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基础语法

info

优美优于丑陋，明了优于隐晦简单优于复杂，复杂优于繁杂

扁平优于嵌套，稀疏优于稠密

可读性很重要!

特例亦不可违背原则，即使实用比纯粹更优。错误绝不能悄悄忽略，除非它明确需要如此

面对不确定性，拒绝妄加猜测。

任何问题应有一种，且最好只有一种，显而易见的解决方法。

做优于不做，然而不假思索还不如不做。

很难解释的，必然是坏方法。

很好解释的，可能是好方法。

PEP 20 – The Zen of Python

中文翻译为Python之禅，可以理解为Python语言的设计哲学。

缩进​

Python 最具特色的就是使用缩进来表示代码块。不需要使用大括号 。

缩进的空格数是可变的，常见的有 2 个空格、4 个空格、8 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。

后来出台的代码规范 PEP 8，建议使用 4 个空格作为缩进。

test.py
if True:
    print ("True")
else:
    print ("False")
info

PEP 由社区讨论、起草 PEP、社区公开评议和修改、指导委员会决策、开发者编码实现。

查看 官方 PEP 索引，你可以回到过去，了解当年开发者们的想法。

PEP 8 即 Python Enhancement Proposal 8，直译是 Python 增强提案第 8 号，规定了 Python 代码的编写规范，是必读 PEP 之一。

注释​

注释是代码中不会被 Python 解释器执行的文本。用于解释代码，方便阅读。

Python 支持单行注释和多行注释。

test.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# 在过去，需要 py 文件编码声明 utf-8 才能正常显示中文，不过现在只有使用其他编码（如 GBK）时才需要声明。

# 单行注释使用#号，可以单独一行写在代码上方 
a = 1 

b = 2 # 也可以写在代码后面

"""
多行注释使用三个双引号。
通常写在代码文件的最上方，描述这个代码文件的用途。
或者写在函数、方法内，描述这个函数、方法的用途。
"""

# 在函数、类、方法中，可以使用三个双引号添加注释，这样的注释称为文档字符串（docstring）。
# 可以被正确解析为函数的属性。
# 在 docstring 前后都没有空行。
# 即便只有一行，也推荐这样写，这使得以后扩展它变得容易。
# 单行文档字符串不应是重复函数/方法参数的“签名”，最好写一些有用的信息，例如功能、参数的含义、返回值的含义。

def add_numbers(a,b):
    """
    实现一个求和的函数
    :param a: 第一个数
    :param b: 第二个数
    :return: 两数之和
    """
    return a+b

print(add_numbers.__doc__)

# 输出：
# 实现一个求和的函数
# :param a: 第一个数
# :param b: 第二个数
# :return: 两数之和

class Person:
    """Person类，描述一个Person对象"""
    def __init__(self, name, age):
        """初始化一个Person对象"""
        pass 
print(Person.__doc__)
# 输出：
# Person类，描述一个Person对象
print(Person.__init__.__doc__)
# 输出：
# 初始化一个Person对象
info

如果你违反这些惯例，最坏的结果也不过是招来一些不友好的目光。

但有些软件（如 PEP 256 和 PEP 258 的 Docutils 文档字符串处理系统）会知晓这些惯例，因此遵循它们将为你带来最佳效果。

PEP 257 – 文档字符串规范

丰富的内置内容​

Python 易于学习的另外一个原因，就是丰富的内置内容。所有的内置对象在代码编辑器中都会有Code Highlight?。

关键字​

关键字是语言中预先定义的标识符。(在开发工具中会显示特殊颜色。)

我们把它们用作标识符名称会引发错误或导致其功能失效。

Python 的标准库提供了一个 keyword module，可以输出当前版本的所有保留字，后续我们会深入学习每一个保留字的作用。

import keyword 
print(keyword.kwlist)

# ['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']

某些标识符仅在特定上下文中被保留。它们被称为软关键字。

  • match, case, _ 中 case 和 _ 只有在 match 语句下才有特殊功能。

  • type 在语法这一部分中仅被解释为关键字。巧合的是：内置函数中也有名为 type() 的函数。

软关键字虽然没有收录在 keyword.kwlist 中，但本文亦将其列出。

内置数据类型​

有部分教材会归纳为六类基础数据类型：数字、字符串、列表、元组、字典、集合。

如果只追求学习 Python 基础语法，确实可以只学习这六类基础数据类型。

事实上，Python3.14 内置有数据类型非常多。

注意：Python 中，bool 是 int 的子类。

而且 Python 中你自己创建一个新类，设置一下实例，就是一种新的数据类型。

内置异常​

异常是 Python 中用于处理错误和异常情况的关键机制。

内置函数​

内置函数指的是Python解释器自带的函数，不需要导入模块、不需要定义就可以使用。

内置常量​

Python3.14中，内置常量有：

  • True: 布尔值True。
  • False: 布尔值False。
  • None: 空值。
  • __debug__: 用于判断是否为开发模式(注意与调试模式区分)。
  • Ellipsis: 用于切片操作，等价于...。
  • NotImplemented: 用于在类中重载运算符，表示该运算符未实现。
note

