概述

在上一节的内容中,我们介绍了Python的诞生、发展历程、特色、缺点和应用领域。从本节开始,我们将正式学习Python。Python是一门简洁和优雅的语言,有自己特殊的一些语法规则。因此,在介绍Python编程的有关知识之前,先熟悉下Python的基础语法,是非常有必要的。

截止到2023年7月,Python的最新版本为3.12,本专栏将使用Python 3.x的语法介绍相关知识。

编码格式

在Python 2.x中,源文件默认编码格式为ASCII。如果内容中含有汉字,不指定编码格式的话,便不能正确的读取和输出。可以将下面的代码放到源文件的开头,来指定编码格式为UTF-8。

# -*- coding: UTF-8 -*-

在Python 3.x中,源文件默认编码格式为UTF-8。故在使用Python 3.x时,通常不需要指定编码格式。

标识符

标识符是软件编程中通用的概念,用于给变量、函数、接口、类等进行命名。Python中的标识符区分大小写,由字母、数字和下划线组成,第一个字符必须是字母或下划线,不能以数字开头。在Python 3.x中,可以用中文作为标识符。

以下划线开头的标识符具有特殊含义。单下划线开头的标识符(比如:_name),表示不能直接访问的类属性,需通过类提供的接口才能访问。双下划线开头的标识符(比如:__age),表示类的私有成员。双下划线开头和结尾的标识符(比如:__init__()为类的构造函数),表示Python中的内置标识。

关键字

Python中的关键字,也叫保留字,不能把这些关键字用作任何标识符的名称。Python 3.11中一共有35个关键字,可用keyword模块中的kwlist输出这些关键字。

import platformimport keywordprint(platform.python_version())print(keyword.kwlist)

上述代码的输出如下:

3.11.4['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

注释

在Python中,单行注释使用#,多行注释使用三个单引号(”’)或三个双引号(”””)。

import platformimport keyword#print('hello world')'''print(platform.python_version())print(keyword.kwlist)'''"""第一行注释第二行注释第三行注释"""print('hello CSDN')

多行

通常情况下,python一行写一条语句,结尾不需要添加任何结束符号(如:C/C++的分号)。如果语句比较长,需要跨越多行时,可以使用反斜杠’\’符号来实现多行语句。但有一个例外,在()、[]、{}中的多行语句,不需要使用反斜杠’\’符号。

a = 66b = 33 + \55 + \77# c为元组c = (1, 3, 5, 7, 9)# d为列表d = ['hello','CSDN', 'Fighting']# e为sete = {90, 91, 92}

当然,如果需要将多条语句写在一行,Python也是允许的,在每条语句后面加上分号即可。

a = 66; b = 99; c = 1print(a + b + c)

空行

空行与代码缩进有所不同,空行是程序代码的一部分,但并不是Python语法的一部分。编写Python代码时,即使不插入空行,Python解释器运行也不会报错。函数之间、类的方法之间、不同功能块之间用空行进行分隔,表示一段新的代码的开始,便于日后代码的维护和重构。

def func1():print('Hello CSDN')def func2():print('Hello World')func1()func2()

缩进

与C/C++、Java等语言不同,Python不使用大括号{}来表示类、函数、逻辑块的边界范围,而是使用缩进。缩进的空格数是可变的(推荐4个空格),但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数,否则,程序运行时会报错。

a = 99if a > 100:print('ok')print('a is larger than 100')else:print('cancel')print('a is equal to or less than 100')# 缩进空格不一致,运行会报错:IndentationError: unindent does not match any outer indentation levelprint('hello')

引号

Python可以使用单引号(’)、双引号(”)、三引号(”’ 或 “””)来表示字符串。开始的引号与结束的引号的类型必须一致,三引号可以由多行组成。当字符串中含有双引号时,可以使用单引号,这样不需要使用转移字符’\’。同样的,当字符串中含有单引号时,可以使用双引号。

a = 'Hello'# 字符串中含有单引号,使用单引号时,必须使用转义字符b = 'I\'m hope_wisdom'# 字符串中含有单引号,使用双引号时,不需要使用转义字符c = "I'm hope_wisdom"d = '''I have a dream'''e = """成就 一亿技术人"""

