1.常量表达式

可以把python当成一个计算器，进行一些算术运算：

print(1 + 2 - 3)
print(1 + 2 * 3)
print(1 + 2 / 3)

需要注意的有以下三个点：

print是一个python内置的函数
可以使用+ - * / ( ) 等运算符进行算术运算，先算乘除，后算加减
运算符和数字之间，可以没有空格，也可以有多个空格，但是一般写一个空格（比较美观）

形如1 + 2 + 3这样的算式，在编程语言中称为表达式，算式的运算结果，称为表达式的返回值。 其中1, 2, 3这种称为字面值常量， + - * /这种称为运算符或者操作符。

注意： 熟悉C/Java的同学可能认为2/3的结果为0（小数部分被截断），但是在python中得到的结果则是一个小数，更加符合日常使用的习惯。

示例

给定四个分数 66.5，88.7，45.6，34.6 ，编写代码，求这四个分数的平均数

print( (66.5 + 88.7 + 45.6 + 34.6) / 4)

2.变量和类型

变量是什么

有时候，我们需要进行的计算可能比较复杂，需要把一些计算的中间结果保存起来，这个时候就需要用到变量。

示例

给定四个分数 66.5，88.7，45.6，34.6 编写代码，求这四个分数的方差

PS: 方差的计算过程：取每一项，减去平均值，计算平方，再求和，最后除以(项数-1)

在这个代码中，需要先计算四个数的平均值，然后再计算方差，这就需要把计算的平均值使用变量保存起来。

avg = (66.5 + 88.7 + 45.6 + 34.6) / 4
total = (66.5 - avg) ** 2 + (88.7 - avg) ** 2
+ (45.6 - avg) ** 2 + (34.6 - avg) ** 2
result = total / 3
print(result)

注意：

avg、total、result均为变量
** 在python中表示乘方运算，** 2即为求平方

就像计算器中的M键功能类似，通过变量就可以保存计算过程中的中间结果。

只不过，计算器一般只能保存一个数据，而在python代码中，可以创建任意多的变量，来进行各种各样数据的保存。

变量可以视为是一块能够容纳数据的空间， 这种空间往往对应到"内存"这样的硬件设备上。

我们可以把内存想象成是一个宿舍楼，这个宿舍楼有一个个的房间，每个房间都可以存放数据。

衡量内存的一个重要指标就是内存空间的大小，比如电脑的内存是16GB，这个数字越大，也就意味着内存的存储空间就越大，能够存放的数据(变量)也就越多。

变量的语法

(1)定义变量

a = 10

创建变量的语句非常简单，其中

a为变量名，当我们创建很多个变量的时候，就可以用名字来进行区分
= 为赋值运算符，表示把 = 右侧的数据存入 = 左侧的空间中

注意：变量的名字要遵守一定的规则

硬性规则(务必遵守)

变量名由数字、字母、下划线构成
数字不能作为开头
变量名不能和“关键字”重复
变量名大小写敏感，num和Num是两个不同的变量名

软性规则(建议遵守)

变量名使用有描述的单词来表示，尽量表达出变量的作用
一个变量名可以由多个单词构成，长一点没关系，但是含义一定要清晰
当变量名包含多个单词的时候，建议使用“驼峰命名法”，形如totalCount，persoInfo这种，除了首个单词外，剩余单词首字母大写

数学上，变量通常使用x, y, z这种简单的英文字母或者拉丁字母表示，但是在编程过程中不建议这样使用；

原因是，编程中一个程序通常会同时创建出很多个变量，如果只是使用单个字母来表示，在变量多的时候，就很难区分哪个变量是干什么用的，从而给维护程序带来了一定的困难；因此我们建议使用带有明确描述性的名字，来表示变量的用途。

(2)使用变量

读取变量的值

a = 10
print(a)

修改变量的值

a = 20
print(a)

注意： 在python中，修改变量也是使用 = 运算符，看起来和定义变量没有明显区别。

当然，也可以用一个变量的值赋值给另外一个变量

a = 10
b = 20
a = b
print(a) #20
print(b) #20

变量的类型

变量里面存储的不仅仅是数字，还可以存储其他种类的数据，为了区分不同种类的数据，我们引入了“类型”这样的概念。

注意：和C++/Java等语言不同，python变量的类型不需要显式指定，而是在赋值的时候确定的。

(1)整数

a = 10
print(type(a))

