從這一節(jié)開(kāi)始呛谜，我們將進(jìn)入正式的 Python 學(xué)習(xí)在跳。絕大多數(shù)網(wǎng)上編程教程都直接從這一節(jié)的內(nèi)容開(kāi)始，我之所以選擇在前面鋪墊那么久隐岛，一是遵循人腦的自然學(xué)習(xí)規(guī)律——在猛扎進(jìn)細(xì)節(jié)中前先建立對(duì)大畫(huà)面的認(rèn)知理解猫妙；二是作為走過(guò)這條自學(xué)路的人，我會(huì)希望當(dāng)初的自己也得到過(guò)這樣的指點(diǎn)聚凹。
在具體內(nèi)容前割坠，重復(fù)兩條很多人都說(shuō)過(guò)的學(xué)習(xí)編程最好的方式：
- 跟著教程或源碼敲代碼，出錯(cuò)了可以立即得到反饋妒牙，甚至應(yīng)該故意實(shí)驗(yàn)一些可能出錯(cuò)的指令彼哼，可以獲得最佳編程學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)時(shí)故意出些錯(cuò)總比未來(lái)在一堆代碼里無(wú)意中埋下 bug 好久解決不掉要好得多湘今。
- 關(guān)鍵概念記英文原版敢朱。中文只是翻譯參考。
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程序是什么
在上一節(jié)《工程師的腦子和普通人不一樣》中，我曾把程序員比做寫(xiě)菜譜的人蔫饰，計(jì)算機(jī)只是個(gè)規(guī)規(guī)矩矩炒菜的琅豆，一個(gè)程序就像一份菜譜，算法其實(shí)就是那份菜譜里描述做菜的步驟……還可以再學(xué)一個(gè)更專(zhuān)業(yè)抽象的說(shuō)法：程序即為執(zhí)行一次計(jì)算的一系列指令篓吁。
Program: <u>a sequence of instructions</u> that specifies how to perform a computation.
這里的指令指的是什么呢茫因？
用任一程序語(yǔ)言寫(xiě)的任一程序，都完全可以只由以下五種指令組成：
- 輸入 input
- 輸出 output
- 數(shù)學(xué)計(jì)算 math
- 條件控制 conditional execution
- 重復(fù) repetition
只要掌握這五類(lèi)指令杖剪，就可以寫(xiě)出任何程序——其實(shí)很好理解冻押，雖然菜的品類(lèi)無(wú)數(shù)，但并不存在煎炸烤炒燉煮拌不能搞定的菜（有這樣還搞不定的菜嗎盛嘿？）
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值與類(lèi)型
Value 值
值即為在編程中所用數(shù)據(jù)的基本單位洛巢。主要包括兩大類(lèi)：數(shù)字 (number) 與字符串 (string)。
數(shù)字進(jìn)一步可以分為3種類(lèi)型（還有一類(lèi)復(fù)數(shù)次兆，但很少用到稿茉，此處不提）：
- 整型 (integer)，即整數(shù)芥炭，如 4, 7, 101
- 浮點(diǎn)型 (floating point)漓库，即帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字，如 2.5, 5.0, 3.14
- 布爾值 (boolean)园蝠，說(shuō)是數(shù)字其實(shí)更像邏輯數(shù)據(jù)類(lèi)型渺蒿，只包括 True/False 兩個(gè)值（書(shū)寫(xiě)固定，開(kāi)頭大寫(xiě)）彪薛；但可以和其他數(shù)字一起進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算茂装，此時(shí) True = 1, False = 0.
