【0编程基础入门python】python基础知识+简单代码编写(内附自测题，掌握可入职美团)

雨点打透心脏的1/2处 2024-03-17 22:54 12阅读 0赞

## 1.常量表达式 ##

--------------------

可以把python当成一个计算器，进行一些算术运算：

print(1 + 2 - 3)
    print(1 + 2 * 3)
    print(1 + 2 / 3)

![9c6c62e71a2c939710710bcd4ad23639.png][]

需要**注意**的有以下三个点：

1.  print是一个python**内置的函数**
2.  可以使用+ - \* / ( ) 等运算符进行算术运算，先算乘除，后算加减
3.  运算符和数字之间，可以没有空格，也可以有多个空格，但是一般写一个空格（比较美观）

形如1 + 2 + 3这样的算式，在编程语言中称为**表达式**，算式的运算结果，称为**表达式的返回值。** 其中1, 2, 3这种称为**字面值常量，** \+ - \* /这种称为**运算符或者操作符。**

**注意：** 熟悉C/Java的同学可能认为2/3的结果为0（小数部分被截断），但是在python中得到的结果则是一个小数，更加符合日常使用的习惯。

**示例**

**给定四个分数 66.5，88.7，45.6，34.6 ，编写代码，求这四个分数的平均数**

print( (66.5 + 88.7 + 45.6 + 34.6) / 4)

--------------------

## 2.变量和类型 ##

### 变量是什么 ###

有时候，我们需要进行的计算可能比较复杂，需要把一些计算的中间结果保存起来，这个时候就需要用到**变量**。

**示例**

给定四个分数 **66.5，88.7，45.6，34.6 编写代码，求这四个分数的方差**

**PS: 方差的计算过程：取每一项，减去平均值，计算平方，再求和，最后除以(项数-1)**

在这个代码中，需要先计算四个数的平均值，然后再计算方差，这就需要把计算的**平均值使用变量保存起来**。

avg = (66.5 + 88.7 + 45.6 + 34.6) / 4
    total = (66.5 - avg) ** 2 + (88.7 - avg) ** 2
    + (45.6 - avg) ** 2 + (34.6 - avg) ** 2
    result = total / 3
    print(result)

**注意：**

*  avg、total、result均为变量
 *  \*\* 在python中表示乘方运算，\*\* 2即为求平方

就像计算器中的M键功能类似，通过变量就可以保存计算过程中的中间结果。

![812b6ff431d98454537c934ceb915f79.png][]

只不过，计算器一般只能保存一个数据，而在python代码中，可以创建任意多的变量，来进行各种各样数据的保存。

**变量可以视为是一块能够容纳数据的空间，** 这种空间往往对应到"内存"这样的硬件设备上。

我们可以把内存想象成是一个宿舍楼，这个宿舍楼有一个个的房间，每个房间都可以存放数据。

衡量内存的一个重要指标就是内存空间的大小，比如电脑的内存是16GB，这个数字越大，也就意味着内存的存储空间就越大，能够存放的数据(变量)也就越多。

### 变量的语法 ###

#### (1)定义变量 ####

a = 10

创建变量的语句非常简单，其中

*  a为变量名，当我们创建很多个变量的时候，就可以用名字来进行区分
 *  = 为赋值运算符，表示把 = 右侧的数据存入 = 左侧的空间中

**注意**：变量的名字要遵守一定的规则

硬性规则(务必遵守)

*  变量名由数字、字母、下划线构成
 *  数字不能作为开头
 *  变量名不能和“关键字”重复
 *  变量名大小写敏感，num和Num是两个不同的变量名

软性规则(建议遵守)

*  变量名使用有描述的单词来表示，尽量表达出变量的作用
 *  一个变量名可以由多个单词构成，长一点没关系，但是含义一定要清晰
 *  当变量名包含多个单词的时候，建议使用“驼峰命名法”，形如totalCount，persoInfo这种，除了首个单词外，剩余单词首字母大写

