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Python有自己的语法规定、标准库函数和各种交互式开发环境特性，熟练掌握它们可以完成了不起的工作，小白初学者刚开始接触时可能会觉得目眩神迷。索性我们这个教程不讲那些，那都是以后的事，我们现在需要的只是最基础的一些概念，用它们，就足够完成许多有趣的事情。
本章会给出一些简单的代码，输入到Shell里就可以立刻看到结果。一定要亲手试一下，好记性不如烂笔头，再简单也自己运行试一次，切勿眼高手低。
本章目录
[TOC]
表达式
按照序章中提过的方式，打开你的IDLE。输入 2+2，你会得到
>>>1+2
3
Python会像计算器一样，输出表达式的结果。这里提到的表达式，通常由值（values，比如上面表达式中的“1”和“2”）和算符（operators，比如“+”）**组成，并且总能在运算后得到一个单一的值。也就是说，在Python代码中，任何能用一个值的位置，也可以使用一个表达式（因为它的本质也是一个值，），比如：
(1+2)+2 # “（1+2）”是一个表达式，取代了原来“1”的位置
当然，一个值本身也是一个表达式，只不过这个表达式的运算结果就是它自己。
基本的数学算符：加+、减-、乘*、除/、整除//、取余%、乘方**。不复多言，那个不清楚的直接在Shell里试试，不要眼高手低（比如平方是**2，常有初学者写成^2，出错以后还百思不得其解）。这些算符的优先级也与数学中相同，如下：
>>> 2 + 3 * 6
20
>>> (2 + 3) * 6
30
>>> 48565878 * 578453
28093077826734
>>> 2 ** 8
256
>>> 23 / 7
3.2857142857142856
>>> 23 // 7
3
>>> 23 % 7
2
>>> 2 + 2
4
>>> (5 - 1) * ((7 + 1) / (3 - 1))
16.0
你只需要输入表达式，而Python总是会将它运算到一个值。
上述这些值、算符、表达式的用法也就是所谓的语法，就像我们汉语有汉语的语法，英语也有英语的语法。写代码必须使用正确的Python语法，Python编译器才能知道我们想做什么，否则它就会报错，像这样：
>>> 5 +
File "<stdin>", line 1
5 +
^
SyntaxError: invalid syntax
>>> 42 + 5 + * 2
File "<stdin>", line 1
42 + 5 + * 2
^
SyntaxError: invalid syntax
“invalid syntax”的意思就是无效的语法。当你拿不准某个用法是否合乎语法时，大胆尝试一下就好。最糟的结果也不过是报错，没什么大不了的，最专业的软件开发者也总会在写代码时遇到报错的。
数据类型之整数、浮点数和字符串
前面我们讲到，表达式是由值和算符组成。我们已经提过算符中的数学算符，现在我们要再讲一下值的基本类型。不同类型的值各有其特点，这里我们只介绍最常见的整数（integer 或 int ）、浮点数（floating-point numbers 或者floats）和字符串（strings 或 strs）。
整数，顾名思义，42，就是一个整数。浮点数，就是带小数点的数，比如3.14、42.0。至于为什么叫浮点数，这里不讲，感兴趣的可以自行了解，不了解也不影响本教程的学习。整数与浮点数都是数值，而字符串，则代表了文本。它们的两侧有引号括起来，如'zifuchuan'、'字符串'（注意使用在代码中的引号、逗号和括号等标点符号都是英文标点）。
操作字符串：连接和重复
我们在日常操作时会遇到大量的文本，也就是字符串，比如文件批量重命名、网页内容读取、发邮件、读短信。对字符串进行操作是完成这些任务的基础。字符串操作方法非常多样，我们会在后面细致讲解，这里我们只展示最基础的两种用法：连接和重复。分别 尝试以下代码：
'Python'+'6'
'Python'+6
'Python'*6
如果你没输错，你看的结果应该是这样的：
>>> 'Python'+'6'
'Python6'
>>> 'Python'+6
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#11>", line 1, in <module>
'Python'+6
TypeError: must be str, not int
>>> 'Python'*6
'PythonPythonPythonPythonPythonPython'
