《Python基础教程》笔记（ch0-1）

前言

在Python生态系统中，各种包轮番登场，各种编码实践大行其道后又日渐式微。

引言

Python是什么？为何要使用它？官方宣传说：Python是一种面向对象的解释性高级编程语言，具有动态语义。

这句话的要点在于，Python是一种知道如何不妨碍你编写程序的编程语言。它让你能够毫无困难地实现所需的功能，还让你能够编写出清晰易懂的程序。

Python广泛用于完成系统管理任务（例如，它是多个Linux发行版的重要组成部分），也被用来向新手介绍编程。

本书是为有志于学习Python编程的人写的，适合从编程门外汉到计算机高手的各种读者阅读。如果你没有任何编程经验，应从第1章开始阅读，阅读到看不懂的内容后，开始动手编写一些程序。等到条件成熟后，再回过头来继续阅读更复杂的内容。

目录

第1章　快速上手：基础知识👉本文剩余部分
第2章　列表和元组👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146065683
第3章　使用字符串👉见上
第4章　当索引行不通时（字典）👉见上
第5章　条件、循环及其他语句👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146063043
第6章　抽象（函数）👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146039370
第7章　再谈抽象（面向对象编程）👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146039498
第8章　异常👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146017146
第9章　魔法方法、特性和迭代器👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146014690
第10章　开箱即用（模块）👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/145996542
第11章　文件👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/145987876
第12章　图形用户界面
第13章　数据库支持👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/145980186
第14章　网络编程
第15章　Python和Web
第16章　测试基础👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/145970034
第17章　扩展Python
第18章　程序打包👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/145708590
第19章　趣味编程
第20章　项目1：自动添加标签
第21章　项目2：绘制图表
第22章　项目3：万能的XML
第23章　项目4：新闻汇总
第24章　项目5：虚拟茶话会
第25章　项目6：使用CGI进行远程编辑
第26章　项目7：自建公告板
第27章　项目8：使用XML-RPC共享文件
第28章　项目9：使用GUI共享文件
第29章　项目10：自制街机游戏
附录A　简明教程👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146185954
附录B　Python参考手册👉https://blog.csdn.net/holeer/article/details/146186015

第1章 快速上手：基础知识

1.1 交互式解释器

如果你使用的是macOS或Linux，请打开终端，输入python并按回车键。你将看到一条欢迎消息，如下图所示。

具体的安装步骤视使用的操作系统和安装方式而异，但最简单的方法是访问www.python.org，其中有下载页面的链接。

这是一个交互式Python解释器。请尝试像下面这样做，以核实它是否管用：

如果你熟悉其他计算机语言，可能习惯了在每行末尾都加上分号。在Python中无需这样做，因为在Python中，一行就是一行。

你可能不知道>>>是什么。在Python解释器中，>>>是提示符，可在它后面输入一些内容。解释器对其进行处理后，会输出一些反馈信息，然后你可以继续输入。因此，Python解释器就是初学者学习Python最好的老师，因为编程的实践性很强，交互对话式学习是最好的学习方式。

如果随便输入一些东西呢？请看下图。

显然，解释器没有看懂。解释器还指出了问题出在什么地方，下面逐行解释。

>>> The Spanish Inquisition  ----- 你的输入
  File "<stdin>", line 1  ----- 问题出在输入的第一行
    The Spanish Inquisition ----- 用^标出出错的具体位置
        ^^^^^^^
SyntaxError: invalid syntax ----- 语法错误：无效语法

显然，问题在于语法错误。正如人讲话需要遵循一定的逻辑，与计算机交流也需要遵循一定的语法。

程序运行出错是很正常的事情，对此需要一分为二地看待：计算机的优点在于能提供即时反馈，程序出错会带来挫败感，修复错误的过程具有挑战性，使用计算机成功解决问题很有成就感。

1.2 算法是什么

简而言之，计算机编程就是告诉计算机如何做。计算机多才多艺，但不太善于独立思考，我们必须提供详尽的细节，使用它们能够明白的语言将算法提供给它们。算法只不过是流程或菜谱的时髦说法，详尽地描述了如何完成某项任务。正如烹饪需要各种原料和步骤，算法也需要用各种原料和步骤来描述。

下面首先介绍一些非常简单的Python原料，看看可以对它们做些什么。以下表格中的“输入”和“输出”都是相对于Python解释器而言的。

1.3 数和表达式

在以上的表格中，斜杠/为实数除，双斜杠//为整除（相当于实数除再去尾），百分号%为取余，**为幂运算。注意，以上运算存在优先级：括号内>幂>乘除>加减。在运算符前后加上空格是很好的编程习惯，有时候适当添加括号可以使语义更加清晰。

有时候我们需要用到十六进制数、八进制数和二进制数，如以下表格所示。

1.4 变量

变量是表示（或指向）特定值的名称。下面举例说明。

上图中，x=3为赋值语句，x*2为运算表达式。

不同于其他一些语言，使用Python变量前必须给它赋值，因为Python变量没有默认值。这里体现的原则是：先赋值，后使用。

【注意】在Python中，**名称（标识符）**只能由字母、数字和下划线（_）构成，且不能以数字打头。因此Plan9
是合法的变量名，而9Plan不是。

1.5 语句

表达式是一些东西，而语句做一些事情。例如，2*2的结果是4，而print(2 * 2)打印4。表达式和语句的行为很像，因此它们之间的界线可能并非那么明确。

在交互式解释器中执行时，这两段代码的结果没有任何差别，但这是因为解释器总是将表达式的值打印出来。然而，在Python中，情况并非都是这样的。本章后面将介绍如何创建无需交互式解释器就能运行的程序。仅将诸如2 * 2
等表达式放在程序中不会有任何作用，但在程序中包含print(2 * 2)将打印结果4。

