第1章　Python编程基础

数据的输入与输出操作是计算机的基本操作。本章主要介绍基本的输入与输出操作，基本输入是指从键盘上输入数据的操作，基本输出是指在屏幕上显示输出结果的操作。

1.1　基本输入和输出

常用的输入与输出设备有很多，如摄像机、扫描仪、话筒、键盘等都是输入设备，经过计算机解码后在显示器或打印机等终端输出显示。而基本的输入与输出是指我们平时从键盘上输入字符，然后在屏幕上显示。

1.1.1　使用print（）函数进行简单输出

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在Python中，使用内置的print（）函数可以将结果输出到IDLE或标准控制台上。print（）函数的基本语法格式如下：

其中，输出内容可以是数字和字符串（字符串需要使用引号括起来），此类内容将直接输出；也可以是包含运算符的表达式，此类内容将计算结果输出。例如：

学习笔记

在Python中，默认情况下一条print（）语句输出后会自动换行，如果想要一次输出多个内容，而且不换行，则可以使用英文半角的逗号将要输出的内容分隔。下面的代码将在一行输出变量a和b的值：

在编程时，我们输入的符号可以使用ASCII码的形式输入。ASCII码是美国信息交换标准码，最早只有127个字母被编码到计算机里，也就是英文大小写字母、数字和一些符号，如大写字母A的编码是65，小写字母a的编码是97。通过ASCII码显示字符，需要使用chr（）函数进行转换。例如：

ASCII码在编程时经常会用到，学习时要掌握ASCII码值的一些规律。常用字符与ASCII码对照表如表1.1所示。

表1.1　常用字符与ASCII码对照表

随着计算机技术的深入发展，在计算机中不但需要存储和使用基本的英文字符，还需要存储俄语、汉语、日语等文字或符号，随之出现了多种版本的信息转换编码，如Unicode\UTF-8等。Python 3.0以Unicode为内部字符编码。Unicode采用双字节16位来进行编号，可编65536个字符，基本上包含了世界上所有的语言字符，它也就成为全世界一种通用的编码方式，而且用十六进制4位表示一个编码，非常简洁直观，被大多数开发者所接受。打印汉字可以直接使用U+编码的形式，如打印汉字“生化危机”和“中国”的代码如下：

使用print（）函数，不但可以将内容输出到屏幕，还可以输出到指定文件。例如，将一个字符串“要么出众，要么出局”输出到“D：\mr.txt”文件中，代码如下：

执行上面的代码后，将在“D：\”目录下生成一个名为mr.txt的文件，该文件的内容为“要么出众，要么出局”，如图1.1所示。

图1.1　mr.txt文件的内容

是否可以将当前年份、月份和日期也输出呢？当然可以，但需要先调用datetime模块，并且按指定格式才可以输出相应日期。例如，要输出当前年份和当前日期时间，代码如下：

1.1.2　使用print（）函数进行复杂输出

print（）函数可以实现比较复杂的内容输出，print（）函数的完整语法格式如下：

参数说明如下。

●value：表示要输出的值；可以是数字、字符串、各种类型的变量等。

●…：值列表，表示可以一次性打印多个值；在输出多个值时，需要使用“，”（英文半角的逗号）分隔，打印出来各个值之间默认用空格隔开。

●sep：表示打印值时，各个值之间的间隔符，默认值是一个空格，可以设置为其他的分隔符。

●end：表示打印完最后一个值需要添加的字符串，用来设定输出语句以什么结尾，默认是换行符“\n”，即打印完会跳到新行，可以换成其他字符串，如end='\t' 或end=' ' 等。

●file：表示输出的目标对象，可以是文件也可以是数据流，默认是sys.stdout。可以设置“file = 文件储存对象”，把内容存到该文件中。

●flush：表示是否立刻将输出语句输出到目标对象，flush值为False或True。当flush=False时，表示输出值会存在缓存；当flush=True时，表示输出值强制写入文件。

学习笔记

（1）如果print（）函数不传递任何参数，则会输出end参数的默认值，即打印一个空行。

（2）sep和end的参数必须是字符串，或者为None。当为None时意味着将使用其默认值。

（3）sep、end、file、flush都必须以命名参数方式传参，否则会被当作需要输出的对象。

■ 多条print（）输出到一行显示

print（）函数默认输出结束后以换行结束，即end的默认值是换行符“\n”，打印完会跳到新行。如果打印完不换行，只需将end设置成其他字符串，如end='\t' 、end=' '或end='＜＜'特殊符号等。下面将数字0～9输出到一行显示。

