学完C/C++，再学Python是一种什么体验？

变量及类型

变量

print(1 / 2) # 0.5

• 与C/C++等其他语言不同的是，Python中两个整数相除的结果为浮点数

• Python中浮点数在内存中存储的时候遵循IEEE754标准，这套标准在表示浮点数时可能会存在微小的误差，但这个误差在实际开发中不会造成太大的影响

Python中创建变量的语法非常简单，比如：

a = 10

• 其中 a 为变量名，当程序中需要创建多个变量时，可以通过变量名来进行区分
• 首次使用赋值表达式设置变量的值，这个操作是创建变量（初始化操作）
• 对已存在的变量进行赋值操作，则是在修改这个变量的值（重新赋值）

为了区分不同种类的数据，于是出现了变量类型这个概念。

类型

与C/C++等其他语言不同的是，Python中的变量在定义的时候不需要显示声明其类型，而是在初始化值的时候确定的。

整数

整数的类型为int，比如：

a = 10
print(type(a)) # <class 'int'>

• type和print一样，都是Python中的内置函数，可以使用type函数来查看一个变量的类型
• 与C/C++等其他语言不同的是，Python中int类型的变量表示的数据范围是没有上限的，只要内存够大，就能够表示无限大的数据

浮点数

浮点数（小数）的类型为float，比如：

b = 0.7
print(type(b)) # <class 'float'>

• 与C/C++等其他语言不同的是，Python中表示浮点数时只有float一种类型，没有double类型，实际上Python中的float类型就相当于C/C++等语言中的double类型，表示双精度浮点数

Python开发者的哲学：用一种方法，最好只有一种方法来做一件事。

字符串

字符串的类型为str，比如：

c = 'China'
print(type(c)) # <class 'str'>

字符串可以是用“单引号”，“双引号”，“三单引号”以及“三双引号”引起来的一串字符序列。比如：

a = 'China'
b = "China"
c = '''China'''
d = """China"""

print(a) # China
print(b) # China
print(c) # China
print(d) # China

另外，使用“三单引号”和“三双引号”可以将多行字符串赋值给变量，比如：

a = """
hello world
hello python
"""

可以使用len函数来获取字符串的长度，比如:

a = "China"
print(len(a))

还可以使用’+'对两个字符串进行拼接，比如：

a = "hello"
b = " world"
c = a + b
print(c) # hello world

布尔

表示真假的类型是bool，比如：

a = True
print(type(a)) # <class 'bool'>

• 布尔类型只有两种取值，True（真）和False（假）

其它类型

除了上述的类型之外，Python中还有list, dict, 自定义类型等等，后面会一一介绍。

动态类型特性

静态类型与动态类型：

• 静态类型：在编译时，编译器基于所声明的数据类型确定变量的类型
• 动态类型：在运行时，解释器基于变量值的类型确定变量的类型

C/C++等大多数语言都是静态类型语言，在编写静态类型语言的代码时，必须声明变量的数据类型，而Python是一种动态类型语言，因此在编写Python代码时，不用事先声明变量的数据类型。

由于在动态类型语言中，变量值的类型决定了变量的类型，因此在Python中同一个变量在不同时刻其类型可能是不同的，比如：

a = 10
print(type(a)) # <class 'int'>

a = 0.7
print(type(a)) # <class 'float'>

动态类型特性是一把双刃剑：

• 对于中小型程序，可以大大的减少代码量，比如写一段代码就可以同时支持多种类型
• 对于大型程序，提高了模块之间的交互成本，比如程序员A提供的代码难以被B理解

注释

Python中有以下两种风格的注释：

注释行

使用 # 开头的行都是注释行，注释可以写在一行的开头，也可以写在代码的右侧，比如：

# 这是一个注释
print("hello python") # 这也是一个注释

文档字符串

使用三引号引起来的内容称为“文档字符串”，也是注释的一种，比如：

"""
这是多行文本知识
第一行
第二行
第三行
...
"""

说明一下：

• Python中没有多行注释的概念，能够以三引号的方式添加注释，根本原因是因为Python会忽略未分配给变量的字符串文本
• 这种以三引号引起来的“文档字符串”，通常放在文件、函数、类的开头

输入输出

程序需要与用户进行交互。

• 用户把信息传递给程序的过程，称为“输入”
• 程序把结果展示给用户的过程，称为“输出”

