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"cells": [
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"cell_type": "markdown",
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"source": [
"# 编程入门01：Python基础语法\n",
"现在让我们从基础概念开始逐步探索Python的语法，编程语言包含多种指令，其中最基本的是“表达式”（Expression），表达式有特定的“值”（Value），例如：1就是一个最简单的表达式，它的值就是1，当你在交互模式下输入1，计算机会返回这个表达式的值1。使用“运算符”（Operator）可以将多个单一表达式组成复合表达式，例如：1+1，Python中的数学运算符除了加减乘除（```+-*/```）外还有整除（```//```）取余（```%```）和乘方（```**```），运算顺序遵循数学规则，括号可以改变运算顺序，但注意一律使用小括号。通过这样的层层组合，你可以输入任意数学运算式所对应的表达式，计算机总是会自动计算并返回单一的值。\n",
"\n",
"\n",
"这个单一的值被称为“物件”或“对象”（Object），对象是一个非常关键的概念，你很快就会发现在Python中“一切皆对象”。每个对象都存在于计算机的内存空间，拥有唯一的编号和确定的类型，你可以用id(对象)来查看它的编号（所在的内存地址），用type(对象)来查看它的类型（所属的“类”名称）：\n",
"```\n",
">>> id(1)\n",
"1756786144\n",
">>> id(5%2)\n",
"1756786144\n",
">>> id(2)\n",
"1756786176\n",
">>> type(1)\n",
"<class 'int'>\n",
">>> type(2)\n",
"<class 'int'>\n",
">>> id(1.0)\n",
"2705425373944\n",
">>> type(1.0)\n",
"<class 'float'>\n",
"```\n",
"\n",
"你可以看到1是整数类型（int），带有小数点的1.0则是浮点类型（float），浮点类型用于表示实数。其实我们还接触过字符串类型（str），在任意长度的字符序列前后加上引号就定义了一个字符串，字符串支持加法（通过连接生成新字符串）和乘法（通过重复生成新字符串）：\n",
"```\n",
">>> \"你好\"\n",
"'你好'\n",
">>> \"你好\"+\"世界！\"\n",
"'你好世界！'\n",
">>> \"你好世界！\"*3\n",
"'你好世界！你好世界！你好世界！'\n",
">>> type(\"你好世界！\"*3)\n",
"<class 'str'>\n",
"```\n",
"\n",
"和数学中一样，你可以用“变量”（Variable）来代表某个数值，这称为变量“赋值”（Assign），变量名可以使用字母（区分大小写）、数字（但不能以数字开头）和下划线，也可以使用任何全角字符包括所有汉字（但建议不要用全角字符）。变量不能和Python语言的关键字重名，否则执行时会报语法错误，你可以输入help(\"keywords\")查看关键字列表。变量赋值语句的基本写法是：变量名=表达式，注意“=”应该读作“赋值”（Python中的等于号是==），一个变量也就是一个单一表达式：\n",
"```\n",
">>> x=1\n",
">>> x+2\n",
"3\n",
">>> x,y=1,100 # 同时给多个变量赋值\n",
">>> x\n",
"1\n",
">>> y\n",
"100\n",
">>> x=x+1 # x原值加1再赋值给x\n",
">>> x\n",
"2\n",
">>> x+=1 # x原值加1再赋值给x的简洁写法\n",
">>> x\n",
"3\n",
">>> x,y=y,x # 对调两个变量所指的对象，其他编程语言基本都需要三条指令才能实现这个操作……\n",
">>> x\n",
"100\n",
">>> y\n",
"3\n",
">>> type(x)\n",
"<class 'int'>\n",
">>> x=\"你好世界！\"\n",
">>> type(x)\n",
"<class 'str'>\n",
"```\n",
"\n",
"你可以让两个变量指向同一个对象，也可以用del语句删除已有的变量：\n",
"```\n",
">>> y=x # 两个变量指向了同一个对象\n",
">>> id(x)\n",
"2565766974768\n",
">>> id(y)\n",
"2565766974768\n",
">>> dir() # 查看当前名称空间的变量\n",
"['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'x', 'y']\n",
">>> del y # 删除已有变量\n",
">>> dir()\n",
"['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'x']\n",
">>> 类型=type # 汉字也可以用做变量名\n",
">>> 类型(x)\n",
"<class 'str'>\n",
">>> 类型(id)\n",
"<class 'builtin_function_or_method'>\n",
">>> 类型(类型)\n",
"<class 'type'>\n",
