果一个资深程序员向你炫耀他写的晦涩难懂、动不动就几万行的代码,你可以尽情地嘲笑他。 那Python适合开发哪些类型的应用呢? 首选是网络应用,包括网站、后台服务等等; 其次是许多日常需要的小工具,包括系统管理员需要的脚本任务等等; 另外就是把其他语言开发的程序再包装起来,方便使用。 最后说说Python的缺点。 任何编程语言都有缺点,Python也不例外。优点说过了,那Python有哪些缺点呢? 第一个缺点就是运行速度慢,和C程序相比非常慢,因为Python是解释型语言,你的代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码,这个翻译过程非常耗时,所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码,所以非常快。 但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度,因为用户根本感觉不出来。例如开发一个下载MP3的网络应用程序,C程序的运行时间需要0.001秒,而Python程序的运行时间需要0.1秒,慢了100倍,但由于网络更慢,需要等待1秒,你想,用户能感觉到1.001秒和1.1秒的区别吗?这就好比F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理一样,虽然F1赛车理论时速高达400公里,但由于三环路堵车的时速只有20公里,因此,作为乘客,你感觉的时速永远是20公里。 第二个缺点就是代码不能加密。如果要发布你的Python程序,实际上就是发布源代码,这一点跟C语言不同,C语言不用发布源代码,只需要把编译后的机器码(也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件)发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的,所以,凡是编译型的语言,都没有这个问题,而解释型的语言,则必须把源码发布出去。 这个缺点仅限于你要编写的软件需要卖给别人挣钱的时候。好消息是目前的互联网时代,靠卖软件授权的商业模式越来越少了,靠网站和移动应用卖服务的模式越来越多了,后一种模式不需要把源码给别人。 再说了,现在如火如荼的开源运动和互联网自由开放的精神是一致的,互联网上有无数非常优秀的像Linux一样的开源代码,我们千万不要高估自己写的代码真的有非常大的“商业价值”。那些大公司的代码不愿意开放的更重要的原因是代码写得太烂了,一旦开源,就没人敢用他们的产品了。 当然,Python还有其他若干小缺点,请自行忽略,就不一一列举了。 安装Python 因为Python是跨平台的,它可以运行在Windows、Mac和各种Linux/Unix系统上。在Windows上写Python程序,放到Linux上也是能够运行的。 要开始学习Python编程,首先就得把Python安装到你的电脑里。安装后,你会得到Python解释器(就是负责运行Python程序的),一个命令行交互环境,还有一个简单的集成开发环境。 2.x还是3.x 目前,Python有两个版本,一个是2.x版,一个是3.x版,这两个版本是不兼容的,因为现在Python正在朝着3.x版本进化,在进化过程中,大量的针对2.x版本的代码要修改后才能运行,所以,目前有许多第三方库还暂时无法在3.x上使用。 为了保证你的程序能用到大量的第三方库,我们的教程仍以2.x版本为基础,确切地说,是2.7版本。请确保你的电脑上安装的Python版本是2.7.x,这样,你才能无痛学习这个教程。 在Mac上安装Python 如果你正在使用Mac,系统是OS X 10.8或者最新的10.9 Mavericks,恭喜你,系统自带了Python 2.7。如果你的系统版本低于10.8,请自行备份系统并免费升级到最新的10.9,就可以获得Python 2.7。 查看系统版本的办法是点击左上角的苹果图标,选择“关于本机”: 在Linux上安装Python 如果你正在使用Linux,那我可以假定你有Linux系统管理经验,自行安装Python 2.7应该没有问题,否则,请换回Windows系统。 对于大量的目前仍在使用Windows的同学,如果短期内没有打算换Mac,就可以继续阅读以下内容。 在Windows上安装Python 首先,从Python的官方网站www.python.org下载最新的2.7.9版本,地址是这个: http://www.python.org/ftp/python/2.7.9/python-2.7.9.msi 然后,运行下载的MSI安装包,在选择安装组件的一步时,勾上所有的组件: 特别要注意选上pip和Add python.exe to Path,然后一路点“Next”即可完成安装。 默认会安装到C:\Python27目录下,然后打开命令提示符窗口,敲入python后,会出现两种情况: 情况一: 看到上面的画面,就说明Python安装成功! 你看到提示符>>>就表示我们已经在Python交互式环境中了,可以输入任何Python代码,回车后会立刻得到执行结果。现在,输入exit()并回车,就可以退出Python交互式环境(直接关掉命令行窗口也可以!)。 情况二:得到一个错误: ‘python’不是内部或外部命令,也不是可运行的程序或批处理文件。 这是因为Windows会根据一个Path的环境变量设定的路径去查找python.exe,如果没找到,就会报错。如果在安装时漏掉了勾选Add python.exe to Path,那就要手动把python.exe所在的路径C:\Python27添加到Path中。 如果你不知道怎么修改环境变量,建议把Python安装程序重新运行一遍,记得勾上Add python.exe to Path。 小结 学会如何把Python安装到计算机中,并且熟练打开和退出Python交互式环境。 Python解释器 当我们编写Python代码时,我们得到的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码,就需要Python解释器去执行.py文件。 