Python的語法格式

Python是一種計(jì)算機(jī)編程語言，有著自己的一套語法格式固以。Python的語法格式非常簡(jiǎn)單，采用縮進(jìn)的方式：

# print absolute value of an integer:
a = 100
if a >= 0:
    print(a)
else:
    print(-a)

• 以#開頭的語句是注釋航厚，解釋器會(huì)自動(dòng)忽略。
• 當(dāng)語句以：結(jié)束時(shí)锰蓬，縮進(jìn)的語句視為代碼塊幔睬。

縮進(jìn)有利有弊，好處是強(qiáng)迫你寫出格式化的代碼芹扭，但沒有規(guī)定縮進(jìn)是幾個(gè)空格還是tab麻顶。按照約定俗成的習(xí)慣，應(yīng)該使用4個(gè)空格的縮進(jìn)舱卡。
縮進(jìn)的另一個(gè)好處是強(qiáng)迫你寫出縮進(jìn)較少的代碼辅肾，你會(huì)傾向于把很長(zhǎng)的一段代碼拆分成若干函數(shù)，從而得到縮進(jìn)較少的代碼轮锥。
縮進(jìn)的壞處就是“復(fù)制-粘貼”功能失效了矫钓，當(dāng)我們重構(gòu)代碼時(shí)，粘貼過去的代碼必須重新檢查縮進(jìn)是否正確舍杜。此外新娜，IDE很難像Java代碼那樣格式化Python代碼。

• Python程序是大小寫敏感的既绩，如果寫錯(cuò)了大小寫杯活，程序會(huì)報(bào)錯(cuò)。

Python的數(shù)據(jù)類型

在Python中熬词，能夠直接處理的數(shù)據(jù)類型有以下幾種：

整數(shù)

Python可以處理任意大小的整數(shù)，當(dāng)然包括負(fù)整數(shù)吸重，在程序中的表示方法和數(shù)學(xué)上的寫法一模一樣互拾，例如：1，100嚎幸，-8080颜矿，0，等等嫉晶。

計(jì)算機(jī)由于使用二進(jìn)制骑疆，所以，有時(shí)候用十六進(jìn)制表示整數(shù)比較方便替废，十六進(jìn)制用0x前綴和0-9箍铭，a-f表示，例如：0xff00椎镣，0xa5b4c3d2诈火，等等。

浮點(diǎn)數(shù)

浮點(diǎn)數(shù)也就是小數(shù)状答，之所以稱為浮點(diǎn)數(shù)冷守，是因?yàn)榘凑湛茖W(xué)記數(shù)法表示時(shí)刀崖，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是可變的，比如拍摇，1.23x109和12.3x108是完全相等的亮钦。浮點(diǎn)數(shù)可以用數(shù)學(xué)寫法，如1.23充活，3.14蜂莉，-9.01，等等堪唐。但是對(duì)于很大或很小的浮點(diǎn)數(shù)巡语，就必須用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示，把10用e替代淮菠，1.23x109就是1.23e9男公，或者12.3e8，0.000012可以寫成1.2e-5合陵，等等枢赔。

整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的方式是不同的，整數(shù)運(yùn)算永遠(yuǎn)是精確的（除法難道也是精確的拥知？是的Ｌぐ荨），而浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算則可能會(huì)有四舍五入的誤差低剔。

字符串

字符串是以單引號(hào)'或雙引號(hào)"括起來的任意文本速梗，比如'abc'，"xyz"等等襟齿。請(qǐng)注意姻锁，''或""本身只是一種表示方式，不是字符串的一部分猜欺，因此位隶，字符串'abc'只有a，b开皿，c這3個(gè)字符涧黄。如果'本身也是一個(gè)字符，那就可以用""括起來赋荆，比如"I'm OK"包含的字符是I笋妥，'，m窄潭，空格挽鞠，O，K這6個(gè)字符。

如果字符串內(nèi)部既包含'又包含"怎么辦信认？可以用轉(zhuǎn)義字符\來標(biāo)識(shí)材义，比如：

'I\'m \"OK\"!'

表示的字符串內(nèi)容是：

I'm "OK"!

