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沈洁元 · 更新于 2018-11-28 11:00:43

基本概念

仅仅打印“Hello World”就足够了吗?你应该想要做更多的事——你想要得到一些输入,然后做操作,再从中得到一些输出。在 Python 中,我们可以使用常量和变量来完成这些工作。

字面意义上的常量

一个字面意义上的常量的例子是如同 5、1.23、9.25e-3 这样的数,或者如同'This is a string'、"It's a string!"这样的字符串。它们被称作字面意义上的,因为它们具备 字面 的意义——你按照它们的字面意义使用它们的值。数 2 总是代表它自己,而不会是别的什么东西——它是一个常量,因为不能改变它的值。因此,所有这些都被称为字面意义上的常量。

在 Python 中有 4 种类型的数——整数、长整数、浮点数和复数。

  • 2 是一个整数的例子。
  • 长整数不过是大一些的整数。
  • 3.23 和 52.3E-4 是浮点数的例子。E 标记表示 10 的幂。在这里,52.3E-4 表示 52.3 * 10-4。
  • (-5+4j)和(2.3-4.6j)是复数的例子。

字符串

字符串是 字符的序列 。字符串基本上就是一组单词。

我几乎可以保证你在每个 Python 程序中都要用到字符串,所以请特别留心下面这部分的内容。下面告诉你如何在 Python 中使用字符串。

  • 使用单引号(')
    你可以用单引号指示字符串,就如同'Quote me on this'这样。所有的空白,即空格和制表符都照原样保留。

  • 使用双引号(")
    在双引号中的字符串与单引号中的字符串的使用完全相同,例如"What's your name?"。

  • 使用三引号('''或""")
    利用三引号,你可以指示一个多行的字符串。你可以在三引号中自由的使用单引号和双引号。例如:

    '''This is a multi-line string. This is the first line.
    This is the second line.
    "What's your name?," I asked.
    He said "Bond, James Bond."
    '''
  • 转义符
    假设你想要在一个字符串中包含一个单引号('),那么你该怎么指示这个字符串?例如,这个字符串是 What's your name?。你肯定不会用'What's your name?'来指示它,因为 Python 会弄不明白这个字符串从何处开始,何处结束。所以,你需要指明单引号而不是字符串的结尾。可以通过 转义符 来完成这个任务。你用\'来指示单引号——注意这个反斜杠。现在你可以把字符串表示为'What\'s your name?'。

另一个表示这个特别的字符串的方法是"What's your name?",即用双引号。类似地,要在双引号字符串中使用双引号本身的时候,也可以借助于转义符。另外,你可以用转义符\来指示反斜杠本身。

值得注意的一件事是,在一个字符串中,行末的单独一个反斜杠表示字符串在下一行继续,而不是开始一个新的行。例如:


    "This is the first sentence.\
    This is the second sentence."

等价于"This is the first sentence. This is the second sentence."

  • 自然字符串
    如果你想要指示某些不需要如转义符那样的特别处理的字符串,那么你需要指定一个自然字符串。自然字符串通过给字符串加上前缀r或R来指定。例如r"Newlines are indicated by \n"。

  • Unicode 字符串
    Unicode 是书写国际文本的标准方法。如果你想要用你的母语如北印度语或阿拉伯语写文本,那么你需要有一个支持 Unicode 的编辑器。类似地,Python 允许你处理 Unicode 文本——你只需要在字符串前加上前缀 u 或 U。例如,u"This is a Unicode string."。

记住,在你处理文本文件的时候使用 Unicode 字符串,特别是当你知道这个文件含有用非英语的语言写的文本。

  • 字符串是不可变的
    这意味着一旦你创造了一个字符串,你就不能再改变它了。虽然这看起来像是一件坏事,但实际上它不是。我们将会在后面的程序中看到为什么我们说它不是一个缺点。

  • 按字面意义级连字符串
    如果你把两个字符串按字面意义相邻放着,他们会被 Python 自动级连。例如,'What\'s' 'your name?'会被自动转为"What's your name?"。

给 C/C++程序员的注释
在 Python 中没有专门的 char 数据类型。确实没有需要有这个类型,我相信你不会为此而烦恼。

给 Perl/PHP 程序员的注释
记住,单引号和双引号字符串是完全相同的——它们没有在任何方面有不同。

给正则表达式用户的注释
一定要用自然字符串处理正则表达式。否则会需要使用很多的反斜杠。例如,后向引用符可以写成'\1'或r'\1'。

变量

仅仅使用字面意义上的常量很快就会引发烦恼——我们需要一种既可以储存信息 又可以对它们进行操作的方法。这是为什么要引入 变量 。变量就是我们想要的东西——它们的值可以变化,即你可以使用变量存储任何东西。变量只是你的计算机中存储信息的一部分内存。与字面意义上的常量不同,你需要一些能够访问这些变量的方法,因此你给变量名字。

标识符的命名

变量是标识符的例子。 标识符 是用来标识 某样东西 的名字。在命名标识符的时候,你要遵循这些规则:

