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Python少儿编程
第二章 Python 编程基础
目录
1.1
会变的数据
1.2
多样的数据
1.3
数据的运算
1.4
与外界对话
PART 01
会变的数据
变量的命名规则
1.1
Python中变量的命名需要遵循一定的规则，即变量名只能包括字母、数字和下划线，且第一个字符必须是字母或下划线，不能是数字。例如，name、_name1、name_2都是合法的变量名，但1name、2_name、&123、%name、M.Jack、 name2都是不合法的变量名。
在实际开发过程中，为提高代码的可读性，会经常使用以下3种命名方式。
（1）小驼峰式命名。第一个单词首字母小写，之后的单词首字母大写，如myName、myFriendName等。
（2）大驼峰式命名。每个单词首字母都大写，如MyName、MyFriendName等。
（3）下划线连接命名。用下划线“_”连接每个单词，如my_name、my_friend_name等。
（1）Python的变量名区分英文字母大小写，如score和Score是两个不同的变量。
（2）Python的关键字不能作为变量名使用。
提示
变量的赋值
1.2
变量赋值时，Python会自动声明变量的数据类型（将在2.2节中介绍）。赋值运算符“=”用于为变量赋值，赋值运算符左侧是变量名，而右侧是变量指向的值。例如：
a = 1
b = 1.2
c = '小红'
Python还允许同时为多个变量赋相同的值。例如：
a = b = c = 1
也可以同时为多个变量分别赋不同的值。例如：
a, b, c = 1, 2, 'hello'
变量的赋值
1.2
【例2-1】 输出小蓝在不同的年龄喜欢的动画片。
【参考代码】
name = '小蓝' #创建名字变量name，赋值为“小蓝”
age = 3 #创建年龄变量age，赋值为3
cartoon = '小猪佩奇' #创建动画片变量cartoon，赋值为“小猪佩奇”
#输出小蓝3岁喜欢的动画片
print(name, age, '岁时喜欢的动画片是', cartoon)
age = 5 #age重新赋值为5
cartoon = '机器猫' #cartoon重新赋值为“机器猫”
#输出小蓝5岁喜欢的动画片
print(name, age, '岁时喜欢的动画片是', cartoon)
age = 10 #age重新赋值为10
cartoon = '海贼王' #cartoon重新赋值为“海贼王”
#输出小蓝10岁喜欢的动画片
print(name, age, '岁时喜欢的动画片是', cartoon)
变量的赋值
1.2
【运行结果】 程序运行结果如图2-2所示。
图2-2 例2-1程序运行结果
PART 02
多样的数据
数字
2.1
1．int
int（整型）数值通常称为整数。Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数。整数在程序中的表示方法和数学上的写法一致，如18、 175。
2．float
float（浮点型）数值也称为浮点数，由整数和小数组成。Python中浮点数只能用十进制形式表示，但其表示方法有如下两种。
（1）小数表示法，由整数部分和小数部分组成，如0.0013、 1482.5。
（2）科学表示法，通常用来表示一些比较大或比较小的数值。例如，0.0013可表示为1.3e 3， 1482.5可表示为 1.4825e3。
3．complex
complex（复数型）数值由实数部分和虚数部分组成，一般形式为a+bj，其中，a是复数的实数部分，b是复数的虚数部分，这里的a和b是整数或浮点数，如2.14j、2+12.1j。
布尔类型
2.2
布尔（bool）类型是一种比较特殊的类型，它只有“True”（真）和“False”（假）两种值。在Python中，可以直接用“True”和“False”表示布尔值（注意首字母大写），也可以通过比较和判断得到布尔值。例如：
10 < 30 #判断10是否小于30，结果为True
10 > 20 #判断10是否大于20，结果为False
字符串
2.3
字符串（str）是以单引号或双引号括起来的任意文本，如'abc'、"xyz"等。如果单引号本身也是字符串中的一个字符，那就可以用双引号括起来；反之，如果双引号本身也是字符串中的一个字符，那就可以用单引号括起来。例如：
"I'm OK!"
'I told my friend,"Python is my favorite language!"'
如果字符串内部既包含单引号又包含双引号，则可以用转义字符“\”来标识，例如：
'I\'m \"OK\"!'
表示的字符串内容是：I'm "OK"!