字符串是一串由引號(hào)（單引號(hào)或雙引號(hào)皆可，但同一對(duì)引號(hào)需統(tǒng)一單雙）圍起的字符善延，如 "xiaobai", "666", "小 白" 少态。注意，a. 當(dāng)數(shù)字加上引號(hào)時(shí)就成字符串了易遣，不再具備數(shù)字值的特性了（比如可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算）况增；b. 引號(hào)內(nèi)可加空格可加標(biāo)點(diǎn)，都可以構(gòu)成字符串的一部分训挡。
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Type 類(lèi)型
類(lèi)型是值的分類(lèi) (理解成值的屬性也行)。我們?cè)谏厦嬉呀?jīng)看到 Python 幾大基本類(lèi)型的一部分了：整型歧强、浮點(diǎn)型澜薄、布爾值與字符串。想要知道某個(gè)值或變量（下面會(huì)講到）的類(lèi)型摊册，可以用內(nèi)置 type() 函數(shù)來(lái)問(wèn) Python:
>>> type(666)
<class 'int'>
>>> type("666")
<class 'str'>
>>> type(3.1415926)
<class 'float'>
>>> type(True)
<class 'bool'>
在后面幾節(jié)我們還會(huì)接著學(xué)習(xí)列表 (list)肤京、元組 (tuple)、字典 (dictionary)、集合 (set) 等更多類(lèi)型忘分。
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運(yùn)算符
Python 中的運(yùn)算符 (operator) 主要用在數(shù)學(xué)運(yùn)算上棋枕，和通用的算術(shù)運(yùn)算符號(hào)大體相同。被運(yùn)算符連接的值可稱(chēng)為運(yùn)算數(shù) (operand)妒峦。
在這兒通過(guò)交互模式來(lái)看一下用法：
>>> 3 + 5
8
>>> 3.0 + 5 #當(dāng)一個(gè)運(yùn)算數(shù)為浮點(diǎn)時(shí)重斑，結(jié)果也會(huì)變成浮點(diǎn)
8.0
>>> 1.0 + True #還記得剛剛說(shuō)的布爾值的數(shù)值嗎
2.0
>>> 9 - 2
7
>>> 2.5 * 5 #乘積
12.5
>>> 2**3 #指數(shù)運(yùn)算
8
>>> 3 / 5 #除法
0.6
>>> 3 // 5 #除法，只計(jì)整數(shù)部分
0
>>> 3 % 5 #3除以5所剩余數(shù)
3
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除了用在數(shù)字上肯骇，有兩個(gè)運(yùn)算符還可以用在字符串上：+, *. 猜一猜加號(hào)和乘號(hào)會(huì)在字符串上產(chǎn)生什么效果呢窥浪？
>>> 'Sinan' + 'Talk'
'SinanTalk'
>>> 'Hello' * 3
'HelloHelloHello'
通過(guò) + 將多個(gè)字符串順序連接起來(lái)的操作被稱(chēng)為字串串接 (string concatenation)，非常常用笛丙；通過(guò) * 把一個(gè)字符串復(fù)制多次的操作倒沒(méi)什么專(zhuān)用說(shuō)法 (可以稱(chēng)為 string multiplication)漾脂，用的不多，不過(guò)需要注意字符串只能與整型相乘胚鸯，字符串之間不能相乘骨稿。
像這樣，一個(gè)運(yùn)算符可以同時(shí)用于一個(gè)以上數(shù)據(jù)類(lèi)型 (type) 的現(xiàn)象被稱(chēng)為重載 (overloading)姜钳。比如坦冠， + 可以同時(shí)用在數(shù)字和字符串上。并不是所有編程語(yǔ)言都支持運(yùn)算符的重載傲须。除了運(yùn)算符蓝牲，之后我們還會(huì)接觸到函數(shù)重載 (function overloading)。
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至于有多個(gè)運(yùn)算符同時(shí)存在時(shí)該遵從什么運(yùn)算順序的問(wèn)題泰讽，和數(shù)學(xué)計(jì)算相同例衍。不確定的時(shí)候就用括號(hào)明確優(yōu)先級(jí)即可。
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變量
光有值還不夠用已卸，我們還需要變量 (variable)佛玄。變量自身不能單獨(dú)存在。變量用來(lái)存儲(chǔ)累澡、命名值梦抢，是其代表的一個(gè)值的名字。當(dāng)我們給變量賦值時(shí)愧哟，會(huì)用到賦值語(yǔ)句 (assignment statement)：
# 賦值語(yǔ)句用'='進(jìn)行賦值奥吩，此處'='與算術(shù)中相等的概念不同，含義上更像'<-'右指箭頭
a = 5
b = 2.0
c = 'Python'
d = True
# 這個(gè)賦值語(yǔ)句能更清楚看到賦值'='并非算術(shù)中的等號(hào)蕊梧，而是'<-'右指箭頭霞赫，將'='右邊的值賦給'='左邊的變量
a = a + 5
print(a) # 輸出結(jié)果：10
關(guān)于 Python 中變量與值的關(guān)系，我沒(méi)見(jiàn)過(guò)比 David Goodger 講得更好的了肥矢，此處就借用下他的例子和插圖吧端衰。
Python 中的變量就像是其綁定的值的姓名標(biāo)簽。如，當(dāng)給變量 a 賦值 1 時(shí)旅东，a = 1灭抑，1 這個(gè)整數(shù)就綁了 a 的標(biāo)簽， 并且 1 會(huì)在內(nèi)存里占一個(gè)位置：
當(dāng)你重新給 a 賦新值 2 時(shí)抵代，a = 2腾节，就等于把這個(gè)標(biāo)簽移到 2 身上了，2 此時(shí)也會(huì)在內(nèi)存里占一個(gè)位置：
此時(shí)你無(wú)法再通過(guò) a 來(lái)找到 1 了主守。如果 1 沒(méi)有綁定任何其他標(biāo)簽（變量）的話(huà)禀倔，那 1 就不會(huì)再在內(nèi)存里占位置了。
