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第一个Python程序

第一个Python程序

在正式编写第一个Python程序前,我们先复习一下什么是命令行模式和Python交互模式。

命令行模式

在Windows开始菜单选择“命令提示符”,就进入到命令行模式,它的提示符类似C:\>

┌───────── ────────────────────────┐
│Command Prompt                                    - □ x │
├────────── ───────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0]                      │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved.    │
│                                                        │
│C:\> _                                                  │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
└──────────────────────────      ────┘

Python交互模式

在命令行模式下敲命令python,就看到类似如下的一堆文本输出,然后就进入到Python交互模式,它的提示符是>>>

┌─────────────────────────────────┐
│Command Prompt - python                           - □ x │
├──────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0]                      │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved.    │
│                                                        │
│C:\> python                                             │
│Python 3.7 ... on win32                                 │
│Type "help", ... for more information.                  │
│>>> _                                                   │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
└─────────────────────────────────┘

在Python交互模式下输入exit()并回车,就退出了Python交互模式,并回到命令行模式:

┌─────────────────────────────────┐
│Command Prompt                                   - □ x │
├──────────────────── ─────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0]                      │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved.    │
│                                                        │
│C:\> python                                             │
│Python 3.7 ... on win32                                 │
│Type "help", ... for more information.                  │
│>>> exit()                                              │
│                                                        │
│C:\> _                                                  │
│                                                        │
│                                                        │
└──────────────────────── ─────────┘

也可以直接通过开始菜单选择Python (command line)菜单项,直接进入Python交互模式,但是输入exit()后窗口会直接关闭,不会回到命令行模式。

了解了如何启动和退出Python的交互模式,我们就可以正式开始编写Python代码了。

在写代码之前,请千万不要用“复制”-“粘贴”把代码从页面粘贴到你自己的电脑上。写程序也讲究一个感觉,你需要一个字母一个字母地把代码自己敲进去,在敲代码的过程中,初学者经常会敲错代码:拼写不对,大小写不对,混用中英文标点,混用空格和Tab键,所以,你需要仔细地检查、对照,才能以最快的速度掌握如何写程序。

在交互模式的提示符>>>下,直接输入代码,按回车,就可以立刻得到代码执行结果。现在,试试输入100+200,看看计算结果是不是300:

>>> 100+200
300

很简单吧,任何有效的数学计算都可以算出来。

如果要让Python打印出指定的文字,可以用print()函数,然后把希望打印的文字用单引号或者双引号括起来,但不能混用单引号和双引号:

>>> print('hello, world')
hello, world

这种用单引号或者双引号括起来的文本在程序中叫字符串,今后我们还会经常遇到。

最后,用exit()退出Python,我们的第一个Python程序完成!唯一的缺憾是没有保存下来,下次运行时还要再输入一遍代码。

命令行模式和Python交互模式

请注意区分命令行模式和Python交互模式。

在命令行模式下,可以执行python进入Python交互式环境,也可以执行python hello.py运行一个.py文件。

执行一个.py文件只能在命令行模式执行。如果敲一个命令python hello.py,看到如下错误:

┌─────────────────────────────────┐
│Command Prompt                                    _ □ x │
├──────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0]                      │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved.    │
│                                                        │
│C:\> python hello.py                                    │
│python: can't open file 'hello.py': [Errno 2] No such   │
│file or directory                                       │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
└─────────────────────── ──────────┘

错误提示No such file or directory说明这个hello.py在当前目录找不到,必须先把当前目录切换到hello.py所在的目录下,才能正常执行:

┌─────────────────────────────────┐
│Command Prompt                                    _ □ x │
├──────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0]                      │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved.    │
│                                                        │
│C:\> cd work                                            │
│                                                        │
│C:\work> python hello.py                                │
│Hello, world!                                           │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
└─────────────────────────────────┘

此外,在命令行模式运行.py文件和在Python交互式环境下直接运行Python代码有所不同。Python交互式环境会把每一行Python代码的结果自动打印出来,但是,直接运行Python代码却不会。

例如,在Python交互式环境下,输入:

>>> 100 + 200 + 300
600

直接可以看到结果600

但是,写一个calc.py的文件,内容如下:

100 + 200 + 300

然后在命令行模式下执行:

C:\work>python calc.py

发现什么输出都没有。

这是正常的。想要输出结果,必须自己用print()打印出来。把calc.py改造一下:

print(100 + 200 + 300)

再执行,就可以看到结果:

C:\work>python calc.py
600

最后,Python交互模式的代码是输入一行,执行一行,而命令行模式下直接运行.py文件是一次性执行该文件内的所有代码。可见,Python交互模式主要是为了调试Python代码用的,也便于初学者学习,它不是正式运行Python代码的环境

 在Python交互模式下输入 2**10 你会得到:

小结

在Python交互式模式下,可以直接输入代码,然后执行,并立刻得到结果。

在命令行模式下,可以直接运行.py文件。

 

使用文本编辑器

在Python的交互式命令行写程序,好处是一下就能得到结果,坏处是没法保存,下次还想运行的时候,还得再敲一遍。

所以,实际开发的时候,我们总是使用一个文本编辑器来写代码,写完了,保存为一个文件,这样,程序就可以反复运行了。

现在,我们就把上次的'hello, world'程序用文本编辑器写出来,保存下来。

那么问题来了:文本编辑器到底哪家强?

Visual Studio Code!