字符串
2.3
转义字符以“\”开头，后跟一个字符，通常用来表示一些控制代码和功能定义。Python中常用的转义字符如表2-1所示。
表2-1 常用的转义字符
字符串
2.3
【例2-2】 输出小蓝个人信息的值及其类型，以及她的自我介绍。
【参考代码】
name = '小蓝' #创建姓名变量name，赋值为“小蓝”
#输出变量name的值及其类型
print('name的值为', name, ',类型是', type(name))
sex = '女生' #创建性别变量sex，赋值为“女生”
#输出变量sex的值及其类型
print('sex的值为', sex, ',类型是', type(sex))
age = 10 #创建年龄变量age，赋值为10
#输出变量age的值及其类型
print('age的值为', age, ',类型是', type(age))
height = 1.4 #创建身高变量height，赋值为1.4
字符串
2.3
【参考代码】
#输出变量height的值及其类型
print('height的值为', height, ',类型是', type(height))
print('**********自我介绍**********')
#输出自我介绍
print('大家好，我叫', name, '，\n是一个开朗的', sex, '，\n今年',
age, '岁了，\n我已经', height, '米了哦，\n很高兴认识大家。')
字符串
2.3
【运行结果】 程序运行结果如图2-3所示。
图2-3 例2-2程序运行结果
【程序说明】 type()函数用于返回对象的类型。
PART 03
数据的运算
算术运算符
3.1
Python提供了7个基本的算术运算符，其运算方式与数学中基本类似。具体符号如表2-2所示。
表2-2 算术运算符
赋值运算符
3.2
赋值运算符用来给变量赋值，Python提供的赋值运算符可分为简单赋值和复合赋值两种。简单赋值运算符“=”已经在2.1中介绍了，下面着重介绍复合赋值运算符。
在Python中，经常会有利用变量的原有值计算出新值并重新赋值给这个变量的情况。例如，下面表达式就是把变量a的值加上1后再赋值给a。
a = a + 1
复合赋值运算符允许缩短这个表达式，使用“+=”运算符，可以将上面的表达式简写为：
a += 1 #相当于a = a + 1
赋值运算符
3.2
其中，复合赋值运算符中较为常用的是复合算术赋值运算符，包括+=、 =、*=、/=、%=、**=和//=共7种。例如：
a += b #相当于a = a + b
a -= b #相当于a = a - b
a *= b #相当于a = a * b
a /= b #相当于a = a / b
a %= b #相当于a = a % b
a **= b #相当于a = a ** b
a //= b #相当于a = a // b
如果b是包含若干项的表达式，则相当于它有括号，例如：
a *= b - 3 #相当于a = a * (b 3)
提示
关系运算符
3.3
关系运算符又称比较运算符，用于比较运算符两侧数据的值，比较的结果是一个布尔值，即True或False。Python提供的关系运算符如表2-3所示。
表2-3 关系运算符
关系运算符
3.3
使用关系运算符时须注意以下几点。
（1）等于、不等于、大于等于、小于等于运算符（==、!=、＞=、＜=）的表示方法与数学中的表示方法不同（=、≠、≥、≤）。
（2）关系运算符两侧的值可以是数值、字符串等数据类型，但应为同一类型。
（3）字符串数据进行比较运算时，按照其内容的ASCII码值进行比较。在比较两个字符串时，先比较第一个字符，其中ASCII码值较大的字符所在字符串较大，如果第一个字符相同，再比较第二个字符……。
例如，'abce' > 'abcdef'为True，是因为逐个比较前三个字符，其ASCII码值相同，在比较第四个字符时，“e”的ASCII码值大于“d”的ASCII码值，因此，该表达式的值为 True。（注意：不是比较其长短）
逻辑运算符
3.4
Python的逻辑运算符包括and（与）、or（或）、not（非）3种，如表2-4所示。与C/C++、Java等语言不同的是，Python中逻辑运算的返回值不一定是布尔值。
表2-4 逻辑运算符
逻辑运算符
3.4
【例2-3】 关系运算符和逻辑运算符示例。
【参考代码】
a = 5 #创建变量a，赋值为5
b = 6 #创建变量b，赋值为6
#输出逻辑表达式的值
print('a = ', a, ', b = ', b)
print('a - 5 and b < 3 = ', a - 5 and b < 3)
print('a < 6 and b + 3 = ', a < 6 and b + 3)
print('a - 5 or b < 3 = ', a - 5 or b < 3)
print('a < 6 or b + 3 = ', a < 6 or b + 3)
print('not a = ', not a)
逻辑运算符
3.4
【运行结果】 程序运行结果如图2-4所示。
图2-4 例2-3程序运行结果
逻辑运算符
3.4
【程序说明】
计算“a 5 and b < 3”表达式时，先计算“a 5”得到的值为0，即为False，因此无须计算“b < 3”的值，表达式的值即为0。计算“a < 6 and b + 3”表达式时，先计算“a < 6”得到的值为True，因此，需计算表达式“b + 3”的值，且整个表达式的值为“b + 3”的值，即为9。
计算“a 5 or b < 3”表达式时，先计算“a 5”得到的值为0，即为False，因此，需计算“b < 3”的值，且整个表达式的值为“b < 3”的值，即为False。计算“a < 6 or b + 3”表达式时，先计算“a < 6”得到的值为True，无须计算“b + 3”的值，表达式的值为True。
