第2章 Python基礎(chǔ)語法

第2章Python基礎(chǔ)語法主講人：***13-10月-23Python數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘目錄contents標(biāo)識(shí)符與變量0102輸入與輸出03Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)04運(yùn)算符與表達(dá)式程序的流程控制052.1標(biāo)識(shí)符與變量012.1.1

Python標(biāo)識(shí)符Python中的標(biāo)識(shí)符可以由英文、數(shù)字以及下劃線(_)組成，但不能以數(shù)字開頭。Python中的標(biāo)識(shí)符是區(qū)分大小寫的。以下劃線開頭的標(biāo)識(shí)符有特殊意義：以單下劃線開頭的（如_test）代表不能直接訪問的類屬性，需通過類提供的接口進(jìn)行訪問，不能用fromxxximport*的形式導(dǎo)入；以雙下劃線開頭的（如__test）代表類的私有成員；以雙下劃線開頭和結(jié)尾的（如__test__）代表Python里特殊方法專用的標(biāo)識(shí)，如__init__()代表類的構(gòu)造函數(shù)。2.1.2

Python關(guān)鍵字關(guān)鍵字是在Python內(nèi)部已經(jīng)使用的標(biāo)識(shí)符，這些關(guān)鍵字不能用作常數(shù)或變數(shù)，或任何其他標(biāo)識(shí)符名稱。可以使用如下語句查看Python中的關(guān)鍵字。[例2-1]查看Python中的關(guān)鍵字。2.1.3變量與賦值Python的變量一般不需要聲明，可以根據(jù)賦值給變量的數(shù)據(jù)來自動(dòng)確定變量的類型，然后分配相應(yīng)的存儲(chǔ)空間。

定義一個(gè)變量，就是向內(nèi)存申請(qǐng)一個(gè)帶地址的訪問空間對(duì)象，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可以通過變量名找到（指向）這個(gè)值。內(nèi)存中變量主要包括變量的標(biāo)識(shí)、名稱和數(shù)據(jù)這些信息。每個(gè)變量在使用前都必須賦值，變量賦值以后該變量才會(huì)被創(chuàng)建。等號(hào)（=）用來給變量賦值。等號(hào)（=）運(yùn)算符左邊是一個(gè)變量名，等號(hào)（=）運(yùn)算符右邊是存儲(chǔ)在變量中的值。2.2輸入與輸出022.2.1數(shù)據(jù)輸入Python中從鍵盤輸入數(shù)據(jù)可以使用input()函數(shù)，該函數(shù)的返回值是字符串。語法：變量名=input(“輸入提示信息字符串”)功能：從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取一行，并以字符串形式返回，去掉結(jié)尾的換行符。[例2-2]input函數(shù)輸入數(shù)據(jù)

Input函數(shù)[例2-3]input函數(shù)外使用類型轉(zhuǎn)換函數(shù)

2.2.1數(shù)據(jù)輸入Python可以使用eval函數(shù)接收多個(gè)數(shù)據(jù)輸入，字符串?dāng)?shù)據(jù)輸入時(shí)要帶上引號(hào)，間隔符必須是逗號(hào)。語法：eval(expression[,globals[,locals]])功能：eval()函數(shù)用來執(zhí)行一個(gè)字符串表達(dá)式，并返回表達(dá)式的值。[例2-4]eval函數(shù)輸入數(shù)據(jù)

eval函數(shù)2.2.1數(shù)據(jù)輸入input()函數(shù)會(huì)把所有輸入值（包括數(shù)字）視為字符串。若a=input()，輸入數(shù)字123后，用type(a)輸出a的類型，將顯示為<class'str'>

eval()函數(shù)將會(huì)去掉字符串最外層的引號(hào)，將其解釋為一個(gè)變量。

若b=eval(input())，輸入數(shù)字123后，用type(b)輸出b的類型，將顯示為<class'int'>，即整型。input函數(shù)和eval函數(shù)區(qū)別2.2.2數(shù)據(jù)輸出

Python中最常用的數(shù)據(jù)輸出方式就是使用print()函數(shù)，與相關(guān)格式化函數(shù)組合使用，如：使用(%)或str.format()函數(shù)來格式化輸出值；用repr()或str()函數(shù)將輸出的值轉(zhuǎn)成字符串。語法：print(*objects,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False）功能：把objects中每個(gè)對(duì)象都轉(zhuǎn)化為字符串的形式，然后寫到file參數(shù)指定的文件中，默認(rèn)是標(biāo)準(zhǔn)輸出（sys.stdout）。每一個(gè)對(duì)象之間用sep所指的參數(shù)進(jìn)行分隔，默認(rèn)是空格。所有對(duì)象都寫到文件后，會(huì)寫入end參數(shù)所指字符，默認(rèn)是換行。2.2.2數(shù)據(jù)輸出格式：%[(name)][flags][width].[precision]typecode[例2-5]字符串百分號(hào)（%）格式化輸出

