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0.Python基础（上）  .md

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#Python基础（上）

实验简介

小提醒

  • 教程将专注于Python基础，语法基于Python 2.7 (我会提醒Python 3.x中有变化的地方，以方便读者适应3.X的情况)。测试环境为Linux。标准库的一些包不适用于Windows平台。如果文中的程序无法在你的平台上运行，欢迎讨论。

  • 我将专注于Python的主干，以便读者能以最快时间对Python形成概念。

  • Linux命令行将以 $ 开始，比如 $ls, $python

  • Python命令行将以 >>> 开始，比如 >>>print 'Hello World!'

  • 注释会以 # 开始

建议

  • 将教程中的命令敲到Python中看看效果。

  • 看过教程之后，可以进行一些练习。

  • 参与实验楼讨论区的讨论，可以更好的积累经验。

##一、实验说明

###1. 环境登录

无需密码自动登录，系统用户名shiyanlou

###2. 环境介绍

本实验环境采用Ubuntu Linux桌面环境，实验中会用到桌面上的程序：

1.命令行终端: Linux命令行终端，打开后会进入Bash环境，可以使用Linux命令；

2.Python：实验楼环境已经安装好Python 2.7.6；

3.GVim：非常好用的Vim编辑器，最简单的用法可以参考课程Vim编辑器；

4.Gedit及Brackets：如果您对GVim的使用不熟悉，可以用这两个作为代码编辑器，其中Brackets非常适用于前端代码开发。

###3. 环境使用

使用命令行终端运行所需命令进行操作，使用编辑器输入实验所需的代码及文件。

“实验记录”页面可以在“我的主页”中查看，每次实验的截图及笔记，以及有效学习时间（指的是在实验桌面内操作的时间，如果没有操作，系统会记录为发呆时间）。这些都是您在实验楼学习的真实性证明。

##二、Hello World!

###1、Python命令行

实验环境已经安装好了Python, 在Linux命令行输入:

$python

将直接进入python。然后在命令行提示符>>>后面输入:

>>>print('Hello World!')

可以看到，随后在屏幕上输出:

Hello World!

01

print是一个常用函数，其功能就是输出括号中得字符串。

（在Python 2.x中，print还可以是一个关键字，可写成print 'Hello World!'，但这在3.x中行不通 ）

###2、写一段小程序

另一个使用Python的方法，是写一个Python程序。用文本编辑器写一个 .py 结尾的文件，比如说 hello.py

在hello.py中写入如下，并保存:

print('Hello World!')

退出文本编辑器，然后在命令行输入:

$python hello.py

来运行hello.py。可以看到Python随后输出:

Hello World!

02

###3、脚本

我们还可以把Python程序hello.py改成一个可执行的脚本，可以直接执行：

#!/usr/bin/env python
print('Hello World!')

需要修改上面程序的权限为可执行：

chmod 755 hello.py

然后再命令行中，输入：

./hello.py

就可以直接运行了：

03

##三、基本数据类型

###1、变量不需要声明

Python的变量不需要声明，你可以直接输入：

>>>a = 10

那么你的内存里就有了一个变量a， 它的值是10，它的类型是integer (整数)。 在此之前你不需要做什么特别的声明，而数据类型是Python自动决定的。

>>>print a

>>>print type(a)

那么会有如下输出：

10
<type 'int'>

这里，我们学到一个内置函数type(), 用以查询变量的类型。

###2、回收变量名

如果你想让 a 存储不同的数据，你不需要删除原有变量就可以直接赋值。

>>>a = 1.3

>>>print a,type(a)

会有如下输出：

1.3 <type 'float'>

我们看到print的另一个用法，也就是print后跟多个输出，以逗号分隔。

###3、常用数据类型

变量 数据类型
a=10 int 整数
a=1.3 float 浮点数
a=True 真值(True/False)
a='Hello!' 字符串

以上是最常用的数据类型，对于字符串来说，也可以用双引号。

（此外还有分数，字符，复数等其他数据类型，有兴趣的可以学习一下）

##四、序列

sequence(序列)是一组有顺序的元素的集合

(严格的说，是对象的集合，但鉴于我们还没有引入“对象”概念，暂时说元素)

序列可以包含一个或多个元素，也可以没有任何元素。

我们之前所说的基本数据类型，都可以作为序列的元素。元素还可以是另一个序列，以及我们以后要介绍的其他对象。

序列有两种：tuple（定值表； 也有翻译为元组） 和 list (表)

>>>s1 = (2, 1.3, 'love', 5.6, 9, 12, False)         # s1是一个tuple

>>>s2 = [True, 5, 'smile']                          # s2是一个list

>>>print s1,type(s1)

>>>print s2,type(s2)

tuple和list的主要区别在于，一旦建立，tuple的各个元素不可再变更，而list的各个元素可以再变更。

一个序列作为另一个序列的元素：

>>>s3 = [1,[3,4,5]]

空序列：

>>>s4 = []

###1、元素的引用

序列元素的下标从0开始：

>>>print s1[0]