由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的,所以理论上,只要水平够高,任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码(当然难度很大)。事实上,确实存在多种Python解释器。 CPython 当我们从Python官方网站下载并安装好Python 2.7后,我们就直接获得了一个官方版本的解释器:CPython。这个解释器是用C语言开发的,所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。 CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。 IPython IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器,也就是说,IPython只是在交互方式上有所增强,但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同,但内核其实都是调用了IE。 CPython用>>>作为提示符,而IPython用In [序号]:作为提示符。 PyPy PyPy是另一个Python解释器,它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术,对Python代码进行动态编译(注意不是解释),所以可以显著提高Python代码的执行速度。 绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行,但是PyPy和CPython有一些是不同的,这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行,就需要了解PyPy和CPython的不同点。 Jython Jython是运行在Java平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。 IronPython IronPython和Jython类似,只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。 小结 Python的解释器很多,但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互,最好的办法不是用Jython或IronPython,而是通过网络调用来交互,确保各程序之间的独立性。 本教程的所有代码只确保在CPython 2.7版本下运行。请务必在本地安装CPython(也就是从Python官方网站下载的安装程序)。 此外,教程还内嵌一个IPython的Web版本,用来在浏览器内练习执行一些Python代码。要注意两者功能一样,输入的代码一样,但是提示符有所不同。另外,不是所有代码都能在Web版本的IPython中执行,出于安全原因,很多操作(比如文件操作)是受限的,所以有些代码必须在本地环境执行代码。 第一个Python程序 现在,了解了如何启动和退出Python的交互式环境,我们就可以正式开始编写Python代码了。 在写代码之前,请千万不要用“复制”-“粘贴”把代码从页面粘贴到你自己的电脑上。写程序也讲究一个感觉,你需要一个字母一个字母地把代码自己敲进去,在敲代码的过程中,初学者经常会敲错代码,所以,你需要仔细地检查、对照,才能以最快的速度掌握如何写程序。 在交互式环境的提示符>>>下,直接输入代码,按回车,就可以立刻得到代码执行结果。现在,试试输入100+200,看看计算结果是不是300: >>> 100+200 300 很简单吧,任何有效的数学计算都可以算出来。 如果要让Python打印出指定的文字,可以用print语句,然后把希望打印的文字用单引号或者双引号括起来,但不能混用单引号和双引号: >>> print 'hello, world' hello, world 这种用单引号或者双引号括起来的文本在程序中叫字符串,今后我们还会经常遇到。 最后,用exit()退出Python,我们的第一个Python程序完成!唯一的缺憾是没有保存下来,下次运行时还要再输入一遍代码。 小结 在Python交互式命令行下,可以直接输入代码,然后执行,并立刻得到结果。 使用文本编辑器 在Python的交互式命令行写程序,好处是一下就能得到结果,坏处是没法保存,下次还想运行的时候,还得再敲一遍。 所以,实际开发的时候,我们总是使用一个文本编辑器来写代码,写完了,保存为一个文件,这样,程序就可以反复运行了。 现在,我们就把上次的'hello, world'程序用文本编辑器写出来,保存下来。 那么问题来了:文本编辑器到底哪家强? 推荐两款文本编辑器: 一个是Sublime Text,免费使用,但是不付费会弹出提示框: 一个是Notepad++,免费使用,有中文界面: 请注意,用哪个都行,但是绝对不能用Word和Windows自带的记事本。Word保存的不是纯文本文件,而记事本会自作聪明地在文件开始的地方加上几个特殊字符(UTF-8 BOM),结果会导致程序运行出现莫名其妙的错误。 安装好文本编辑器后,输入以下代码: print 'hello, world' 注意print前面不要有任何空格。然后,选择一个目录,例如C:\Workspace,把文件保存为hello.py,就可以打开命令行窗口,把当前目录切换到hello.py所在目录,就可以运行这个程序了: C:\Workspace>python hello.py hello, world 也可以保存为别的名字,比如abc.py,但是必须要以.py结尾,其他的都不行。此外,文件名只能是英文字母、数字和下划线的组合。 如果当前目录下没有hello.py这个文件,运行python hello.py就会报错: python hello.py python: can't open file 'hello.py': [Errno 2] No such file or directory 报错的意思就是,无法打开hello.py这个文件,因为文件不存在。