字符串%格式輸出常見格式化對(duì)照說明輸出類型格式說明整數(shù)輸出%o按oct八進(jìn)制輸出整數(shù)%d按dec十進(jìn)制輸出整數(shù)%x按hex十六進(jìn)制輸出整數(shù)浮點(diǎn)數(shù)輸出%f保留小數(shù)點(diǎn)后面六位有效數(shù)字%.nf，保留n位小數(shù)位%e保留小數(shù)點(diǎn)后面六位有效數(shù)字，指數(shù)形式輸出%.3e，保留3位小數(shù)位，使用科學(xué)計(jì)數(shù)法%g在保證六位有效數(shù)字的前提下，使用小數(shù)方式，否則使用科學(xué)計(jì)數(shù)法，%.3g，保留3位有效數(shù)字，使用小數(shù)或科學(xué)計(jì)數(shù)法字符串輸出%s字符串輸出%10s右對(duì)齊，占位符10位%-10s左對(duì)齊，占位符10位%.2s截取2位字符串%10.2s10位占位符，截取兩位字符串2.2.2數(shù)據(jù)輸出Format()函數(shù)把字符串當(dāng)成一個(gè)模板，通過傳入的參數(shù)進(jìn)行格式化，并且使用大括號(hào)‘{}’作為特殊字符代替‘%’格式：[[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type][例2-6]按位置訪問參數(shù)輸出實(shí)例。

format函數(shù)格式化輸出[例2-8]對(duì)齊文本并指定寬度輸出實(shí)例。[例2-7]按名稱訪問參數(shù)輸出實(shí)例[例2-9]編寫程序，輸入三個(gè)分?jǐn)?shù)，計(jì)算并輸出平均分，輸出結(jié)果保留2位小數(shù)。2.2.3輸入和輸出實(shí)踐例題2.2.3輸入和輸出實(shí)踐例題[例2-10]編寫程序，將華氏溫度轉(zhuǎn)成攝氏溫度，換算公式：C=(H-32)*5.0/9，其中C是攝氏溫度，H是華氏溫度。[例2-11]打印99乘法表，并按左下三角格式輸出。2.2.3輸入和輸出實(shí)踐例題2.3Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)032.3.1標(biāo)量-基本數(shù)據(jù)類型Python使用對(duì)象模型來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，每一個(gè)數(shù)據(jù)類型都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)置類，新建一個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)際就是在初始化并生成一個(gè)對(duì)象?；緮?shù)據(jù)類型主要包括：整型（int）：可以是正整數(shù)或負(fù)整數(shù)，無小數(shù)點(diǎn)、無大小限制。整數(shù)類型包括：十進(jìn)制整數(shù)、二進(jìn)制整數(shù)（以0b開頭）、八進(jìn)制整數(shù)（以0o開頭）及十六進(jìn)制整數(shù)（以0x開頭）。浮點(diǎn)型（float）：由整數(shù)部分和小數(shù)部分組成，也可以使用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示。布爾型（bool）：運(yùn)算結(jié)果是True和False常量，這兩個(gè)常量的值仍然是1和0，可以和數(shù)值型數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。復(fù)數(shù)（complex）：由實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分構(gòu)成，可以用a+bj，或者complex(a,b)表示，復(fù)數(shù)的實(shí)部a和虛部b都是浮點(diǎn)型。

[例2-12]數(shù)值數(shù)據(jù)類型及轉(zhuǎn)換測(cè)試。

2.3.2序列類型序列類型包括列表、元組和字符串，這些類型有相同的訪問模式，包括：可以通過下標(biāo)位移量來訪問序列中的元素，可以通過切片的方式一次性得到列表中多個(gè)元素。序列的常用操作符（注意優(yōu)先級(jí)順序從高到低）方法說明Seq[index]返回序列中下標(biāo)為index的元素Seq[in1:in2]返回序列中下標(biāo)從in1到in2之間的元素集合Seq[i:j:k]按間隔k，返回序列中下標(biāo)從i到j(luò)之間的元素集合Seq*n序列重復(fù)n次Seq1+Seq2兩個(gè)序列連接elementinseq判斷元素是否在序列中elementnotinseq判斷元素是否不在序列中s.index(x[,

i[,

j]])x在s中首次出現(xiàn)的索引（或在索引i處或之后，在索引j之前）seq.count(x)返回x在序列中出現(xiàn)的次數(shù)2.3.2序列類型序列類型的類型轉(zhuǎn)換函數(shù)可以用來在列表、元組和字符串幾種序列類型間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。表2-3序列類型轉(zhuǎn)換函數(shù)