我们推荐微软出品的Visual Studio Code,它不是那个大块头的Visual Studio,它是一个精简版的迷你Visual Studio,并且,Visual Studio Code可以跨!平!台!Windows、Mac和Linux通用。

请注意,不要用Word和Windows自带的记事本。Word保存的不是纯文本文件,而记事本会自作聪明地在文件开始的地方加上几个特殊字符(UTF-8 BOM),结果会导致程序运行出现莫名其妙的错误。

安装好文本编辑器后,输入以下代码:

print('hello, world')

注意print前面不要有任何空格。然后,选择一个目录,例如C:\work,把文件保存为hello.py,就可以打开命令行窗口,把当前目录切换到hello.py所在目录,就可以运行这个程序了:

C:\work> python hello.py
hello, world

也可以保存为别的名字,比如first.py,但是必须要以.py结尾,其他的都不行。此外,文件名只能是英文字母、数字和下划线的组合。

如果当前目录下没有hello.py这个文件,运行python hello.py就会报错:

C:\Users\IEUser> python hello.py
python: can't open file 'hello.py': [Errno 2] No such file or directory

报错的意思就是,无法打开hello.py这个文件,因为文件不存在。这个时候,就要检查一下当前目录下是否有这个文件了。如果hello.py存放在另外一个目录下,要首先用cd命令切换当前目录。

 

直接运行py文件

有同学问,能不能像.exe文件那样直接运行.py文件呢?在Windows上是不行的,但是,在Mac和Linux上是可以的,方法是在.py文件的第一行加上一个特殊的注释:

#!/usr/bin/env python3

print('hello, world')

然后,通过命令给hello.py以执行权限:

$ chmod a+x hello.py

就可以直接运行hello.py了,比如在Mac下运行:

run-python-in-shell

小结

用文本编辑器写Python程序,然后保存为后缀为.py的文件,就可以用Python直接运行这个程序了。

Python的交互模式和直接运行.py文件有什么区别呢?

直接输入python进入交互模式,相当于启动了Python解释器,但是等待你一行一行地输入源代码,每输入一行就执行一行。

直接运行.py文件相当于启动了Python解释器,然后一次性把.py文件的源代码给执行了,你是没有机会以交互的方式输入源代码的。

用Python开发程序,完全可以一边在文本编辑器里写代码,一边开一个交互式命令窗口,在写代码的过程中,把部分代码粘到命令行去验证,事半功倍!前提是得有个27’的超大显示器!

输入和输出

输出

print()在括号中加上字符串,就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出'hello, world',用代码实现如下:

>>> print('hello, world')

print()函数也可以接受多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出:

>>> print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
The quick brown fox jumps over the lazy dog

print()会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格,因此,输出的字符串是这样拼起来的:

print-explain

print()也可以打印整数,或者计算结果:

>>> print(300)
300
>>> print(100 + 200)
300

因此,我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点:

>>> print('100 + 200 =', 100 + 200)
100 + 200 = 300

注意,对于100 + 200,Python解释器自动计算出结果300,但是,'100 + 200 ='是字符串而非数学公式,Python把它视为字符串,请自行解释上述打印结果。

输入

现在,你已经可以用print()输出你想要的结果了。但是,如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办?Python提供了一个input(),可以让用户输入字符串,并存放到一个变量里。比如输入用户的名字:

>>> name = input()
Michael

当你输入name = input()并按下回车后,Python交互式命令行就在等待你的输入了。这时,你可以输入任意字符,然后按回车后完成输入。

输入完成后,不会有任何提示,Python交互式命令行又回到>>>状态了。那我们刚才输入的内容到哪去了?答案是存放到name变量里了。可以直接输入name查看变量内容:

>>> name
'Michael'

**什么是变量?**请回忆初中数学所学的代数基础知识:

设正方形的边长为a,则正方形的面积为a x a。把边长a看做一个变量,我们就可以根据a的值计算正方形的面积,比如:

若a=2,则面积为a x a = 2 x 2 = 4;

若a=3.5,则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。

在计算机程序中,变量不仅可以为整数或浮点数,还可以是字符串,因此,name作为一个变量就是一个字符串。

要打印出name变量的内容,除了直接写name然后按回车外,还可以用print()函数:

>>> print(name)
Michael

有了输入和输出,我们就可以把上次打印'hello, world'的程序改成有点意义的程序了:

name = input()
print('hello,', name)

运行上面的程序,第一行代码会让用户输入任意字符作为自己的名字,然后存入name变量中;第二行代码会根据用户的名字向用户说hello,比如输入Michael

C:\Workspace> python hello.py
Michael
hello, Michael

但是程序运行的时候,没有任何提示信息告诉用户:“嘿,赶紧输入你的名字”,这样显得很不友好。幸好,input()可以让你显示一个字符串来提示用户,于是我们把代码改成:

name = input('please enter your name: ')
print('hello,', name)

再次运行这个程序,你会发现,程序一运行,会首先打印出please enter your name:,这样,用户就可以根据提示,输入名字后,得到hello, xxx的输出:

C:\Workspace> python hello.py
please enter your name: Michael
hello, Michael

每次运行该程序,根据用户输入的不同,输出结果也会不同。

在命令行下,输入和输出就是这么简单。

小结

任何计算机程序都是为了执行一个特定的任务,有了输入,用户才能告诉计算机程序所需的信息,有了输出,程序运行后才能告诉用户任务的结果。

输入是Input,输出是Output,因此,我们把输入输出统称为Input/Output,或者简写为IO。

input()print()是在命令行下面最基本的输入和输出,但是,用户也可以通过其他更高级的图形界面完成输入和输出,比如,在网页上的一个文本框输入自己的名字,点击“确定”后在网页上看到输出信息。

以下为廖雪峰老师的支付宝和微信,读后有收获可以支付宝请廖老师喝咖啡,读后有疑问请加微信群讨论:

 

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