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4.1 程序设计语言的基础知识
以下是一个“求半径为r的圆的面积”的程序，请你注意观察程序的组成结构及其功能，并思考如下的问题：
（1）程序有多少行，每一行的作用是什么？
（2）如果按语句的作用区分，这个程序包含几个部分？
pi=3.14 #说明程序中pi是常量∏
r=input(”请输入半径r=”) #输入r的值
r=int(r) #将r转化为整数
s=pi*r*r #把表达式pi*r*r的值赋给s
print(“圆的面积s=%d”%s) #把s的值输出到命令行窗口上
总结上述分析，我们可以得到Python程序的一般包括如下部分：
（1） 数据的输入部分
（2） 数据的处理部分
（3） 数据的输出部分
一 Python数据类型
数据：描述客观事物的数、字符以及所有能输入到计算机中，并被计算机程序加工处理的集合称为数据，包括文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据。 不同的数据，需要定义不同的数据类型。
Python能够直接处理的常用数据类型有Nmber（数值）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元祖）、Sets（集合）、Dictionary（字典）等。
数据类型 类型说明
Number（数值） Python支持以下三种不同的数值类型：
整型（int）。通常被称为整型或整数，是正或负整数，不带小数点。在Python3.x版本中，整型是没有限制大小的，可以当作Long类型使用。
浮点型（float）。浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示，如2.5e2=2.5*10**2=250
复数（complex）。复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a+bj或者complex（a，b）表示，复数的实部a和虚部b都是浮点型。
String（字符串） 字符串是以单引号或双引号括起来的任意文本，如‘abc’ ‘xyz’等。字符串的索引从0开始，-1为从末尾开始的位置。
List（列表） 列表是写在方括号“[ ]”之间、用逗号分隔开的元素列表。例如，list1=[‘good’,’run’,1997,2000]和list2=[1,2,3,4,5,6,7]。
列表的数据项不需要具有相同的类型。与字符串的索引一样，列表索引从0开始。Python已经内置确定列表的长度以及确定最大和最小的元素的方法。
Python定义的常用的基本数据类型
数据类型 类型说明
Tuple（元祖） Python的元祖与列表类似，不同之处在于元祖的元素不能修改。元祖使用小括号，创建元祖只需要在括号中添加元素，并使用逗号隔开。例如，tup1=(‘good’,’run’,1997,2000)和tup2=(1,2,3,4,5,6,7)。元祖与字符串类似，可以被索引且下标索引从0开始， -1为从末尾开始的位置，也可以进行截取。
Sets（集合） 集合是一个无序不重复元素的序列。基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素。可以使用大括号{}或者set()函数创建集合。创建一个空集合必须用set()而不是{}，因为{}是用来创建一个空字典的。
Dictionary（字典） 字典是无序的对象集合。与列表的区别在于：列表是有序的对象集合。字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。字典用{ }标识，它是一个无序的“键（key）：值（value）”对集合。键必须使用不可变类型。在同一个字典中，键必须是唯一的。
Python定义的常用的基本数据类型
二、 常量与变量
（1）常量
常量是指在程序运行过程中始终保持不变的量，通常是固定的数值或字符串等。例如在上述的程序中，3.14、”请输入半径r=”、”圆的面积s=%d”等都是常量。
（2）变量是指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。变量由变量的“标识符”（又称“名字”）和变量的“内容”（又称“值”）两部分组成。在Python中，变量名必须是由英文字母或下划线开头，而不能是数字，后面则可以由字母（A~Z，a~z）、数字（0~9）、下划线组成，如s1，k，num，pai等。标识符中，字母大小写是有区别的，如“value”与“Value”是两个不同的标识符。
（3） Python是动态语言，动态语言的变量不需要定义数据类型，其数据类型可以不固定，是动态的，需要根据其赋予的值来确定其数据类型。
变量动态赋值代码 结果
a=5
print(a)
a=‘ABC’
print(a)
5
ABC
三、 运算符、函数和表达式
（1）运算符
运算符是对数据进行加工的过程。描述各种不同运算的符号称为运算符，参与运算的数据称为操作数。在Python中，常用的运算符有算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、赋值运算符、成员运算符等。
