C程序犹如拿着剃刀在刚打过蜡的地板上劲舞。
——Waldi Ravens
C++学起来很难，因为它天生如此。
——佚名
Java从很多方面来说，就是简化版的C++。
——Michael Feldman

快速上手：基础知识

1.1 交互式解释器

如果你熟悉其他计算机语言，可能习惯了在每行末尾都加上分号。在Python中无需这样做，
因为在Python中，一行就是一行。如果你愿意，也可加上分号，但不会有任何影响（除非后面还
有其他代码），况且大家通常都不这样做。

1.2 算法是什么

1.3 数和表达式

交互式Python解释器可用作功能强大的计算器

除法运算的结果为小数，即浮点数（float或floating-point number）。

>>> 1 / 2 
0.5 
>>> 1 / 1 
1.0

如果你想丢弃小数部分，即执行整除运算，可使用双斜杠。

>>> 1 // 2 
0 
>>> 1 // 1 
1 
>>> 5.0 // 2.4 
2.0

在较旧的Python版本中，对整数执行常规除法运算的结果与使用双斜杠类似。
如果你使用的是Python 2.x，要对整数执行常规除法运算，可在程序开头添加如下语句（稍后介绍如何编写完
整的程序），也可直接在交互式解释器中执行这条语句：

>> from __future__ import division

另外，从命令行运行较旧的Python版本时，还可使用命令行开关-Qnew。1.8.2节将更详尽地
介绍__future__。

即x % y 等价于x - ((x // y) * y)。
这种运算符甚至可用于负数，但可能不那么好理解。

>>> 10 % 3 
1 
>>> 10 % -3 
-2 
>>> -10 % 3 
2 
>>> -10 % -3 
-1

C语言遵循了尽量让商尽量靠近0的原则，两个异号的数取余之后的结果取决于分子的符号。
然而，在Python中，取余的计算公式与别的语言并没有什么区别：r=a-n*[a//n]
这里r是余数，a是被除数，n是除数。
不过在“a//n”这一步，当a是负数的时候，会向下取整，也就是说向负无穷方向取整。这也就得到：
两个异号的数取余之后的结果取决于分母的符号。
C跟分子；
python跟分母

请注意，乘方运算符的优先级比求负（单目减）高，因此-32等价于-(32)。如果你要计
算的是(-3)**2，必须明确指出。

结束本节前需要指出的是，十六进制数、八进制数和二进制数分别以下面的方式表示：

>>> 0xAF 
175 
>>> 010 
8 
>>> 0b1011010010 
722

这些表示法都以0打头。（如果你不明白这些表示法有何意义，说明你使用它们的机会不多，
只需将其牢记在心即可。）

1.4 变量

不同于其他一些语言，使用Python变量前必须给它赋值，因为Python变量没有默认值。

1.5 语句

1.6 获取用户输入

你编写的程序可能供他人使用，无法预测用户会向程序提供什么样的值。我们来看看很有用
的函数input（稍后将更详细地介绍函数）。

>>> input("The meaning of life: ") 
The meaning of life: 42 
‘42‘

这里在交互式解释器中执行了第一行（input(...)），它打印字符串"The meaning of life:"，
提示用户输入相应的信息。我输入42并按回车。这个数被input（以文本或字符串的方式）返回，
并在最后一行被自动打印出来。通过使用int将字符串转换为整数，可编写一个更有趣的示例：

>>> x = input("x: ") 
x: 34 
>>> y = input("y: ") 
y: 42 
>>> print(int(x) * int(y)) 
1428

• 先睹为快：if语句

>>> if 1 == 2: print(‘One equals two‘) 
... 
>>> if 1 == 1: print(‘One equals one‘) 
... 
One equals one 
>>> 

条件不满足时什么都不做，但条件满足时，将执行冒号后面的语句（这里是一条print语
句）。需要注意的另一点是，在交互式解释器中输入if语句后，需要按两次回车键才能执行它 （其中的原因将在第5章介绍）。

