Python完全自学入门教程

Python入门教程张尧立2015年11月26日Python是一种什么语言？•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。•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。Python可以做什么•Python能做的–日常任务–网络游戏的后台–科学计算•Python不能做的–写操作系统–写3D游戏–写手机应用Python的诞生•“龟叔”GuidovanRossum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。Python的优点和缺点•优点–简单易懂，–入门容易，–复杂的程序。•缺点–运行速度慢，–代码不能加密。安装Python•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。2.x还是3.x•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。•请确保你的电脑上安装的Python版本是2.7.x。•在科学计算中，Python(x,y)是一个非常优秀的Python集成软件。本教程中的实例均使用Python(x,y)2.7版本完成。第一个Python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。•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。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。•对于初学者，推荐使用Python(x,y)自带的IDLE。绝对不能用Word和Windows自带的记事本。注意！•请注意区分命令行模式和Python交互模式：直接运行py文件•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/envpython•然后，通过命令：$chmoda+xhello.py•就可以直接运行hello.py了，比如在Mac下运行：输入和输出•输出–用print加上字符串，就可以向屏幕上输出指定的文字。•输入–Python提供了一个raw_input，可以让用户输入字符串，并存放到一个变量里。什么是变量？•设正方形的边长为a，则正方形的面积为axa。把边长a看做一个变量，我们就可以根据a的值计算正方形的面积，比如：–若a=2，则面积为axa=2x2=4；–若a=3.5，则面积为axa=3.5x3.5=12.25。Python基础•Python的语法比较简单，采用缩进方式，写出来的代码就像下面的样子：#printabsolutevalueofaninteger:a=100ifa=0:printaelse:print-a数据类型•整数•浮点数•字符串•布尔值•空值静态语言和动态语言•在Python中，等号=是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，例如：–a=123#a是整数printa–a='ABC'#a变为字符串printa•静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。例如C++是静态语言。–inta=123;//a是整数类型变量–a=ABC;//错误：不能把字符串赋给整型变量赋值语句的等号•请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码：–x=10–x=x+2•如果从数学上理解x=x+2那无论如何是不成立的，在程序中，赋值语句先计算右侧的表达式x+2，得到结果12，再赋给变量x。由于x之前的值是10，重新赋值后，x的值变成12。常量•所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量：–PI=3.14159265359字符编码•字符串也是一种数据类型，但是，字符串比较特殊的是还有一个编码问题。•由于计算机是美国人发明的，因此，最早只有127个字母被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。•但是要处理中文显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。字符编码（续）•Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。•本着节约的精神，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。字符ASCIIUnicodeUTF-8A01000001000000000100000101000001中x0100111000101101111001001011100010101101字符编码（续）•所以你看到很多网页的源码上会有类似metacharset=UTF-8/的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码。Python的字符串•由于Python源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：–#!/usr/bin/envpython–#-*-coding:utf-8-*-•第一行注释是为了告诉Linux/OSX系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；•第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。备注•对于有的编辑器，申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的，必须并且要确保编辑器正在使用UTF-8withoutBOM编码：格式化•最后一个常见的问题是如何输出格式化的字符串。我们经常会输出类似'亲爱的xxx你好！你xx月的话费是xx，余额是xx'之类的字符串，而xxx的内容都是根据变量变化的，所以，需要一种简便的格式化字符串的方式。•在Python中，采用的格式化方式和C语言是一致的，用%实现，举例如下：•'Hello,%s'%'world''Hello,world'•'Hi,%s,youhave$%d.'%('Michael',1000000)'Hi,Michael,youhave$1000000.'•常见的占位符有：•其中，格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数：•'%2d-%02d'%(3,1)'3-01'•'%.2f'%3.1415926'3.14'•如果你不太确定应该用什么，%s永远起作用，它会把任何数据类型转换为字符串：•'Age:%s.Gender:%s'%(25,True)•'Age:25.Gender:True'%d整数%f浮点数%s字符串%x十六进制整数list类型•Python内置的一种数据类型是列表：list。list是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素。•比如，列出班里所有同学的名字，就可以用一个list表示：•classmates=['Michael','Bob','Tracy']•classmates['Michael','Bob','Tracy']•用索引来访问list中每一个位置的元素，记得索引是从0开始的。条件判断•计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。•比如，输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在Python程序中，用if语句实现：age=20ifage=18:print'yourageis',ageprint'adult'•根据Python的缩进规则，如果if语句判断是True，就把缩进的两行print语句执行了，否则，什么也不做。•也可以给if添加一个else语句，意思是，如果if判断是False，不要执行if的内容，去把else执行了。•elif是elseif的缩写，完全可以有多个elif，所以if语句的完整形式就是：if条件判断1:执行1elif条件判断2:执行2elif条件判断3:执行3else:执行4if语句•if语句执行有个特点，它是从上往下判断，如果在某个判断上是True，把该判断对应的语句执行后，就忽略掉剩下的elif和else，所以，请测试并解释为什么下面的程序打印的是teenager：age=20ifage=6:print'teenager'elifage=18:print'adult'else:print'kid'if语句（续）•if判断条件还可以简写，比如写：ifx:print'True'•只要x是非零数值、非空字符串、非空list等，就判断为True，否则为False。循环•Python的循环有两种，一种是for...in循环，依次把list或tuple中的每个元素迭代出来。names=['Michael','Bob','Tracy']fornameinnames:printname•如果要计算1-100的整数之和，从1写到100有点困难，幸好Python提供一个range()函数，可以生成一个整数序列，比如range(5)生成的序列是从0开始小于5的整数：•range(5)•[0,1,2,3,4]•range(101)就可以生成0-100的整数序列，计算如下：sum=0forxinrange(101):sum=sum+xprintsum循环（续）•第二种循环是while循环，只要条件满足，就不断循环，条件不满足时退出循环。比如我们要计算100以内所有奇数之和，可以用while循环实现：sum=0n=99whilen0:sum=sum+nn=n-2printsum再议raw_input•最后看一个有问题的条件判断。很多同学会用raw_input()读取用户的输入，这样可以自己输入，程序运行得更有意思：birth=raw_input('birth:')ifbirth2000print'00前'else:print'00后'•输入1982，结果却显示00后，这么简单的判断Python也能搞错？函数•我们知道圆的面积计算公式为：S=πr2•当我们知道半径r的值时，就可以根据公式计算出面积。假设我们需要计算3个不同大小的圆的面积：r1=12.34r2=9.08r3=73.1s1=3.14*r1*r1s2=3.14*r2*r2s3=3.14*r3*r3•当代码出现有规律的重复的时候，你就需要当心了，每次写3.14*x*x不仅很麻烦，而且，如果要把3.14改成3.14159265359的时候，得全部替换。•有了函数，我们就不再每次写s=3.14*x*x，而是写成更有意义的函数调用s=area_of_circle(x)，而函数area_of_circle本身只需要写一次，就可以多次调用。抽象•抽象是数学中非常常见的概念。举个例子：•计算数列的和，比如：1+2+3+...+100，写起来十分不方便，于是数学家发明了求和符号∑，可以把1+2+3+...+100记作：100∑nn=1调用函数•Python内置了很多有用的函数，我们可以直接调用。•要调用一个函数，需要知道函数的名称和参数，比如求绝对值的函数abs，只有一个参数。可以直接从Python的官方网站查看文档：••也可以在交互式命令行通过help(abs)查看abs函数的帮助信息。调用函数（续）abs(100)100abs(-