数学上，变量通常使用x, y, z这种简单的英文字母或者拉丁字母表示，但是在编程过程中不建议这样使用；

原因是，编程中一个程序通常会同时创建出很多个变量，如果只是使用单个字母来表示，在变量多的时候，就很难区分哪个变量是干什么用的，从而给维护程序带来了一定的困难；因此我们建议使用带有明确描述性的名字，来表示变量的用途。

#### (2)使用变量 ####

读取变量的值

a = 10
    print(a)

修改变量的值

a = 20
    print(a)

**注意：** 在python中，修改变量也是使用 = 运算符，看起来和定义变量没有明显区别。

当然，也可以用一个变量的值赋值给另外一个变量

a = 10
    b = 20
    a = b
    print(a) #20
    print(b) #20

### 变量的类型 ###

变量里面存储的不仅仅是数字，还可以存储其他种类的数据，为了区分不同种类的数据，我们引入了“类型”这样的概念。

**注意**：和C++/Java等语言不同，python变量的类型不需要显式指定，而是在赋值的时候确定的。

#### (1)整数 ####

a = 10
    print(type(a))

![d969f3481d70c78422506fa432d46dac.png][]

PS：type和print类似，也是python的内置函数，可以使用type来查看一个变量的类型

**注意**：和C++/Java等语言不同，python的int类型变量，表示的数据范围是没有上限的，只要内存足够大，理论上就可以表示无穷大的数据。

#### (2)浮点数（小数） ####

a = 0.5
    print(type(a))

![52f061ec95c8cb8b4dbd990dac186436.png][]

**注意**：和C++/Java等语言不同，python的小数只有float一种类型，没有double类型，但是实际上python的float就相当于C++/Java的double，表示双精度的浮点数。

PS：相比于单精度浮点数，双精度浮点数占用的内存空间更多，同时表示的数据精度更高(大概精确到小数点后15位)

![f60669587f3524744ac3bf48bd914c11.png][]

#### (3)字符串 ####

a = 'hello'
    print(type(a))

![f293792449b7dff476c98d1cda1db86d.png][]

使用 ’ ’ 或者 " " 引起来的，称为字符串，可以用来表示文本

**注意**：在python中，单引号构成的字符串和双引号构成的字符串没有区别，'hello’和"hello"是完全等价的。

可以使用 len 函数来获取字符串的长度

a = 'hello'
    print(len(a)) #5

可以使用 + 针对两个字符串进行拼接

a = 'hello'
    b = 'world'
    print(a + b)

此处是两个字符串相加，不能拿字符串和整数/浮点数相加

字符串作为开发中最常用的数据类型，支持的操作方式也是非常丰富的。

#### (4)布尔 ####

布尔类型是一个特殊类型，取值只有两种，True和False

PS:布尔类型也是数学上的一个概念，初中的时候由一个概念叫做“命题”，进一步的可以判断命题的真假，True和False

例如：

*  博主真帅(真命题)
 *  博主是个妹子(假命题)

a = True
    print(type(a))
    b = False
    print(type(b))

![e4113d9dd3e8bccecc5733c9e69e75ce.png][]

布尔类型在进行逻辑判断的时候，是非常有用的。

#### 为什么要有这么多类型？ ####

除了上述提到的类型之外，python中海油list, tuple, dict等类型，后续会介绍。

(1)类型决定了数据在内存中占据多大空间

例如float类型在内存中占据8个字节

PS:计算机里面使用二进制来表示数据，也就是每个位只能表示0或1

1个二进制位，就称为一个“比特”，8个二进制位，就称为一个“字节”(Byte)

一个float变量在内存中占据8个字节的空间，也就是64个二进制位

假设一个电脑有16GB的内存，也就是一共有1024*1024*1024\*8这么多的二进制位

（2）类型约定了能对这个变量进行什么样的操作

例如 int/float 类型的变量，可以进行 + - \* / 等操作

而str类型的变量，只能进行 +(行为是字符串拼接)， 不能进行 - \* / ；但是还能使用len等其他操作。

总结：类型系统其实是在对变量进行“归类”，相同类型的变量往往具有类似的特性和使用规则。

#### 动态类型特性 ####

在python中，一个变量是什么类型，是可以在“程序运行”过程中发生改变的，这个特性称为“动态类型”

a = 10
    print(type(a))
    a = 'hello'
    print(type(a))