这个时候,就要检查一下当前目录下是否有这个文件了。 请注意区分命令行模式和Python交互模式: 看到类似C:\>是在Windows提供的命令行模式,看到>>>是在Python交互式环境下。 在命令行模式下,可以执行python进入Python交互式环境,也可以执行python hello.py运行一个.py文件,但是在Python交互式环境下,只能输入Python代码执行。 直接运行py文件 还有同学问,能不能像.exe文件那样直接运行.py文件呢?在Windows上是不行的,但是,在Mac和Linux上是可以的,方法是在.py文件的第一行加上: #!/usr/bin/env python 然后,通过命令: $ chmod a+x hello.py 就可以直接运行hello.py了,比如在Mac下运行: 小结 用文本编辑器写Python程序,然后保存为后缀为.py的文件,就可以用Python直接运行这个程序了。 Python的交互模式和直接运行.py文件有什么区别呢? 直接输入python进入交互模式,相当于启动了Python解释器,但是等待你一行一行地输入源代码,每输入一行就执行一行。 直接运行.py文件相当于启动了Python解释器,然后一次性把.py文件的源代码给执行了,你是没有机会输入源代码的。 用Python开发程序,完全可以一边在文本编辑器里写代码,一边开一个交互式命令窗口,在写代码的过程中,把部分代码粘到命令行去验证,事半功倍!前提是得有个27'的超大显示器! 输入和输出 输出 用print加上字符串,就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出'hello, world',用代码实现如下: >>> print 'hello, world' print语句也可以跟上多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出: >>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog' The quick brown fox jumps over the lazy dog print会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格,因此,输出的字符串是这样拼起来的: print也可以打印整数,或者计算结果: >>> print 300 300 >>> print 100 + 200 300 因此,我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点: >>> print '100 + 200 =', 100 + 200 100 + 200 = 300 注意,对于100 + 200,Python解释器自动计算出结果300,但是,'100 + 200 ='是字符串而非数学公式,Python把它视为字符串,请自行解释上述打印结果。 输入 现在,你已经可以用print输出你想要的结果了。但是,如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办?Python提供了一个raw_input,可以让用户输入字符串,并存放到一个变量里。比如输入用户的名字: >>> name = raw_input() Michael 当你输入name = raw_input()并按下回车后,Python交互式命令行就在等待你的输入了。这时,你可以输入任意字符,然后按回车后完成输入。 输入完成后,不会有任何提示,Python交互式命令行又回到>>>状态了。那我们刚才输入的内容到哪去了?答案是存放到name变量里了。可以直接输入name查看变量内容: >>> name 'Michael' 什么是变量?请回忆初中数学所学的代数基础知识: 设正方形的边长为a,则正方形的面积为a x a。把边长a看做一个变量,我们就可以根据a的值计算正方形的面积,比如: 若a=2,则面积为a x a = 2 x 2 = 4; 若a=3.5,则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。 在计算机程序中,变量不仅可以为整数或浮点数,还可以是字符串,因此,name作为一个变量就是一个字符串。 要打印出name变量的内容,除了直接写name然后按回车外,还可以用print语句: >>> print name Michael 有了输入和输出,我们就可以把上次打印'hello, world'的程序改成有点意义的程序了: name = raw_input() print 'hello,', name 运行上面的程序,第一行代码会让用户输入任意字符作为自己的名字,然后存入name变量中;第二行代码会根据用户的名字向用户说hello,比如输入Michael: C:\Workspace> python hello.py Michael hello, Michael 但是程序运行的时候,没有任何提示信息告诉用户:“嘿,赶紧输入你的名字”,这样显得很不友好。幸好,raw_input可以让你显示一个字符串来提示用户,于是我们把代码改成: name = raw_input('please enter your name: ') print 'hello,', name 再次运行这个程序,你会发现,程序一运行,会首先打印出please enter your name:,这样,用户就可以根据提示,输入名字后,得到hello, xxx的输出: C:\Workspace> python hello.py please enter your name: Michael hello, Michael 每次运行该程序,根据用户输入的不同,输出结果也会不同。 在命令行下,输入和输出就是这么简单。 小结 任何计算机程序都是为了执行一个特定的任务,有了输入,用户才能告诉计算机程序所需的信息,有了输出,程序运行后才能告诉用户任务的结果。 