我们来尝试一些简单的 Python 命令。启动解释器然后等待主提示符 >>>
出现(不需要很久)。
3.2.1. 数字
解释器表现得就像一个简单的计算器:可以向其录入一些表达式,它会给出返回值。表达式语法很直白:运算符 +
,-
,*
和 /
与其它语言一样(例如:Pascal 或 C);括号 (()) 用于分组。例如:
>>> 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(例如,2, 4, 20 )的类型是 int,带有小数部分的数字(例如,5.0, 1.6)的类型是 float。在本教程的后面我们会看到更多关于数字类型的内容。
除法(/
)永远返回一个浮点数。如要使用 floor 除法并且得到整数结果(丢掉任何小数部分),你可以使用 //
运算符;要计算余数你可以使用 %
>>> 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
通过 Python,还可以使用 **
运算符计算幂乘方:
>>> 5 ** 2 # 5 squared
25
>>> 2 ** 7 # 2 to the power of 7
128
等号( '=' )用于给变量赋值。赋值之后,在下一个提示符之前不会有任何结果显示:
>>> width = 20
>>> height = 5*9
>>> width * height
900
变量在使用前必须 “定义”(赋值),否则会出错:
>>> # try to access an undefined variable
... n
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'n' is not defined
浮点数有完整的支持;整数和浮点数的混合计算中,整数会被转换为浮点数:
>>> 3 * 3.75 / 1.5
7.5
>>> 7.0 / 2
3.5
交互模式中,最近一个表达式的值赋给变量 _
。这样我们就可以把它当作一个桌面计算器,很方便的用于连续计算,例如:
>>> tax = 12.5 / 100
>>> price = 100.50
>>> price * tax
12.5625
>>> price + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06
此变量对于用户是只读的。不要尝试给它赋值 —— 你只会创建一个独立的同名局部变量,它屏蔽了系统内置变量的魔术效果。
除了 int 和 float,Python 还支持其它数字类型,例如 Decimal 和 Fraction。Python 还内建支持 复数 ,使用后缀 j
或 J
表示虚数部分(例如,3+5j
)。
3.2.2. 字符串
相比数值,Python 也提供了可以通过几种不同方式表示的字符串。它们可以用单引号 ('...'
) 或双引号 ("..."
) 标识。\
可以用来转义引号:
>>> '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," he said.'
'"Yes," he said.'
>>> "\"Yes,\" he said."
'"Yes," he said.'
>>> '"Isn\'t," she said.'
'"Isn\'t," she said.'
在交互式解释器中,输出的字符串会用引号引起来,特殊字符会用反斜杠转义。虽然可能和输入看上去不太一样,但是两个字符串是相等的。如果字符串中只有单引号而没有双引号,就用双引号引用,否则用单引号引用。print() 函数生成可读性更好的输出, 它会省去引号并且打印出转义后的特殊字符:
>>> '"Isn\'t," she said.'
'"Isn\'t," she said.'
>>> print('"Isn\'t," she said.')
"Isn't," she 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.
如果你前面带有 \
的字符被当作特殊字符,你可以使用 原始字符串 ,方法是在第一个引号前面加上一个 r
:
>>> 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
字符串文本能够分成多行。一种方法是使用三引号:"""..."""
或者 '''...'''
。行尾换行符会被自动包含到字符串中,但是可以在行尾加上 \
来避免这个行为。下面的示例: 可以使用反斜杠为行结尾的连续字符串,它表示下一行在逻辑上是本行的后续内容:
print("""\
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to
""")
将生成以下输出(注意,没有开始的第一行):
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to
字符串可以由 +
操作符连接(粘到一起),可以由 *
表示重复:
>>> # 3 times 'un', followed by 'ium'
>>> 3 * 'un' + 'ium'
'unununium'
相邻的两个字符串文本自动连接在一起。:
>>> 'Py' 'thon'
'Python'
它只用于两个字符串文本,不能用于字符串表达式:
>>> prefix = 'Py'
>>> prefix 'thon' # can't concatenate a variable and a string literal
...
SyntaxError: invalid syntax
>>> ('un' * 3) 'ium'
...
SyntaxError: invalid syntax
如果你想连接多个变量或者连接一个变量和一个字符串文本,使用 +
:
>>> prefix + 'thon'
'Python'
这个功能在你想切分很长的字符串的时候特别有用:
>>> text = ('Put several strings within parentheses '
'to have them joined together.')