![f8bf1f72be3a25999370fbd8717f7935.png][]

在程序执行过程中，a的类型刚开始是int，后面编程了str;

C++/Java这样的语言不允许这样的操作，一个变量定以后类型就是固定的了，这种特性称为”静态类型“

动态类型特性是一把双刃剑

*  对于中小型程序，可以大大的节约代码量(写一段代码可以同时支持多种类型)
 *  对于大型程序，提高了模块之间的交互成本(程序员 A提供的代码难以被程序员B理解)

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## 3.注释 ##

### 注释是什么 ###

注释是一种特殊的代码，它不会影响到程序的运行，但是能够起到解释说明的作用，能够帮助程序猿理解程序代码的执行逻辑。

PS:写代码是一件比较烧脑的事情，读代码同样也非常烧脑，相比于一板一眼的代码，一些口语化的描述更好的帮助程序猿理解程序。

# 计算 4 个数字 67.5, 89.0, 12.9, 32.2 的方差
    avg = (67.5 + 89.0 + 12.9 + 32.2) / 4
    total = (67.5 - avg) ** 2 + (89.0 - avg) ** 2 + (12.9 - avg) ** 2 + (32.2 - avg) 
    ** 2
    result = total / 3
    print(result)

形如上述代码，如果没有注释，直接阅读，是不容易get到代码的含义是计算方差，但是通过加一行注释解释一下，就让人一目了然了。

PS:代码的第一个目标是容易理解，第二目标才是执行正确

写注释不光是为了方便别人来理解，也是方便三个月之后的自己来理解

一个反例：早些年医生的手写处方

![6db059bee87b2b59f1e7fd2f1efd000e.png][]

### 注释的语法 ###

python中有两种风格的注释

#### (1)注释行 ####

使用 \# 开头的行都是注释

# 这是一行注释

#### (2)文档字符串 ####

使用三引号引起来的称为“文档字符串”，也可以视为是一种注释。

*  可以包含多行内容
 *  一般放在文件/函数/类的开头
 *  “”" 或者 ‘’’ 均可（等价）

"""
    这是文档字符串
    """

### 注释的规范 ###

1.  内容准确：注释内容要和代码一直，匹配，并在代码修改时及时更新
2.  篇幅合理：注释既不能太简介，也不能长篇大论
3.  积极向上：注释中不能包含负能量（例如 领导SB）

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## 4.输入输出 ##

### 和用户交互 ###

和用户进行交互时需要输入输出

*  用户把信息传递给程序的过程，称为“输入”
 *  程序把结果展示给用户的过程，称为“输出”

输入输出的最基本的方法就是控制台，用户通过控制台输入一些字符串，程序再通过控制台打印出一些字符串。

pyCharm运行程序，下面弹出的窗口就是控制台：

![d2541733bcd804f74d174289594abfcf.png][]

windows自带的cmd程序，也可以视为控制台：

![d50b657c1601ecb8067d86e89ca7b4d8.png][]

输入输出最常见方法是图形化界面，例如我们平时用到的QQ，浏览器，steam等，都不需要用户输入命令，而只是通过鼠标点击按钮的方式进行操作。

### 通过控制台输出 ###

python中使用print函数输出到控制台

print('hello')

不仅能输出一个字符串，还可以输出一个其他类型的变量

a = 10
    print(a)
    
    b = True
    print(b)

![6eacc9dfe8b12711c6af46978983f2a9.png][]

更多的时候，我们希望能够输出的内容是混合了字符串和整数的。

**示例**：输出num = 10

num = 10
    print(f'num = {num}')

![438105ad1b97d7c57ebca73b585670f6.png][]