输入是Input,输出是Output,因此,我们把输入输出统称为Input/Output,或者简写为IO。 raw_input和print是在命令行下面最基本的输入和输出,但是,用户也可以通过其他更高级的图形界面完成输入和输出,比如,在网页上的一个文本框输入自己的名字,点击“确定”后在网页上看到输出信息。 Python基础 Python是一种计算机编程语言。计算机编程语言和我们日常使用的自然语言有所不同,最大的区别就是,自然语言在不同的语境下有不同的理解,而计算机要根据编程语言执行任务,就必须保证编程语言写出的程序决不能有歧义,所以,任何一种编程语言都有自己的一套语法,编译器或者解释器就是负责把符合语法的程序代码转换成CPU能够执行的机器码,然后执行。Python也不例外。 Python的语法比较简单,采用缩进方式,写出来的代码就像下面的样子: # print absolute value of an integer: a = 100 if a >= 0: print a else: print -a 以#开头的语句是注释,注释是给人看的,可以是任意内容,解释器会忽略掉注释。其他每一行都是一个语句,当语句以冒号“:”结尾时,缩进的语句视为代码块。 缩进有利有弊。好处是强迫你写出格式化的代码,但没有规定缩进是几个空格还是Tab。按照约定俗成的管理,应该始终坚持使用4个空格的缩进。 缩进的另一个好处是强迫你写出缩进较少的代码,你会倾向于把一段很长的代码拆分成若干函数,从而得到缩进较少的代码。 缩进的坏处就是“复制-粘贴”功能失效了,这是最坑爹的地方。当你重构代码时,粘贴过去的代码必须重新检查缩进是否正确。此外,IDE很难像格式化Java代码那样格式化Python代码。 最后,请务必注意,Python程序是大小写敏感的,如果写错了大小写,程序会报错。 数据类型和变量 数据类型 计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器,因此,计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是,计算机能处理的远不止数值,还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据,不同的数据,需要定义不同的数据类型。在Python中,能够直接处理的数据类型有以下几种: 整数 Python可以处理任意大小的整数,当然包括负整数,在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样,例如:1,100,-8080,0,等等。 计算机由于使用二进制,所以,有时候用十六进制表示整数比较方便,十六进制用0x前缀和0-9,a-f表示,例如:0xff00,0xa5b4c3d2,等等。 浮点数 浮点数也就是小数,之所以称为浮点数,是因为按照科学记数法表示时,一个浮点数的小数点位置是可变的,比如,1.23x109和12.3x108是相等的。浮点数可以用数学写法,如1.23,3.14,-9.01,等等。但是对于很大或很小的浮点数,就必须用科学计数法表示,把10用e替代,1.23x109就是1.23e9,或者12.3e8,0.000012可以写成1.2e-5,等等。 整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的,整数运算永远是精确的(除法难道也是精确的?是的!),而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。 字符串 字符串是以''或""括起来的任意文本,比如'abc',"xyz"等等。请注意,''或""本身只是一种表示方式,不是字符串的一部分,因此,字符串'abc'只有a,b,c这3个字符。如果'本身也是一个字符,那就可以用""括起来,比如"I'm OK"包含的字符是I,',m,空格,O,K这6个字符。 如果字符串内部既包含'又包含"怎么办?可以用转义字符\来标识,比如: 'I\'m \"OK\"!' 表示的字符串内容是: I'm "OK"! 转义字符\可以转义很多字符,比如\n表示换行,\t表示制表符,字符\本身也要转义,所以\\表示的字符就是\,可以在Python的交互式命令行用print打印字符串看看: >>> print 'I\'m ok.' I'm ok. >>> print 'I\'m learning\nPython.' I'm learning Python. >>> print '\\\n\\' \ \ 如果字符串里面有很多字符都需要转义,就需要加很多\,为了简化,Python还允许用r''表示''内部的字符串默认不转义,可以自己试试: >>> print '\\\t\\' \ \ >>> print r'\\\t\\' \\\t\\ 如果字符串内部有很多换行,用\n写在一行里不好阅读,为了简化,Python允许用'''...'''的格式表示多行内容,可以自己试试: >>> print '''line1 ... line2 ... line3''' line1 line2 line3 上面是在交互式命令行内输入,如果写成程序,就是: print '''line1 line2 line3''' 多行字符串'''...'''还可以在前面加上r使用,请自行测试。 布尔值 布尔值和布尔代数的表示完全一致,一个布尔值只有True、False两种值,要么是True,要么是False,在Python中,可以直接用True、False表示布尔值(请注意大小写),也可以通过布尔运算计算出来: >>> True True >>> False False >>> 3 > 2 True >>> 3 > 5 False 布尔值可以用and、or和not运算。 