>>>print s2[2]

>>>print s3[1][2]

由于list的元素可变更，你可以对list的某个元素赋值：

>>>s2[1] = 3.0

>>>print s2

如果你对tuple做这样的操作，会得到错误提示。

所以，可以看到，序列的引用通过s[int]实现，(int为下标)。

###2、其他引用方式

范围引用： 基本样式 [下限:上限:步长]

>>>print s1[:5]             # 从开始到下标4 （下标5的元素 不包括在内）

>>>print s1[2:]             # 从下标2到最后

>>>print s1[0:5:2]          # 从下标0到下标4 (下标5不包括在内)，每隔2取一个元素 （下标为0，2，4的元素）

>>>print s1[2:0:-1]         # 从下标2到下标1

从上面可以看到，在范围引用的时候，如果写明上限，那么这个上限本身不包括在内。

尾部元素引用：

>>>print s1[-1]             # 序列最后一个元素

>>>print s1[-3]             # 序列倒数第三个元素

同样，如果s1[0:-1], 那么最后一个元素不会被引用 （再一次，不包括上限元素本身）。

###3、字符串是元组

字符串是一种特殊的元素，因此可以执行元组的相关操作。

>>>str = 'abcdef'

>>>print str[2:4]

##五、运算

暂时只介绍这些运算符的基本用法，方便我们展开后面的内容，高级应用暂时不介绍。

###1、数学运算

>>>print 1+9        # 加法

>>>print 1.3-4      # 减法

>>>print 3*5        # 乘法

>>>print 4.5/1.5    # 除法

>>>print 3**2       # 乘方     

>>>print 10%3       # 求余数

###2、判断

判断是真还是假，返回True/False:

>>>print 5==6               # =， 相等

>>>print 8.0!=8.0           # !=, 不等

>>>print 3<3, 3<=3          # <, 小于; <=, 小于等于

>>>print 4>5, 4>=0          # >, 大于; >=, 大于等于

>>>print 5 in [1,3,5]       # 5是list [1,3,5]的一个元素

还有is, is not等, 暂时不深入。

###3、逻辑运算

True/False之间的运算：

>>>print True and True, True and False      # and, “与”运算， 两者都为真才是真

>>>print True or False                      # or, "或"运算， 其中之一为真即为真

>>>print not True                           # not, “非”运算， 取反

可以和上一部分结合做一些练习，比如：

>>>print 5==6 or 3>=3

##六、缩进和选择

###1、缩进

Python最具特色的是用缩进来标明成块的代码。我下面以if选择结构来举例。if后面跟随条件，如果条件成立，则执行归属于 if 的一个代码块。

先看C语言的表达方式（注意，这是C，不是Python!）

if ( i > 0 )
{
    x = 1;
    y = 2;
}

如果i > 0的话，我们将进行括号中所包括的两个赋值操作。括号中包含的就是块操作，它隶属于if。

在Python中，同样的目的，这段话是这样的：

if i > 0:
    x = 1
    y = 2

在Python中， 去掉了i > 0周围的括号，去除了每个语句句尾的分号，表示块的花括号也消失了。

多出来了if ...之后的 :(冒号), 还有就是x = 1 和 y =2前面有四个空格的缩进。通过缩进，Python识别出这两个语句是隶属于if。

Python这样设计的理由纯粹是为了程序好看。

###2、if语句

写一个完整的程序，命名为ifDemo.py。这个程序用于实现if结构。

i = 1
x = 1
if i > 0:
    x = x+1
print x

用cd命令进入该文件所在目录，然后输入命令运行它：

$python ifDemo.py  # 运行

程序运行到 if 的时候，条件为True，因此执行x = x+1。

print x语句没有缩进，那么就是if之外。

如果将第一句改成i = -1，那么 if 遇到假值 (False), x = x+1隶属于 if , 这一句跳过。print x没有缩进，是 if 之外，不跳过，继续执行。

这种以四个空格的缩进来表示隶属关系的书写方式，以后还会看到。强制缩进增强了程序的可读性。

复杂一些的 if 选择：

i = 1

if i > 0:
    print 'positive i'
    i = i + 1
elif i == 0:
    print 'i is 0'
    i = i * 10
else:
    print 'negative i'
    i = i - 1

print 'new i:',i

这里有三个块，分别属于if，elif，else引领。

Python检测条件，如果发现 if 的条件为假，那么跳过后面紧跟的块，检测下一个 elif 的条件； 如果还是假，那么执行else块。

通过上面的结构将程序分出三个分支。程序根据条件，只执行三个分支中的一个。

整个 if 可以放在另一个 if 语句中，也就是 if 结构的嵌套使用：

i  = 5
if i > 1:
    print 'i bigger than 1'
    print 'good'
    if i > 2:
        print 'i bigger than 2'
        print 'even better'

if i > 2 后面的块相对于该 if 缩进了四个空格，以表明其隶属于该 if ，而不是外层的 if 。

##作业

按照过程在实验楼环境中把本节内容中的Python代码全部运行一遍，并截图保存。