3. Python 的非正式介绍¶
在下面的例子中，通过提示符 (>>> 与 ...) 的出现与否来区分输入和输出：如果你想复现这些例子，当提示符出现后，你必须在提示符后键入例子中的每一个词；不以提示符开头的那些行是解释器的输出。注意例子中某行中出现第二个提示符意味着你必须键入一个空白行；这是用来结束多行命令的。
这个手册中的许多例子都包含注释，甚至交互性命令中也有。Python中的注释以井号 # 开头，并且一直延伸到该文本行结束为止。注释可以出现在一行的开头或者是空白和代码的后边，但是不能出现在字符串中间。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，所以在键入这些例子时，注释是可以被忽略的。
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 作为计算器使用¶
让我们尝试一些简单的 Python 命令。启动解释器，等待界面中的提示符，>>> （这应该花不了多少时间）。
3.1.1. 数字¶
解释器就像一个简单的计算器一样：你可以在里面输入一个表达式然后它会写出答案。 表达式的语法很直接：运算符 +、-、*、/ 的用法和其他大部分语言一样（比如 Pascal 或者 C 语言）；括号 (()) 用来分组。比如:
>>> 2 + 2
4
>>> 50 - 5*6
20
>>> (50 - 5*6) / 4
5.0
>>> 8 / 5 # division always returns a floating point number
1.6
整数（比如 2、4、20 ）的类型是 int，有小数部分的（比如 5.0、1.6 ）的类型是 float。 在这个手册的后半部分我们会看到更多的数字类型。
除法运算 (/) 永远返回浮点数类型。如果要做 floor division 得到一个整数结果（忽略小数部分）你可以使用 // 运算符；如果要计算余数，可以使用 %
>>> 17 / 3 # classic division returns a float
5.666666666666667
>>>
>>> 17 // 3 # floor division discards the fractional part
5
>>> 17 % 3 # the % operator returns the remainder of the division
2
>>> 5 * 3 + 2 # result * divisor + remainder
17
在Python中，可以使用 ** 运算符来计算乘方 1
>>> 5 ** 2 # 5 squared
25
>>> 2 ** 7 # 2 to the power of 7
128
等号 (=) 用于给一个变量赋值。然后在下一个交互提示符之前不会有结果显示出来:
>>> width = 20
>>> height = 5 * 9
>>> width * height
900
如果一个变量未定义(未赋值)，试图使用它时会向你提示错误:
>>> n # try to access an undefined variable
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'n' is not defined
Python中提供浮点数的完整支持；包含多种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
在交互模式下，上一次打印出来的表达式被赋值给变量 _。这意味着当你把Python用作桌面计算器时，继续计算会相对简单，比如:
>>> tax = 12.5 / 100
>>> price = 100.50
>>> price * tax
12.5625
>>> price + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06
这个变量应该被使用者当作是只读类型。不要向它显式地赋值——你会创建一个和它名字相同独立的本地变量，它会使用魔法行为屏蔽内部变量。
除了 int 和 float，Python也支持其他类型的数字，例如 Decimal 或者 Fraction。Python 也内置对 复数 的支持，使用后缀 j 或者 J 就可以表示虚数部分（例如 3+5j ）。
3.1.2. 字符串¶
除了数字，Python 也可以操作字符串。字符串有多种形式，可以使用单引号（'……'），双引号（"……"）都可以获得同样的结果 2。反斜杠 \ 可以用来转义:
>>> 'spam eggs' # single quotes
'spam eggs'
>>> 'doesn\'t' # use \' to escape the single quote...
"doesn't"
>>> "doesn't" # ...or use double quotes instead
"doesn't"
>>> '"Yes," they said.'
'"Yes," they said.'
>>> "\"Yes,\" they said."
'"Yes," they said.'
>>> '"Isn\'t," they said.'
'"Isn\'t," they said.'
在交互式解释器中，输出的字符串外面会加上引号，特殊字符会使用反斜杠来转义。 虽然有时这看起来会与输入不一样（外面所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，该字符串外将加双引号来表示，否则就加单引号。 print() 函数会生成可读性更强的输出，即略去两边的引号，并且打印出经过转义的特殊字符:
>>> '"Isn\'t," they said.'
'"Isn\'t," they said.'
>>> print('"Isn\'t," they said.')
