Python是一门脚本语言,我也久闻大名,但正真系统的接触学习是在去年(2013)年底到今年(2014)年初的时候。不得不说的是Python的官方文档相当齐全,如果你是在Windows上学习Python,安装包自带的“Python Manuals”就是一份很好的学习资料(基本上不用去找其他资料了);尤其是其中的Tutorial,非常适合初学者。本文一方面总结了python语言的核心——数据类型和控制结构;另一方面,通过与其他语言的对比表达了我对Python的一些拙见。
数据类型
Python简洁的背后是因为有着强大的类型系统的支持。Python世界的基本数据类型有{int, long, float, complex, str, list, set, tuple, dict},下面通过Python解释器在交互模式下的输入输出实例进行演示(其中有前导符>>>或...的是输入):
tips: Python世界里,可以用type(x)来输出x的类型.
int, long, float, str, complex
>>> type(123) <type 'int'> >>> type(-234) <type 'int'> >>> type(123456123456) <type 'long'> >>> type(-123456123456) <type 'long'> >>> type(123.456) <type 'float'> >>> type('abc') <type 'str'> >>> type("hello, world") <type 'str'>
从最后两次输入可以看到Python的字符串可以用单引号也可以用双引号。另外,大家可能会疑惑的是到底多大是int和多大是long呢?下面我们来一探究竟:
>>> type(123456) <type 'int'> >>> type(123456789) <type 'int'> >>> type(1234567890) <type 'int'> >>> type(12345678901) <type 'long'>可以看到1234567890还是int,12345678901就是long了,说明int是有范围的。记得C/C++的int长度(4B)的同学都知道,C/C++里int的取值范围是:[-2^31, 2^31-1]也就是[-2147483648, 2147483647]。据此,我们可以看看Python的int范围:
>>> type(2147483647) <type 'int'> >>> type(2147483648) <type 'long'> >>> type(-2147483648) <type 'int'> >>> type(-2147483649) <type 'long'>这次试验说明,Python的int范围和C/C++一样。(事实上和long一样,这里只是因为运行的是32位的python解释器,如果是64位python解释器,int是8字节)
那么,如果我想指定一个比较小的long怎么办呢?可以通过加L(或小写l)后缀:
>>> type(1L) <type 'long'> >>> type(2l) <type 'long'>
另外,Python的浮点数是没有double的:
>>> type(123.456) <type 'float'> >>> type(123456123456.123456123456123456123456) <type 'float'>
复数类型在很多语言中是没有的,Python通过整数加J(或小写j)后缀表示复数:
>>> type(3+4j) <type 'complex'> >>> type(3+4J) <type 'complex'> >>> type(4j) <type 'complex'> >>> type(j) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'j' is not defined >>> type(1j) <type 'complex'>但是1j不允许直接写成j,j会被当做name查找,如果没找到就会报错。
tuple, list, set, dict
tuple, list, set, dict分别是元组、列表、集合、字典(有的语言叫映射map)。这些类型才是Python类型系统的过人之处,在多数编译型语言(C、C++、Java、C#等)中,这些类型都要通过库来提供(如C++、Java、C#),有的或许库也没有提供(如C)。
>>> type([1, 2, 3]) <type 'list'> >>> type({2, 3, 4}) <type 'set'> >>> type((3, 4, 5)) <type 'tuple'> >>> type({'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}) <type 'dict'>可以看到(), [], {}和它括起来的一系列元素,分别是表示:元组、列表、集合。而dict则是{key1: value1, [key2: value2, ...]}的形式。
