PyFrom0 - 1.Python的基本语法

从零开始的Python

1. 如何运行Python代码

这里假设安装了Anaconda，菜单栏里会多出一个叫spyder的程序，打开以后是这样

（注意我这是很久以前下的，所以还是Python2.7，现在2.x已经停止维护了，至少也要下3.x，最好下个3.8+，不过界面都一样）

界面分为三块区域，

• 左边是脚本区，写大段代码的地方，在这里写好一些代码后，点击上方的三角形可以全部运行。或者选中一部分代码，按ctrl+enter可以运行这一部分
• 右上方是变量观察区，可以实时看到现在有哪些变量，它们分别的值是什么
  
  下面的help和file explorer用得很少，可以不用管
• 右下方是控制台，也就是python的交互式运行窗口，在这里输入一句代码，敲回车就可以直接执行
  

2. 创建变量

相当简单，不需要声明，直接赋值就可以

a = 1       # 数字
b = a
c = '123'   # 单引号/双引号框起来表示字符串，也就是文本
d = b+a
e = f = True    # True/False表示真/假的逻辑值，在分支判断里用得多

在变量观察区可以看到结果是这样

Btw，在Python里“#”号是单行注释，也就是井号后面的内容都不会被执行，只是方便读代码的人理解

因为没有提前声明变量的类型，赋值时也不用考虑变量类型的兼容性，会直接覆盖掉原先的变量，比如

a = 1
a = '123'  # 这时a的值是字符串'123'

python的变量名可以是大小写字母、数字和下划线的组合，但是数字不能作为开头（下划线开头虽然语法上允许，但是也不要用，之后会说它有特殊含义）。对于名字很长的变量，一般用下划线把单词隔开，也可以用大小写字母来区分

a = 1
_aA1 = 1
WhoLovesDiandian = 'xiangxiang'
who_loves_xiangxiang = 'diandian'

3. 运算符

普通的加减乘除自然没什么问题

1+1-2*3/5   # 四则运算，注意是符合运算顺序的噢（有些语言是从左到右），这里返回0.8
1 // 2  # 整除取整，这里返回0
1 % 2   # 整除取余，这里返回1
2 ** 5  # 幂次运算，这里返回32
‘123’ + ‘456’   # 字符串相加是直接拼接，这里返回‘123456’

逻辑运算是这样的，这里的"and", "or", "not" 就是逻辑运算符，

a = True
b = False
a and b # 与运算，and前后都是True才返回True，否则返回False，这里返回False
a or b  # 或运算，有一个是True就返回True
not a   # 非运算，把False编程True，把True变成False
# and和&通用，or和|通用(shift+顿号)，不过一般用and和or增加可读性
c = 1
d = 2
c == d  # 判断是否相等，这里返回False
c != d  # 判断是否不等，这里返回True
c <= d  # 判断是否小于等于
c < d   # 判断是否严格小于

还有一些赋值运算符，四则运算和幂次运算都可以改成赋值运算，但是这些少用，省不了多少事情，只会增加读代码的难度

a = 1
a += 1  # 等价于 a = a + 1
a *= 2  # 等价于 a = a * 2

4. 输出

这里的输出指打印到控制台，输出到文件的之后再说。最简单的就是print函数了

print('521')    # print接受一个字符串，输出出来
print('who loves diandian?', 'xiangxiang!') # 接受多个字符串，中间加上空格按顺序输出
print('say sth?', 521) # 输入数字也是可以的，会自动转换成字符串

不要在意这个In[编号]，这些代码不一定是按顺序跑的。

有时候会想要输出一个未定的变量：

days_from_together = 19
print('we have been together for '+str(days_from_together)+' days') # 利用字符串拼接
# or 
print('we have been together for %d days' %days_from_together)  # 这个特性叫“格式化”

结果是这样

5. 分支条件判断

Python的条件判断没有其他语言那些花里胡哨的，就是if-else

meeting_on_weekend = False
healthy_on_weekend = True
if meeting_on_weekend:
    print("GuGuGu")
elif healthy_on_weekend:
    print("IKEA with diandian")
else:
    print("抱紧我的小被子")

Python的if-else是判断出一个True，进入那个分支以后就不会对下面的分支进行判断了，所以后面甚至可以写一些会报错的东西（反正也不会执行）。

a = None
if not a:
    print('please give "a" a value')
elif a+1==0:
    print(a+1)