可以看到，第一条命令，将字符串'Python'和字符串'6'连接了起来，组成了一个新的字符串'Python6'；第二条命令，将字符串'Python'与整数6相加，因为不同类型数据不能直接相加而报错，提示我们要先将int转换为str，数据类型转换我们后面会讲；第三条命令，字符串'Python'与整数6相乘，得到了一个重复了6次'Python'的新字符串。在这里，算符“+”和“*”的用法，显然是与数值相加相乘不一样的。你不妨自己试试字符串乘数字，字符串乘字符串，又会得到怎样的结果。
在变量中储存值
前面讲到值和可以经过运算化为值的表达式，它们代表了我们要处理的数据。我们知道了1+2=3，那如果我们要再次利用“3”这个结果该怎么办呢？每次都输入一个完整的表达式就显得过于麻烦了。这时我们可以将表达式的运算结果保存在变量中。
变量的赋值
我们可以通过赋值语句将值保存在变量中。赋值语句包括变量名、等号（被称作赋值算符）和要保存的值。比如刚才的1+2，我们就可以用a=1+2这样一句赋值语句，将1=2的运算结果保存在a这个变量中。输入下列代码，体会变量的通途。
>>> food1 = 'jian bing '
>>> jianbing
'jian bing '
>>> food2 = 'guo zi'
>>> food1+ food2
'jian bing guo zi'
>>> food1 + food2 + food1
'jian bing guo zijian bing'
>>> food1 = food1 + 'ji dan'
>>> food1
'jian bing ji dan'
强行划重点：为了帮你们更好的理解变量这个概念，以及变量和值之间的关系，我们来打一个比方。想象一个大箱子，它就代表了我们计算机的内存。我们每创建一个值，就相当于向箱子里放入了一个小盒子。而我们创建不同类型（比如是整数还是字符串）和不同长度长度（'aa'就比'a'长一点）的值，就相当于向箱子内放入不同形状、不同体积的盒子。而变量，就是我们在这些盒子上贴的标签，是我们为了方便表示这些盒子而给它们的代号。所以与其说是把值赋给了变量，不如说是把这些变量像标签一样贴到了数据上。能贴就能撕，当你把这个标签贴到别的盒子上，如a=2+3，它就只代表了这个表达式的值。刚才的1+2就被遗忘了。
变量的命名
上面提到的a、food1、food2都是变量的名字。这种变量名不能随意指定，它们只能由字母、数字和下划线（_）组成，并且不能由数字打头，并且大小写敏感。也就是说Apple和apple代表的是两个不同的变量。专业的编程领域与特定的变量命名规范，比如PEP 8，但我们不需要去盲目遵循这些别人制定的规范，适合你现在的需求的才是最好的。但有一个原则应该牢记：好的变量名能描述它所包含的数据。就好比收纳箱的标签，你是会根据里面装了什么了标记，还是写上一个“一些东西”了事？再比如你要记录书籍数量，book_num=100和x=100哪个更加一目了然？
一段代码，一个程序
Shell的特点在于交互性，也就是你给它一个指令，它立刻给你一个结果。当你想要写一段代码，作为一个完整的程序，你就需要使用文本编辑器了。File→New Window，打开文本编辑器窗口。它与Shell的不同之处就在于，没有提示符>>>，你可以在其中输入多行代码。尝试在此窗口中输入下列代码：
# This program says hello and asks for my name.
print('Hello world!')
print('What is your name?') # ask for their name
myName = input()
print('It is good to meet you, ' + myName)
print('The length of your name is:')
print(len(myName))
print('What is your age?') # ask for their age
myAge = input()
print('You will be ' + str(int(myAge) + 1) + ' in a year.')
输入完毕后按下Ctrl+S，保存代码，文件名为hello.py。编写代码勤保存，养成良好习惯，以防突发意外导致代码丢失。
在编辑器窗口选择Run→Run Module或者按下F5，你的程序就开始运行了。运行结果类似如下：
>>>
================== RESTART: C:/Users/Robin/Desktop/hello.py =================
Hello world!
What is your name?
Liu Dehua
It is good to meet you, Liu Dehua
The length of your name is:
9
What is your age?
25
You will be 26 in a year.