计算“not a”表达式时，由于a的值为5，即为True，因此，表达式的值为False。
成员运算符
3.5
成员运算符用于判断一个元素是否在某个序列中，如字符串、列表、元组等。Python提供的成员运算符如表2-5所示。
表2-5 成员运算符
成员运算符
3.5
【例2-4】 判断指定零食是否在购物清单中。
【参考代码】
snack1 = '薯片' #创建零食变量snack1，赋值为“薯片”
snack2 = '棒棒糖' #创建零食变量snack2，赋值为“棒棒糖”
#创建购物清单列表snackList
snackList = ['可乐', '苹果', '薯片', '奥利奥', '鸡腿']
#判断薯片是否在购物清单中
print('薯片在购物清单中？', snack1 in snackList)
#判断棒棒糖是否在购物清单中
print('棒棒糖在购物清单中？', snack2 in snackList)
#判断棒棒糖是否不在购物清单中
print('棒棒糖不在购物清单中？', snack2 not in snackList)
成员运算符
3.5
【运行结果】 程序运行结果如图2-5所示。
图2-5 例2-4程序运行结果
身份运算符
3.6
关系运算符中的“==”是比较两个变量的值是否相等。身份运算符用来判断两个变量是否指向同一个内存对象。Python提供的身份运算符如表2-6所示。
表2-6 身份运算符
身份运算符
3.6
【例2-5】 判断三个整型变量是否为同一个对象。
【参考代码】
int1 = 500 #创建变量int1，赋值为500
int2 = 500 #创建变量int2，赋值为500
int3 = 520 #创建变量int3，赋值为520
print('int1和int2引用的是同一对象？', int1 is int2)
print('int1和int3引用的是同一对象？', int1 is int3)
print('int1的内存地址：', id(int1), '\nint2的内存地址：', id(int2),
'\nint3的内存地址：', id(int3))
int1 = 520 #修改int1的值为520
print('修改值后的int1和int3引用的是同一对象？', int1 is int3)
print('修改值后的int1内存地址：', id(int1))
身份运算符
3.6
【运行结果】 程序运行结果如图2-6所示。
图2-6 例2-5程序运行结果
【程序说明】 id()函数返回对象的唯一标识符，即对象的内存地址。
位运算符
3.7
所谓位运算是指进行二进制位的运算。例如，将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一位。Python提供的位运算符包括按位与、按位或、按位异或、按位取反、左移和右移共6种，如表2-7所示。
表2-7 位运算符
位运算符
3.7
假设变量a = 10，b = 23，即二进制形式a = 0000 1010，b = 0001 0111。用变量a和b执行表2-7中的位运算符，结果如图2-7所示。
（a）按位与a & b （b）按位或a | b （c）按位异或a ^ b
（d）按位取反~ a （e）按位左移a << 2 （f）按位右移a >> 2
图2-7 位运算符
位运算符
3.7
【例2-6】 数据的加密和解密。
【参考代码】
a = 2048 #创建变量a，并赋值为2048
b = 5 #创建变量b，并赋值为5
print('a：', a) #输出a
a <<= b #将a左移b位，并赋给a
print('a左移b位：', a) #输出a
a >>= b #再将a右移b位，并赋给a
print('a再右移b位：', a) #输出a
【问题分析】 定义变量a和b，先将a左移b位加密，然后再将a右移b位解密。
位运算符
3.7
【运行结果】 程序运行结果如图2-8所示。
图2-8 例2-6程序运行结果
【程序说明】 可以看出，a左移b位再右移b位后，还原到a的原始值，故可用这种方式来实现数据的加密和解密。
运算符优先级
3.8
Python中运算符的优先级如表2-8所示。
表2-8 运算符优先级
PART 04
与外界对话
听——输入
4.1
Python提供了input()函数用于获取用户从键盘输入的字符串，其基本格式如下。
input([prompt])
其中，prompt表示输入提示，是一个字符串，[ ]表示可选。input()函数让程序暂停运行，等待用户输入数据，当获取用户输入后，返回一个字符串（不包含末尾的换行符）。例如：
name = input('请输入名字：') #name为字符串
当将该返回值作为数值使用时，就会引发错误，此时可使用int()函数将字符串转化为整型数据，也可使用float()函数将字符串转化为浮点型数据。例如：
a = int(input('请输入一个整数')) #a为整数
b = float(input('请输入一个浮点数：')) #b为浮点数
这里需要注意的是，使用int()函数时，参数须是整型数值的字符串。
说——输出
4.2
在Python中使用print()函数进行输出，应遵循以下原则。
（1）输出字符串时须用单引号或双引号括起来。
（2）输出变量时，可不加引号。
（3）变量与字符串同时输出或多个变量同时输出时，须用“,”隔开。
【例2-7】 输出万能生日祝福。
【问题分析】 使用input()函数输入名字，使用print()函数输出对应名字的生日祝福。
说——输出
4.2
【运行结果】 程序运行结果如图2-9所示。
【参考代码】
print('请输入名字：') #输出提示
#根据输入的名字输出生日祝福
print('亲爱的', input(),
'：\n\t生日快乐 ！ \n\t希望你能开心快乐每一天！ ')
图2-9 例2-7程序运行结果
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