■ 使用连接符连接多个字符串

数值类型可以直接输出，当使用“+”连接数值和其他数据类型时，系统默认为是加法计算，会报错。可以使用“，”连接，或者将数值作为字符串来处理，两端加单引号或双引号。例如：

■ 特殊文字、符号、标志输出

Windows10的表情包提供了大量图标和特殊符号，在Pycharm下可以输出大部分表情包。Python自带的IDE只能输入部分特殊字符。利用Windows10表情包输入特殊符号代码如下：

# 在Windows10环境下，将输入法切换到微软输入法，使用Ctrl+Shift+B组合键可以调出表情包

调用系统提供的字符映射表，也可以在Pycharm下输出特殊符号和标志。

按Win+R组合键（Win键见图1.2），输入“charmap”，调出字符映射表。单击想要插入程序中的特殊符号，特殊符号将被放大显示，如图1.3所示。记住放大显示的特殊符号旁边的字符码。如要输入，它的字符码为0x43，在0x和43之间加入f0（零），即0xf043，然后就可以通过chr（）函数进行输出，代码如下：

输出结果为：

图1.2　Win键

图1.3　选择特殊符号

如果知道十进制字符编码的值也可以很方便地输入特殊符号。如要输入“←”，只要知道该符号的十进制字符编码为“8592”即可，编写代码：

输出结果为：

1.1.3　使用input（）函数输入

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在Python中，使用内置函数input（）可以接收用户的键盘输入。input（）函数的基本语法格式如下：

其中，variable为保存输入结果的变量，双引号内的文字用于提示要输入的内容。例如，想要接收用户输入的内容，并保存到变量tip中，可以使用下面的代码：

在Python 3.x中，无论输入数字还是字符都将被作为字符串读取。如果想要接收数值，则需要把接收到的字符串进行类型转换。例如，想要接收整型的数字并保存到变量num中，可以使用下面的代码：

前面介绍了使用ASCII码值输出相关字符，那么想要获得字符对应的ASCII码值该如何实现呢？通过ord（）函数可以将字符的ASCII码值转换为数字，下面代码根据输入的字符，输出相应的ASCII码值，代码如下：

如果输入字符“A”，则输出结果为“A的ASCII码值为65”。如果输入数字“5”，则输出结果为“5的ASCII码值为53”。

1.2　注释

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注释是指在代码中对代码功能解释说明的标注性文字，可以提高代码的可读性。注释的内容将被Python解释器忽略，并不会在执行结果中体现出来。

在Python中，通常包括3种类型的注释，分别是单行注释、多行注释和中文声明注释。

1.2.1　单行注释

在Python中，使用“#”作为单行注释的符号。从符号“#”开始直到换行为止，其后面所有的内容都作为注释的内容而被Python解释器忽略。

语法格式如下：

单行注释可以放在要注释代码的前一行，也可以放在要注释代码的右侧。例如，下面的两种注释形式都是正确的。

第一种形式：

第二种形式：

1.2.2　多行注释

在Python中，并没有一个单独的多行注释标记，而是将包含在一对三引号（'''……'''）或（"""……"""）之间的代码都称为多行注释。这样的代码将被Python解释器忽略。由于这样的代码可以分为多行编写，所以也可以作为多行注释。

语法格式如下：

或者

多行注释通常用来为Python文件、模块、类或函数等添加版权、功能等信息，例如，下面代码将使用多行注释为程序添加功能、开发者、版权、开发日期等信息。

多行注释也经常用来解释代码中重要的函数、参数等信息，以便于后续开发者维护代码，例如：

多行注释其实可以采用单行代码多行书写的方式实现，如上面的多行注释可以写成如下形式：

1.2.3　中文声明注释

在Python中编写代码时，如果用到指定字符编码类型的中文编码，则需要在文件开头加上中文声明注释，这样可以在程序中指定字符编码类型的中文编码，不至于出现代码错误。所以说，中文声明注释很重要。Python 3.x提供的中文声明注释语法格式如下：

或者

例如，保存文件编码格式为UTF-8，可以使用下面的中文声明注释：

一个优秀的程序员，为代码添加注释是必须要做的工作。但要确保注释的内容都是重要的事情，看一眼就知道是干什么的，无用的代码是不需要添加注释的。

学习笔记

在上面的代码中，“-*-”没有特殊的作用，只是为了美观才加上的，所以上面的代码也可以使用“# coding：utf-8”代替。

1.3　代码缩进

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Python不像其他程序设计语言（如Java或C语言）采用大括号“｛｝”分隔代码块，而是采用代码缩进和冒号“：”区分代码之间的层次。

