Python 基础教程【1】：Python介绍、变量和数据类型、输入输出、运算符

本文已收录于专栏 🌻 《Python 基础》

1、Python 介绍

Python 是一门解释型的编程语言

Python 有哪些特点？

简单、易学，免费开源、高层语言、可移植性、解释性、面向对象、拥有丰富的库

2、变量和数据类型

2.1 注释的使用

通常来说，注释有以下两种作用：

1. 不让解释器执行注释那句话
2. 代码说明

在 Python 中，注释也分为单行注释和多行注释，

单行注释： 以 # 和空格开头的部分
多行注释： 三个引号开头，三个引号结尾（引号不区分单引号和双引号）

'''
三个单引号的 Python 注释
'''"""
三个双引号的 Python 注释
"""# 单行注释

2.2 变量以及数据类型

2.2.1 什么是变量？

对于经常需要修改的数据，咱们可以定义为变量

定义变量的语法：变量名 = 变量值 （程序中的 = 作用是赋值的意思）

在 Java 和 C语言的学习中，变量命名，我们一般是类似以下的形式进行命名

Java：
int a = 100;

但Python作为一门弱语言，变量声明的时候对数据类型不是很严格

Python：
a = 100

Python 不用一上来就对变量进行类型声明，至于 a 是什么类型，取决于给a赋值了什么数据，给 a 赋值了100，就表示 a 是一个整型数据~

注意：
敲代码的时候，注意空格，a = 100 这中间是有空格的，a=100 这样写，没有空格的话会报错~

2.2.2 怎么给变量起名？

对于每个变量我们需要给它取一个名字，就如同我们每个人都有属于自己的响亮的名字一样~

变量名的命名规范：

硬性规则：

• 标识符由字母、下划线和数字组成，且数字不能开头
• 严格区分大小写
• 不能使用关键字

软性规则：（建议遵守）

• 给变量命名的时候，尽量使用描述性的单词来表示，尽量通过名字来表现变量的作用
• 当我们使用一个单词描述不清楚的时候，可以使用多个单词来命名，不怕变量名长，而怕变量的含义表达不清楚

当包含多个单词的时候，命名有多种规范：

• 驼峰命名法：除了第一个单词的首字母之外，后续每个单词的首字母都大写
  例：personInfo，totalCount

• 蛇形命名法：单词之间使用下划线_来进行分隔
  例：person_info，total_count

2.2.3 变量的类型

变量的类型：对于不同种类的变量做出区分

Python 中的变量的类型，不需要在定义变量的时候显示声明，而只是依靠初始化语句，根据初始化的值的类型来进行确定

🎨 整数 int

• 在Python，int 能够表示的数据范围，是“无穷”的，可以根据要表示的数据的大小，自动扩容。
• 在Java中，int 最大能表示到 -21亿->+21亿。
• 所以Python里面没有long这样的类型，像byte，short这些类型在Python中也不存在，整数都用int表示

🎨 浮点数（小数）float

像 C++ 和 Java里面，float 是四个字节的，也叫做“单精度浮点数”；double 是八个字节，也叫做“双精度浮点数”

