Python基础语法（1）下

输入输出

和用户交互

程序需要和用户进行交互。

用户把信息传递给程序的过程，称为 "输入"，也就是用户给计算机下命令就叫做输入。

程序把结果展示给用户的过程，称为 "输出"，也就是计算机在向用户汇报工作。

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。在计算机里，就把用户能输入命令，向计算机安排工作，计算机再把结果显示出来，这样的程序，就称为控制台。控制台是一种人和计算机交互的最基础方式，但是日常生活中不常用，不常用的原因是它要通过命令来操作，这个命令操作就不太方便，那就要求操作计算机的用户要熟悉各种命令，更常见的交互方式叫做图形化界面，所谓图形化界面就是我们现在使用的画图板这样的工具一样，我可以通过鼠标来点击这里的按钮，或者点击这里的一些菜单来完成一些具体的功能，这样的话，用户就不用去记，或者就不用去背一些相关的命令了。Pythcharm就是图形化界面的程序。图形化界面的程序编写起来并不容易，课堂上还是使用控制台的方式来进行交互。

PyCharm 运行程序，下方弹出的窗口就可以视为是控制台。

windows 自带的 cmd 程序，也可以视为是控制台。

输入输出的最常见方法是图形化界面，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窗口点击按钮的方式来操作。

Python 当然也可以用来开发图形化界面的程序，但是图形化程序开发本身是一个大话题，咱们课堂上暂时不做介绍。

通过控制台输出

Python 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)  

如何批量注释代码：

1.选中要注释的代码

2.使用ctrl + /

如何取消注释代码：

1.选中要取消注释的代码

2.使用ctrl + /

更多的时候，我们希望能够输出的内容是混合了字符串和变量的。

示例: 输出 num = 10  

num = 10

print(f'num = {num}')

print(f'a = {a}')这个代码叫做格式化字符串。 在Python中有一个专业的术语，叫f-string，此处的f表示format，此处就可以使用{}这样的语法，往字符串里嵌入变量或者表达式。
比如：print(f'a = {a + 10}')。

Python 最早支持的格式化字符串，也是效仿C的 printf ，并作出了改进。Python3.6版本才开始支持f-string。

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，咱们此处只了解这个最简单的即可，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}')

input输入的时候，就会等待用户输入！这个等待可能是一个非常长的等待，完全就看用户啥时候输入，如果用户一直不输入，就会一直在这里等待输入。如果只是单纯的拿到用户的输入，然后打印，此时就按照 str 打印即可，如果需要根据用户输入的内容进行算术运算，此时就需要先把读到的str转换成int。那如何转换成整数呢？我们可以使用 int() ，通过这个方式就可以完成类型的转换。

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，如果要想进行算术运算，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

代码示例：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}')

此处为了输入 4 个数字，执行了四次 input，如果是读取任意多个数字怎么办呢? 这个时候就需要用到循环了，后面再介绍。

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 

先算乘方，然后是乘除，最后算加减，如果运算过程中想修改默认的运算顺序，就需要加上()。

注意1：/ 中不能用 0 作为除数，否则会抛出异常

print(10 / 0) 

这种运行时出现的错误，也叫做“抛出异常”。有些编程语言中，/0会抛出异常，/浮点数0.0会得到无穷大，但是在Python中，两种情况都会抛出异常。 

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 "意外情况"，导致程序不能继续往下执行了

注意2: 整数 / 整数 结果可能是小数，而不会截断

除了Python之外，大部分的编程语言，都是整数除以整数，结果还是整数

print(1 / 2)

注意3：% 不是 "百分数"，而是求余数

print(7 % 2)   

关于求余数，有些同学容易蒙，其实这个是小学二年级数学就学过的，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)

注意5: // 是取整除法(也叫地板除)，整数除以整数，结果还是整数(舍弃小数部分，并向下取整，不是四舍五入)  

print(7 // 2)

print(-7 // 2)

关系运算符

像 <= >= == != 这一系列的运算符称为关系运算符，它们是在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) 关系运算符对应的表达式，值是布尔类型，如果关系符合, 则表达式返回 True，如果关系不符合，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 == 或者 != 即可对字符串内容判定相等(这一点和 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. (就比如著名单词 abandon)，我们认为一个单词在词典上越靠前，就越小，越靠后，就越大

注：针对中文进行字符串大小比较是没有意义的，至少按照默认的字典序来说是没有意义的。在计算机里，表示中文，其实是用多个字节构成的一个比较大的数字来进行比较，这里就不过多去展开。

(3) 对于浮点数来说，不要使用 == 判定相等

因为浮点数在内存中的存储和表示，是可能存在误差的。这样的误差在进行算术运算的时候就可能被放大，从而导致 == 的判定出现误判。

print(0.1 + 0.2 == 0.3)

注意：浮点数在计算机中的表示并不是精确的! 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 的结果并非是 0.3，而是带了个小尾巴，虽然这个尾巴非常小了，但是 == 是锱铢必较的，仍然会导致 == 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 标准规定的浮点数格式所引入的问题，此处我们不做过多讨论

正确的比较方式：不再严格比较相等了，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)

Python中支持这种连续小于的写法，判定a - b既是< 0.000001又是大于-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，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，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礼，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

关于短路求值

和其他编程语言类似，Python 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，这个我们已经用过很多次了，注意和 == 区分

= 除了基本的用法之外，还可以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 

代码实例：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 还有一些复合赋值运算符，例如 += -= *= /= %= 其中 a += 1 等价于 a = a + 1，其他复合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 中则不支持这种运算，如果需要使用，则直接使用 += 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 语法在设计的时候就进行了 规避，避免出现这种不直观，并且容易混淆的语法

其他...

除了上述之外，Python 中还有一些运算符，比如身份运算符 (is, is not)，成员运算符 (in, not in)， 位运算符 ( & | ~ ^ >) 等

此处咱们暂时不介绍

总结

本章节中我们学习了 Python 中的最基础的语法部分

常量

变量

类型：整数、浮点数、字符串、布尔值

注释 

输入输出

运算符：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符

当前我们的代码还只能进行一些简单的算术运算，下个章节中我们将学习 Python 中的逻辑判断， 然后我们就可以写稍微复杂一点的程序了