学习笔记

缩进可以使用空格键或Tab键实现。使用空格键时，在通常情况下采用4个空格作为一个缩进量，而使用Tab键时，则采用一个Tab键作为一个缩进量。在通常情况下建议采用空格进行缩进。

在Python中，对于类定义、函数定义、流程控制语句，以及异常处理语句等，行尾的冒号和下一行的缩进表示一个代码块的开始，而缩进结束，则表示一个代码块的结束。

在IDLE开发环境中，一般以4个空格作为基本缩进单位。不过也可以选择“Options”→“Configure IDLE”菜单项，在打开的“Settings”对话框的“Fonts/Tabs”选项卡中修改基本缩进量。

学习笔记

在IDLE开发环境的文件窗口中，可以通过选择“Format”→“Indent Region”菜单项（或按Ctrl+］组合键），将选中的代码缩进（向右移动指定的缩进量），也可以通过选择“Format”→“Dedent Region”菜单项（或按Ctrl+［组合键），对代码进行反缩进（向左移动指定的缩进量）。

1.4　编码规范

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Python采用了PEP 8作为编码规范，其中PEP是Python Enhancement Proposal的缩写，其中文含义是Python增强建议书，而“PEP 8”中的“8”表示版本号。PEP 8是Python代码的样式指南。下面给出PEP 8编码规范中的一些应该严格遵守的条目。

●每个import语句只导入一个模块，尽量避免一次导入多个模块。如图1.4所示为推荐写法，而如图1.5所示为不推荐写法。

图1.4　推荐写法

图1.5　不推荐写法

●不要在行尾添加分号“；”，也不要用分号将两条命令放在同一行。例如，如图1.6所示的代码是不规范的写法。

图1.6　不规范写法

●建议每行不超过80个字符，如果超过，则建议使用小括号“（）”将多行内容隐式地连接起来，而不推荐使用反斜杠“\”进行连接。例如，一个字符串文本不能够在一行上显示，则可以使用小括号“（）”将其分行显示，代码如下：

例如，以下通过反斜杠“\”进行连接的做法是不推荐使用的。

不过以下两种情况除外。

●导入模块的语句过长。

●注释里的URL。

»使用必要的空行可以增加代码的可读性。一般在顶级定义（如函数或类的定义）之间空两行，而方法定义之间空一行。另外，在用于分隔某些功能的位置也可以空一行。

»在通常情况下，运算符两侧、函数参数之间、逗号“，”两侧建议使用空格进行分隔。

»应该避免在循环中使用“+”和“+=”运算符累加字符串。这是因为字符串是不可变的，这样做会创建不必要的临时对象。推荐将每个子字符串加入列表，然后在循环结束后使用join（）方法连接列表。

»虽然适当使用异常处理结构可以提高程序容错性，但是不能过多依赖异常处理结构，适当的显式判断还是必要的。

1.5　命名规范

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命名规范在编写代码中起到很重要的作用，虽然不遵循命名规范，程序也可以运行，但是使用命名规范可以使人们更加直观地了解代码所代表的含义。本节将介绍Python常用的一些命名规范。

●模块名尽量短小，并且全部使用小写字母，可以使用下画线[1]分隔多个字母。例如，game_main、game_register、bmiexponent都是推荐使用的模块名称。

●包名尽量短小，并且全部使用小写字母，不推荐使用下画线。例如，com.mingrisoft、com.mr、com.mr.book都是推荐使用的包名称，而com_mingrisoft是不推荐使用的包名称。

●类名采用单词首字母大写形式（即Pascal风格）。例如，定义一个借书类，可以命名为BorrowBook。

学习笔记

Pascal是以纪念法国数学家布莱士·帕斯卡（Blaise Pascal）而命名的一种编程语言，Python中的Pascal命名法就是根据该语言的特点总结出来的一种命名方法。

●模块内部的类采用下画线“_”+Pascal风格的类名组成。例如，在BorrowBook类中的内部类，可以使用_BorrowBook命名。

●函数、类的属性和方法的命名规则同模块的命名规则类似，也是全部使用小写字母，多个字母之间使用下画线“_”分隔。

●常量命名时采用全部大写字母，可以使用下画线。

●使用单下画线“_”开头的模块变量或函数是受保护的，在使用from xxx import*语句从模块中导入时，这些模块变量或函数不能被导入。

●使用双下画线“__”开头的实例变量或方法是类私有的。

[1]“下划线”的正确写法应为“下画线”。