轉(zhuǎn)義字符\可以轉(zhuǎn)義很多字符，比如\n表示換行嫁赏，\t表示制表符其掂，字符\本身也要轉(zhuǎn)義，所以\\表示的字符就是\潦蝇，可以在Python的交互式命令行用print()打印字符串看看：

>>> print('I\'m ok.')
I'm ok.
>>> print('I\'m learning\nPython.')
I'm learning
Python.
>>> print('\\\n\\')
\
\

如果字符串里面有很多字符都需要轉(zhuǎn)義款熬，就需要加很多\，為了簡(jiǎn)化攘乒，Python還允許用r''表示''內(nèi)部的字符串默認(rèn)不轉(zhuǎn)義贤牛，可以自己試試：

>>> print('\\\t\\')
\       \
>>> print(r'\\\t\\')
\\\t\\

如果字符串內(nèi)部有很多換行，用\n寫在一行里不好閱讀则酝，為了簡(jiǎn)化殉簸，Python允許用'''...'''的格式表示多行內(nèi)容，可以自己試試：

>>> print('''line1
... line2
... line3''')
line1
line2
line3

上面是在交互式命令行內(nèi)輸入沽讹，注意在輸入多行內(nèi)容時(shí)般卑，提示符由>>>變?yōu)?code>...，提示你可以接著上一行輸入爽雄。如果寫成程序蝠检，就是：

print('''line1
line2
line3''')

多行字符串'''...'''還可以在前面加上r使用，請(qǐng)自行測(cè)試挚瘟。

布爾值

布爾值和布爾代數(shù)的表示完全一致叹谁，一個(gè)布爾值只有True、False兩種值乘盖，要么是True本慕，要么是False，在Python中侧漓，可以直接用True、False表示布爾值（請(qǐng)注意大小寫）监氢，也可以通過布爾運(yùn)算計(jì)算出來：

>>> True
True
>>> False
False
>>> 3 > 2
True
>>> 3 > 5
False

布爾值可以用and布蔗、or和not運(yùn)算泄伪。

and運(yùn)算是與運(yùn)算翩腐，只有所有都為True，and運(yùn)算結(jié)果才是True：

>>> True and True
True
>>> True and False
False
>>> False and False
False
>>> 5 > 3 and 3 > 1
True

or運(yùn)算是或運(yùn)算垛玻，只要其中有一個(gè)為True议街，or運(yùn)算結(jié)果就是True：

>>> True or True
True
>>> True or False
True
>>> False or False
False
>>> 5 > 3 or 1 > 3
True

not運(yùn)算是非運(yùn)算泽谨，它是一個(gè)單目運(yùn)算符，把True變成False，F(xiàn)alse變成True：

>>> not True
False
>>> not False
True
>>> not 1 > 2
True

布爾值經(jīng)常用在條件判斷中吧雹，比如：

if age >= 18:
    print('adult')
else:
    print('teenager')

空值

空值是Python里一個(gè)特殊的值骨杂，用None表示。None不能理解為0雄卷，因?yàn)?code>0是有意義的搓蚪，而None是一個(gè)特殊的空值。

此外丁鹉，Python還提供了列表妒潭、字典等多種數(shù)據(jù)類型，還允許創(chuàng)建自定義數(shù)據(jù)類型揣钦，我們后面會(huì)繼續(xù)講到雳灾。

變量

變量的概念基本上和初中代數(shù)的方程變量是一致的，只是在計(jì)算機(jī)程序中冯凹，變量不僅可以是數(shù)字谎亩，還可以是任意數(shù)據(jù)類型。

變量在程序中就是用一個(gè)變量名表示了谈竿，變量名必須是大小寫英文团驱、數(shù)字和_的組合，且不能用數(shù)字開頭空凸，比如：

a = 1

變量a是一個(gè)整數(shù)嚎花。

t_007 = 'T007'

變量t_007是一個(gè)字符串。

Answer = True

變量Answer是一個(gè)布爾值True呀洲。

在Python中紊选，等號(hào)=是賦值語句，可以把任意數(shù)據(jù)類型賦值給變量道逗，同一個(gè)變量可以反復(fù)賦值兵罢，而且可以是不同類型的變量，例如：

a = 123 # a是整數(shù)
print(a)
a = 'ABC' # a變?yōu)樽址?print(a)

這種變量本身類型不固定的語言稱之為動(dòng)態(tài)語言滓窍，與之對(duì)應(yīng)的是靜態(tài)語言卖词。靜態(tài)語言在定義變量時(shí)必須指定變量類型，如果賦值的時(shí)候類型不匹配吏夯，就會(huì)報(bào)錯(cuò)此蜈。例如Java是靜態(tài)語言，賦值語句如下（// 表示注釋）：

int a = 123; // a是整數(shù)類型變量
a = "ABC"; // 錯(cuò)誤：不能把字符串賦給整型變量

和靜態(tài)語言相比噪生，動(dòng)態(tài)語言更靈活裆赵，就是這個(gè)原因。

請(qǐng)不要把賦值語句的等號(hào)等同于數(shù)學(xué)的等號(hào)跺嗽。比如下面的代碼：

x = 10
x = x + 2

如果從數(shù)學(xué)上理解x = x + 2那無論如何是不成立的战授，在程序中页藻，賦值語句先計(jì)算右側(cè)的表達(dá)式x + 2，得到結(jié)果12植兰，再賦給變量x份帐。由于x之前的值是10，重新賦值后钉跷，x的值變成12弥鹦。

