2.1 基本语法简介

先简单了解Python的一些基本语法规则。

1. 简单的数学运算

Python支持一些简单的数学运算，如加减乘除等：

对于这些表达式，IPython解释器会将计算的结果显示在“Out[]”的输出中。

2. 变量的赋值

变量（Variable）是一个有名字的对象，可以利用变量名对变量进行操作。

在Python中，可以直接使用“=”号对变量进行赋值。

例如，将值0.2赋给变量a：

In [5]: a = 0.2

IPython解释器没有显示“Out []”的结果，原因是赋值表达式的返回值为None。None是Python中一种特殊的数据类型，表示空类型，即什么都没有。

Python对变量的值和类型没有任何限制。我们可以随时修改变量a的值和类型，如“a= 100”或者“a = 'abc'”。

除了值，我们也可以将一个完整的表达式赋给变量。Python会先计算表达式，然后将表达式计算得到的结果赋给变量。

例如，用4*3赋值后，a的值为12：

Python还支持一次给多个变量赋值的方式：

In [8]: a, b = 0.2, 2

赋值后，a的值为0.2，b的值为2。

3. 函数的调用

Python中的函数可以用“函数名(参数)”的形式调用。

例如，绝对值函数abs()：

In [9]: abs(-3)

Out[9]: 3

最大值函数max()：

In [10]: max(2, 3)

Out[10]: 3

不同的函数有不同的使用方法和功能。

4. 不同类型数据的生成

在Python中，不同的语法可以生成不同类型的数据。

（1）字符串的生成

Python用一对引号生成字符串，单引号与双引号是等价的，但不能混用：

In [11]: s1 = "Hello World!"

In [12]: s2 = 'Hello World!'

变量的类型可以用函数type()来得到：

In [13]: type(s1)

Out[13]: str

多行的字符串可以用三引号来生成：

（2）列表的生成

Python用一对中括号“[]”生成列表：

（3）集合的生成

Python用一对花括号“{}”生成集合：

（4）字典的生成

在Python中，花括号除了可以生成集合，还可以用来生成字典：

5. 判断和循环

在Python中，判断可以用if结构实现：

循环可以用for结构实现：

其中，if、else、for等都是Python语言的保留关键字。

保留关键字（Reserved Keywords）是一类特殊的符号，这些符号有特殊的含义，不能被当作普通的变量来使用。

在Python中，保留关键字主要有：

之后会具体介绍这些关键字的用法。

6. 代码块的缩进

Python通过缩进来控制代码的运行。

缩进的方式本身没有具体的格式要求，可以使用空格、制表符等进行缩进，比较常用的缩进方式是四空格缩进。缩进相同的一段代码被认为是一个代码块。

一个使用四空格缩进的例子如下：

第二、三行的缩进相同，属于同一个代码块，它们是for循环中多次执行的部分。最后一行的缩进与for循环相同，会在for循环中结束运行之后执行。

一般来说，需要缩进的情况有：

● 判断：if、elif、else语句

● 循环：while语句，for语句

● 定义函数：def语句

● 定义类：class语句

● 上下文管理器：with语句

● 处理异常：try、expect、finally语句

无论是上面的哪种情况，在缩进代码块时，我们都会使用一个引号“:”去引导，这个引号是必不可少的。因此，缩进的代码块通常具有如下形式：

不能在代码中随意使用缩进，不符合规定的缩进在Python中是不允许的。

例如，不该缩进的地方随意缩进：

或者该缩进的地方不缩进：

if a > 2:

b = 2

代码缩进虽然一定程度上限制了写代码的自由度，但它可以使Python代码看起来更加规范，也更加简洁。

7. 模块的使用

可以导入模块来对Python的功能进行扩展。模块的导入需要使用import关键字。

例如，导入数学模块math，并调用其中的平方根函数math.sqrt()来计算16的平方根：

8. 自定义类型

Python用class关键字来定义一个自定义类：

其中：

● 第一行的Person(object)表示自定义类的名称为Person，该类继承自类object；第一个def关键字定义的__init__是用来初始化对象的方法，其中self表示对象自身，self.xxx表示对象的属性；第二个def关键字定义的full_name是该类的一个方法。

有了这个定义，我们可以使用类名来构造该类的一个新对象：

In [31]: person = Person('Mertle', 'Sedgewick', 52)

使用类名构造对象时，Python会调用该类的.__init__()方法对传入的三个参数进行处理，它们分别对应于.__init__()方法的三个参数first，last，age。

在初始化之后，对象person具有.first、.last和.age这三个属性。

属性可以直接调用：

In [32]: person.first

Out[32]: 'Mertle'

属性可以通过赋值修改：

In [33]: person.last = 'Smith'

新属性可以通过赋值添加：

.full_name()是对象的一个方法，可以直接调用：

In [36]: person.full_name()

Out[36]: 'Mertle Smith'

9. 变量的命名规范

Python变量的命名有一定的规范。

一般来说，一个合法的变量名由小写字母、大写字母、数字、下画线组成，变量名可以包含数字，但不能以数字开头，且不能完全是数字。

本书使用以下方式对变量进行命名：

● 普通变量：全小写字母，单词之间用下画线分割，如my_var；

● 全局常量：全大写字母，单词之间用下画线分割，如MY_CONST；

● 类名：首字母大写，单词直接连在一起，如MyClass；

● 普通函数：与普通变量一样，如my_function()；

● 模块名：全小写字母，不使用下画线。

10. 变量名的覆盖

由于Python的命名规则比较宽松，我们要尽量避免使用Python已有的名称对变量进行命名，因为这样可能会破坏函数原有的功能，出现意想不到的结果。

例如，Python中有一个最大值函数max()：

In [37]: type(max)

Out[37]: builtin_function_or_method

如果直接用max给某个值命名：

原有的函数名max就会被新变量max覆盖，导致max()函数不能正常使用：