1.7 函数

1.3节使用了乘方运算符（**）来执行幂运算。实际上，可不使用这个运算符，而使用函数pow。

>>> 2 ** 3 
8 
>>> pow(2, 3) 
8

有多个内置函数可用于编写数值表达式。例如，abs计算绝对值，round将浮点数圆整为与之
最接近的整数。

>>> abs(-10) 
10 
>>> 2 // 3 
0 
>>> round(2 / 3) 
1.0

请注意最后两个表达式的差别。整数总是向下圆整，而round圆整到最接近的整数，并在两
个整数一样近时圆整到偶数。如果要将给定的数向下圆整，该如何做呢？例如，你知道某人的年
龄为32.9，并想将这个值向下圆整为32，因为他还没有满33岁。Python提供了完成这种任务的函
数floor，但你不能直接使用它，因为像众多很有用的函数一样，它也包含在模块中。

1.8 模块

可将模块视为扩展，通过将其导入可以扩展Python功能。要导入模块，可使用特殊命令
import。前一节提及的函数floor包含在模块math中。

>>> import math 
>>> math.floor(32.9) 
32

请注意其中的工作原理：我们使用import导入模块，再以module.function的方式使用模块
中的函数。就这里执行的操作而言，也可像前面处理input的返回值那样，将这个数字转换为
整数。

>>> int(32.9) 
32

还有一些类似的函数，可用于转换类型，如str和float。实际上，它们并不是函数，而
是类。类将在本书后面更详细地介绍。

模块math还包含其他几个很有用的函数。例如，ceil与floor相反，返回大于或等于给定数
的最小整数。

>>> math.ceil(32.3) 
33 
>>> math.ceil(32) 
32 

如果确定不会从不同模块导入多个同名函数，你可能不想每次调用函数时都指定模块名。在
这种情况下，可使用命令import的如下变种：

>>> from math import sqrt 
>>> sqrt(9) 
3.0

通过使用命令import的变种from module import function，可在调用函数时不指定模块前缀。

事实上，可使用变量来引用函数（以及其他大部分Python元素）。执行赋值语句foo =
math.sqrt后，就可使用foo来计算平方根。例如，foo(4)的结果为2.0。

1.8.1 cmath 和复数

函数sqrt用于计算平方根。下面来看看向它提供一个负数的情况：

>>> from math import sqrt 
>>> sqrt(-1) 
Traceback (most recent call last): 
... 
ValueError: math domain error

在有些平台上，结果如下：

>>> sqrt(-1) 
nan

nan具有特殊含义，指的是“非数值”（not a number）

如果我们坚持将值域限定为实数，并使用其近似的浮点数实现，就无法计算负数的平方根。
负数的平方根为虚数，而由实部和虚部组成的数为复数。Python标准库提供了一个专门用于处理
复数的模块。

>>> import cmath 
>>> cmath.sqrt(-1) 
1j

注意到这里没有使用from ... import ...。如果使用了这种import命令，将无法使用常规函
数sqrt。类似这样的名称冲突很隐蔽，因此除非必须使用from版的import命令，否则应坚持使用
常规版import命令。
1j是个虚数，虚数都以j（或J）结尾。复数算术运算都基于如下定义：-1的平方根为1j。这
里不深入探讨这个主题，只举一个例子来结束对复数的讨论：

>>> (1 + 3j) * (9 + 4j) 
(-3 + 31j)

从这个示例可知，Python本身提供了对复数的支持。

Python没有专门表示虚数的类型，而将虚数视为实部为零的复数。

1.8.2 回到未来

据说Python之父Guido van Rossum有一台时光机，因为这样的情况出现了多次：大家要求
Python提供某项功能时，却发现这项功能早已实现。当然，并非什么人都能进入这台时光机，不
过Guido很体贴，通过神奇模块__future__让Python具备了时光机的部分功能。对于Python当前不
支持，但未来将成为标准组成部分的功能，你可从这个模块进行导入。这一点你在1.3节已经见
识过，本书后面也将经常遇到这个模块。

1.9 保存并执行程序

首先，你需要一个文本编辑器——最好是专门用于编程的（不推荐使用Microsoft Word之类
的软件，但如果你使用的是这样的软件，务必以纯文本的方式保存代码）。如果你使用的是IDLE，
那就太幸运了。在这种情况下，只需选择菜单File→New File。