最后，理解變量在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的表示也非常重要爷辙。當(dāng)我們寫：

a = 'ABC'

時(shí)彬坏，Python解釋器干了兩件事情：

在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個(gè)'ABC'的字符串；

在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個(gè)名為a的變量膝晾，并把它指向'ABC'栓始。

也可以把一個(gè)變量a賦值給另一個(gè)變量b，這個(gè)操作實(shí)際上是把變量b指向變量a所指向的數(shù)據(jù)血当，例如下面的代碼：

a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print(b)

常量

所謂常量就是不能變的變量幻赚，比如常用的數(shù)學(xué)常數(shù)π就是一個(gè)常量。在Python中臊旭，通常用全部大寫的變量名表示常量：

PI = 3.14159265359

但事實(shí)上PI仍然是一個(gè)變量落恼，Python根本沒有任何機(jī)制保證PI不會(huì)被改變，所以离熏，用全部大寫的變量名表示常量只是一個(gè)習(xí)慣上的用法佳谦，如果你一定要改變變量PI的值，也沒人能攔住你滋戳。

最后解釋一下整數(shù)的除法為什么也是精確的钻蔑。在Python中，有兩種除法奸鸯，一種除法是/：

>>> 10 / 3
3.3333333333333335

/除法計(jì)算結(jié)果是浮點(diǎn)數(shù)咪笑，即使是兩個(gè)整數(shù)恰好整除，結(jié)果也是浮點(diǎn)數(shù)：

>>> 9 / 3
3.0

還有一種除法是//娄涩，稱為地板除窗怒，兩個(gè)整數(shù)的除法仍然是整數(shù)：

>>> 10 // 3
3

你沒有看錯(cuò)，整數(shù)的地板除//永遠(yuǎn)是整數(shù)蓄拣，即使除不盡扬虚。要做精確的除法，使用/就可以弯蚜。

因?yàn)?/除法只取結(jié)果的整數(shù)部分，所以Python還提供一個(gè)余數(shù)運(yùn)算剃法，可以得到兩個(gè)整數(shù)相除的余數(shù)：

>>> 10 % 3
1

無論整數(shù)做//除法還是取余數(shù)碎捺，結(jié)果永遠(yuǎn)是整數(shù)，所以，整數(shù)運(yùn)算結(jié)果永遠(yuǎn)是精確的收厨。

字符串和編碼

在最新的Python 3版本中晋柱，字符串是以Unicode編碼的，也就是說诵叁，Python的字符串支持多語言雁竞，例如：

>>> print('包含中文的str')
包含中文的str

對(duì)于單個(gè)字符的編碼，Python提供了ord()函數(shù)獲取字符的整數(shù)表示拧额，chr()函數(shù)把編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的字符：

>>> ord('A')
65
>>> ord('中')
20013
>>> chr(66)
'B'
>>> chr(25991)
'文'

如果知道字符的整數(shù)編碼碑诉，還可以用十六進(jìn)制這么寫str：

>>> '\u4e2d\u6587'
'中文'

兩種寫法完全是等價(jià)的。

由于Python的字符串類型是str侥锦，在內(nèi)存中以Unicode表示进栽，一個(gè)字符對(duì)應(yīng)若干個(gè)字節(jié)。如果要在網(wǎng)絡(luò)上傳輸恭垦，或者保存到磁盤上快毛，就需要把str變?yōu)橐宰止?jié)為單位的bytes。

Python對(duì)bytes類型的數(shù)據(jù)用帶b前綴的單引號(hào)或雙引號(hào)表示：

x = b'ABC'

要注意區(qū)分'ABC'和b'ABC'番挺，前者是str唠帝，后者雖然內(nèi)容顯示得和前者一樣，但bytes的每個(gè)字符都只占用一個(gè)字節(jié)玄柏。

以Unicode表示的str通過encode()方法可以編碼為指定的bytes襟衰，例如：

>>> 'ABC'.encode('ascii')
b'ABC'
>>> '中文'.encode('utf-8')
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> '中文'.encode('ascii')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