上面列出的各种集合的元素类型一致,这在编译型语言里通常是必须的,但在Python里不必:
>>> (1, 'two', 3.0) (1, 'two', 3.0) >>> [(1, 'two', 3.0), '4', 5] [(1, 'two', 3.0), '4', 5] >>> {1, 2L, 3.0, 4j} set([1, 2L, 3.0, 4j]) >>> {1: 'one', 'one': 1} {1: 'one', 'one': 1}
控制结构
结构化程序设计方法提出之时,就有前辈证明了任何算法都可以使用:顺序、选择、循环三种结构表达。下面将展示Python的基本语法,以及选择和循环。
顺序结构
顺序结构本身没什么好说的,这里介绍一下Python的其他特性。
语句
Python的语句以换行符结尾(不像C家族的分号结尾):
>>> print "hello, world" hello, world并且Python程序没有所谓的“入口”,这和多数脚本语言类似。
弱类型
Python是弱类型的,也就是变量的类型不是一成不变的。这也和很多脚本语言类似。
>>> a = 123 >>> b = "asdf" >>> c = [3, 4, 5] >>> a 123 >>> b 'asdf' >>> c [3, 4, 5] >>> a = b >>> b 'asdf'
这段交互中有两点与C语言(C++等)不同:
- 使用变量前不用向提前声明变量的类型
- 一个变量初始化为一个类型后还能给他赋其他类型的值
提示:在Python解释器的交互模式下直接输入变量名也能显示变量的值
“变量”一词在Python里应该叫“名字”(或者符号)更确切,在Python中你可以给一个符号赋予任何类型的值。稍后你将会看到可以给原本赋值为int的对象赋值为一个函数,一个类。
函数
Python的函数定义以def开始,如果有返回值需要用return传递返回值。
比如如下代码定义了一个名为sayHello的函数,并用'Jack'为参数进行了一次调用:
def sayHello(name): print 'Hello, ' + name + '!' sayHello('Jack')这段代码的运行结果为:Hello, Jack!
(可将这段代码保存为sayHello.py,然后在对应目录运行python sayHello.py)
类
Python的类定义以class开始,属性可以在class下方声明也可以在__init__方法里通过self.xxx隐式声明。
先来一段最简单的关于类的代码:
class Man: def __init__(self, name): self.name = name def hello(self): print 'Hello, ' + self.name + '!' m = Man('Jack') m.hello()这段代码也会输出:Hello, Jack!
tips: Python方法的第一个参数必须是名为self的参数,用于操作对象的成员。__init__类似其他语言的”构造方法“。
类的更多特性和OOP有关,以后有时间再单独发一篇博文展示。
类的更多特性和OOP有关,以后有时间再单独发一篇博文展示。
顺便看看函数、类以及类的实例在Python解释器眼中都是什么:
>>> type(sayHello) <type 'function'> >>> type(Man) <type 'classobj'> >>> type(m) <type 'instance'> >>> type(m.hello) <type 'instancemethod'> >>> type(Man.hello) <type 'instancemethod'>可以想象,Python世界里的东西都是”灰色“的,解释器对它们”一视同仁“,从来不以貌取人,只看他们现在身上的标签是什么~
选择结构
Python的选择结构以if开始。bool
if必然要涉及bool值,Python bool的取值为True和False:
>>> type(1==1) <type 'bool'> >>> type(True) <type 'bool'> >>> type(False) <type 'bool'>
(上面好像忘了列出bool类型)
>>> if 1: ... print "true" ... true >>> if 0: ... print "true" ... else: ... print "false" ... false >>> if 0.0: ... print "0.0 is true" ... >>> if 0j: ... print "0j is true" ...提示:Python是以代码缩进区分代码块的
除此之外,空的string和空的集合(tuple, list, set)也是False:
>>> if '': ... print 'null string is true' ... >>> if (): ... print 'null tuple is true' ... >>> if []: ... print 'null list is true' ... >>> if {}: ... print 'null set is true' ...