输入输出

Python提供了input函数用于输入。input函数将所有输入都当作字符串看待,返回字符串类型。

Python提供了print函数用于输出,默认的分隔符为空格符,默认会换行(结尾符为换行符),可以通过额外的sep和end参数指定分隔符和结尾符。

a = input('input your name: ')print('your name is', a)# 输出:apple-banana-lemon#print('apple', 'banana', 'lemon', sep='-', end='#')

import

在Python中需要引入其他库和模块的功能时,使用import关键字。

将整个模块导入时,使用:import 模块名。此时调用模块中的函数时,必须带上模块名。

从模块中导入函数A、B、C时,使用:from 模块名 import A, B, C。此时调用模块中的函数时,不用带上模块名。还可以使用as将函数名指定为其他名称,比如:from 模块名 import A as A_alias(后续使用A_alias即可)。如果需要导入模块中的所有函数,可以使用:from 模块名 import *。

import platformfrom platform import version, releasefrom platform import processor as my_processorprint(platform.system())print(version(), release())print(my_processor())

运算符

表达式由运算符和操作数两部分组成,比如:66+88是一个表达式,其中,66、88是操作数,而+则是运算符。Python中常见的运算符可参考下表。

运算符

含义

使用说明

+

相加

a + b

相减

a – b

*

相乘

a * b

/

相除

a / b,10 / 4的结果为:2.5

//

取整除

a // b,10 // 4的结果为:2

%

取模

a % b,10 % 4的结果为:2

**

取幂

a**b,2**3的结果为:8

==

是否相等

a == b

!=

是否不等于

a != b

>

是否大于

a > b

<

是否小于

a < b

>=

是否大于等于

a >= b

<=

是否小于等于

a <= b

=

赋值

a = 100

+=

加法赋值

a += b,与a = a + b相同

-=

减法赋值

a -= b,与a = a – b相同

*=

乘法赋值

a *= b,与a = a * b相同

/=

除法赋值

a /= b,与a = a / b相同

//=

整除赋值

a //= b,与a = a // b相同

%=

取模赋值

a %= b,与a = a % b相同

**=

取幂赋值

a **= b,与a = a ** b相同

<<

左移几位

a << 2

>>

右移几位

a >> 2

&

按位与

a & b

|

按位或

a | b

~

按位取反

~a

^

按位异或

a ^ b

and

布尔与

a and b

or

布尔或

a or b

not

布尔非

not a

is

两个标识符是否引用同一个对象

a is b

is not

两个标识符是否引用不同对象

a is not b

in

是否为序列、集合或映射的成员

a in b

not in

是否不为序列、集合或映射的成员

a not in b

这些运算符的优先级可参看下表,表中的运算符从上到下,对应的优先级从高到低。

运算符

备注

**

幂运算

~ + –

按位取反、正号、负号

* / % //

乘、除、取模、取整除

+ –

加法、减法

>> <<

右移、左移

&

按位与

| ^

按位或、按位异或

<= >=

比较运算符

== !=

等于、不等于

= %= /= //= -= += *= **=

赋值运算符

is is not

身份运算符

in not in

成员运算符

not and or

逻辑运算符

条件控制

在Python中,使用if、elif、else这三个关键字进行条件判断与执行控制。

a = 66if a < 66:print('condition 1')elif a < 88:print('condition 2')elif a < 100:print('condition 3')else:print('condition 4')

if、else还可以用作三目运算符,用于简化代码。

a = 100b = 9 if a < 188 else 10

在Python 3.10中,新增了match、case的条件判断。match后的对象会依次与case后的值进行匹配,如果匹配成功,则执行匹配到的表达式;否则,直接跳过。case _则可以匹配剩下的所有情况,但只能放在最后面,否则,运行时会提示类似的错误信息:wildcard makes remaining patterns unreachable。

a = 2match a:case 1:print('condition 1')case 2:print('condition 2')case 3:print('condition 3')case _:print('all')

循环

在Python中,使用while和for in进行循环的执行。在循环体中,continue用于退出本次循环,继续执行下一次循环;break则用于退出整个循环。while和for in后面,还可以添加else语句。当循环正常退出时,会执行else里面的代码;当循环执行了break跳出时,不会执行else里面的代码。

i = 0while (i < 10):if i == 5:i += 1continueprint(i)i += 1else:# 会执行下面的语句,因为是正常退出循环的print('while loop completed')a = ['C', 'S', 'D', 'N']for item in a:if item == 'D':breakprint(item)else:# 不会执行下面的语句,因为是通过break跳出循环的print('for loop completed')

#!/usr/bin/python3的作用

在有些Python源码中,会发现文件的首行为:#!/usr/bin/python3或#!/usr/bin/env python3。这条语句在Windows下基本没什么作用,主要在Linux、Mac等系统下生效。当使用chmod +x file.py命令增加file.py文件的可执行权限后,可以通过上面的语句找到python3程序,进而通过./file.py的方式直接执行python源码文件。

#!/usr/bin/python3和#!/usr/bin/env python3区别在于:前者直接指定了python3解释器的具体路径,后者则让env去查找python3的路径,并替换作为python3解释器的具体路径。