把一个二进制位，称为一个 bit，8个 bit 放在一起，就称为是一个字节

Python 中的 float 就是双精度浮点数，等同于C++/Java里的double

🎨 字符串 str

Python 中要求使用单引号或者双引号将一系列的字符引起来，就构成了字符串

如果字符串里面包含了双引号，表示字符串可以用单引号引起来
如果字符串里面包含了单引号，表示字符串可以用双引号引起来

问：如果同时有单引号和双引号，怎么办？

Python 中还有一种字符串，使用 三引号（‘’’ 或者 “”"） 表示

例：

Python 中还包含了一些关于 str 的内置函数：

• len()可以求出字符串中包含了几个字符

例：

打印结果为 5

• 拼接字符串

把后面的字符串拼接到前一个字符串的末尾

注意，不能把字符串和数字混合相加

例：

打印结果为 helloworld

在Python中，报错，有两种情况：

1. 语法错误：在程序运行之前，Python解释器就能把错误识别出来
2. 运行错误：在程序运行之前，识别不了的，必须要执行到对应的代码，才能发现问题

🎨 布尔 bool

布尔类型是一个特殊的类型，取值只有两种，True（真）和 False（假）

注意：单词首字母要大写

布尔类型主要用于逻辑判断

如果把 布尔 类型的值和 整数 进行算术运算，此时就会把 True 当做 1，把 False 当做 0，但是这样的操作，是没有意义的~

🎨 其他

除了上述类型之外，Python中还有list（列表）、tuple（元组）、dict（字典）、自定义类型等等~

2.2.4 变量类型的意义

不同的类型，占用的内存空间是不同的——即占几个字节

• int 默认是 4个字节，动态扩容
• float 固定 8个字节
• bool 一个字节就够了
• str 变长的

不同的类型，对应能够进行的操作也是不同的

对于 int 或者 float 类型，可以进行 +、 -、 *、 /，但是不能使用 len；

str 类型的变量，可以进行 + 操作， 但是不能进行 -， 不能 *， 也不能 / ，可以使用 len

2.2.5 动态类型特性

程序运行过程中，变量的类型可能会发生改变

看上面这个代码，a 的类型会随着程序的运行，发生改变

打印结果为 int、str、bool

补充：
什么是静态类型？

程序运行过程中，变量的类型始终不变。
像C++、Java中，int a = 10;
a 这个变量在程序运行的整个过程中，始终都是 int
如果尝试 a = “hello”，编译阶段就会报错

一个编程语言是否是动态类型，只是取决于运行时，类型是否发生改变，不取决于变量定义的时候是否声明类型

Python 作为一个动态类型的语言，在定义变量的时候，也是可以写类型的

例：变量名 : 类型

动态类型，写法比较灵活的，提高了语言的表达能力。
然而，在编程中，“灵活”这个词往往是“贬义”，更容易出错！！！ 相比之下，静态类型的语言还是更好一些的，尤其是在大型的程序中，多人协作开发

2.2.6 类型转换

可以使用 Python中内置的函数对变量类型进行转换，常用的有如下：

• int()：将一个数值或字符串转换成整数
• float()：将一个字符串转换成浮点数
• str()：将指定的对象转换成字符串形式

"""
使用input()函数获取键盘输入(字符串)
使用int()函数将输入的字符串转换成整数
"""
a = int(input('a = '))
print(a)

3、输入输出

3.1 输出到控制台

控制台： 用户能输入命令，向计算机安排工作，计算机再把结果显示出来的程序

Python 使用 print 函数输出到控制台

print('hello')

这个语法，是叫做 “格式化字符串”，f-string，此处的 f 表示“format”，此时就可以使用 {} 这样的语法，往字符串里面嵌入变量或者表达式

3.2 从控制台输入

input 执行的时候，就会等待用户输入。
input 返回的值，其实是一个 str

如果只是单纯的拿到用户的输入，然后打印，此时就按照 str 打印即可
如果需要根据用户输入的内容进行算术计算，此时就需要把先读到的 str -> int
可以使用 int()

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}')

如果想把整数转为字符串，可以使用 str()

4、运算符

4.1 算术运算符

+ 、 - 、 * 、/ 、% 、** 、 //

先算乘方，然后是乘除，最后算加减，如果运算过程中想修改默认的运算顺序，就需要加上()

• 在Python中，0不能作为除数

一个数除以另一个数，前面的数是被除数，后面的数是除数

• 在Python中，整数/整数，如果除不尽，得到的就是小数，不会出现截断的情况
• % 是求余数，7%3结果为1
• ** 进行乘方运算，既能支持整数次方，也支持小数次方（开方运算）

print(4 ** 2) # 结果为16
print(4 ** 0.5) # 结果为2.0

• // 取整除法，会对计算的结果进行“向下取整”

print(7 // 2) # 结果为3
print(-7 // 2) # 结果为-4

4.2 关系运算符

< 、 <= 、 > 、>= 、== 、!=

关系运算符对应的表达式，值是 布尔类型，表达式符合要求为真，不符合要求为假

关系运算不光可以针对数字进行比较，还能够比较字符串

Python 可以直接使用关系运算符来比较字符串

在C语言中，咱们是用 strcmp 来进行比较字符串，如果直接使用 == ，本质上在比较两个字符串首元素地址

Java 是用 equals方法来进行比较字符串，如果直接使用 == 本质上在比较两个字符串是否是同一个对象

针对浮点数来说，使用 == 比较相等，存在一定的风险！!

因为浮点数在内存中的存储和表示，是可能存在误差的！！这样的误差在进行算术运算的时候就可能被放大，从而导致 == 的判定出现误判！！

正确的比较浮点数相等：
作差，看差值是否小于预期的误差范围

同时，Python中，支持这种连续小于的写法

4.3 逻辑运算符

• and 并且

两侧操作数均为True，表达式的值为 True，否则为False（一假则假）

• or 或者

or 或者两侧操作数均为False，表达式的值为False，否则为True（一真则真）

• not 逻辑取反

只有一个操作数。操作数为True，则返回False，操作数为False，则返回True

逻辑运算符中的细节：短路求值

对于 and 操作来说，如果左侧表达式为 False ，那么整体的值一定是 False，右侧表达式不必求值；
对于 or 操作来说，如果左侧表达式为 True,那么整体的值一定是 True，右侧表达式不必求值

4.4 赋值运算符

链式赋值：

a = b = 10

多元赋值：

a, b = 10, 20

Python中，不支持 ++ 、 -- 这样的自增自减操作的