3. Python 速览¶
在下面的例子中，输入和输出是根据是否存在提示符(>>> and …)来区分的: 输入例子中的代码时，当提示符出现时，你必须在提示符后面输入所有内容;不以提示符开头的行是解释器的输出。注意，在一个例子中，次要提示符本身就意味着你必须输入一个空行;用于结束多行命令。
本手册中的许多示例，甚至是那些在交互式提示下输入的示例，都包含注释。Python 中的注释以字符``#``开始，并延伸到物理行末尾。注释可以出现在行首或空格或代码之后，但不能出现在字符串文字中。字符串中的井号就是井号。因为注释是用来阐明代码的，不会被Python解释，所以在输入示例时可以省略注释。
几个例子：
# this is the first comment spam = 1 # and this is the second comment # … and now a third! text = “# This is not a comment because it’s inside quotes.”
3.1. Python 用作计算器¶
现在，尝试一些简单的 Python 命令。启动解释器，等待主提示符（>>> ）出现。
让我们尝试一些简单的Python命令。启动解释器并等待主提示符``>>>``出现。(很快就出现了。)
3.1.1. 数字¶
解释器扮演一个简单的计算器：输入表达式，就会给出答案。表达式的语法很直接：运算符 +, -, * 和 / 的用法和其他大多数语言一样（比如，Pascal 或 C）；括号 (()) 用来分组。例如：
>>> 2 + 2
4
>>> 50 - 5*6
20
>>> (50 - 5*6) / 4
5.0
>>> 8 / 5 # 除法总是返回浮点数
1.6
整数 (如, 2, 4, 20) 的类型为 int,
带小数 (如, 5.0, 1.6) 的类型为
float. 本教程后面会介绍更多数字类型。
除法运算 (/) 返回浮点数。 用 // 运算符执行 floor division 的结果为整数（忽略小数）; 计算余数用 %:
>>> 17 / 3 # 除法运算返回浮点数
5.666666666666667
>>>
>>> 17 // 3 # 整除运算去掉小数点部分
5
>>> 17 % 3 # 取模 % 运算返回除法的余数
2
>>> 5 * 3 + 2 # 结果 * 除数 + 余数
17
Python 用 ** 运算符计算乘方 1:
>>> 5 ** 2 # 5的平方
25
>>> 2 ** 7 # 2的7次方
128
等号 (=) 用于给变量赋值。赋值后，下一个交互提示符的位置不显示任何结果:
>>> width = 20
>>> height = 5 * 9
>>> width * height
900
如果变量未定义（即未赋值），使用该变量会提示错误：:
>>> n # 尝试访问未定义的变量
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'n' is not defined
Python 全面支持浮点数；混合类型运算数的运算会把整数转换为浮点数:
>>> 4 * 3.75 - 1
14.0
交互模式下，上次输出的表达式会赋给变量
_. 这就意味着 Python 当作计算器时，用该变量实现下一步计算更简单，例如:
>>> tax = 12.5 / 100
>>> price = 100.50
>>> price * tax
12.5625
>>> price + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06
最好将该变量视为只读的。不要为它显式赋值，否则会创建一个同名独立局部变量，该变量会用它的魔法行为屏蔽内置变量。
除了 int 和 float 之外， Python 还支持其他数字类型， 比如 Decimal and Fraction.
Python 还内置支持 complex numbers, 使用后缀 j 或 J 表示虚数 (如 3+5j)。
3.1.2. 字符串¶
除了数字，Python 还可以操作字符串。字符串有多种表现形式，用单引号（'...'）或双引号（"..."）标注的结果相同 2。 \ 可用于转义：
>>> 'spam eggs' # 单引号
'spam eggs'
>>> 'doesn\'t' # 使用 \' 转义单引号...
"doesn't"
>>> "doesn't" # ...或使用双引号代替
"doesn't"
>>> '"Yes," they said.'
'"Yes," they said.'
>>> "\"Yes,\" they said."
'"Yes," they said.'
>>> '"Isn\'t," they said.'
'"Isn\'t," they said.'
交互式解释器会为输出的字符串加注引号，特殊字符使用反斜杠转义。虽然，有时输出的字符串看起来与输入的字符串不一样（外加的引号可能会改变），但两个字符串是相同的。如果字符串中有单引号而没有双引号，该字符串外将加注双引号，反之，则加注单引号。print() 函数输出的内容更简洁易读，它会省略两边的引号，并输出转义后的特殊字符：
>>> '"Isn\'t," they said.'
'"Isn\'t," they said.'
>>> print('"Isn\'t," they said.')
"Isn't," they said.