"Isn't," they said.
>>> s = 'First line.\nSecond line.' # \n means newline
>>> s # without print(), \n is included in the output
'First line.\nSecond line.'
>>> print(s) # with print(), \n produces a new line
First line.
Second line.
如果你不希望前置了 \ 的字符转义成特殊字符，可以使用 原始字符串 方式，在引号前添加 r 即可:
>>> print('C:\some\name') # here \n means newline!
C:\some
ame
>>> print(r'C:\some\name') # note the r before the quote
C:\some\name
字符串字面值可以跨行连续输入。一种方式是用三重引号："""...""" 或 '''...'''。字符串中的回车换行会自动包含到字符串中，如果不想包含，在行尾添加一个 \ 即可。如下例:
print("""\
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to
""")
将产生如下输出（注意最开始的换行没有包括进来）:
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to
字符串可以用 + 进行连接（粘到一起），也可以用 * 进行重复:
>>> # 3 times 'un', followed by 'ium'
>>> 3 * 'un' + 'ium'
'unununium'
相邻的两个或多个 字符串字面值 （引号引起来的字符）将会自动连接到一起.
>>> 'Py' 'thon'
'Python'
把很长的字符串拆开分别输入的时候尤其有用:
>>> text = ('Put several strings within parentheses '
... 'to have them joined together.')
>>> text
'Put several strings within parentheses to have them joined together.'
只能对两个字面值这样操作，变量或表达式不行:
>>> prefix = 'Py'
>>> prefix 'thon' # can't concatenate a variable and a string literal
File "<stdin>", line 1
prefix 'thon'
^
SyntaxError: invalid syntax
>>> ('un' * 3) 'ium'
File "<stdin>", line 1
('un' * 3) 'ium'
^
SyntaxError: invalid syntax
如果你想连接变量，或者连接变量和字面值，可以用 + 号:
>>> prefix + 'thon'
'Python'
字符串是可以被 索引 （下标访问）的，第一个字符索引是 0。单个字符并没有特殊的类型，只是一个长度为一的字符串:
>>> word = 'Python'
>>> word[0] # character in position 0
'P'
>>> word[5] # character in position 5
'n'
索引也可以用负数，这种会从右边开始数:
>>> word[-1] # last character
'n'
>>> word[-2] # second-last character
'o'
>>> word[-6]
'P'
注意 -0 和 0 是一样的，所以负数索引从 -1 开始。
除了索引，字符串还支持 切片。索引可以得到单个字符，而 切片 可以获取子字符串:
>>> word[0:2] # characters from position 0 (included) to 2 (excluded)
'Py'
>>> word[2:5] # characters from position 2 (included) to 5 (excluded)
'tho'
注意切片的开始总是被包括在结果中，而结束不被包括。这使得 s[:i] + s[i:] 总是等于 s
>>> word[:2] + word[2:]
'Python'
>>> word[:4] + word[4:]
'Python'
切片的索引有默认值；省略开始索引时默认为0，省略结束索引时默认为到字符串的结束:
>>> word[:2] # character from the beginning to position 2 (excluded)
'Py'
>>> word[4:] # characters from position 4 (included) to the end
'on'
>>> word[-2:] # characters from the second-last (included) to the end
'on'
您也可以这么理解切片：将索引视作指向字符 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 ，其中 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
第一行数标注了字符串非负的索引的位置，第二行标注了对应的负的索引。那么从 i 到 j 的切片就包括了标有 i 和 j 的位置之间的所有字符。
对于使用非负索引的切片，如果索引不越界，那么得到的切片长度就是起止索引之差。例如， word[1:3] 的长度为2.