純英文的str可以用ASCII編碼為bytes，內(nèi)容是一樣的禁荸，含有中文的str可以用UTF-8編碼為bytes右蒲。含有中文的str無法用ASCII編碼，因?yàn)橹形木幋a的范圍超過了ASCII編碼的范圍赶熟，Python會(huì)報(bào)錯(cuò)瑰妄。

在bytes中，無法顯示為ASCII字符的字節(jié)映砖，用\x##顯示间坐。

反過來，如果我們從網(wǎng)絡(luò)或磁盤上讀取了字節(jié)流邑退，那么讀到的數(shù)據(jù)就是bytes竹宋。要把bytes變?yōu)閟tr，就需要用decode()方法：

>>> b'ABC'.decode('ascii')
'ABC'
>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
'中文'

要計(jì)算str包含多少個(gè)字符地技，可以用len()函數(shù)：

>>> len('ABC')
3
>>> len('中文')
2

len()函數(shù)計(jì)算的是str的字符數(shù)蜈七，如果換成bytes，len()函數(shù)就計(jì)算字節(jié)數(shù)：

>>> len(b'ABC')
3
>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6
>>> len('中文'.encode('utf-8'))
6

可見莫矗，1個(gè)中文字符經(jīng)過UTF-8編碼后通常會(huì)占用3個(gè)字節(jié)飒硅，而1個(gè)英文字符只占用1個(gè)字節(jié)砂缩。

在操作字符串時(shí)，我們經(jīng)常遇到str和bytes的互相轉(zhuǎn)換三娩。為了避免亂碼問題庵芭，應(yīng)當(dāng)始終堅(jiān)持使用UTF-8編碼對(duì)str和bytes進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

由于Python源代碼也是一個(gè)文本文件雀监，所以双吆，當(dāng)你的源代碼中包含中文的時(shí)候，在保存源代碼時(shí)会前，就需要?jiǎng)?wù)必指定保存為UTF-8編碼好乐。當(dāng)Python解釋器讀取源代碼時(shí)，為了讓它按UTF-8編碼讀取回官，我們通常在文件開頭寫上這兩行：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行注釋是為了告訴Linux/OS X系統(tǒng)曹宴，這是一個(gè)Python可執(zhí)行程序，Windows系統(tǒng)會(huì)忽略這個(gè)注釋歉提；

第二行注釋是為了告訴Python解釋器笛坦，按照UTF-8編碼讀取源代碼，否則苔巨，你在源代碼中寫的中文輸出可能會(huì)有亂碼版扩。

申明了UTF-8編碼并不意味著你的.py文件就是UTF-8編碼的，必須并且要確保文本編輯器正在使用UTF-8 without BOM編碼.
如果.py文件本身使用UTF-8編碼侄泽，并且也申明了# -- coding: utf-8 --礁芦，打開命令提示符測(cè)試就可以正常顯示中文。

格式化

最后一個(gè)常見的問題是如何輸出格式化的字符串悼尾。我們經(jīng)常會(huì)輸出類似'親愛的xxx你好柿扣！你xx月的話費(fèi)是xx，余額是xx'之類的字符串闺魏，而xxx的內(nèi)容都是根據(jù)變量變化的未状，所以，需要一種簡(jiǎn)便的格式化字符串的方式析桥。

py-str-format

在Python中司草，采用的格式化方式和C語言是一致的，用%實(shí)現(xiàn)泡仗，舉例如下：

>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'

你可能猜到了埋虹，%運(yùn)算符就是用來格式化字符串的。在字符串內(nèi)部娩怎，%s表示用字符串替換搔课，%d表示用整數(shù)替換，有幾個(gè)%?占位符截亦，后面就跟幾個(gè)變量或者值爬泥，順序要對(duì)應(yīng)好旦事。如果只有一個(gè)%?，括號(hào)可以省略急灭。

常見的占位符有：

%d  整數(shù)
%f  浮點(diǎn)數(shù)
%s  字符串
%x  十六進(jìn)制整數(shù)

其中，格式化整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)還可以指定是否補(bǔ)0和整數(shù)與小數(shù)的位數(shù)：

>>> '%2d-%02d' % (3, 1)
' 3-01'
>>> '%.2f' % 3.1415926
'3.14'

如果你不太確定應(yīng)該用什么谷遂，%s永遠(yuǎn)起作用葬馋，它會(huì)把任何數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為字符串：

>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
'Age: 25. Gender: True'

有些時(shí)候，字符串里面的%是一個(gè)普通字符怎么辦肾扰？這個(gè)時(shí)候就需要轉(zhuǎn)義畴嘶，用%%來表示一個(gè)%：

>>> 'growth rate: %d %%' % 7
'growth rate: 7 %'