>>>
至此你的程序运行完毕，你可以关掉窗口退出Python，下次想要修改这个脚本时，在File→Open中打开你的hello.py文件即可。
代码解析
让我们来条分缕析，仔细讲解一下上面这段程序的每一行代码，顺便学习几个常用函数。
注释
# This program says hello and asks for my name.
这一行就叫做注释，Python会忽略井号#之后的所有代码。所以你可以用它做一些笔记，增加代码可读性，帮助使用你的代码的后来者更快理解你的思路。即使你的代码只是留为己用，注释也会帮你在你将来想要修改代码时，节省许多时间。总之，写注释是个好习惯。
注释还常被用来暂时取消某一段代码的运行，以求确定代码出错的位置，这是一个常用技巧。
print()函数
print()函数的作用就是将括号内的字符串显示出来。
print('Hello world!')
print('What is your name?') # ask for their name
这两句命令，都调用了print()这个函数，而'Hello world'和'What is your name?'两个字符串则被作为参数，传递给了这个函数。注意输出的结果并不包含引号，这是因为它们并不是字符串的一部分，只代表字符串的起止。
input()函数
input()函数的作用是等待用户键盘输入。
myName = input()
这一句运行后将等待用户键盘打字，并将打字内容作为i字符串赋值内myName这个变量。
打印用户的名字
print('It is good to meet you, ' + myName)
运用我们前面提到的字符串操作方法，将'It is good to meet you, '与变量myName中包含的字符串连接，并显示出来。
len()函数
len()函数将会计算传递给它的字符串的长度，一个字符的长度为1。
print('The length of your name is:')
print(len(myName))
再尝试以下代码，体会len()的用法。
>>> len('hello')
5
>>> len('My very energetic monster just scarfed nachos.')
46
>>> len('')
0
str(), int() 和 float()三个函数
我们讲过三种数据类型，字符串、整数、浮点数，而str(), int() 和 float()就是与之对应的三种数据类型转换函数。顾名思义，它们可以将其他数据类型的数据转换为对应的类型。比如我们前面提过的字符串不能与整数直接相加的问题。如果你有'我今年'，'岁'两个字符串和一个整数18，想得到一个完整的字符串，'我今年18岁'。直接相加是会报错的：
>>> '我今年'+18+'岁'
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#0>", line 1, in <module>
'我今年'+18+'岁'
TypeError: must be str, not int
>>>
但如果你像下面这样，就没问题了：
>>> '我今年'+str(18)+'岁'
'我今年18岁'
>>>
区别就在于str()这个函数，将18这个整数转换为字符串'18'，这样就可以通过算符“+”直接与其他字符串相连接了。
通过下列代码，体会三个函数的功能：
>>> str(0)
'0'
>>> str(-3.14)
'-3.14'
>>> int('42')
42
>>> int('-99')
-99
# int()有取整的效果
>>> int(1.25)
1
>>> int(1.99)
1
>>> float('3.14')
3.14
>>> float(10)
10.0
# 它们遇到无法转换的参数时，就会报错
>>> int('99.99')
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#18>", line 1, in <module>
int('99.99')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '99.99'
>>> int('twelve')
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#19>", line 1, in <module>
int('twelve')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'twelve'
再来分析之前程序中的代码：
print('What is your age?') # ask for their age
myAge = input()
print('You will be ' + str(int(myAge) + 1) + ' in a year.')
第一句，显示字符，询问年龄；第二句，等待你通过键盘输入年龄，并将你输入的数字以字符串的类型保存在myAge这个变量中；第三句比较复杂，我们从最里层的myAge变量开始分析：
以下7行演示了其运算过程
- print('You will be ' + str(int(myAge) + 1) + ' in a year.')
- print('You will be ' + str(int('18') + 1) + ' in a year.')
- print('You will be ' + str(18 + 1) + ' in a year.')
- print('You will be ' + str(19) + ' in a year.')
- print('You will be ' + '19' + ' in a year.')
- print('You will be 19' + ' in a year.')
- print('You will be 19 in a year.')
总结
本章我们介绍了值、表达式、算符、变量等基本概念，整数、浮点数、字符串三种数据类型及它们的转换函数和简单操作方法，还演示了函数的调用。一些常用的简单函数如len()、print()、input()也完成了初次见面。
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