None作为一个空值，是不能参与运算的，所以a+1这里会报错，但是上面这段代码能够正常运行，因为根本没有执行elif后面的代码

5.1 代码块-缩进

【这里注意一点】python里判断“代码块”的起始与结束是通过【缩进】。如果if进入一个分支，分支中包含的代码是if语句下方具有相同缩进的代码，举个例子

a = False
if a:
    b = 1
    print(123)
    c = a + b   # 这行以上的三句都不会运行
d = True        # 这句缩进复原了，所以不属于if的代码块，会运行

不仅是if-else体系，后面提到的循环、函数、类都是相似的逻辑，用“缩进”来表示一个代码块的起始和结束。

当然代码块可以嵌套

a = b = True
if a:
    print('a is True')
    if not b:
        print('b is False')
        c = 1       # 不会运行
    d = 1   # 会运行

缩进一般有两种打法，一是按一下制表符（Tab），二是敲四次空格。严格的程序开发标准应该是敲空格（因为跨平台兼容性好，空格到哪里都是空格，制表符就不一定），但是实在太麻烦了，我一般都敲Tab。有一些IDE可以设置敲一次Tab等于敲四次空格，不过spyder好像不行。

6. 循环

Python的循环有两种，for循环和while循环

• for循环是为一个列表中的每个元素执行一次循环中的代码

for i in [1,2,3,4,5]:
    print(i)

• while循环是在某个条件满足时一直不断执行循环中的代码

while i<5:
    print(i)
    i = i + 1

循环内可以跳过本轮或终止该循环，分别用continue和break语句

for i in [1,2,3,4,5]:
    if i==3:
        continue    # 这样i=3的时候会跳过下面的print，只会打印1，2，4，5
    print(i)

while i<5: 
    if i==3:
        break       # 这样i=3的时候会直接终止这个循环，只会打印1，2
    print(i)
    i = i + 1
    # 思考一下：如果这里的break换成continue会出现什么情况

7. 注释

注释是对代码功能和预期输出进行说明的文字，是为了让自己和别人都能看懂代码，注释部分的内容是不运行的。写稍微复杂一点的程序一定要写注释，不然十分钟后你回头看刚才的代码就会怀疑人生

前面我们已经说过了井号后面接的是单行注释，python也可以有多行注释，有两种方法

• 在spyder的代码区里选中要注释的部分代码（可以是多行）按ctrl+1，就会在每一行前面都加上一个井号，再按一次ctrl+1就恢复原样。其他IDE的可能会用不一样的快捷键，常用的还有ctrl+/

#days_from_together = 19
#print('we have been together for '+str(days_from_together)+' days')
## or 
#print('we have been together for %d days' %days_from_together)

• 用三个单引号或者双引号在要注释的内容前后把它们框起来

"""
days_from_together = 19
print('we have been together for '+str(days_from_together)+' days')
# or 
print('we have been together for %d days' %days_from_together)
"""

8. 调用依赖包

依赖包是装在Python环境里的，要调用一个包首先要安装它，怎么安装后面再说。安装好以后，用 import 调用。依赖包一般是一系列类和函数的定义，调用以后就可以直接用点点号(.)调用里面定义好的类和函数了

import datetime
d1 = datetime.datetime.strptime('2020-09-25', '%Y-%m-%d')
d2 = datetime.datetime.now()
days_from_together = (d2-d1).days
print('we have been together for '+str(days_from_together)+' days')

可以看到依赖包又有它的依赖包，所以常常要调用好多层才能看到我们真正想要的函数，可以用 from...import... 使它简洁一点

from datetime import datetime
d1 = datetime.strptime('2020-09-25', '%Y-%m-%d')
d2 = datetime.now()
days_from_together = (d2-d1).days

也可以用 import...as... 使它短一点，比较方便打字

from datetime import datetime as dt
d1 = dt.strptime('2020-09-25', '%Y-%m-%d')
d2 = dt.now()
days_from_together = (d2-d1).days

为了代码的通用性，import...as... 尽量少用。不过有一些大家约定俗成的缩写，咱们如果用到这些包最好也这么用，不然复制人家的代码下来都跑不动

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F

9. 没啥大用的一些语法

• 位运算：把数字当成二进制数做逐位运算，在一些奇怪的算法里有用
• 输入：input()函数，运行以后等待用户敲入一个输入值，毫无意义
• ascii码：可以把字母当作数字来运算，Why？？

【待续】

现在你已经完全掌握了python的常用语法，快去编写一个自己的项目吧！