1.9.1 从命令提示符运行 Python 脚本

在Windows中使用如下命令来执行这个脚本：
C:>python hello.py
在UNIX系统中，可使用如下命令：
$ python hello.py
如你所见，命令是一样的，只是系统提示符不同。

1.9.2 让脚本像普通程序一样

在有些情况下，你希望能够像执行其他程序（如Web浏览器或文本编辑器）一样执行Python
脚本，而无需显式地使用Python解释器。UNIX提供了实现这种目标的标准方式：让脚本的第一
行以字符序列#!（称为pound bang或shebang）开始，并在它后面指定用于对脚本进行解释的程序
（这里是Python）的绝对路径。即便你对这一点不太明白，只需将下面的代码作为脚本的第一行，
就可在UNIX中轻松运行脚本：

#!/usr/bin/env python

不管Python库位于什么地方，这都将让你能够像运行普通程序一样运行脚本。如果你安装了
多个版本的Python，可用更具体的可执行文件名（如python3）替换python。
要像普通程序一样运行脚本，还必须将其变成可执行的：

$ chmod a+x hello.py

现在，可以像下面这样来运行它（假定当前目录包含在执行路径中）：

$ hello.py

如果这不管用，请尝试使用./hello.py，这在当前目录（.）未包含在执行路径中时也管用（负
责的系统管理员会告诉你执行路径是什么）。
如果你愿意，可对文件进行重命名并删除扩展名.py，使其看起来更像普通程序。

如果双击会如何呢
在Windows中，扩展名.py是让脚本像普通程序一样的关键所在。请尝试双击前一节保存的文
件hello.py。

1.9.3 注释

在Python中，井号（#）比较特殊：在代码中，井号后面到行尾的所有内容都将被忽略。（这
也是Python解释器未被前面的/usr/bin/env卡住的原因所在。）

1.10 字符串

1.10.1 单引号字符串以及对引号转义

第二个字符串包含双引号，因此必须使用单引号将整个字符串括起，原因和前面一样。实
际上，并非必须这样做（这样做只是出于方便考虑）。可使用反斜杠（\）对引号进行转义

厌烦了反斜杠？你在本章后面将看到，在大多数情况下，可通过使用长字符串和原始字
符串（可结合使用这两种字符串）来避免使用反斜杠。

1.10.2 拼接字符串

为处理前述不太正常的示例，来看另一种表示这个字符串的方式：

>>> "Let‘s say " ‘"Hello, world!"‘ 
‘Let\‘s say "Hello, world!"‘

我依次输入了两个字符串，而Python自动将它们拼接起来了（合并为一个字符串）。这种机
制用得不多，但有时候很有用。然而，仅当你同时依次输入两个字符串时，这种机制才管用。

>>> x = "Hello, " 
>>> y = "world!" 
>>> x y 
SyntaxError: invalid syntax

换而言之，这是一种输入字符串的特殊方式，而非通用的字符串拼接方法。那么应该如何拼
接字符串呢？就像将数相加一样，将它们相加：

>>> "Hello, " + "world!" 
‘Hello, world!‘ 
>>> x = "Hello, " 
>>> y = "world!" 
>>> x + y 
‘Hello, world!‘

1.10.3 字符串表示 str 和 repr

Python打印所有的字符串时，都用引号将其括起。你可能通过前面的示例发现了这一点。这
是因为Python打印值时，保留其在代码中的样子，而不是你希望用户看到的样子。但如果你使用
print，结果将不同。

>>> "Hello, world!" 
‘Hello, world!‘ 
>>> print("Hello, world!") 
Hello, world!

如果再加上表示换行符的编码\n，差别将更明显。

>>> "Hello,\nworld!" 
‘Hello,\nworld!‘ 
>>> print("Hello,\nworld!") 
Hello, 
world!

通过两种不同的机制将值转换成了字符串。你可通过使用函数str和repr①直接使用这两种机
制。使用str能以合理的方式将值转换为用户能够看懂的字符串。例如，尽可能将特殊字符编码
转换为相应的字符。然而，使用repr时，通常会获得值的合法Python表达式表示。

>>> print(repr("Hello,\nworld!")) 
‘Hello,\nworld!‘ 
>>> print(str("Hello,\nworld!")) 
Hello, 
world!