注意：

*  使用f作为前缀的字符串，称为f-string
 *  里面可以使用\{ \}来内嵌一个其他的变量/表达式

PS:python中还支持其他的格式化字符串的方法，此处是最简单的，其他的暂时不做介绍

### 通过控制台输入 ###

python 使用 input 函数，从控制台读取用户的输入

num = 0
    num = input('请输入一个整数:')
    print(f'你输入的整数是{num}')

![88755e8d3d2bcfdda1e08791f354fa07.png][]

**注意：**

*  input的参数相当于一个“提示信息”，也可以没有
 *  input的返回值就是用户输入的内容，是字符串类型

a = input('请输入第一个整数: ')
    b = input('请输入第二个整数: ')
    print(f'a + b = {a + b}')

![d17fee92e8db6664eb74fdbc3baa67e8.png][]

此处的结果是字符串拼接，不是算术运算，如果想进行算术运算，需要先转换类型

a = input('请输入第一个整数: ')
    b = input('请输入第二个整数: ')
    a = int(a)
    b = int(b)
    print(f'a + b = {a + b}')

![6eae1a28ef46eaf49f695e029ed3aaa6.png][]

通过int( ) 把变量转成了 int 类型

类似的，使用float( ), bool( ), str( ) 等可以完成对应的类型转换

**代码实例**：输入4 个小数， 求4个小数的平均值

a = input('请输入第一个数字: ')
    b = input('请输入第二个数字: ')
    c = input('请输入第三个数字: ')
    d = input('请输入第四个数字: ')
    a = float(a)
    b = float(b)
    c = float(c)
    d = float(d)
    avg = (a + b + c + d) / 4
    print(f'平均值: {avg}')

![7e688f9c6f84e0eeb799c09212cf86a2.png][]

## 5.运算符 ##

### 算术运算符 ###

像 + - \* / % \*\* //这种进行算术运算的运算符，称为算术运算符。

# //是一种除法向下取整的操作符
    print(10 // 3) # 3

**注意1**：/中不能用0作为除数，否则会**抛异常。**

print(10 / 0)

![5135d841bcbad9a25b32d67df0c1cb09.png][]

异常是编程语言中的一种常见机制，表示程序运行过程中，出现了一些“以外情况”，导致程序不能继续向下执行下去。

**注意2**：整数/整数 结果可能是小数，而不会截断。

print(1/2) # 0.5

**注意3**： % 不是“百分数”，而是求余数

print(7 % 2) #1

关于求余数，很多人容易蒙，其实很简单：

7除以2，商是3，余数是1

**注意4**：\*\*是求乘方，不光能算整数次方，还能算小数次方。

print(4 ** 2)
    print(4 ** 0.5)

### 关系运算符 ###

像 < <= > >= == != 这一系列的运算符称为关系运算符，它们是比较操作数之间的关系，其中

*  <= 是“小于等于”
 *  > = 是“大于等于”
 *  == 是“等于”
 *  != 是“不等于”

(1)如果关系符合，则表达式返回True，如果不符合，则表达式返回False

a = 10
    b = 20
    
    print(a < b)
    print(a <= b)
    print(a > b)
    print(a >= b)
    print(a == b)
    print(a != b)

![5f9dc04198ddf42b480f661f9e9472ea.png][]

(2)关系运算符不光针对整数/浮点数进行比较，还能针对字符串进行比较

a = 'hello'
    b = 'world'
    print(a < b)
    print(a <= b)
    print(a > b)
    print(a >= b)
    print(a == b)
    print(a != b)

![3639e5063fd7b8df8942419c5c9df8cc.png][]

**注意：**

*  直接使用== 或 != 即可对字符串进行内容判定相等(和C++/Java不同)
 *  字符串比较大小，规则是“字典序”

关于字典序：

想象一个英文词典，上面的单词都是按照字母顺序排列，如果首个字母相同，就比较第二个字母

单词在词典上越靠前，就越小，越靠后，就越大

(3)对于浮点数来说，不要使用 == 判断相等

print(0.1 + 0.2 == 0.3)

![5116f60ed8c00b20758ba28041ab7ad8.png][]