>>> s = 'First line.\nSecond line.' # \n 意味着换行
>>> s # 没有 print() 时, \n 包含在输出行
'First line.\nSecond line.'
>>> print(s) # 有 print() 时, \n 换行
First line.
Second line.
如果你不希望前 \ 的字符转义成特殊字符, 可以使用 原始字符串 ，在引号前添加 r 即可:
>>> print('C:\some\name') # 这儿 \n 意味着换行!
C:\some
ame
>>> print(r'C:\some\name') # 注意引号前的 r
C:\some\name
字符串字面值可以实现跨行连续输入。实现方式是用三引号：”””…””” 或 ‘’’…’’’，字符串行尾会自动加上回车换行，如果不需要回车换行，在行尾添加 \ 即可。示例如下：
print(“””Usage: thingy [OPTIONS] -h Display this usage message -H hostname Hostname to connect to “””)
输出如下 (注意，第一行没有换行):
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to
字符串可以使用 + 进行合并（串连在一起)，也可以用 * 进行重复：
>>> # 重复3次 'un', 然后合并 'ium'
>>> 3 * 'un' + 'ium'
'unununium'
相邻的两个或多个 字符串字面量 (如 引号标注的字符) 会自动合并
>>> 'Py' 'thon'
'Python'
拆分长字符串时，这个功能特别实用:
>>> text = ('Put several strings within parentheses '
... 'to have them joined together.')
>>> text
'Put several strings within parentheses to have them joined together.'
这项功能只能用于两个字面值，不能用于变量或表达式:
>>> prefix = 'Py'
>>> prefix 'thon' # 不能连接变量和字符串字面量
File "<stdin>", line 1
prefix 'thon'
^
SyntaxError: invalid syntax
>>> ('un' * 3) 'ium'
File "<stdin>", line 1
('un' * 3) 'ium'
^
SyntaxError: invalid syntax
如果你想合并多个变量，或合并变量与字面值，使用 + 即可:
>>> prefix + 'thon'
'Python'
字符串支持 索引 (下标访问), 第一个字符的索引是 0。单字符没有专用的类型，就是长度为一的字符串:
>>> word = 'Python'
>>> word[0] # 位置为0的字符
'P'
>>> word[5] # 位置为5的字符
'n'
索引还支持负数，用负数索引时，从右边开始计数:
>>> word[-1] # 最后一个字符
'n'
>>> word[-2] # 倒数第二个字符
'o'
>>> word[-6]
'P'
注意，-0 和 0 一样，因此，负数索引从 -1 开始。
除了索引, 字符串还支持 切片。 索引可以提取单个字符，切片* 则提取子字符串:
>>> word[0:2] # 从位置0(包括)到位置2(不包括)的字符
'Py'
>>> word[2:5] # 从位置2(包括)到位置5(不包括)的字符
'tho'
注意，输出结果包含切片开始，但不包含切片结束。 这样
确保 s[:i] + s[i:] 一直等于 s:
>>> word[:2] + word[2:]
'Python'
>>> word[:4] + word[4:]
'Python'
切片索引的默认值很有用；省略开始索引时，默认值为 0，省略结束索引时，默认为到字符串的结尾:
>>> word[:2] # 从开始到位置2(不包括)的字符
'Py'
>>> word[4:] # 从位置4(包括)到结束的字符
'on'
>>> word[-2:] # 从倒数第二个(包括)到结束的字符
'on'
还可以这样理解切片，索引指向的是*字符之间* ，第一个字符的左侧标为 0，最后一个字符的右侧标为 n ，n 是字符串长度。例如:
+---+---+---+---+---+---+
| P | y | t | h | o | n |
+---+---+---+---+---+---+
0 1 2 3 4 5 6
-6 -5 -4 -3 -2 -1
第一行数字是字符串中索引 0…6 的位置，第二行数字是对应的负数索引位置。i 到 j 的切片由 i 和 j 之间所有对应的字符组成。
对于使用非负索引的切片，如果两个索引都不越界，切片长度就是起止索引之差。例如， word[1:3] 的长度是 2。
索引越界会报错:
>>> word[42] # 该单词仅有6个字符
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range
然而, 切片会自动处理越界索引:
>>> word[4:42]
'on'
>>> word[42:]
''
Python 字符串不能修改 --- 它们 :term:`immutable`的。
因此，为字符串中某个索引位置赋值会报错::
>>> word[0] = 'J'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment
>>> word[2:] = 'py'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment
要生成不同的字符串，应新建一个字符串:
>>> 'J' + word[1:]
'Jython'
>>> word[:2] + 'py'
'Pypy'
内置函数 len() 返回字符串的长度:
>>> s = 'supercalifragilisticexpialidocious'
>>> len(s)
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See also