  • 标识符的第一个字符必须是字母表中的字母(大写或小写)或者一个下划线(‘ _ ’)。

  • 标识符名称的其他部分可以由字母(大写或小写)、下划线(‘ _ ’)或数字(0-9)组成。

  • 标识符名称是对大小写敏感的。例如,myname 和 myName 不是一个标识符。注意前者中的小写 n 和后者中的大写 N。

  • 有效 标识符名称的例子有 i、__my_name、name_23 和 a1b2_c3。

  • 无效 标识符名称的例子有 2things、this is spaced out 和 my-name。

数据类型

变量可以处理不同类型的值,称为数据类型。基本的类型是数和字符串,我们已经讨论过它们了。在后面的章节里面,我们会研究怎么用创造我们自己的类型。

对象

记住,Python 把在程序中用到的任何东西都称为 对象 。这是从广义上说的。因此我们不会说“某某 东西 ”,我们说“某个 对象 ”。

给面向对象编程用户的注释
就每一个东西包括数、字符串甚至函数都是对象这一点来说,Python 是极其完全地面向对象的。

我们将看一下如何使用变量和字面意义上的常量。保存下面这个例子,然后运行程序。

如何编写 Python 程序
下面是保存和运行 Python 程序的标准流程。

  1. 打开你最喜欢的编辑器。
  2. 输入例子中的程序代码。
  3. 用注释中给出的文件名把它保存为一个文件。我按照惯例把所有的 Python 程序都以扩展名.py 保存。
  4. 运行解释器命令 python program.py 或者使用 IDLE 运行程序。你也可以使用先前介绍的可执行的方法

例 4.1 使用变量和字面意义上的常量


    # Filename : var.py
    i = 5
    print i
    i = i + 1
    print i

    s = '''This is a multi-line string.
    This is the second line.'''
    print s

(源文件:code/var.py

输出


    $ python var.py
    5
    6
    This is a multi-line string.
    This is the second line.

它如何工作

下面来说明一下这个程序如何工作。首先我们使用赋值运算符(=)把一个字面意义上的常数 5 赋给变量 i。这一行称为一个语句。语句声明需要做某件事情,在这个地方我们把变量名 i 与值 5 连接在一起。接下来,我们用print 语句打印 i 的值,就是把变量的值打印在屏幕上。

然后我们对i中存储的值加 1,再把它存回 i。我们打印它时,得到期望的值 6。

类似地,我们把一个字面意义上的字符串赋给变量 s 然后打印它。

给 C/C++程序员的注释
使用变量时只需要给它们赋一个值。不需要声明或定义数据类型。

逻辑行与物理行

物理行是你在编写程序时所 看见 的。逻辑行是 Python 看见 的单个语句。Python 假定每个 物理行 对应一个 逻辑行

逻辑行的例子如 print 'Hello World'这样的语句——如果它本身就是一行(就像你在编辑器中看到的那样),那么它也是一个物理行。

默认地,Python 希望每行都只使用一个语句,这样使得代码更加易读。

如果你想要在一个物理行中使用多于一个逻辑行,那么你需要使用分号(;)来特别地标明这种用法。分号表示一个逻辑行/语句的结束。例如:


    i = 5
    print i

与下面这个相同:


    i = 5;
    print i;

同样也可以写成:


    i = 5; print i;

甚至可以写成:


    i = 5; print i

然而,我强烈建议你坚持在每个物理行只写一句逻辑行。仅仅当逻辑行太长的时候,在多于一个物理行写一个逻辑行。这些都是为了尽可能避免使用分号,从而让代码更加易读。事实上,我 从来没有 在 Python 程序中使用过或看到过分号。

下面是一个在多个物理行中写一个逻辑行的例子。它被称为明确的行连接


    s = 'This is a string. \
    This continues the string.'
    print s

它的输出:


    This is a string. This continues the string.

类似地,


    print \
    i

与如下写法效果相同:


    print i

有时候,有一种暗示的假设,可以使你不需要使用反斜杠。这种情况出现在逻辑行中使用了圆括号、方括号或波形括号的时候。这被称为暗示的行连接。你会在后面介绍如何使用列表的章节中看到这种用法。

缩进

空白在 Python 中是重要的。事实上行首的空白是重要的。它称为缩进。在逻辑行首的空白(空格和制表符)用来决定逻辑行的缩进层次,从而用来决定语句的分组。

这意味着同一层次的语句必须有相同的缩进。每一组这样的语句称为一个。我们将在后面的章节中看到有关块的用处的例子。

你需要记住的一样东西是错误的缩进会引发错误。例如:


    i = 5
     print 'Value is', i # Error! Notice a single space at the start of the line
    print 'I repeat, the value is', i

当你运行这个程序的时候,你会得到下面的错误:


    File "whitespace.py", line 4
    print 'Value is', i # Error! Notice a single space at the start of the line
    ^
    SyntaxError: invalid syntax

注意,在第二行的行首有一个空格。Python 指示的这个错误告诉我们程序的语法是无效的,即程序没有正确地编写。它告诉你, 你不能随意地开始新的语句块 (当然除了你一直在使用的主块)。何时你能够使用新块,将会在后面的章节,如控制流中详细介绍。

如何缩进
不要混合使用制表符和空格来缩进,因为这在跨越不同的平台的时候,无法正常工作。我 强烈建议 你在每个缩进层次使用 单个制表符两个或四个空格 。 选择这三种缩进风格之一。更加重要的是,选择一种风格,然后一贯地使用它,即 使用这一种风格。

概括

现在我们已经学习了很多详细的内容,我们可以开始学习更加令你感兴趣的东西,比如控制流语句。在继续学习之前,请确信你对本章的内容清楚明了。

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