PS：type和print类似，也是python的内置函数，可以使用type来查看一个变量的类型

注意：和C++/Java等语言不同，python的int类型变量，表示的数据范围是没有上限的，只要内存足够大，理论上就可以表示无穷大的数据。

(2)浮点数（小数）

a = 0.5
print(type(a))

注意：和C++/Java等语言不同，python的小数只有float一种类型，没有double类型，但是实际上python的float就相当于C++/Java的double，表示双精度的浮点数。

PS：相比于单精度浮点数，双精度浮点数占用的内存空间更多，同时表示的数据精度更高(大概精确到小数点后15位)

(3)字符串

a = 'hello'
print(type(a))

使用 ' ' 或者 " " 引起来的，称为字符串，可以用来表示文本

注意：在python中，单引号构成的字符串和双引号构成的字符串没有区别，'hello'和"hello"是完全等价的。

可以使用 len 函数来获取字符串的长度

a = 'hello'
print(len(a)) #5

可以使用 + 针对两个字符串进行拼接

a = 'hello'
b = 'world'
print(a + b)

此处是两个字符串相加，不能拿字符串和整数/浮点数相加

字符串作为开发中最常用的数据类型，支持的操作方式也是非常丰富的。

(4)布尔

布尔类型是一个特殊类型，取值只有两种，True和False

PS:布尔类型也是数学上的一个概念，初中的时候由一个概念叫做“命题”，进一步的可以判断命题的真假，True和False

例如：

博主真帅(真命题)
博主是个妹子(假命题)

a = True
print(type(a))
b = False
print(type(b))

布尔类型在进行逻辑判断的时候，是非常有用的。

为什么要有这么多类型？

除了上述提到的类型之外，python中海油list, tuple, dict等类型，后续会介绍。

(1)类型决定了数据在内存中占据多大空间

例如float类型在内存中占据8个字节

PS:计算机里面使用二进制来表示数据，也就是每个位只能表示0或1

1个二进制位，就称为一个“比特”，8个二进制位，就称为一个“字节”(Byte)

一个float变量在内存中占据8个字节的空间，也就是64个二进制位

假设一个电脑有16GB的内存，也就是一共有102410241024*8这么多的二进制位

（2）类型约定了能对这个变量进行什么样的操作

例如 int/float 类型的变量，可以进行 + - * / 等操作

而str类型的变量，只能进行 +(行为是字符串拼接)，不能进行 - * / ；但是还能使用len等其他操作。

总结：类型系统其实是在对变量进行“归类”，相同类型的变量往往具有类似的特性和使用规则。

动态类型特性

在python中，一个变量是什么类型，是可以在“程序运行”过程中发生改变的，这个特性称为“动态类型”

a = 10
print(type(a))
a = 'hello'
print(type(a))

在程序执行过程中，a的类型刚开始是int，后面编程了str;

C++/Java这样的语言不允许这样的操作，一个变量定以后类型就是固定的了，这种特性称为”静态类型“

动态类型特性是一把双刃剑

对于中小型程序，可以大大的节约代码量(写一段代码可以同时支持多种类型)
对于大型程序，提高了模块之间的交互成本(程序员 A提供的代码难以被程序员B理解)

3.注释

注释是什么

注释是一种特殊的代码，它不会影响到程序的运行，但是能够起到解释说明的作用，能够帮助程序猿理解程序代码的执行逻辑。

PS:写代码是一件比较烧脑的事情，读代码同样也非常烧脑，相比于一板一眼的代码，一些口语化的描述更好的帮助程序猿理解程序。

# 计算 4 个数字 67.5, 89.0, 12.9, 32.2 的方差
avg = (67.5 + 89.0 + 12.9 + 32.2) / 4
total = (67.5 - avg) ** 2 + (89.0 - avg) ** 2 + (12.9 - avg) ** 2 + (32.2 - avg) 
** 2
result = total / 3
print(result)

形如上述代码，如果没有注释，直接阅读，是不容易get到代码的含义是计算方差，但是通过加一行注释解释一下，就让人一目了然了。

PS:代码的第一个目标是容易理解，第二目标才是执行正确

写注释不光是为了方便别人来理解，也是方便三个月之后的自己来理解

一个反例：早些年医生的手写处方

注释的语法

python中有两种风格的注释

(1)注释行

使用 # 开头的行都是注释

# 这是一行注释

(2)文档字符串

使用三引号引起来的称为“文档字符串”，也可以视为是一种注释。

可以包含多行内容
一般放在文件/函数/类的开头
""" 或者 ''' 均可（等价）

"""
这是文档字符串
"""