涉及赋值时，语句和表达式的差别更明显：鉴于赋值语句不是表达式，它们没有可供交互式解释器打印的值。

执行赋值语句后，交互式解释器只是再次显示提示符，但发生了一些变化：有一个名为x的新变量，与值3相关联。可以说，这是所有语句的一个根本特征：执行修改操作。例如，赋值语句改变变量，而print语句改变屏幕的外观。变量就像是临时“存储区”（类似于菜谱中的锅碗瓢盆），其真正威力在于无需知道它们存储的值就能操作它们。

例如，即便根本不知道x和y是什么，你也知道x * y的结果为x和y的乘积。因此，编写程序时，你能以各种方式使用变量，而无需知道程序运行时它们将存储（指向）的值。

1.6 获取用户输入

你编写的程序可能供他人使用，无法预测用户会向程序提供什么样的值。

下面看看很有用的函数input。

下面是一个更有趣的示例。

对于上述在Python提示符（>>>）下输入的语句，可将其放在完整的程序中，并让用户提供所需的值（34和42）。这样，这个程序将打印结果1428，即前述两个数的乘积。

【注意】将程序存储在独立的文件中，让其他用户能够执行时，这种获取输入的方式将有用得多。1.8节将介绍如何这样做。

1.7 函数

函数犹如小型程序，可用来执行特定的操作，比如下面的例子：

>>> 2 ** 3
8
>>> pow(2,3)
8

Python提供了很多内置函数。像前一个示例那样使用函数称为调用函数：你向它提供实参，而它返回一个值。鉴于函数调用返回一个值，因此它们也是表达式。

有多个内置函数可用于编写数值表达式。例如，abs计算绝对值，round将浮点数圆整为与之最接近的整数。

1.8 模块

可将模块视为扩展，通过将其导入可以扩展Python功能。要导入模块，可使用特殊命令import。

下面是一个导入math模块并使用其中的向下取整函数floor的示例。(向上取整函数为ceil)

>>> import math
>>> math.floor(32.9)
32

这里调用函数的方式是module.function。

如果确定不会从不同模块导入多个同名函数，你可能不想每次调用函数时都指定模块名。在这种情况下，可使用命令import的如下变种：from module import function，如下面的示例所示。

>>> from math import sqrt
>>> sqrt(9)
3.0

【提示】事实上，可使用变量来引用函数（以及其他大部分Python元素）。执行赋值语句foo = math.sqrt
后，就可使用foo来计算平方根。例如，foo(4)的结果为2.0。

1.9 保存并执行程序

交互式解释器是Python的亮点之一，它让你能够实时地测试解决方案。然而，等你退出交互式解释器时，你在其中编写的所有代码都将丢失。编程的终极目标应该是编写自己和他人都能运行的程序。

Python程序文件的扩展名是.py，它实际上是一个纯文本文件。在写好程序之后，你需要保存文件并指定一个合适的文件名。

1.9.1 从终端运行Python脚本

如果在终端内执行python命令没有报错，且脚本在终端的工作目录中，则可以使用以下命令执行Python脚本：python hello.py。

1.9.2 把脚本变成普通程序

在有些情况下，你希望能够像执行其他程序一样执行Python脚本（即输入程序名运行程序），而无需显式地使用Python解释器。

UNIX提供了实现这种目标的标准方式：
（1）让脚本的第一行以字符序列#!开始，并在它后面指定解释器的绝对路径。最简单的示例（使用全局默认Python解释器）：#!/usr/bin/env python。
（2）将脚本设置为可执行的：chmod a+x hello.py
（3）将脚本作为程序执行：hello.py或./hello.py。你还可以去掉文件名中的.py，使其看起来更像普通程序。

在Windows中，用户通常通过双击运行程序，因此扩展名.py是让脚本像普通程序一样的关键所在。在这种情况下，通常建议在脚本末尾添加一行input("Press <enter>")，这样脚本运行完成之后不会立即关闭窗口。

1.9.3 注释

在Python代码中，井号（#）后面到行尾的所有内容都将被忽略。

在任何情况下，都应确保代码即便没有注释也易于理解。

1.10 字符串

字符串用途众多，但主要用途是表示一段文本。比如在代码print("Hello, world!")中，"Hello, world!"就是一个字符串。

你也可以用单引号将字符串括起，但是在这样的字符串中表示单引号字符需要使用反斜杠。

可以使用+运算符拼接两个字符串。

>>> "Hello, " + "world!"
'Hello, world!'
>>> x = "Hello, "
>>> y = "world!"
>>> x + y
'Hello, world!'

1.10.4 长字符串、原始字符串和字节

有一些独特而有用的字符串表示方式。

（1）长字符串
要表示很长的字符串（跨越多行的字符串），可使用三引号（单双均可）。在两对三引号中使用单引号或双引号时，无需使用反斜杠转义。

print('''This is a very long string. It continues here.
And it's not over yet. "Hello, world!"
Still here.''')

【提示】常规字符串也可横跨多行，在行尾加上反斜杠即可。这种处理手法也适用于表达式和语句。

（2）原始字符串
在普通字符串之前加上前缀r，就得到了原始字符串。原始字符串在输出时不会进行任何转义处理，而是使字符串中的每个字符都保持原样。注意，原始字符串不能以单个反斜杠结尾。