注意 None 、 False 、 True 和 __debug__ 这些名称不能重新赋值（将它们作为属性名赋值也会引发 SyntaxError ），因此它们可以被认为是“真正的”常量。

对于这些常量，我们倾向用is判断是否相等，而不是==。例如变量 is None。

对于Ellipsis，我们实际使用中，一般使用...来代替。

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,10]])

print(a[Ellipsis])  # 输出整个列表
# 等价于
print(a[...])
# 判断...是否是Ellipsis
print(... is Ellipsis) # 输出True
info

site模块（在启动时自动导入，除非提供了 -S 命令行选项）会添加几个常量。它们对交互式解释器很有用，但不应在程序中使用。

  • quit(code=None)与exit(code=None)：名称不同而已，都是退出解释器。较为常用。
  • help：显示帮助信息。输入 help(object) 获取关于 object 的帮助。
  • copyright：显示Python的版权信息。
  • credits：显示Python的贡献者信息。
  • license：显示Python的许可证信息。

标准库​

标准库就是内置的模块库，不需要安装，直接导入就可以使用。

运算符​

运算符和内置部分一样，可以直接使用。

warning

运算符当中，除了= is not and or 不能被重载，其他运算符都可以被重载。

我们假设a = 10，b = 20。

算术运算符​

运算符描述实例
+加 - 两个对象相加a + b 输出结果 30
-减 - 得到负数或是一个数减去另一个数a - b 输出结果 -10
*乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串a * b 输出结果 200
/除 - x 除以 yb / a 输出结果 2
//整除 - 返回商的整数部分（地板除法，总是向负无穷方向取整。）9 // 2 输出结果 4
%取模 - 返回除法的余数（a=(a//b)×b+(a%b)）b % a 输出结果 0
**幂 - 返回 x 的 y 次幂a**b 为 10 的 20 次方， 输出结果 100000000000000000000

比较（关系）运算符​

运算符描述实例
==等于 - 比较对象是否相等(a == b) 返回 False。
!=不等于 - 比较两个对象是否不相等(a != b) 返回 True.
>大于 - 返回 x 是否大于 y(a > b) 返回 False。
<小于 - 返回 x 是否小于 y。返回True或False。(a < b) 返回 True。
>=大于等于 - 返回 x 是否大于等于 y。(a >= b) 返回 False。
<=小于等于 - 返回 x 是否小于等于 y。(a <= b) 返回 True。

赋值运算符​

运算符描述实例
=简单的赋值运算符c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+=加法赋值运算符c += a 等效于 c = c + a
-=减法赋值运算符c -= a 等效于 c = c - a
*=乘法赋值运算符c *= a 等效于 c = c * a
/=除法赋值运算符c /= a 等效于 c = c / a
%=取模赋值运算符c %= a 等效于 c = c % a
**=幂赋值运算符c **= a 等效于 c = c ** a
//=取整除赋值运算符c //= a 等效于 c = c // a

位运算符​

运算符描述实例
&按位与运算符a & b 输出结果 0 ，转为二进制，如果两个位都是1，结果位才是1。否则，结果位是0。
|按位或运算符a | b 输出结果 30 ，转为二进制，如果两个位中至少有一个是1，结果位就是1。否则，结果位是0。
^按位异或运算符a ^ b 输出结果 30 ，转为二进制，如果两个位不同，结果位就是1。否则，结果位是0。
~按位取反运算符~a 输出结果 -11 ，转为二进制，~x 的计算公式是 -(x + 1)
<<左移动运算符a << 2 输出结果 40 ，转为二进制，左移2位，空位补0。
>>右移动运算符a >> 2 输出结果 2 ，转为二进制，右移2位，空位补0。

成员运算符​

运算符描述实例
in如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。

逻辑运算符​

运算符逻辑表达式描述实例
andx and y布尔"与" - 该运算符返回的值不一定为布尔值，如果 x 为 False 或假值，返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。(a and b) 返回 20。
orx or y布尔"或" - 该运算符返回的值不一定为布尔值，如果 x 为 True 或真值，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。(a or b) 返回 10。
notnot x布尔"非" - 该运算符返回的值为布尔值，如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。not(a and b) 返回 False

身份运算符​

运算符描述实例
isis 是判断两个标识符是不是引用自一个对象x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False
is notis not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象x is not y ， 类似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False。

运算符优先级​

运算符描述
**指数 (最高优先级)
~ + -按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@)
* / % //乘，除，取模和取整除
+ -加法减法
>> <<右移，左移运算符
&位 'AND'
^|位运算符
<= < > >=比较运算符
== !=等于运算符
= %= /= //= -= += *= **=赋值运算符
is is not身份运算符
in not in成员运算符
not or and逻辑运算符