**注意**：浮点数在计算机中的表示并不是准确的，在计算过程中，就容易出现非常小的误差。

print(0.1)
    print(0.2)
    print(0.3)
    print(0.1 + 0.2)

![84ed5d67ef871e05622d21bcca8e87d4.png][]

可以看到 0.1 + 0.2 的结果并非0.3， 而是带了一个小尾巴，虽然这个尾巴非常小，但是 == 是非常严谨的，仍会导致 ==的结果为False

不止是python如此，主流编程语言都是如此，这个是IEEE754标准规定的浮点数个数所引入的问题。

正确的比较方式：不在严格的比较相等，而是判定差值小于允许的误差范围。

a = 0.1 + 0.2
    b = 0.3
    print(-0.000001 < (a - b) < 0.000001)

实际工程实践中，误差在所难免，只要保证误差在合理范围内即可。

### 逻辑运算符 ###

像 and or not这一系列的运算符称为**逻辑运算符**

*  and并且，两侧操作数均为True时，最终结果为True， 否则为False(一假则假)
 *  or或者，两侧操作数均为False时，最终结果为False，否则为True(一真则真)
 *  not逻辑取反，操作数本身为True，则返回False，本身为False，则返回True

此处所说的“并且”和“或者”，就是我们日常生活中使用的"并且”和“或者”

想象一下未来丈母娘问你要彩丽，什么叫做“有房并且有车”，什么叫做“有房或者有车”

a = 10
    b = 20
    c = 30
    print(a < b and b < c)
    print(a < b and b > c)
    print(a > b or b > c)
    print(a < b or b > c)
    print(not a < b)
    print(not a > b)

![b5386303a0f5f966c5024c14a8eab707.png][]

**一种特殊的写法**

a < b and b < c 这个操作等价于 a < b < c，这个设定和大部分编程语言都不相同

**关于短路求职**

和其他编程语言类似，python中也存在短路求值的规则

*  对于and，如果左侧表达式为False，则整体一定为False，右侧表达式不再执行
 *  对于or，如果左侧表达式为True，则整体一定为True,右侧表达式不再执行

print(10 > 20 and 10 / 0 == 1)
    print(10 < 20 or 10 / 0 == 1)

![bd952e2ed7e054a6728306005a0e3f3d.png][]

上述代码没有抛出异常，说明右侧的除以0操作没有真正执行

### 赋值运算符 ###

(1) = 的使用

= 表示赋值，除此之外，还能同时针对多个变量进行赋值。

**链式赋值**

a = b = 10

**多元赋值**

a, b = 10, 20

**代码示例：** 交换两个变量

基础写法

a = 10
    b = 20
    tmp = a
    a = b
    b = tmp

基于多元赋值

a = 10
    b = 20
    a, b = b, a

(2)复合赋值运算符

python中有一些复合赋值运算符，如： += -= \*= /= %=

其中a += 1等价于a = a + 1,其他的赋值运算符也是同理

a = 10
    a = a + 1
    print(a)
    b = 10
    b += 1
    print(b)

注意：像C++/Java中，存在 ++ – 这样的自增/自减运算符，python中不支持这种运算，如果需要使用，可以直接使用 += 1或者 -= 1

\++ – 最大的问题就是容易分不清前置和后置的区别，这一点python设计的时候就进行了规避，避免混淆语法

## 自测练习 ##

(1) \[多选\] 以下关于变量之间加法运算的说法, 正确的是:

A. Python 中的字符串之间够能相加.

B. Python 中的字符串可以和整数相加.

C. Python 中的整数可以和浮点数相加.

D. Python 中的整数可以和布尔值相加.

(2) \[单选\] 以下关于类型的说法, 正确的是:

A. Python 中既有字符串类型, 也有字符类型.

B. Python 中既有 float, 也有 double.

C. Python 中既有 int, 也有 long

D. Python 中的整数表示范围无上限.

(3) \[单选\] 以下 Python 代码, 合法的是

A. int a = 10

B. a = 10;

C. a = true

D. a = 'aaa

答案：1.ACD 2.D 3.C

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