① 实际上，像int一样，str也是一个类，但repr是一个函数

1.10.4 长字符串、原始字符串和字节

有一些独特而有用的字符串表示方式。例如，有一种独特的语法可用于表示包含换行符或反
斜杠的字符串（长字符串和原始字符串）。对于包含特殊符号的字符串，Python 2还提供了一种专
用的表示语法，结果为Unicode字符串。这种语法现在依然管用，但是多余，因为在Python 3中，
所有的字符串都是Unicode字符串。Python 3还引入了一种新语法，用于表示大致相当于老式字符
串的字节对象。你将看到，在处理Unicode编码方面，这种对象依然扮演着重要的角色。

1. 长字符串
   要表示很长的字符串（跨越多行的字符串），可使用三引号（而不是普通引号）。

print(‘‘‘This is a very long string. It continues here. 
And it‘s not over yet. "Hello, world!" 
Still here.‘‘‘)

还可使用三个双引号，如"""like this"""。请注意，这让解释器能够识别表示字符串开始
和结束位置的引号，因此字符串本身可包含单引号和双引号，无需使用反斜杠进行转义。

2. 原始字符串
   原始字符串不以特殊方式处理反斜杠，因此在有些情况下很有用②。在常规字符串中，反斜
   杠扮演着特殊角色：它对字符进行转义，让你能够在字符串中包含原本无法包含的字符。例如，
   你已经看到可使用\n表示换行符，从而像下面这样在字符串中包含换行符：

>>> print(‘Hello,\nworld!‘) 
Hello, 
world!

这通常挺好，但在有些情况下，并非你想要的结果。如果你要在字符串中包含\n呢？例如，
你可能要在字符串中包含DOS路径C:\nowhere。

>>> path = ‘C:\nowhere‘ 
>>> path 
‘C:\nowhere‘

这好像没问题，但如果将其打印出来，就会出现问题。

>>> print(path) 
C: 
owhere

这并非你想要的结果，不是吗？那该怎么办呢？可对反斜杠本身进行转义。

>>> print(‘C:\\nowhere‘) 
C:\nowhere

这很好，但对于很长的路径，将需要使用大量的反斜杠。
path = ‘C:\Program Files\fnord\foo\bar\baz\frozz\bozz‘
在这样的情况下，原始字符串可派上用场，因为它们根本不会对反斜杠做特殊处理，而是让
字符串包含的每个字符都保持原样。

>>> print(r‘C:\nowhere‘) 
C:\nowhere 
>>> print(r‘C:\Program Files\fnord\foo\bar\baz\frozz\bozz‘) 
C:\Program Files\fnord\foo\bar\baz\frozz\bozz

如你所见，原始字符串用前缀r表示。看起来可在原始字符串中包含任何字符，这大致是正
确的。一个例外是，引号需要像通常那样进行转义，但这意味着用于执行转义的反斜杠也将包含
在最终的字符串中。

>>> print(r‘Let\‘s go!‘) 
Let\‘s go!

另外，原始字符串不能以单个反斜杠结尾。换而言之，原始字符串的最后一个字符不能是反
斜杠，除非你对其进行转义（但进行转义时，用于转义的反斜杠也将是字符串的一部分）。根据
前一个示例，这一点应该是显而易见的。如果最后一个字符（位于结束引号前面的那个字符）为
反斜杠，且未对其进行转义，Python将无法判断字符串是否到此结束。

>>> print(r"This is illegal\") 
SyntaxError: EOL while scanning string literal

这合乎情理，但如果要指定以反斜杠结尾的原始字符串（如以反斜杠结尾的DOS路径），该
如何办呢？本节介绍了大量技巧，应该能够帮助你解决这个问题，但基本技巧是将反斜杠单独作
为一个字符串，下面是一个简单的示例：

>>> print(r‘C:\Program Files\foo\bar‘ ‘\\‘) 
C:\Program Files\foo\bar

请注意，指定原始字符串时，可使用单引号或双引号将其括起，还可使用三引号将其括起。

② 编写正则表达式时，原始字符串很有用，这将在第10章详细介绍。

3. Unicode、bytes和bytearray

python基础教程（第3版）

原文：https://www.cnblogs.com/CSE-kun/p/14882088.html