使用过大的索引会产生一个错误:
>>> word[42] # the word only has 6 characters
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range
但是，切片中的越界索引会被自动处理:
>>> word[4:42]
'on'
>>> word[42:]
''
Python 中的字符串不能被修改，它们是 immutable 的。因此，向字符串的某个索引位置赋值会产生一个错误:
>>> 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
如果需要一个不同的字符串，应当新建一个:
>>> 'J' + word[1:]
'Jython'
>>> word[:2] + 'py'
'Pypy'
内建函数 len() 返回一个字符串的长度:
>>> s = 'supercalifragilisticexpialidocious'
>>> len(s)
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参见
- 文本序列类型 --- str
字符串是一种 序列类型 ，因此也支持序列类型的各种操作。
- 字符串的方法
字符串支持许多变换和查找的方法。
- 格式化字符串字面值
内嵌表达式的字符串字面值。
- 格式字符串语法
使用
str.format()进行字符串格式化。- printf 风格的字符串格式化
这里详述了使用
%运算符进行字符串格式化。
3.1.3. 列表¶
Python 中可以通过组合一些值得到多种 复合 数据类型。其中最常用的 列表 ，可以通过方括号括起、逗号分隔的一组值得到。一个 列表 可以包含不同类型的元素，但通常使用时各个元素类型相同:
>>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]
和字符串（以及各种内置的 sequence 类型）一样，列表也支持索引和切片:
>>> squares[0] # indexing returns the item
1
>>> squares[-1]
25
>>> squares[-3:] # slicing returns a new list
[9, 16, 25]
所有的切片操作都返回一个包含所请求元素的新列表。 这意味着以下切片操作会返回列表的一个 浅拷贝:
>>> squares[:]
[1, 4, 9, 16, 25]
列表同样支持拼接操作:
>>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
与 immutable 的字符串不同, 列表是一个 mutable 类型，就是说，它自己的内容可以改变:
>>> cubes = [1, 8, 27, 65, 125] # something's wrong here
>>> 4 ** 3 # the cube of 4 is 64, not 65!
64
>>> cubes[3] = 64 # replace the wrong value
>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125]
你也可以在列表结尾，通过 append() 方法 添加新元素 (我们会在后面解释更多关于方法的内容):
>>> cubes.append(216) # add the cube of 6
>>> cubes.append(7 ** 3) # and the cube of 7
>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125, 216, 343]
给切片赋值也是可以的，这样甚至可以改变列表大小，或者把列表整个清空:
>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> letters
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> # replace some values
>>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']
>>> letters
['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']
>>> # now remove them
>>> letters[2:5] = []
>>> letters
['a', 'b', 'f', 'g']
>>> # clear the list by replacing all the elements with an empty list
>>> letters[:] = []
>>> letters
[]
内置函数 len() 也可以作用到列表上:
>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
>>> len(letters)
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也可以嵌套列表 (创建包含其他列表的列表), 比如说:
>>> 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，我们可以将 Python 用于更复杂的任务，而不是仅仅两个和两个一起添加。 例如，我们可以编写 斐波那契数列 的初始子序列，如下所示:
>>> # Fibonacci series:
... # the sum of two elements defines the next
... a, b = 0, 1
>>> while a < 10:
... print(a)
... a, b = b, a+b
...
0
1
1
2
3
5
8
这个例子引入了几个新的特点。
第一行含有一个 多重赋值: 变量
a和b同时得到了新值 0 和 1. 最后一行又用了一次多重赋值, 这体现出了右手边的表达式，在任何赋值发生之前就被求值了。右手边的表达式是从左到右被求值的。while循环只要它的条件（这里指：a < 10）保持为真就会一直执行。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是列表的值，事实上任何序列都可以；长度非零就为真，空序列就为假。在这个例子里，判断条件是一个简单的比较。标准的比较操作符的写法和 C 语言里是一样：<（小于）、>（大于）、==（等于）、<=（小于或等于)、>=（大于或等于）以及!=（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，你得给每个缩进的行敲下 Tab 键或者（多个）空格键。实际上用文本编辑器的话，你要准备更复杂的输入方式；所有像样的文本编辑器都有自动缩进的设置。交互式命令行里，当一个组合的语句输入时, 需要在最后敲一个空白行表示完成（因为语法分析器猜不出来你什么时候打的是最后一行）。注意，在同一块语句中的每一行，都要缩进相同的长度。
print()函数将所有传进来的参数值打印出来. 它和直接输入你要显示的表达式(比如我们之前在计算器的例子里做的)不一样， print() 能处理多个参数，包括浮点数，字符串。 字符串会打印不带引号的内容, 并且在参数项之间会插入一个空格, 这样你就可以很好的把东西格式化, 像这样:>>> i = 256*256 >>> print('The value of i is', i) The value of i is 65536
关键字参数 end 可以用来取消输出后面的换行, 或是用另外一个字符串来结尾:
>>> 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,
脚注