①算术运算符有：
运算符号 + － * / ** // %
含义 加号 减号 乘号 除号 乘方 整除 取余数
算术运算符的运算规则和数学中相同,如果意义不明确时,可以加上括号使其看起来更明白。Python中只使用一种括号“（）”，它可以多次嵌套。
三、 运算符、函数和表达式
（1）运算符
②逻辑运算符有：
逻辑表达式的值为True或False，可对应于整数1或0直接参与运算。逻辑表达式的运算顺序要根据逻辑运算符的优先级而定。假设变量a为0，b为1，c为2，则对应的逻辑表达式及其值如表：
运算符 逻辑表达式 描述 示例
and x and y “与”。如果x为False，x and y 返回False，否则它返回y的计算值。 (a and b)返回0。
(c and b)返回1。
or x or y “或”。如果x为True，它返回x的值，否则它返回y的计算值。 (a and b)返回1。
(c and b)返回2。
not not x “非”。如果x为False，返回True，如果x为True，返回False。 not(a and b)返回True。
三、 运算符、函数和表达式
（1）运算符
③关系运算符有：
关系表达式的值为True或False，可对应于整数1或0直接参与运算。
运算符 > >= < <= == <>
含义 大于 大于等于 小于 小于等于 等于 不等于
三、 运算符、函数和表达式
（1）运算符
④赋值运算符有：
赋值号不是等号，具有方向性，由右边赋给左边。且赋值号左边只能是变量，而不能是常量或表达式。
赋值运算符 描述 示例 赋值运算符 描述 示例
= 直接赋值 x=y /= 除法赋值 x/=y相当于x=x/y
+= 加法赋值 x+=y相当于x=x+y %= 求余赋值 x%=y相当于x=x%y
-= 减法赋值 x-=y相当于x=x-y **= 乘方赋值 x**=y相当于x=x**y
*= 乘法赋值 x*=y相当于x=x*y //= 整除赋值 x//y相当于x=x//y
三、 运算符、函数和表达式
（1）运算符
⑤成员运算符有：
成员运算符判断序列中是否有某个成员。
成员运算符 描述 示例
in x in y。如果x是序列y的成员，则计算结果为True，否则为False 3 in [1,2,3,4]，计算结果为True
5 in [1,2,3,4]，计算结果为False
not in x not in y。如果x不是序列y的成员，则计算结果为True，否则为False 3 not in [1,2,3,4]，计算结果为False
5 not in [1,2,3,4]，计算结果为True
三、 运算符、函数和表达式
⑥运算符优先级：
当一个表达式中有多种运算时，运算顺序将根据运算符优先级由高到低进行运算，同级运算从左往右顺序进行。
优先级 运算符 功能及说明 优先级 运算符 功能及说明
1 ** 指数运算 6 =,%=,/=,
//=,-=,
+=,*=,
**= 赋值运算
2 *,/,%,// 乘,除,求余,整除 7 is,is not 标识运算符
3 +,- 加运算,减运算 8 in,not in 成员运算符
4 >,>= 大于,大于等于 9 not 逻辑非运算
<,<= 小于,小于等于 10 and 逻辑与运算
5 ==,!= 等于,不等于 11 or 逻辑或运算
（2）函数
函数是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段。常用的函数有求绝对值函数、求和函数、求最大值函数和最小值函数等。
在程序中要使用一个函数时，只需要给出函数名和一个或多个参数，就能得到函数值。
调用函数的格式如下：
函数名（参数表）
函数名称 使用说明
abs(x) 返回x的绝对值。
len(x) 计算变量x的长度，但x必须是可以计算长度的类型。
min(x) 返回变量x的最小值。
max(x) 返回变量x的最大值。
int(x) 把变量x转换成整型。
float(x) 将变量x转换成浮点型。
sum(x) 计算变量x中元素的总和。
bin(x) 把数值x转换成二进制数字
bool(x) x如果是False，None或是空值就返回False
函数名称 使用说明
chr(x) 返回整数x对应ASCLL字符。
divmod(a,b) 返回a/b的商和余数，以元祖的方式返回。
all(x) x中的所有元素都是True才会返回True。
any(x) x中的所有元素中只要有一个是True就会返回True。
input(x) 显示出信息x，并要求输入数据。
print() 输出函数。
四、 练习
（1）下列数据属于字符串常量的是（ ）
A．bcda B.＂kfjf＂ C.’fksj’ D.”j_hjh”
（2）在Python语言中，下列数据中合法的长整型常量是（）
A．09B B.2738940 C.99.7800 D.8.12345E12
（3）在Python语言中，下列变量中合法的变量是（）A．b90 B.abc=9 C.print D.8888F1
（4）在Python语言中，下列表达式中合法的表达式是（）
A．a+b*|c| B.bct÷9 C.4-2*∏ D. pi*r*r

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