输入输出最基本的方法就是控制台，用户可以通过控制台输入一些字符串传递给程序，程序通过控制台将其运行结果展示给用户。

通过控制台输出

使用print函数可以将任意类型的变量输出到控制台，比如：

a = 2024
print(a) # 2024

a = 0.7
print(a) # 0.7

如果想要混合输出不同类型的变量，那么就需要对输出的字符串进行格式化，比如：

year = 2024
name = "dragon"

print(f'The {year} year is {name} year') # The 2024 year is dragon year - 英语语法可忽略（手动狗头）

说明一下：

• 使用 f 作为前缀的字符串，称为 f-string
• f-string里面的 {} 用来内嵌一个其他的变量或表达式

通过控制台输入

使用input函数可以从控制台读取用户输入的数据，比如：

num = input("你输入一个整数：")
print(f'你输入的整数是{num}')

说明一下：

• Input的参数相当于“提示信息”，也可以没有
• input的返回值就是用户输入的内容，是字符串类型

由于input 函数的返回值是字符串类型，因此下面的代码实际进行的是字符串拼接操作：

a = input('请输入第一个整数：') # 10
b = input('请输入第二个整数：') # 20
print(f'{a} + {b} = {a + b}') # 1020

如果我们想进行算术运算，那么在运算前需要进行类型转换操作，比如：

a = input('请输入第一个整数：') # 10
b = input('请输入第二个整数：') # 20
a = int(a)
b = int(b)
print(f'{a} + {b} = {a + b}') # 30

说明一下：

• 与C/C++不同的是，使用int()的方式可以将一个变量转换为int类型
• 类似的，还有float(), bool(), str()等

运算符

算术运算符

Python中的算术运算符包括 +，-，*，/，%，**(幂)，//(地板除)

• 0 不能作为除数，否则程序会抛异常
• 两个整数相除后得到的是一个浮点数
• ** 可以求一个数的整数次幂，也可以求一个数的小数次幂
• // 是地板除，整数除以整数得到的还是整数（向下取整）

关系运算符

Python中的关系运算符包括 <, <=, >, >=, ==, !=

判断两个字符串是否相等

与C/C++等其他语言不同的是，Python中使用==或者!=即可判断两个字符串的内容是否相等。比如：

a = "hello"
b = "hello"
print(a == b) # True

判断两个浮点数是否相等

不能直接使用==判断两个浮点数是否相等，因为浮点数在计算机中的表示并不是精确的。比如：

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3
print(a) # 0.30000000000000004
print(b) # 0.3
print(a == b) # False

正确的比较两个浮点数的方式应该是，判定这两个浮点数的差值是否小于允许的误差范围。比如：

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3
print(a) # 0.30000000000000004
print(b) # 0.3
print(-0.000001 < (a - b) < 0.000001) # True

逻辑运算符

Python中的逻辑运算符包括：and, or, not

• and：并且。两侧操作数均为True，则最终结果为True，否则为False（一假则假）
• or：或者。两侧操作数均为False，则最终结果为False，否则为True（一真则真）
• not：逻辑取反。操作数本身为True，则返回False，本身为False，则返回True

说明一下：

• 在Python中 a < b and b < c 等价于 a < b < c，这个设定与其他编程语言都不相同
• 与其他编程语言类似的是，Python中也存在短路求值规则，对于and，如果左侧表达式为False，则整体一定为False，因此右侧表达式不再执行；对于or，如果左侧表达式为True，则整体一定为True，因此右侧表达式不再执行

赋值运算符

Python中的赋值运算符，包括=、+=、-=、*=、/=、%=、**=、//=、&=、|=、^=、<<=、>>=。

Python还支持多元赋值的方式对多个变量进行赋值。比如：

a, b = 10, 20
print(a) # 10
print(b) # 20

多元赋值能够帮助我们解决一些特殊的问题，比如交换两个变量的值：

a, b = 10, 20
a, b = b, a
print(a) # 20
print(b) # 10

说明一下：

• Python中没有++，--的概念，如果需要对变量进行自增/自减，可以使用+= / -= 1

除去上面介绍的运算符之外，Python中还有其他的运算符，我们后续介绍。

条件循环语句

条件语句

语法格式

标准格式

if 表达式1:
   语句块1
elif 表达式2:
   语句块2
else:
   语句块3

说明一下：

• 条件表达式和else后面使用 : 结尾
• 对于多条件分支，不是写作else if，而是elif
• 命中条件后要执行的语句块，使用缩进来区分各个代码块
• Python当中if语句也支持嵌套

代码示例：

choice = input('你大学认真学习了吗？(输入1表示是，输入0表示否): ')

if choice == '1':
    print('你将会找到一份满意的工作。')
elif choice == '0':
    print('你将来会后悔的。')
else:
    print('你的输入有误。')