函數(shù)說明list(iter)把可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)換為列表tuple(obj)把一個(gè)可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)換為元組對(duì)象str(obj)把obj對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串對(duì)象其他常用序列類型函數(shù)：len()、max()、min()、sorted()，請(qǐng)自行練習(xí)。

2.3.2序列類型1、創(chuàng)建：用方括號(hào)括起所有元素，并且元素之間用逗號(hào)分隔。一對(duì)空的方括號(hào)表示空列表。列表2、截?。菏褂梅嚼ㄌ?hào)([])的切片，其中，列表使用從前往后從0開始的正向索引或從-1開始的從后往前的逆向索引來標(biāo)注元素的位置列表的數(shù)據(jù)項(xiàng)可以進(jìn)行修改或更新：使用del語句來刪除列表的元素。列表運(yùn)算符“+”用于合并列表，“*”用于重復(fù)列表。[例2-14]列表的截取。[例2-13]列表的創(chuàng)建

2.3.2序列類型3、列表方法列表方法說明list.append(x)添加元素x到列表末尾list.extend(iter)將另一個(gè)列表添加到列表的末尾list.insert(i,x)在下標(biāo)為i的元素之前加入一個(gè)元素list.remove(x)從列表里刪除第一個(gè)值為x的元素list.pop([i])刪除列表中給定位置的項(xiàng)，然后將其返回。如果沒有指定索引，a.pop（）將刪除并返回列表中的最后一項(xiàng)list.clear()從列表中刪除所有元素list.count(x)返回x出現(xiàn)在列表中的次數(shù)list.sort(key=None,reverse=False)對(duì)原列表中的項(xiàng)目進(jìn)行排序list.reverse()反轉(zhuǎn)列表元素list.copy()返回列表的shadow副本。相當(dāng)于a[：]3.1序列類型列表4、解析：對(duì)列表中的每個(gè)元素應(yīng)用一個(gè)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而將一個(gè)列表映射為另一個(gè)列表，稱為列表解析。列表解析的基本語法格式如下：[<表達(dá)式>for<變量>in<列表>][<表達(dá)式>for<變量>in<列表>if<條件>][例2-16]列表實(shí)例，注意以下兩種寫法等價(jià)：[例2-17]列表的解析

2.3.2序列類型元組是元素的有序序列，與列表類似不同之處在于元組中的元素值不能修改。元組的創(chuàng)建很簡單，只需要在括號(hào)中添加元素，并使用逗號(hào)隔開即可，元組中沒有append,extend和insert等方法。元組的內(nèi)置函數(shù)包括len，max，min，tuple等。[例2-18]元組的創(chuàng)建及訪問。元組2.3.2序列類型Python中的字符串是一個(gè)有序字符的集合，用于表示和存儲(chǔ)文本信息。字符串可以使用單引號(hào)(')、雙引號(hào)(")或三引號(hào)（'''）來創(chuàng)建。其中，三引號(hào)允許一個(gè)字符串跨多行，字符串中可以包含換行符、制表符以及其他特殊字符。Python中，可以使用‘+’、“*”等運(yùn)算符對(duì)字符串進(jìn)行連接及重復(fù)等運(yùn)算。Python提供了豐富的字符串內(nèi)建函數(shù)，可以對(duì)字符串實(shí)現(xiàn)查找、檢測(cè)、大小寫轉(zhuǎn)換等功能。字符串[例2-19]字符串創(chuàng)建。[例2-20]字符串的運(yùn)算符。字符串常用的字符串運(yùn)算符2.3.2序列類型常用的字符串內(nèi)建函數(shù)字符串[例2-21]字符串的內(nèi)建函數(shù)。2.3.3映射類型-字典字典是Python中一種非常有用的映射類型，可以存儲(chǔ)任意類型對(duì)象。字典中的每個(gè)數(shù)據(jù)稱作項(xiàng)，項(xiàng)由鍵/值對(duì)組成，每個(gè)鍵/值對(duì)(key=>value)用冒號(hào)(:)分割，每個(gè)對(duì)之間用逗號(hào)(,)分割，整個(gè)字典包括在花括號(hào)({})中,格式如下所示：dict={key1:value1,key2:value2}常見操作：訪問字典中的值增加新的鍵/值對(duì)修改或刪除已有鍵/值對(duì)刪除字典元素檢測(cè)字典中是否存在鍵