and运算是与运算,只有所有都为True,and运算结果才是True: >>> True and True True >>> True and False False >>> False and False False or运算是或运算,只要其中有一个为True,or运算结果就是True: >>> True or True True >>> True or False True >>> False or False False not运算是非运算,它是一个单目运算符,把True变成False,False变成True: >>> not True False >>> not False True 布尔值经常用在条件判断中,比如: if age >= 18: print 'adult' else: print 'teenager' 空值 空值是Python里一个特殊的值,用None表示。None不能理解为0,因为0是有意义的,而None是一个特殊的空值。 此外,Python还提供了列表、字典等多种数据类型,还允许创建自定义数据类型,我们后面会继续讲到。 变量 变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的,只是在计算机程序中,变量不仅可以是数字,还可以是任意数据类型。 变量在程序中就是用一个变量名表示了,变量名必须是大小写英文、数字和_的组合,且不能用数字开头,比如: a = 1 变量a是一个整数。 t_007 = 'T007' 变量t_007是一个字符串。 Answer = True 变量Answer是一个布尔值True。 在Python中,等号=是赋值语句,可以把任意数据类型赋值给变量,同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量,例如: a = 123 # a是整数 print a a = 'ABC' # a变为字符串 print a 这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言,与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型,如果赋值的时候类型不匹配,就会报错。例如Java是静态语言,赋值语句如下(// 表示注释): int a = 123; // a是整数类型变量 a = "ABC"; // 错误:不能把字符串赋给整型变量 和静态语言相比,动态语言更灵活,就是这个原因。 请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码: x = 10 x = x + 2 如果从数学上理解x = x + 2那无论如何是不成立的,在程序中,赋值语句先计算右侧的表达式x + 2,得到结果12,再赋给变量x。由于x之前的值是10,重新赋值后,x的值变成12。 最后,理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写: a = 'ABC' 时,Python解释器干了两件事情: 1. 在内存中创建了一个'ABC'的字符串; 2. 在内存中创建了一个名为a的变量,并把它指向'ABC'。 也可以把一个变量a赋值给另一个变量b,这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据,例如下面的代码: a = 'ABC' b = a a = 'XYZ' print b 最后一行打印出变量b的内容到底是'ABC'呢还是'XYZ'?如果从数学意义上理解,就会错误地得出b和a相同,也应该是'XYZ',但实际上b的值是'ABC',让我们一行一行地执行代码,就可以看到到底发生了什么事: 执行a = 'ABC',解释器创建了字符串'ABC'和变量a,并把a指向'ABC': 执行b = a,解释器创建了变量b,并把b指向a指向的字符串'ABC': 执行a = 'XYZ',解释器创建了字符串'XYZ',并把a的指向改为'XYZ',但b并没有更改: 所以,最后打印变量b的结果自然是'ABC'了。 常量 所谓常量就是不能变的变量,比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中,通常用全部大写的变量名表示常量: PI = 3.14159265359 但事实上PI仍然是一个变量,Python根本没有任何机制保证PI不会被改变,所以,用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法,如果你一定要改变变量PI的值,也没人能拦住你。 最后解释一下整数的除法为什么也是精确的,可以试试: >>> 10 / 3 3 你没有看错,整数除法永远是整数,即使除不尽。要做精确的除法,只需把其中一个整数换成浮点数做除法就可以: >>> 10.0 / 3 3.3333333333333335 因为整数除法只取结果的整数部分,所以Python还提供一个余数运算,可以得到两个整数相除的余数: >>> 10 % 3 1 无论整数做除法还是取余数,结果永远是整数,所以,整数运算结果永远是精确的。 小结 Python支持多种数据类型,在计算机内部,可以把任何数据都看成一个“对象”,而变量就是在程序中用来指向这些数据对象的,对变量赋值就是把数据和变量给关联起来。 字符串和编码 字符编码 我们已经讲过了,字符串也是一种数据类型,但是,字符串比较特殊的是还有一个编码问题。 因为计算机只能处理数字,如果要处理文本,就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),如果要表示更大的整数,就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535,4个字节可以表示的最大整数是4294967295。 由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字母被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母A的编码是65,小写字母z的编码是122。 但是要处理中文显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。 你可以想得到的是,全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