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執行 Python

Python 程式始終在直譯器中執行。

直譯器是一個“基於控制檯”的應用程式,通常從命令列 shell 啟動。

python3Python 3.6.1 (v3.6.1:69c0db5050, Mar 21 2017, 01:21:04)[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwinType "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.>>>

老練的程式設計師以這種方式使用直譯器時通常都沒有問題,但對於初學者來說,這種方式並不是那麼友好。您可能會使用一個為 Python 提供不同介面的環境,但是學會如何執行 Python 終端仍然是一項有必要了解的技能。

互動模式

當啟動 Python 時,可以進入一種互動的模式,在這種模式下,可以進行程式設計實驗。

如果輸入程式碼完畢,這些程式碼將會馬上執行。沒有 edit/compile/run/debug 等流程。

>>> print('hello world')hello world>>> 37*421554>>> for i in range(5):...     print(i)...01234>>>

這就是所謂的“讀取-求值-輸出-迴圈”(譯者注:簡寫為 REPL,也有人譯為 “互動式直譯器”,正像 Python 這個詞一樣,為了更好地理解,這裡不翻譯。),對於程式碼除錯和探索非常有用。

暫停:如果您不知道如何與 Python 進行互動,先停止您正在做的事情,然後弄清楚如何與 Python 進行互動。如果您正在使用的是整合開發環境(IDE),它可能隱藏在一個選單選項或者其它視窗後面。本課程的許多部分都假定您能與直譯器進行互動。

讓我們仔細看看 REPL 的元素:

>>> 提示符用於開始一個新的語句。... 提示符用於繼續一個語句,輸入一個空行表示全部輸入結束,並執行所輸入的程式碼。

... 提示符可能會顯示,也可能不會顯示,這取決於使用的環境。對於本課程,將 ... 提示符顯示為空白,以便於剪下、貼上示例程式碼。

下劃線 _ 儲存最後的結果。

>>> 37 * 421554>>> _ * 23108>>> _ + 503158>>>

僅在互動模式下如此(指下劃線 _ 儲存最後的結果),永遠不要在程式中使用這種方式。

建立程式

程式寫在 .py 檔案中。

# hello.pyprint('hello world')

你可以使用你最喜歡的文字編輯器來建立這些 .py 檔案。

執行程式

要執行程式,請在終端中使用 python 命令執行它。示例,在 Unix 系統的命令列中是這樣執行一個 Python 程式的:

示例,在 Unix 系統的命令列中執行程式:

bash % python hello.pyhello worldbash %

或者,從 Windows shell 中執行一個 Python 程式:

C:\SomeFolder>hello.pyhello worldC:\SomeFolder>c:\python36\python hello.pyhello world

注意:在 Windows 系統上,可能需要指定 Python 直譯器的完整路徑,例如 c:\python36\python。但是,如果 Python 是以通常的方式安裝的,可能只需要輸入程式檔名即可,例如 hello.py。

示例程式

讓我們解決以下的問題:

一天早上,您走出去,在芝加哥的西爾斯大廈旁的人行道上放 1 美元鈔票。從那以後的每一天,您放的鈔票都是前一天的兩倍。這疊鈔票需要多長時間才能超過塔的高度。

這是答案:

# sears.pybill_thickness = 0.11 * 0.001 # Meters (0.11 mm)sears_height = 442 # Height (meters)num_bills = 1day = 1while num_bills * bill_thickness < sears_height:    print(day, num_bills, num_bills * bill_thickness)    day = day + 1    num_bills = num_bills * 2print('Number of days', day)print('Number of bills', num_bills)print('Final height', num_bills * bill_thickness)

當執行 sears.py 程式的時候,會得到下面的輸出:

bash % python3 sears.py1 1 0.000112 2 0.000223 4 0.000444 8 0.000885 16 0.001766 32 0.00352...21 1048576 115.3433622 2097152 230.68672Number of days 23 Number of bills 4194304 Final height 461.37344

使用此程式作為指南,您可以學到許多重要的關於 Python 的核心概念。

語句

一個 Python 程式是由一系列的語句組成。

a = 3 + 4b = a * 2print(b)

每個語句以換行符終止。語句會一個接一個地執行,直到控制流達到檔案的末尾。

註釋

註釋是不會被直譯器執行的文字。

a = 3 + 4# This is a commentb = a * 2print(b)

註釋由 # 號表示,並延伸到行的末尾。

變數

變數是一個值的名稱。可以使用從 a 到 z 的字母(小寫和大寫都可以)表示,也可以使用下劃線 _ 符號表示。數字也可以作為變數名的一部分,但第一個字元除外。

height = 442 # valid_height = 442 # validheight2 = 442 # valid2height = 442 # invalid
型別

變數不需要使用值的型別進行宣告。型別與右側的值關聯,而不是變數名。

height = 442           # An integerheight = 442.0         # Floating pointheight = 'Really tall' # A string

Python 是動態語言。當程式執行時,變數的感知“型別”可能會發生改變,這取決於賦給變數的當前值。

大小寫敏感

Python 語言是大小寫敏感的(即區分大小寫),大寫字母和小寫字母被認為是不同的字母。下面這些都是不同的變數:

name = 'Jake'Name = 'Elwood'NAME = 'Guido'

Python 語言自帶的語句總是小寫:

while x < 0:   # OKWHILE x < 0:   # ERROR
迴圈

while 語句執行一個迴圈:

while num_bills * bill_thickness < sears_height:    print(day, num_bills, num_bills * bill_thickness)    day = day + 1    num_bills = num_bills * 2print('Number of days', day)