[例2-22]字典實(shí)例

2.3.4集合類型Python中的集合（set）是不重復(fù)元素的無序集合。常用功能：成員關(guān)系測(cè)試，消除重復(fù)元素，科學(xué)計(jì)算，如并、交、差、對(duì)稱差等。分類：可變集合(set)、不可變集合(frozenset)可變集合：可以添加和刪除元素不可變集合：不允許添加和刪除元素[例2-23]集合實(shí)例

2.3.5數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐例題[例2-24]列表實(shí)例，用列表判斷輸入的字符串是不是回文。[例2-25]

集合實(shí)例，用0-10間的隨機(jī)數(shù)生成一個(gè)長度為20的列表，統(tǒng)計(jì)其中各個(gè)數(shù)出現(xiàn)的頻率。[例2-26]列表實(shí)例，從鍵盤輸入一個(gè)單詞sdel，將字符串sall中與sdel相同的單詞都刪除。[例2-27]字符串實(shí)例，愷撒密碼，也稱移位密碼，是最簡單和最廣為人知的加密技術(shù)之一。它是一種替換密碼，其中明文中的每一個(gè)字母都被一個(gè)字母替換，這個(gè)字母在字母表中的位置是固定的。例如，如果右移2，a將被c替換，b將變?yōu)閐，依此類推，如圖2.2所示。這種方法是以凱撒大帝的名字命名的，他在私人信件中使用了這種方法。[例2-28]字典實(shí)例，統(tǒng)計(jì)data目錄下文件ci.txt中保存的歌曲“Myheartwillgoon”中的詞頻，將詞頻排在前10的單詞輸出。運(yùn)算符與表達(dá)式042.4運(yùn)算符與表達(dá)式賦值運(yùn)算符：=（簡單的賦值運(yùn)算符），+=（加法賦值運(yùn)算符），-=（減法賦值運(yùn)算符），*=（乘法賦值運(yùn)算符），/=（除法賦值運(yùn)算符），%=（取模賦值運(yùn)算符），**=（冪賦值運(yùn)算符），//=（取整除賦值運(yùn)算符）等。算術(shù)運(yùn)算符：+（加），-（減）

，*（乘），/（除），%（取模，返回除法的余數(shù)），**（冪，返回x的y次冪），//（取整除，向下取接近除數(shù)的整數(shù)）等。比較運(yùn)算符：==（等于，比較對(duì)象是否相等），!= （不等于，比較兩個(gè)對(duì)象是否不相等），>（大于，返回x是否大于y），< （小于，返回x是否小于y），>=（大于等于，返回x是否大于等于y），<=(小于等于，返回x是否小于等于y)。邏輯運(yùn)算符：and（與），or（或）和not（非）。Python中的運(yùn)算符包括：賦值運(yùn)算符、算術(shù)運(yùn)算符、比較（關(guān)系）運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、位運(yùn)算符、成員運(yùn)算符等。

表達(dá)式是將不同類型的數(shù)據(jù)(常量、變量、函數(shù))用運(yùn)算符按照一定的規(guī)則連接起來的式子。2.4運(yùn)算符與表達(dá)式實(shí)例[例2-29]算術(shù)運(yùn)算符實(shí)例，計(jì)算圓錐體的體積和表面積。[例2-30]邏輯運(yùn)算符實(shí)例，閏年判斷。2.4運(yùn)算符與表達(dá)式實(shí)例流程控制052.5.1順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)是流程控制中最簡單的一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是按照語句的先后次序依次執(zhí)行，每條語句只執(zhí)行一次。[例2-31]計(jì)算橢球的表面積和體積。[例2-32]繪制正方形。1、if-else條件語句if條件:

條件為真時(shí)要執(zhí)行的語句塊else:

條件為假時(shí)要執(zhí)行的語句塊2、if-elif-else判斷語句if條件1:

條件1為真時(shí)執(zhí)行的語句塊1elif條件2：

條件1為假且條件2為真時(shí)執(zhí)行的語句塊2elif條件n：

條件1至條件n-1全部為假且條件n為真時(shí)執(zhí)行的語句塊nelse:

上述條件都不滿足時(shí)執(zhí)行的語句塊n+14、switch語句的替代方案定義一個(gè)字典調(diào)用字典的get()獲取相應(yīng)的表達(dá)式。3、if語句的嵌套if條件1： if條件2：