if, if-else & if-elif-else
上面几个if示例多是只有一个分支的,当然Python也支持多个分支的if:
>>> x = int(raw_input("Please enter an integer: ")) Please enter an integer: 42 >>> if x < 0: ... x = 0 ... print 'Negative changed to zero' ... elif x == 0: ... print 'Zero' ... elif x == 1: ... print 'Single' ... else: ... print 'More' ... More
循环结构
Python的循环有for和while两种,没有do-while,也没有loop-until。
for
Python的for循环和C的不同,它更像C++,Java里的新式for循环:
>>> a = [1, 'two', 3.0] >>> for i in a: ... print i ... 1 two 3.0这种for迭代集合很方便。
但是要想像典型C语言的for循环那样迭代一个整数区间怎么办?别怕,Python提供了内置(built-in)函数range(),它能返回整数区间列表,供你迭代,用起来也很方便:
>>> for i in range(1, 6): ... print i ... 1 2 3 4 5 >>> for i in range(10, 65, 10): ... print i ... 10 20 30 40 50 60这里展示了range的两种调用形式,一种是range(a, b),它将返回一个从a(包含a)到b(不包含)的整数列表(list),另一种range(a, b, s),将返回一个a~b,以s为步长的list:
>>> range(1, 6) [1, 2, 3, 4, 5] >>> range(10, 65, 10) [10, 20, 30, 40, 50, 60]
while
Python的while循环和C的while差不多:
>>> i = 1 >>> >>> while i < 5: ... i = i+1 ... print i ... 2 3 4 5
顺便一提,Python里 i=i+1 不能写成i++,Python不支持这种语法;但可以写成 i += 1:
>>> i 5 >>> i += 1 >>> i 6 >>> i++ File "<stdin>", line 1 i++ ^ SyntaxError: invalid syntax >>> ++i 6 >>> i 6各位可能会疑惑,为什么++i可以?因为pyhon支持前置的+(正负号)运算,++被当做两次正运算了;同理,+++i,++++i都是一样的;我们可以顺便测一下负号运算:
>>> i 6 >>> +++i 6 >>> ++++i 6 >>> -i -6 >>> --i 6 >>> ---i -6和想象的结果一致,Great!
输入输出(IO)
当你想动手写点”更有意思“的小程序的时候,你会发现除了三大基本控制结构和数据类型之外,你最需要的可能就是IO功能。
Q: 输出可以用print,那么输入呢?是input吗?
A:input可以,但更多时候需要用的可能是raw_input和readline这两个built-in function,但readline仅适用于Unix平台.
Q:那么input和raw_input有什么区别呢?
A:来看看我和解释器的下面这段交互,看看你能不能自己发现它们的不同。
>>> varA = raw_input('please input:') please input:Life is too short, you need Python! >>> varA 'Life is too short, you need Python!' >>> type(raw_input('input something:')) input something:asdf <type 'str'> >>> type(raw_input('input something:')) input something:123 <type 'str'>A:你看到了,raw_input不论你输入什么都会返回str类型,这也是为什么叫做raw_input的原因。
A: 继续往下,你会看到input:
>>> type(input('input sth:')) input sth:123 <type 'int'> >>> type(input('input sth:')) input sth:asdf Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "<string>", line 1, in <module> NameError: name 'asdf' is not defined >>> type(input('input sth:')) input sth:varA <type 'str'> >>> input('sth:') sth:varA 'Life is too short, you need Python!' >>> input('try some input like your code:') try some input like your code:[1, 'two', 3.0] [1, 'two', 3.0] >>> input('try again:') try again:'Oh!!!' 'Oh!!!'
Q: Oh, I know! input会按代码的形式解释输入!
A: 嗯,你提到了”解释“,看来你已经悟出了Python的真谛,你可以下山了!
Q: Master, 这样就可以了么?我知道的好像太少了吧?
A: 为师这里有一本《Python秘籍》,你拿去吧,所有问题你都能找到答案,但答案未必在这本书里
(徒儿A就此辞别师父Q,开始了他的Python之旅)
后记(我的拙见)
Python是解释型语言,它的类型系统非常强大!作为一个学了几门C家族语言(C、C++、Java、C#)的我来说,tuple,list,set,dict都是内置类型,简直是太美好了!
在我看来:
1.由于有语言级的tuple, list, set, dict,Python非常适合用来写算法,而且Python写出的算法必然要比其他语言简洁得多!
2.Python的语法简洁易懂,默认提供了文件管理等功能,可以替代多数其他脚本的工作。
3.Python的弱类型(约束少)以及解释器交互模式的趣味性和便捷性,非常适合作为”第一门程序设计语言“,教授少年儿童。