"```\n",
"\n",
"现在你可能会猜到了，这些id(1)、type(1)，还有我们已经接触过的print(\"Hello World!\")也属于复合表达式，id、type、print也是指向某个对象的变量，这种对象是可以做“调用”（Call）运算的，在Python中分为“函数”（function）、“方法”（method）和“类型”（type）等类型，相当于数学中函数的概念。函数名就相当于运算符，参加运算的表达式放在函数名之后的括号里，称为“参数”（Argument），如果有多个参数就用逗号分隔，而运算的结果就是函数的返回值。例如max函数可以从多个数中找出最大值：\n",
"```\n",
">>> max\n",
"<built-in function max>\n",
">>> max(1,3,9,2)\n",
"9\n",
">>> type(max)\n",
"<class 'builtin_function_or_method'>\n",
">>> type(max(1,3,9,2))\n",
"<class 'int'>\n",
"```\n",
"\n",
"函数能完成各种复杂的功能。例如之前看到的input函数，可以接受一个字符串参数，执行时会显示此字符串作为提示，然后将用户在按回车键之前输入的全部内容作为字符串返回，也可以写成不带参数的input()，执行时就不显示任何提示。print函数同样可以不带参数，这将输出一个空行；也可以带任意多个参数，这将输出以空格分隔的多个值。注意：print函数输出的内容并不是它的返回值，print函数无返回值——或者可以说print函数返回值为“空”，Python专门定义了一个关键字None来代表空值（类型为NoneType），当返回值为空时不显示任何东西，如果你想强制输出空值，可以print(None)：\n",
"```\n",
">>> None\n",
">>> print(None)\n",
"None\n",
">>> print(1,2,3)\n",
"1 2 3\n",
">>> print(print(1,2,3)) # 内层print输出三个参数的值，外层print输出内层print返回的空值\n",
"1 2 3\n",
"None\n",
"```\n",
"\n",
"总而言之，Python语言中的变量就是贴在对象上的标签，所以它还有一个更笼统的叫法——标识符（Identifier）。变量没有确定的类型，它所指向的对象有确定的类型。在Python关键字以外的任何名称例如print也就是一个指向具体对象的变量而已，你完全可以把它指向别的对象（当然不建议这样做）：\n",
"```\n",
">>> p=print # p和print都指向同一个函数对象\n",
">>> p(x)\n",
"你好世界！\n",
">>> print=10 # print指向一个整数对象了\n",
">>> print(x) # 如果尝试调用运算，会提示类型错误“int对象是不能调用的”\n",
"Traceback (most recent call last):\n",
" File \"<pyshell#54>\", line 1, in <module>\n",
" print(x)\n",
"TypeError: 'int' object is not callable\n",
"```\n",
"\n",
"——编程原来是这样……\n",
"\n",
"## 编程小提示：Python解释器的源码\n",
"官方Python解释器是用C语言编写的，称为CPython，你可以在这里查看CPython的源代码 https://github.com/python/cpython \n",
"如果你想知道所有内建函数是怎样实现的，可以打开这个C文件，例如其中的builtin_print函数就对应Python中的print函数 https://github.com/python/cpython/blob/master/Python/bltinmodule.c\n",
"\n",
"下一篇：[编程入门03：Python模块与库](03_module.ipynb)"
]
}
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"metadata": {
"kernelspec": {
"display_name": "Python 3",
"language": "python",
"name": "python3"
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"language_info": {
"codemirror_mode": {
"name": "ipython",
"version": 3
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"file_extension": ".py",
"mimetype": "text/x-python",
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"nbconvert_exporter": "python",
"pygments_lexer": "ipython3",
"version": "3.6.7"
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"nbformat": 4,
"nbformat_minor": 2
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