Python 基礎知識：語法、數據類型和控制結構
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如果開發和環境中已安裝 Python，請啟動 Python REPL 和代碼。或者，如果您想跳過安裝并立即開始編碼，我建議您前往Google Colab并一起編碼。
你好，Python！在我們用Python編寫經典的“Hello，world！”程序之前，這里有一些關于語言的信息。Python是一種解釋型語言。這是什么意思？
在任何編程語言中，您編寫的所有源代碼都應翻譯成機器語言。雖然像C和C++這樣的編譯語言在程序運行之前需要整個機器代碼，但解釋器會解析源代碼并動態解釋它。
創建一個 Python 腳本，鍵入以下代碼并運行它：
print("Hello, World!")為了打印出Hello， World！，我們使用了“print（）”函數，這是Python中眾多內置函數之一。
在這個超級簡單的示例中，請注意“Hello， World！”是一個序列 - 一串字符。Python 字符串由一對單引號或雙引號分隔。因此，要打印出任何消息字符串，您可以使用“print（”<message_string>“）”。
讀取用戶輸入現在讓我們更進一步，使用 'input（）' 函數讀取用戶的一些輸入。應始終提示用戶讓他們知道應輸入的內容。
這是一個簡單的程序，它將用戶名作為輸入并問候他們。
注釋通過向用戶提供其他上下文來幫助提高代碼的可讀性。Python 中的單行注釋以 # 開頭。
請注意，下面代碼片段中的字符串前面有一個“f”。此類字符串稱為格式化字符串或 f 字符串。若要替換 f 字符串中變量的值，請在一對大括號內指定變量的名稱，如下所示：
# Get user input
user_name = input("Please enter your name: ")
# Greet the user
print(f"Hello, {user_name}! Nice to meet you!")運行程序時，系統將首先提示您輸入，然后打印出問候消息：
Please enter your name: Bala Hello, Bala! Nice to meet you!
讓我們繼續學習 Python 中的變量和數據類型。
Python 中的變量和數據類型在任何編程語言中，變量都像存儲信息的容器。在我們到目前為止編寫的代碼中，我們已經創建了一個變量 'user_name'。當用戶輸入其名稱（字符串）時，它將存儲在“user_name”變量中。
Python 中的基本數據類型讓我們來看看 Python 中的基本數據類型：“int”、“float”、“str”和“bool”，使用相互構建的簡單示例：
整數（'int'）：整數是沒有小數點的整數。您可以創建整數并將它們分配給變量，如下所示：
age = 25 discount= 10
這些是將值賦給變量的賦值語句。在 C 等語言中，聲明變量時必須指定數據類型，但 Python 是一種動態類型語言。它從值推斷數據類型。因此，您可以重新分配一個變量來保存完全不同的數據類型的值：
number = 1 number = 'one'
您可以使用“type”函數檢查Python中任何變量的數據類型：
number = 1 print(type(number))
“數字”是一個整數：
Output >>> <class 'int'>
我們現在為“數字”分配一個字符串值：
number = 'one' print(type(number))
Output >>> <class 'str'>
浮點數（“float”）：浮點數表示帶有小數點的實數。您可以創建“float”數據類型的變量，如下所示：
height = 5.8 pi = 3.14159
您可以對數值數據類型執行各種運算（加法、減法、下限除法、冪等）。以下是一些示例：
# Define numeric variables
x = 10
y = 5
# Addition
add_result = x + y
print("Addition:", add_result) # Output: 15
# Subtraction
sub_result = x - y
print("Subtraction:", sub_result) # Output: 5
# Multiplication
mul_result = x * y
print("Multiplication:", mul_result) # Output: 50
# Division (floating-point result)
div_result = x / y
print("Division:", div_result) # Output: 2.0
# Integer Division (floor division)
int_div_result = x // y
print("Integer Division:", int_div_result) # Output: 2
# Modulo (remainder of division)
mod_result = x % y
print("Modulo:", mod_result) # Output: 0
# Exponentiation
exp_result = x ** y
print("Exponentiation:", exp_result) # Output: 100000字符串（'str'）：字符串是字符序列，括在單引號或雙引號中。
name = "Alice" quote = 'Hello, world!'