如果你創(chuàng)建一個(gè)新變量 b参淫，并用 a 來(lái)給 b 賦值救湖，其實(shí)等同于在 2 身上綁了兩個(gè)姓名標(biāo)簽，通過(guò) a 或 b 都可以找到 2:
并不是所有編程語(yǔ)言里的變量都是值的“姓名標(biāo)簽”涎才。
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變量的命名
Python 變量命名的規(guī)則不復(fù)雜鞋既，可以是：
- 字母組合，如 a, foo, val, counter
- 字母與數(shù)字組合耍铜，如 dict1, list2
- 可以加下劃線(xiàn)邑闺，如 is_even, max_val2
- 但不能以數(shù)字開(kāi)頭
- 習(xí)慣性以小寫(xiě)字母命名
- 不可以用 Python 保留字／關(guān)鍵字 (keywords) 來(lái)命名變量
Python 保留字／關(guān)鍵字都有哪些呢？可以在交互模式下輸入：
# to see the Python keyword list
>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', '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']
當(dāng)你在文本編輯器或 IDE 中編程時(shí)棕兼，Python 保留字會(huì)自動(dòng)呈現(xiàn)不同的顏色陡舅，所以一開(kāi)始也不用背保留字列表。每個(gè)保留字都非常常用伴挚，之后很快會(huì)在實(shí)踐中熟悉靶衍。
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雖然變量命名并不復(fù)雜，但這不僅關(guān)系到 style茎芋，還關(guān)系到代碼的易讀性颅眶，因此最好起個(gè)易懂易記易區(qū)分并符合邏輯的名字，比如田弥，我給字符串 "SinanTalk" 起名的話(huà)涛酗，明顯 blog_name 比 foo 要合理得多。
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表達(dá)式與語(yǔ)句
Python 表達(dá)式 (expression) 是值偷厦、變量與運(yùn)算符的組合商叹。一個(gè)值或變量本身也可以構(gòu)成一個(gè)表達(dá)式。
Expressions: a combination of values, variables and operators.
剛開(kāi)始接觸 Python 編程的新手可能都遇到過(guò)這個(gè)困惑只泼，為什么有些代碼可以在交互式編程 (interactive programming) 模式下直接返回結(jié)果剖笙，但腳本式編程 (script programming) 時(shí)就不會(huì)返回結(jié)果呢？這其實(shí)是 Python 表達(dá)式在解釋器 (interpreter) 中的不同行為辜妓。當(dāng)你在解釋器的提示符 (prompt) ——就是尖箭頭 >>> ——處輸入一個(gè)表達(dá)式時(shí)，解釋器會(huì)在回車(chē)后求得表達(dá)式的值并返回，如：
>>> 1
1
>>> 5 + 2
7
>>> a = 3.14
>>> a
3.14
>>> a + 10
13.14
在腳本模式下運(yùn)行籍滴，雖然解釋器也會(huì)對(duì)表達(dá)式求值 (evaluate)酪夷，但并不會(huì)返回結(jié)果。
在上面幾個(gè)簡(jiǎn)單例子中孽惰，唯一沒(méi)有即時(shí)返回結(jié)果的就是 a = 3.14晚岭，因?yàn)檫@并非表達(dá)式，而是一個(gè) Python 語(yǔ)句勋功。
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Python 語(yǔ)句 (statement) 是一組有效力的代碼塊坦报。
Statement: a unit of code that has an effect.
目前為止我們已經(jīng)遇到過(guò)的語(yǔ)句有：
- 賦值語(yǔ)句 (assignment statement)：創(chuàng)建新變量并賦予一個(gè)值。
- 輸出語(yǔ)句 (print statement)：輸出一個(gè)值狂鞋。
解釋器不會(huì)對(duì)語(yǔ)句求值片择，而是直接執(zhí)行 (executes) 一個(gè)指令。
今后我們還會(huì)接觸更多 Python 語(yǔ)句骚揍。
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第4節(jié) 作業(yè)
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閱讀 Think Python (2nd edition) 第1&2章字管，并完成文后練習(xí)。
Think Python: How to Think Like a Computer Scientist 是小白學(xué)習(xí) Python 的最佳入門(mén)書(shū)（不是我評(píng)價(jià)的信不，而是很多大佬推薦）嘲叔，第2版面向 Python3。英文原版并不難懂抽活。需要 Think Python 原版教材的讀者可以加本文作者個(gè)人微信硫戈，取書(shū)暗號(hào)“小白”。
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第4節(jié) 小結(jié)
我們?cè)谶@一節(jié)進(jìn)入 Python 編程知識(shí)的正題下硕，先介紹了一些基本的編程概念：值與類(lèi)型丁逝、運(yùn)算符、變量卵牍、表達(dá)式與語(yǔ)句果港。雖然已經(jīng)能寫(xiě)簡(jiǎn)單的賦值語(yǔ)句和輸出語(yǔ)句，進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算了糊昙，但還不會(huì)用 Python 來(lái)表達(dá)更復(fù)雜的程序邏輯辛掠，下節(jié)課我們將開(kāi)始學(xué)習(xí)條件控制和更多編程基礎(chǔ)概念。
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