條件1為真且條件2為真時(shí)執(zhí)行的語句塊1 else：

條件1為真且條件2為假時(shí)執(zhí)行的語句塊2else：條件1為假時(shí)執(zhí)行的語句塊32.5.2選擇結(jié)構(gòu)2.5.2選擇結(jié)構(gòu)實(shí)例[例2-33]從用戶輸入的三個(gè)數(shù)中輸出最大的數(shù)。[例2-34]猜數(shù)字游戲。2.5.2選擇結(jié)構(gòu)實(shí)例[例2-35]成績等級(jí)換算[例2-36]身體質(zhì)量指數(shù)BMI計(jì)算，計(jì)算方法如圖2.3所示。2.5.2選擇結(jié)構(gòu)實(shí)例[例2-37]判斷三角形的類型。[例2-38]判斷駕駛員酒醉駕。2.5.2選擇結(jié)構(gòu)[例2-39]簡單的計(jì)算器。[例2-40]阿拉伯?dāng)?shù)字轉(zhuǎn)換。2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)是指在滿足一定條件的情況下，重復(fù)執(zhí)行一組語句的結(jié)構(gòu)，其中重復(fù)執(zhí)行的語句稱作循環(huán)體。循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三要素如下：初始化語句：循環(huán)控制變量賦初值或其他循環(huán)中用到的變量的初始化。循環(huán)條件：循環(huán)結(jié)構(gòu)繼續(xù)執(zhí)行的條件，是一個(gè)結(jié)果為True或False的表達(dá)式。迭代語句：通常是循環(huán)控制變量的改變，且朝著循環(huán)結(jié)束條件的方向變化，從而使得循環(huán)可以正常結(jié)束。2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)語法格式： [初始化語句] while(循環(huán)條件):

語句塊

[迭代語句][例2-41]自然數(shù)求和。While循環(huán)[例2-42]判斷計(jì)算結(jié)果。2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)for語句的基本形式：for<變量>in<序列>：循環(huán)體語句塊其中，序列可以是等差數(shù)列、字符串、列表、元組或者是一個(gè)文件對(duì)象。for循環(huán)[例2-43]計(jì)算分?jǐn)?shù)之和。[例2-44]計(jì)算1-2+3-4+……+999-1000之和。2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)break語句：中途從循環(huán)結(jié)構(gòu)中退出。continue語句：跳過循環(huán)體中未執(zhí)行的語句，返回到循環(huán)體的頭部繼續(xù)執(zhí)行新一輪的循環(huán)。Break&continue[例2-45]用戶登錄模擬[例2-46]計(jì)算最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)Python支持在循環(huán)語句中關(guān)聯(lián)else語句。如果else語句和for循環(huán)語句一起使用，else塊只在for循環(huán)正常終止時(shí)執(zhí)行(而不是遇到break語句)，如果else語句用在while循環(huán)中，當(dāng)條件變?yōu)镕alse時(shí)，則執(zhí)行else語句。[例2-47]判斷素?cái)?shù)。循環(huán)中的else語句2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體內(nèi)可以包含任意Python語句，因此也可以包含另外的循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱為嵌套循環(huán)。特點(diǎn)：最外層的循環(huán)稱為外循環(huán)，所包含的循環(huán)稱為內(nèi)循環(huán)；內(nèi)循環(huán)必須完全包含在外循環(huán)中；外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)的控制變量不能相同；在嵌套循環(huán)結(jié)構(gòu)中，嵌套的層數(shù)可以是任意的。嵌套循環(huán)[例2-48]輸出三位的水仙花數(shù)，它的每個(gè)位上的數(shù)字的3次冪之和等于它本身（例如：1^3+5^3+3^3=153）2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，for或while語句之后必須緊跟至少包含一條語句的縮進(jìn)語句塊，然而有些情況下需要一個(gè)沒有循環(huán)體語句塊的循環(huán)結(jié)構(gòu)，這種情況可以使用pass語句，pass語句是一個(gè)“什么也不做”的占位符語句。[例2-49]選擇與循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)例，判斷10以內(nèi)的素?cái)?shù)。Pass語句本章實(shí)踐例題062.6本章實(shí)踐例題[例2-50]用循環(huán)實(shí)現(xiàn)猜拳游戲。2.6本章實(shí)踐例題[例2-51]用循環(huán)實(shí)現(xiàn)猜數(shù)字游戲。2.6本章實(shí)踐例題[例2-52]用循環(huán)和條件判斷實(shí)現(xiàn)評(píng)分過程模擬。2