注释的规范

内容准确：注释内容要和代码一直，匹配，并在代码修改时及时更新
篇幅合理：注释既不能太简介，也不能长篇大论
积极向上：注释中不能包含负能量（例如领导SB）

4.输入输出

和用户交互

和用户进行交互时需要输入输出

用户把信息传递给程序的过程，称为“输入”
程序把结果展示给用户的过程，称为“输出”

输入输出的最基本的方法就是控制台，用户通过控制台输入一些字符串，程序再通过控制台打印出一些字符串。

pyCharm运行程序，下面弹出的窗口就是控制台：

windows自带的cmd程序，也可以视为控制台：

输入输出最常见方法是图形化界面，例如我们平时用到的QQ，浏览器，steam等，都不需要用户输入命令，而只是通过鼠标点击按钮的方式进行操作。

通过控制台输出

python中使用print函数输出到控制台

print('hello')

不仅能输出一个字符串，还可以输出一个其他类型的变量

a = 10
print(a)

b = True
print(b)

更多的时候，我们希望能够输出的内容是混合了字符串和整数的。

示例：输出num = 10

num = 10
print(f'num = {num}')

注意：

使用f作为前缀的字符串，称为f-string
里面可以使用{ }来内嵌一个其他的变量/表达式

PS:python中还支持其他的格式化字符串的方法，此处是最简单的，其他的暂时不做介绍

通过控制台输入

python 使用 input 函数，从控制台读取用户的输入

num = 0
num = input('请输入一个整数:')
print(f'你输入的整数是{num}')

注意：

input的参数相当于一个“提示信息”，也可以没有
input的返回值就是用户输入的内容，是字符串类型

a = input('请输入第一个整数: ')
b = input('请输入第二个整数: ')
print(f'a + b = {a + b}')

此处的结果是字符串拼接，不是算术运算，如果想进行算术运算，需要先转换类型

a = input('请输入第一个整数: ')
b = input('请输入第二个整数: ')
a = int(a)
b = int(b)
print(f'a + b = {a + b}')

通过int( ) 把变量转成了 int 类型

类似的，使用float( ), bool( ), str( ) 等可以完成对应的类型转换

代码实例：输入4 个小数，求4个小数的平均值

a = input('请输入第一个数字: ')
b = input('请输入第二个数字: ')
c = input('请输入第三个数字: ')
d = input('请输入第四个数字: ')
a = float(a)
b = float(b)
c = float(c)
d = float(d)
avg = (a + b + c + d) / 4
print(f'平均值: {avg}')

5.运算符

算术运算符

像 + - * / % ** //这种进行算术运算的运算符，称为算术运算符。

# //是一种除法向下取整的操作符
print(10 // 3) # 3

注意1：/中不能用0作为除数，否则会抛异常。

print(10 / 0)

异常是编程语言中的一种常见机制，表示程序运行过程中，出现了一些“以外情况”，导致程序不能继续向下执行下去。

注意2：整数/整数结果可能是小数，而不会截断。

print(1/2) # 0.5

注意3： % 不是“百分数”，而是求余数

print(7 % 2) #1

关于求余数，很多人容易蒙，其实很简单：

7除以2，商是3，余数是1

注意4：**是求乘方，不光能算整数次方，还能算小数次方。

print(4 ** 2)
print(4 ** 0.5)

关系运算符

像 < <= > >= == != 这一系列的运算符称为关系运算符，它们是比较操作数之间的关系，其中

<= 是“小于等于”
= 是“大于等于”
== 是“等于”
!= 是“不等于”

(1)如果关系符合，则表达式返回True，如果不符合，则表达式返回False

a = 10
b = 20

print(a < b)
print(a <= b)
print(a > b)
print(a >= b)
print(a == b)
print(a != b)

(2)关系运算符不光针对整数/浮点数进行比较，还能针对字符串进行比较

a = 'hello'
b = 'world'
print(a < b)
print(a <= b)
print(a > b)
print(a >= b)
print(a == b)
print(a != b)

注意：

直接使用== 或 != 即可对字符串进行内容判定相等(和C++/Java不同)
字符串比较大小，规则是“字典序”

