[Python学习笔记1]Python语言基础 数学运算符 字符串 列表

这个系列是我在学习Python语言的过程中记录的笔记，主要是一些知识点汇总，而非学习教程，可供有一定编程基础者参考。文中偏见和不足难以避免，仅供参考，欢迎批评指正。

本系列笔记主要参考文献是官网文档：http://docs.python.org/。在此向文档编辑者致谢。请勿将本文用于商业用途。

一、Python语言介绍

首先，Python是一种广泛应用的通用高级编程语言，具有较高的抽象层次，支持面向对象的编程方法。其具有高级的数据结构和许多方便的库文件，可以完成文件IO、系统调用、网络编程，甚至有GUI库。Python具有较高的可读性，相对其他程序设计语言（C，C++，Java）来说，可以提高开发效率。然而，作为一种解释型语言（interpreted language），Python在运行效率中的优势并不明显。所以人们经常使用Python完成简单的、高层次的任务，在大型开发中常作为“胶水语言”连接各模块。

Python在Windows和Linux系列操作系统上均可运行。一些版本的Linux中自带了Python程序，其二进制版本也可在其官网上下载：http://www.python.org。(本系列文章叙述的Python使用的版本为3.4.3)

二、使用Python解释器

在控制台中输入命令“python3.4”（或“python”）运行Python的解释器，控制台中打印出Python的版本信息，并给出提示符>>>

 $ python3.4
 Python 3.4 (default, Mar 16 2014, 09:25:04)
 [GCC 4.8.2] on linux
 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
 >>>

Python的提示符“>>>”后可输入一条语句，按下回车键执行该语句。如果解释器需要多条语句，它会给出“...”提示符，提示输入后续语句。

Python中的变量不需声明（甚至不需指明类型）即可直接使用。在这里输入语句：

>>>a=1
>>>

即定义了a这个变量。这次输入表达式a，即可显示a的数值：

>>> a
1
>>>

三、表达式计算

在这里，可以尝试使用Python来作为计算器，进行一些简单的数值运算。

运算符	解释	C中类似的表达	示例
a+b a-b a*b a/b	加减乘除，除法为浮点除法	a+b a-b a*b a/b	>>> a/3 0.3333333333333333 >>> 2.3+6.9 9.2 >>>
a//b a%b	整除，返回整数除法 取模，返回a/b的余数	a/b	>>> 1//3 0 >>> 50//3 16 >>>
a**b	幂运算	pow(a,b)	>>> 2**0.5 1.4142135623730951 >>> (-1)**0.5 (6.123233995736766e-17+1j) >>> _**2 (-1+1.2246467991473532e-16j) >>> 2**100 1267650600228229401496703205376 >>>1j**1j (0.20787957635076193+0j) >>> 其中，下划线_代表之前的运算结果，(a+bj)代表复数(a+bi)。
( )	括号，同C语言	( )

四、字符串

Python中的“字符串（str）”可以用单引号或双引号括起来，并且单、双引号可以彼此嵌套使用。比如官方文档中的示例：

 >>> '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.'

• 其中，以#开头的部分为行注释
• 单引号中的单引号需要使用转义字符 \ 引导
• 注意12行中的 \ 为转义字符

转义字符还可转义反斜线 '\\' 和换行符 '\n' 。可以使用源字符串（raw strings）来避免反斜线被当作转义字符，只需在字符串前加 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

• print函数可以打印参数的值。对于数值，打印其数值；对于字符串，打印其内容。
• print函数可以接多个参数，各参数间打印一个空格。比如：

  >>> print(1,(-1)**0.5,'hello, world')
  1 (6.123233995736766e-17+1j) hello, world
  >>>

• print函数会在行末打印一个换行符，可以在最后一个参数处自行指定行末字符(串)：

  >>> print(1, (-1)**0.5, 'hello, world', end='|')
  1 (6.123233995736766e-17+1j) hello, world|>>>

字符串还有其他的表示方法。同C的表示方法，以空格或Tab间隔的两个字符串会自动合并起来：

>>>"Hi," 'Py' 'thon'
'Hi,Python'

多行字符串可以使用三个引号括起来。由三个引号括起来的字符串中可以包括直观的换行符。如果在行末加入一个反斜线 \ ，则该反斜线连同后面的换行符将被忽略：

 >>> print("""\
 ... Usage: thingy [OPTIONS]
 ...      -h                        Display this usage message
 ...      -H hostname               Hostname to connect to
 ... """)
 Usage: thingy [OPTIONS]
      -h                        Display this usage message
      -H hostname               Hostname to connect to

 >>>

• 2-5行的三个点是提示符
• 第1行后使用了 \ 实现了续行功能，所以U成为字符串的第一个字符
• 字符串中的最后一个字符为换行符（第4行末尾的换行符），该换行符被打印到第8行末尾，第9行末尾的换行符是print默认具有的

“字符串”和下面提到的“列表”都是一种“序列(sequence)”，其支持的运算在介绍列表后提到。

五、列表

列表（list）是Python中的一种数据结构，类似于广义表。在Python的语法中，列表表示为由中括号括起来的一组逗号隔开的元素。元素的类型也可以是列表。不同元素的类型允许不同。

>>> squares = [1*1, 2*2, 3*3, 4*4, 5*5]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]
>>> [squares,0]
[[1, 4, 9, 16, 25], 0]
>>>

list对象有一些“方法（method）”，通过调用可以对列表内容进行更改：

方法	示例
list.append(item) 将item元素插入到list最后面	>>> squares=[1,4,9,16,25] >>> squares.append(36) >>> squares [1, 4, 9, 16, 25, 36] >>>
list.insert(n,item) 将item插入到list的第n个位置；若n超出范围，则插入到两边	>>> squares=[1,4,9,16,25] >>> squares.insert(3,0) >>> squares [1, 4, 9, 0, 16, 25] >>>

下面是字符串和列表共有的运算。

运算	示例
seq1+seq2 连接两个序列 seq*int int*seq 将序列重复若干次	>>> 'Happy '+'new year!' 'Happy new year!' >>> [2]+[3]*2 [2, 3, 3] >>>
seq[i] 提取序列中下标为i的元素。此处的下标与C语言类似，第一个元素下标为0，第二个元素下标为1，以此类推。Python中另外有倒数第一个元素下标为-1，倒数第二个元素下标为-2，等等。 如果下标越界，则会产生错误 特别地，字符串内的元素是只读的，类似'hello'[0]=0的语句会产生错误	>>> 'hello'[1] 'e' >>> a=[1,2,3,4,4] >>> a[4]=5 >>> a [1, 2, 3, 4, 5] >>>
seq[begin:end] 截取（slice）序列中从begin（含）到end（不含）处的元素。（使用过C++的标准库的朋友应该熟悉这种规定，即begin为截取部分的首下标，end为尾后下标。） 该运算不会产生下标越界错误，而是可能返回空序列（空字符串''或空列表[]） 该运算返回原序列的一个拷贝，即把截取部分赋值给其他变量，则通过新变量对新序列的修改不会影响原序列的内容 可以通过省略begin和/或end来隐式指定开头和结尾（示例第7行） 可以通过对该表达式的赋值更改原序列的内容（示例第7行）	>>> a [2, 3, 4] >>> a=[1,2,3,4,5] >>> b=a[1:3] >>> b [2, 3] >>> b[:]=[] >>> b [] >>> a [1, 2, 3, 4, 5] >>>

除了上述运算符外，一个经常用到的内置函数len(seq)可以计算字符串或列表的长度。