布爾值（“bool”）：布爾值表示“真”或“假”，表示條件的真值。
is_student = True has_license = False
Python 在處理不同數據類型方面的靈活性使您可以有效地存儲、執行各種操作和操作數據。
下面是一個示例，將我們迄今為止學到的所有數據類型放在一起：
# Using different data types together
age = 30
score = 89.5
name = "Bob"
is_student = True
# Checking if score is above passing threshold
passing_threshold = 60.0
is_passing = score >= passing_threshold
print(f"{name=}")
print(f"{age=}")
print(f"{is_student=}")
print(f"{score=}")
print(f"{is_passing=}")這是輸出：
Output >>> name='Bob' age=30 is_student=True score=89.5 is_passing=True超越基本數據類型
假設您正在管理課堂上有關學生的信息。創建一個集合（存儲所有學生的信息）會比為每個學生重復定義變量更有幫助。
列表列表是項的有序集合，括在一對方括號內。列表中的項都可以是相同或不同的數據類型。列表是可變的，這意味著您可以在創建后更改其內容。
在這里，“student_names”包含學生的姓名：
# List student_names = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David"]元組
元組是類似于列表的有序集合，但它們是不可變的，這意味著您在創建后無法更改其內容。
假設您希望“student_scores”成為包含學生考試成績的不可變集合。
# Tuple student_scores = (85, 92, 78, 88)字典
字典是鍵值對的集合。字典的鍵應該是唯一的，并且它們映射到相應的值。它們是可變的，允許您將信息與特定鍵相關聯。
在這里，“student_info”包含有關每個學生的信息（姓名和分數）作為鍵值對：
student_info = {'Alice': 85, 'Bob': 92, 'Charlie': 78, 'David': 88}但是等等，有一種更優雅的方法可以在 Python 中創建字典。
我們即將學習一個新概念：字典理解。如果不是馬上就清楚了，不要擔心。您可以隨時了解更多信息并在以后處理它。
但是理解是非常直觀的理解。如果您希望“student_info”詞典將學生姓名作為鍵，并將他們相應的考試成績作為值，則可以像這樣創建字典：
# Using a dictionary comprehension to create the student_info dictionary
student_info = {name: score for name, score in zip(student_names, student_scores)}
print(student_info)請注意我們如何使用 'zip（）' 函數同時遍歷 'student_names' 列表和 'student_scores' 元組。
Output >>>
{'Alice': 85, 'Bob': 92, 'Charlie': 78, 'David': 88}在此示例中，字典理解直接將“student_names”列表中的每個學生姓名與“student_scores”元組中的相應考試分數配對，以創建“student_info”字典，其中姓名作為鍵，分數作為值。
現在您已經熟悉了原始數據類型和一些序列/可迭代對象，讓我們繼續討論的下一部分：控制結構。
Python 中的控制結構運行 Python 腳本時，代碼執行按順序執行，順序與代碼在腳本中執行的順序相同。
有時，您需要實現邏輯來根據某些條件控制執行流，或者循環通過可迭代對象來處理其中的項。
我們將了解 if-else 語句如何促進分支和條件執行。我們還將學習如何使用循環迭代序列，循環控制語句中斷并繼續。
如果語句當僅當特定條件為真時才需要執行代碼塊時，可以使用“if”語句。如果條件的計算結果為 false，則不執行代碼塊。
圖片來源：作者
請考慮以下示例：
score = 75
if score >= 60:
print("Congratulations! You passed the exam.")在此示例中，僅當“score”大于或等于 60 時，才會執行“if”塊中的代碼。由于“分數”是 75，因此消息“恭喜！你通過了考試“，將打印出來。
Output >>> Congratulations! You passed the exam.If-else 條件語句
“if-else”語句允許您在條件為真時執行一個代碼塊，如果條件為假，則執行另一個代碼塊。
圖片來源：作者
讓我們以測試分數示例為基礎：
score = 45
if score >= 60:
print("Congratulations! You passed the exam.")
else:
print("Sorry, you did not pass the exam.")在這里，如果“分數”小于 60，則將執行“else”塊中的代碼：
Output >>> Sorry, you did not pass the exam.If-elif-else Ladder
當您有多個條件要檢查時，將使用“if-elif-else”語句。它允許您測試多個條件，并為遇到的第一個 true 條件執行相應的代碼塊。
如果 'if' 和所有 'elif' 語句中的條件計算結果為 false，則執行 'else' 塊。
圖片來源：作者
score = 82
if score >= 90:
print("Excellent! You got an A.")
elif score >= 80:
print("Good job! You got a B.")
elif score >= 70:
print("Not bad! You got a C.")