- Text Sequence Type — str
字符串是 序列类型, 支持序列类型的各种操作。
- String Methods
字符串支持很多变形与查找方法。
- Formatted string literals
内嵌表达式的字符串字面值。
- Format String Syntax
使用
str.format()格式化字符串。- printf-style String Formatting
这里详述了用
%运算符格式化字符串的操作。
3.1.3. 列表¶
Python 支持多种 复合 数据类型，可将不同值组合在一起。最通用的是 列表，是用方括号标注，逗号分隔的一组值。列表可以包含不同类型的元素，但通常下各个元素的类型相同： 列表可能包含不同类型的项，但这些项通常具有相同的类型。:
>>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]
和字符串（以及其他内置 sequence 类型）一样，列表支持索引和切片:
>>> squares[0] # 索引返回项
1
>>> squares[-1]
25
>>> squares[-3:] # 切片返回一个新列表
[9, 16, 25]
所有的切片操作返回包含请求元素的新列表。以下切片操作会返回列表的 shallow copy:
>>> squares[:]
[1, 4, 9, 16, 25]
列表还支持合并操作:
>>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
跟 immutable 字符串不同, 列表是 mutable 类型, 比如它的内容是可以改变的:
>>> cubes = [1, 8, 27, 65, 125] # 某个字符是错误的
>>> 4 ** 3 # 4的3次方是64, 而不是65!
64
>>> cubes[3] = 64 # 替换错误的值
>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125]
通过使用 append() method (详见后文), 你也可以在列表末尾添加新元素:
>>> cubes.append(216) # 把6的立方加起来
>>> cubes.append(7 ** 3) # 添加7的立方
>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125, 216, 343]
为切片赋值可以改变列表大小，甚至清空整个列表:
>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> letters
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> # 替换一些值
>>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']
>>> letters
['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']
>>> # 移除它们
>>> letters[2:5] = []
>>> letters
['a', 'b', 'f', 'g']
>>> # 通过将所有元素替换为空列表来清除列表
>>> letters[:] = []
>>> letters
[]
内置函数 len() 也适用列表:
>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
>>> len(letters)
4
还可以嵌套列表（创建包含其他列表的列表），例如:
>>> a = ['a', 'b', 'c']
>>> n = [1, 2, 3]
>>> x = [a, n]
>>> x
[['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]
>>> x[0]
['a', 'b', 'c']
>>> x[0][1]
'b'
3.2. 走向编程的第一步¶
当然，我可以使用 Python 完成比二加二更复杂的任务。 例如，可以编写 Fibonacci series 的初始子序列，如下所示:
>>> # 斐波那契数列 :
... # 两个元素的和定义下一个元素
... a, b = 0, 1
>>> while a < 10:
... print(a)
... a, b = b, a+b
...
0
1
1
2
3
5
8
该例引入了几个新功能。
首行 多重赋值 : 变量
a` 和 ``b同时获得新值 0 和 1。 最后一行又用了一次多重赋值，这体现在右表达式在赋值前就已经求值了。右表达式求值顺序为从左到右。while循环只要条件（这里指：a < 10）为真就会一直执行。Python 和 C 一样，任何非零整数都为真，零为假。这个条件也可以是字符串或列表的值，事实上，任何序列都可以；长度非零就为真，空序列则为假。示例中的判断只是最简单的比较。比较操作符的标准写法和 C 语言一样：<（小于）、>（大于）、==``（等于）、 ``<=``（小于等于)、 ``>=``（大于等于）及 ``!=（不等于）。循环体 是 缩进的 ：缩进是 Python组织语句的方式。在交互式命令行里，得为每个缩输入制表符或空格。使用文本编辑器可以实现更复杂的输入方式；所有像样的文本编辑器都支持自动缩进。交互式输入复合语句时, 要在最后输入空白行表示结束（因为解析器不知道哪一行代码是最后一行）。注意，同一块语句的每一行的缩进相同。
print()函数输出给定参数的值。与表达式不同（比如，之前计算器的例子），它能处理多个参数，包括浮点数与字符串。它输出的字符串不带引号，且各参数项之间会插入一个空格，这样可以实现更好的格式化操作。比如这样:>>> i = 256*256 >>> print('The value of i is', i) The value of i is 65536
关键字参数 end 可以取消输出后面的换行, 或用另一个字符串结尾：
>>> a, b = 0, 1 >>> while a < 1000: ... print(a, end=',') ... a, b = b, a+b ... 0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,
Footnotes