只要 while 之後的表示式的值是 true ,while 下面縮排的語句就會被執行。

縮排

縮排用於表示放在一起的語句組。考慮前面的示例:

while num_bills * bill_thickness < sears_height:    print(day, num_bills, num_bills * bill_thickness)    day = day + 1    num_bills = num_bills * 2print('Number of days', day)

縮排將下面的語句分組為一個重複的操作:

    print(day, num_bills, num_bills * bill_thickness)    day = day + 1    num_bills = num_bills * 2

因為在末尾的 print() 語句(即 print('Number of days', day))沒有縮排,所以不屬於迴圈。空行只是為了可讀性,並不影響程式的執行。

縮排的最佳實踐使用空格(spaces)而不是製表符(tabs)。每級使用四個空格。使用支援 Python 的編輯器。

Python 唯一的要求就是同一程式碼塊內的縮排必須一致。例如,下面的縮排是錯誤的:

while num_bills * bill_thickness < sears_height:    print(day, num_bills, num_bills * bill_thickness)        day = day + 1 # ERROR    num_bills = num_bills * 2
條件語句

if 語句用來執行一個條件:

if a > b:    print('Computer says no')else:    print('Computer says yes')

為了檢查多個條件,可以使用 elif來新增額外的檢查。

if a > b:    print('Computer says no')elif a == b:    print('Computer says yes')else:    print('Computer says maybe')
輸出

print 函式將傳入的引數值輸出成一行文字。

print('Hello world!') # Prints the text 'Hello world!'

也可以將變數進行輸出。輸出的文字將是變數的值,而不是變數的名字。

x = 100print(x) # Prints the text '100'

如果將兩個以上的值傳遞給 print 函式,它們在輸出的時候被空格分開。

name = 'Jake'print('My name is', name) # Print the text 'My name is Jake'

print() 函式總是將換行符放在最後。

print('Hello')print('My name is', 'Jake')

上面的程式碼會輸出如下的內容:

HelloMy name is Jake

額外的換行符可以被抑制:

print('Hello', end=' ')print('My name is', 'Jake')

上面的程式碼將會輸出如下內容:

Hello My name is Jake
使用者輸入

要讀取一行型別化的使用者輸入,可以使用 input() 函式:

name = input('Enter your name:')print('Your name is', name)

input()函式向用戶輸出一句提示,並且返回他們的響應。

這對於一個簡短的程式、學習練習或者簡單的除錯是非常有用的。

但這並未廣泛應用於實際的程式中。

pass 語句

有時候需要指定一個空的程式碼塊,那麼可以使用 pass 關鍵字。

if a > b:    passelse:    print('Computer says false')

pass 語句也稱為 “無操作” 語句,它什麼也不做。它用作語句的佔位符,可能以後會被新增。

習題

這是需要建立 Python 檔案並且執行這個檔案的第一組練習。從現在開始,假定你正在編輯的檔案位於practical-python/Work/ 目錄。為了幫您找到合適的 位置,已經建立了許多具有合適的檔名的空的啟動檔案。請找到在第一個練習中使用的Work/bounce.py檔案。

習題 1.5: 彈跳球

一個橡膠球從 100 米高的地方落下來,球每次撞到地面時彈到原來高度的 3/5 。編寫一個程式 bounce.py ,輸出一張表格,顯示前 10 次反彈的高度。

程式生成的表格大概像下面這樣:

1 60.02 36.03 21.5999999999999984 12.9599999999999995 7.7759999999999996 4.66559999999999957 2.79935999999999968 1.67961599999999989 1.007769599999999810 0.6046617599999998

注意:如果使用 round() 函式,可以使輸出稍微簡潔一些。請嘗試使用 round() 函式將輸出四捨五入到 小數點後 4 位。

1 60.02 36.03 21.64 12.965 7.7766 4.66567 2.79948 1.67969 1.007810 0.6047
習題 1.6: 除錯

下面的程式碼片段包含來自於西爾斯大廈問題 的程式碼,它還有一個 bug:

# sears.pybill_thickness = 0.11 * 0.001    # Meters (0.11 mm)sears_height   = 442             # Height (meters)num_bills      = 1day            = 1while num_bills * bill_thickness < sears_height:    print(day, num_bills, num_bills * bill_thickness)    day = days + 1    num_bills = num_bills * 2print('Number of days', day)print('Number of bills', num_bills)print('Final height', num_bills * bill_thickness)

將上面顯示的程式碼複製並貼上到一個名為 sears.py的新程式中。當執行 sears.py 裡的程式碼時,將會收到一條導致程式奔潰的錯誤資訊。錯誤資訊如下所示:

Traceback (most recent call last):  File "sears.py", line 10, in <module>    day = days + 1NameError: name 'days' is not defined

讀取錯誤資訊是 Python 程式碼的重要組成部分。如果程式奔潰,則回溯訊息的最後一行是程式為什麼奔潰的實際原因。在此(NameError: name 'days' is not defined)之上,你應該可以看到原始碼片段( day = days + 1)、可識別的檔名( sears.py)和錯誤程式碼的行號( line 10)。

哪行是錯誤的?錯誤是什麼?解決錯誤。成功執行程式。Run the program successfully

注:完整翻譯見 github上的practical-python-zh倉庫。

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