else:
print("You need to improve. You got an F.")在此示例中，程序根據多個條件檢查“分數”。將執行第一個 true 條件塊中的代碼。由于“分數”是 82，我們得到：
Output >>> Good job! You got a B.嵌套 If 語句
當您需要檢查另一個條件中的多個條件時，使用嵌套的“if”語句。
name = "Alice"
score = 78
if name == "Alice":
if score >= 80:
print("Great job, Alice! You got an A.")
else:
print("Good effort, Alice! Keep it up.")
else:
print("You're doing well, but this message is for Alice.")在此示例中，有一個嵌套的“if”語句。首先，程序檢查“名稱”是否為“愛麗絲”。如果為 true，則檢查“分數”。由于“分數”為 78，因此執行內部的“else”塊，打印“努力好，愛麗絲！堅持下去。
Output >>> Good effort, Alice! Keep it up.
Python 提供了幾個循環構造來迭代集合或執行重復性任務。
對于循環在 Python 中，“for”循環提供了一個簡潔的語法，讓我們迭代現有的可迭代對象。我們可以像這樣迭代“student_names”列表：
student_names = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David"]
for name in student_names:
print("Student:", name)上面的代碼輸出：
Output >>> Student: Alice Student: Bob Student: Charlie Student: David而循環
如果你想在條件為真的情況下執行一段代碼，你可以使用“while”循環。
讓我們使用相同的“student_names”列表：
# Using a while loop with an existing iterable
student_names = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David"]
index = 0
while index < len(student_names):
print("Student:", student_names[index])
index += 1在此示例中，我們有一個包含學生姓名的列表“student_names”。我們使用“while”循環通過跟蹤“index”變量來迭代列表。
只要“索引”小于列表的長度，循環就會繼續。在循環中，我們打印每個學生的姓名并遞增“索引”以移動到下一個學生。請注意使用“len（）”函數來獲取列表的長度。
這實現了與使用“for”循環遍歷列表相同的結果：
Output >>> Student: Alice Student: Bob Student: Charlie Student: David
讓我們使用一個 'while' 循環，從列表中彈出元素，直到列表為空：
student_names = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David"]
while student_names:
current_student = student_names.pop()
print("Current Student:", current_student)
print("All students have been processed.")列表方法“pop”刪除并返回列表中存在的最后一個元素。
在此示例中，只要“student_names”列表中存在元素，“while”循環就會繼續。在循環中，“pop（）”方法用于刪除并返回列表中的最后一個元素，并打印當前學生的姓名。
循環將繼續，直到所有學生都已處理完畢，并在循環外打印最后一條消息。
Output >>> Current Student: David Current Student: Charlie Current Student: Bob Current Student: Alice All students have been processed.
“for”循環通常更簡潔，更易于閱讀，用于迭代現有的可迭代對象（如列表）。但是，當循環條件更復雜時，“while”循環可以提供更多的控制。
循環控制語句“break”過早退出循環，“continue”跳過當前迭代的其余部分并移動到下一個迭代。
下面是一個示例：
student_names = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David"] for name in student_names: if name == "Charlie": break print(name)
當“名字”是查理時，控件脫離循環，給我們輸出：
Output >>> Alice Bob模擬執行時循環行為
在Python中，沒有像其他一些編程語言那樣的內置“do-while”循環。但是，您可以使用帶有“break”語句的“while”循環來實現相同的行為。以下是在 Python 中模擬“do-while”循環的方法：
while True:
user_input = input("Enter 'exit' to stop: ")
if user_input == 'exit':
break在此示例中，循環將無限期地繼續運行，直到用戶進入“exit”。循環至少運行一次，因為條件最初設置為“True”，然后在循環內檢查用戶的輸入。如果用戶輸入“exit”，則執行“break”語句，退出循環。
下面是一個示例輸出：
Output >>> Enter 'exit' to stop: hi Enter 'exit' to stop: hello Enter 'exit' to stop: bye Enter 'exit' to stop: try harder! Enter 'exit' to stop: exit
請注意，此方法類似于其他語言中的“do-while”循環，其中循環體保證在檢查條件之前至少執行一次。
總結和后續步驟我希望您能夠毫無困難地編寫本教程的代碼。現在您已經了解了 Python 的基礎知識，是時候開始編寫一些超級簡單的項目了，應用您學到的所有概念。
原文鏈接：Python 基礎知識：語法、數據類型和控制結構 (mvrlink.com)
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