说明一下：

• input函数的返回值是字符串类型

代码案例

1.输入一个整数，判定是否是奇数

num = int(input('请输入一个整数：')) # 将输入的字符串转换成int类型

if num % 2 == 1:
    print('这是一个奇数')
else:
    print('这是一个偶数')

说明一下：

• 在C/C++等其他语言中负奇数取余后得到的是-1，在Python中负奇数取余后得到的是1

2.输入一个整数，判定是正数还是负数

num = int(input('请输入一个整数：'))

if num > 0:
    print('这是一个正数')
elif num < 0:
    print('这是一个负数')
else:
    print('这是0')

3.判断年份是闰年还是平年

year = int(input('请输入一个年份：'))

if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or (year % 400 == 0):
    print('闰年')
else:
    print('平年')

缩进和代码块

在Python中使用缩进来区分代码块，不同级别的缩进，程序的执行效果是不同的。比如：

# 代码1
num = input('请输入一个整数：')
if num == '1':
    print('hello')
    print('world')

# 代码2
num = input('请输入一个整数：')
if num == '1':
    print('hello')
print('world')

说明一下：

• 代码1中的两条打印语句都具有一级缩进，因此都属于if内的代码块
• 代码2中只有第一条打印语句具有一级缩进，第二条打印语句没有缩进，因此只有第一条打印语句属于if内的代码块

空语句pass

Python语法规定，if语句、for语句、while语句、函数体、类定义都不能为空，如果因为某些原因写了对应无内容的语句，就需要使用pass语句来避免语法错误。如下：

if a < b:
  pass

while a < b:
  pass

for x in range(10):
  pass

def func():
  pass

class MyClass:
  pass

说明一下：

• 空语句pass并不会对程序的执行有任何影响，只是占个位置，保持Python语法格式符合要求。

循环语句

while循环

语法格式

while 表达式1:
  语句块1 
else:
  语句块2

说明一下：

• 在循环表达式和else后面使用 ：结尾
• 命中条件后要执行的语句块，使用缩进来区分各个代码块
• Python当中while循环也支持嵌套
• break，continue用法与C/C++一致
• 如果使用了else语句，那么当循环条件不再成立时，会执行一次else代码块

代码案例

1.打印1-10的整数

num = 1

while num <= 10:
    print(num)
    num += 1

2.计算1-100的和

num = 1
sum = 0

while num <= 100:
    sum += num
    num += 1

print(sum)

3.计算5的阶乘

result = 1
num = 5

while num >= 1:
    result *= num
    num -= 1

print(result)

4.求1! + 2! + 3! + 4! + 5!

num = 1
sum = 0

while num <= 5:
    factorResult = 1
    i = 1

    # 计算num的阶乘
    while i <= num:
        factorResult *= i
        i += 1

    sum += factorResult
    num += 1

print(sum)

for循环

语法格式

for 循环变量 in 可迭代对象:
  语句块1
else:
  语句块2

说明一下：

• 可迭代对象包括列表、元组、集合、字典、字符串等
• 可迭代对象和else后面以 ：结尾
• 命中条件后要执行的代码块，使用缩进进行区分
• 如果使用了else语句，那么当循环条件不在满足时，会执行一次else代码块

range函数

range函数经常和for循环搭配使用，其可以返回一个数字序列（可迭代对象）。

range(起始值=0，结束值，增量值=1)

参数说明：

• 第一个参数代表的是数字序列的起始值，默认为0
• 第二个参数代表的是数字序列的结束值（不包括结束值，左闭右开）
• 第三个参数代表的是数字序列的增量值（步长），默认为1

range函数的三种使用方式：

• range(end): 返回的数字序列为0，1，2，3 … end-1
• range(start, end): 返回的数字序列为start, start+1, start+2 … end-1
• range(start, end, step): 返回的数字序列为start, start + step, start + 2 * step … start + n * step

对于range函数的第三种使用方式，如果step的值为正数，那么start + n * step < end，如果step的值为负数，那么start + n * step > end.

range(10) # 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
range(1, 10) # 1 2 3 4 5 6 7 8 9
range(1, 10, 2) # 1 3 5 7 9
range(10, 1, -2) # 10 8 6 4 2

代码案例

1.打印1-10的整数

for i in range(1, 11):
    print(i)

2.打印10-1的整数

for i in range(10, 0, -1):
    print(i)

3.求1-100的和

sum = 0

for i in range(1, 101):
    sum += i
print(sum)