关于字典序：

想象一个英文词典，上面的单词都是按照字母顺序排列，如果首个字母相同，就比较第二个字母

单词在词典上越靠前，就越小，越靠后，就越大

(3)对于浮点数来说，不要使用 == 判断相等

print(0.1 + 0.2 == 0.3)

注意：浮点数在计算机中的表示并不是准确的，在计算过程中，就容易出现非常小的误差。

print(0.1)
print(0.2)
print(0.3)
print(0.1 + 0.2)

可以看到 0.1 + 0.2 的结果并非0.3，而是带了一个小尾巴，虽然这个尾巴非常小，但是 == 是非常严谨的，仍会导致 ==的结果为False

不止是python如此，主流编程语言都是如此，这个是IEEE754标准规定的浮点数个数所引入的问题。

正确的比较方式：不在严格的比较相等，而是判定差值小于允许的误差范围。

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3
print(-0.000001 < (a - b) < 0.000001)

实际工程实践中，误差在所难免，只要保证误差在合理范围内即可。

逻辑运算符

像 and or not这一系列的运算符称为逻辑运算符

and并且，两侧操作数均为True时，最终结果为True，否则为False(一假则假)
or或者，两侧操作数均为False时，最终结果为False，否则为True(一真则真)
not逻辑取反，操作数本身为True，则返回False，本身为False，则返回True

此处所说的“并且”和“或者”，就是我们日常生活中使用的"并且”和“或者”

想象一下未来丈母娘问你要彩丽，什么叫做“有房并且有车”，什么叫做“有房或者有车”

a = 10
b = 20
c = 30
print(a < b and b < c)
print(a < b and b > c)
print(a > b or b > c)
print(a < b or b > c)
print(not a < b)
print(not a > b)

一种特殊的写法

a < b and b < c 这个操作等价于 a < b < c，这个设定和大部分编程语言都不相同

关于短路求职

和其他编程语言类似，python中也存在短路求值的规则

对于and，如果左侧表达式为False，则整体一定为False，右侧表达式不再执行
对于or，如果左侧表达式为True，则整体一定为True,右侧表达式不再执行

print(10 > 20 and 10 / 0 == 1)
print(10 < 20 or 10 / 0 == 1)

上述代码没有抛出异常，说明右侧的除以0操作没有真正执行

赋值运算符

(1) = 的使用

= 表示赋值，除此之外，还能同时针对多个变量进行赋值。

链式赋值

a = b = 10

多元赋值

a, b = 10, 20

代码示例： 交换两个变量

基础写法

a = 10
b = 20
tmp = a
a = b
b = tmp

基于多元赋值

a = 10
b = 20
a, b = b, a

(2)复合赋值运算符

python中有一些复合赋值运算符，如： += -= *= /= %=

其中a += 1等价于a = a + 1,其他的赋值运算符也是同理

a = 10
a = a + 1
print(a)
b = 10
b += 1
print(b)

注意：像C++/Java中，存在 ++ -- 这样的自增/自减运算符，python中不支持这种运算，如果需要使用，可以直接使用 += 1或者 -= 1

++ -- 最大的问题就是容易分不清前置和后置的区别，这一点python设计的时候就进行了规避，避免混淆语法

自测练习

(1) [多选] 以下关于变量之间加法运算的说法, 正确的是:

A. Python 中的字符串之间够能相加.

B. Python 中的字符串可以和整数相加.

C. Python 中的整数可以和浮点数相加.

D. Python 中的整数可以和布尔值相加.

(2) [单选] 以下关于类型的说法, 正确的是:

A. Python 中既有字符串类型, 也有字符类型.

B. Python 中既有 float, 也有 double.

C. Python 中既有 int, 也有 long

D. Python 中的整数表示范围无上限.

(3) [单选] 以下 Python 代码, 合法的是

A. int a = 10

B. a = 10;

C. a = true

D. a = 'aaa

答案：1.ACD 2.D 3.C

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1.常量表达式

2.变量和类型

变量是什么

变量的语法

(1)定义变量

(2)使用变量

变量的类型

(1)整数

(2)浮点数（小数）

(3)字符串

(4)布尔

为什么要有这么多类型？

动态类型特性

3.注释

注释是什么

注释的语法

(1)注释行

(2)文档字符串

注释的规范

4.输入输出

和用户交互

通过控制台输出

通过控制台输入

5.运算符

算术运算符

关系运算符

逻辑运算符

赋值运算符

自测练习