>>> text
'Put several strings within parentheses to have them joined together.'
字符串也可以被截取(检索)。类似于 C ,字符串的第一个字符索引为 0 。Python没有单独的字符类型;一个字符就是一个简单的长度为1的字符串。:
>>> word = 'Python'
>>> word[0] # character in position 0
'P'
>>> word[5] # character in position 5
'n'
索引也可以是负数,这将导致从右边开始计算。例如:
>>> word[-1] # last character
'n'
>>> word[-2] # second-last character
'o'
>>> word[-6]
'P'
请注意 -0 实际上就是 0,所以它不会导致从右边开始计算。
除了索引,还支持 切片 。索引用于获得单个字符,切片 让你获得一个子字符串:
>>> 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,包含起始的字符,不包含末尾的字符。这使得 s[:i] + s[i:]
永远等于 s
:
>>> word[:2] + word[2:]
'Python'
>>> word[:4] + word[4:]
'Python'
切片的索引有非常有用的默认值;省略的第一个索引默认为零,省略的第二个索引默认为切片的字符串的大小。:
>>> 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'
有个办法可以很容易地记住切片的工作方式:切片时的索引是在两个字符 之间 。左边第一个字符的索引为 0,而长度为 n 的字符串其最后一个字符的右界索引为 n 。例如:
+---+---+---+---+---+---+
| P | y | t | h | o | n |
+---+---+---+---+---+---+
0 1 2 3 4 5 6
-6 -5 -4 -3 -2 -1
文本中的第一行数字给出字符串中的索引点 0…6。第二行给出相应的负索引。切片是从 i 到 j 两个数值标示的边界之间的所有字符。
对于非负索引,如果上下都在边界内,切片长度就是两个索引之差。例如,word[1:3]
是 2 。试图使用太大的索引会导致错误:
>>> 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
Python 能够优雅地处理那些没有意义的切片索引:一个过大的索引值(即下标值大于字符串实际长度)将被字符串实际长度所代替,当上边界比下边界大时(即切片左值大于右值)就返回空字符串:
>>> word[4:42]
'on'
>>> word[42:]
''
Python字符串不可以被更改 — 它们是 不可变的 。因此,赋值给字符串索引的位置会导致错误:
>>> word[0] = 'J'
...
TypeError: 'str' object does not support item assignment
>>> word[2:] = 'py'
...
TypeError: 'str' object does not support item assignment
如果你需要一个不同的字符串,你应该创建一个新的:
>>> 'J' + word[1:]
'Jython'
>>> word[:2] + 'py'
'Pypy'
内置函数 len() 返回字符串长度:
>>> s = 'supercalifragilisticexpialidocious'
>>> len(s)
34
Text Sequence Type — str字符串是 序列类型 的例子,它们支持这种类型共同的操作。
String Methods字符串和Unicode字符串都支持大量的方法用于基本的转换和查找。
String Formatting这里描述了使用 str.format() 进行字符串格式化的信息。
String Formatting Operations这里描述了旧式的字符串格式化操作,它们在字符串和Unicode字符串是
%
操作符的左操作数时调用。
3.2.3. 列表
Python 有几个 复合 数据类型,用于表示其它的值。最通用的是 list (列表) ,它可以写作中括号之间的一列逗号分隔的值。列表的元素不必是同一类型:
>>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]
就像字符串(以及其它所有内建的 序列 类型)一样,列表可以被索引和切片:
>>> squares[0] # indexing returns the item
1
>>> squares[-1]
25
>>> squares[-3:] # slicing returns a new list
[9, 16, 25]
所有的切片操作都会返回一个包含请求的元素的新列表。这意味着下面的切片操作返回列表一个新的(浅)拷贝副本:
>>> squares[:]
[1, 4, 9, 16, 25]
列表也支持连接这样的操作:
>>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
不像 不可变的 字符串,列表是 可变的 ,它允许修改元素:
>>> 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]
你还可以使用 append()
方法 (后面我们会看到更多关于列表的方法的内容)在列表的末尾添加新的元素:
>>> 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]
也可以对切片赋值,此操作可以改变列表的尺寸,或清空它:
>>> 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() 同样适用于列表:
>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
>>> len(letters)
4
允许嵌套列表(创建一个包含其它列表的列表),例如:
>>> 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'