Python 的基本語法規(guī)范

在這個標準工業(yè)大行其道的今天，任何事物都有屬于自己的標準或者規(guī)范。作為當下最流行的編程語言之一的 Python 當然也不例外，這節(jié)課我們就來學習下 Python 的基本語法規(guī)范：

1. 簡介

本文介紹 Python 的最基本語法和功能，即：安裝完 Python 后、開始學習 Python，首先需要了解的知識點。

2. 變量

2.1 什么是變量

變量是 Python 程序用來保存計算結(jié)果的存儲單元，為了方便訪問這塊存儲單元，Python 給這塊存儲單元命名，該名稱即為變量名，在 Python 中通過變量名來訪問保存計算結(jié)果的存儲單元。

在下圖中，在內(nèi)存中有一塊存儲區(qū)域保存了計算結(jié)果 123，在 Python 程序中使用變量 X 表示這一塊存儲區(qū)域，如下所示：

變量的值是可以變化的，在下圖中，將變量 X 修改為 456，如下所示：

2.2 在 Python 中定義和修改變量

本小節(jié)通過實例講解如何在 Python 中定義和修改變量，步驟如下：

1. 在命令行窗口中輸入 python，進入 Python 的交互模式。注意，在 Python 的交互模式下，>>> 是提示符。本小節(jié)面向初學者，因此會提及進入 Python 的交互模式，之后的章節(jié)將不再贅述。

2. 定義變量 X，并設(shè)定變量 X 的初值為 123

>>> X = 123

3. 直接輸入變量名 X，讀取變量 X 的值，在交互模式下，會輸出變量 X 的當前值。

>>> X
123

4. 修改變量 X 為 456。

>>> X = 456

5. 直接輸入變量名 X，讀取變量 X 的值，發(fā)現(xiàn)變量 X 已經(jīng)修改為 456。

>>> X
456

2.3 變量的命名規(guī)則

Python 的變量名稱具有如下規(guī)則：

2.3.1 變量名由字母、數(shù)字、下劃線組成

合法的變量名稱如下：

• abc
• ABC
• abc123
• abc_xyz
• abc__xyz，該命名包含了2根下劃線
• __init__，該命名包含了2根下劃線

不合法的變量名稱如下：

• a$bc，該命名包含了字符$
• ab/c，該命名包含了字符/

2.3.2 數(shù)字不能作為變量名開頭

合法的變量名稱如下：

• abc123

不合法的變量名稱如下：

• 123abc

2.3.4 不能以 Python 中的關(guān)鍵字命名

在 Python 中，具有特殊功能的標識符稱為關(guān)鍵字。關(guān)鍵字是 Python 語言自己已經(jīng)使用的了，不允許開發(fā)者自己定義和關(guān)鍵字相同名字的變量。下圖列出了 Python 中所有的關(guān)鍵字。

在 Python 的交互模式中，輸入’False = 123’，定義變量 False，初值為 123，輸出結(jié)果如下：

>>> False = 123
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: can't assign to keyword

False 是 Python 的關(guān)鍵字，因此提示語法錯誤：“SyntaxError: can’t assign to keyword”。

3. 注釋與空行

3.1 什么是注釋

在編寫 Python 程序時，寫程序的人為程序段給出解釋或提示，對代碼的解釋被稱為注釋。通過在程序代碼中添加注釋，可以提高程序代碼的可讀性。

Python 程序由多個程序段構(gòu)成，可以使用空行將程序段分開，從而提高程序代碼的可讀性。

編寫程序 comment.py，文件內(nèi)容如下:

• 在第1行和第4行中，以 # 開頭的文本為 Python 注釋，說明了下一行代碼的功能。
• 在第3行，沒有任何代碼，是一個空行。
• 執(zhí)行該程序時，Python 會忽視注釋和空行，不會執(zhí)行注釋和空行。

3.2 多行注釋

以 # 開頭的注釋可以注釋一行文本，Python 另外提供了注釋多行文本的功能。多行注釋用三個單引號 ‘’’ 或者三個雙引號 “”" 將注釋括起來，例如:

1. 使用3個單引號注釋多行文本

'''
# 首先定義變量 x
# 讓后將變量 x 修改為 456
x = 123
x = 456
'''

2. 使用3個雙引號注釋多行文本

"""
# 首先定義變量 x
# 讓后將變量 x 修改為 456
x = 123
x = 456
"""

4. 縮進

4.1 什么是縮進

在 Python 中，行首的空白區(qū)域被稱為縮進，例如：

if 2 > 1:
    print('2 > 1 is true')

在第 2 行的首部，有 4 個空格， 這個 4 個空格被稱為縮進。

在 Python 中，可以使用 TAB 或者空格作為縮進，大部分代碼規(guī)范建議使用 4 個空格作為縮進。在 Python 自帶的集成開發(fā)環(huán)境 IDLE 中，用戶輸入 TAB 時，TAB 會被自動轉(zhuǎn)換為 4 個空格。

4.2 為什么需要縮進

使用縮進后，可以直觀的看到代碼的邏輯層次，從而提高代碼的可讀性。

如果不使用縮進，完成一個程序如下：

if 2 > 1:
print('2 > 1 is true')
else:
print('2 > 1 is false')
print('Program is end')

如果使用縮進，完成相同功能的程序如下：

對比這兩段程序，可以發(fā)現(xiàn)使用縮進后，提高了程序的可讀性。在使用縮進的程序中，可以直觀的看到代碼之間的層次關(guān)系，具體如下：

• 第 1 行的 if 語句和第 2 行的 print 語句處于不同的層次
• 第 1 行的 if 語句和第 5 行的 print 語句處于相同的層次

4.3 必須使用縮進

Python 語言要求在需要表達代碼層次關(guān)系的場景中，必須使用縮進。如果不使用縮進，程序運行時則會報告錯誤。例如，編寫程序 no-indent.py 如下：

if 2 > 1:
print('2 > 1 is true')

運行 no-indent.py，輸出結(jié)果如下：

C:\> python no-indent.py
  File "no-indent.py", line 2
    print('2 > 1 is true')
        ^
IndentationError: expected an indented block

輸出表明在程序的第 2 行缺乏縮進（expected an indented block）。

5. 輸入與輸出

5.1 輸入

Python 提供了 input 語句用于讀取鍵盤輸入，input 語句讀取用戶輸入的一行文本。

>>> line = input()
hello world
>>> line
'hello world'

• 在第 1 行，使用 input 語句讀取用戶輸入的一行文本，將該文本保存到變量 line 中。
• 在第 2 行，用戶輸入一行文本 ‘hello world’。
• 在第 3 行，查看變量 line。
• 在第 4 行，顯示結(jié)果為文本 ‘hello world’

可以在 input 語句中加入?yún)?shù)，該參數(shù)作為用戶輸入的提示符，例如：

>>> number = input('Please input a number: ')
Please input a number: 123
>>> number
'123'

• 在第 1 行，使用 input 語句讀取用戶輸入的一行文本，將該文本保存到變量 number 中。input 語句帶有一個參數(shù) 'Please input a number: '。
• 在第 2 行，input 語句首先輸出 input 語句的參數(shù) 'Please input a number: '，這樣用戶就根據(jù)該提示輸入數(shù)字，然后 input 語句再讀取用戶輸入的一行文本 123。

5.2 輸出

在 python 中使用 print 語句向屏幕上輸出。舉例如下：

1. 使用 print 語句輸出一段文本

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

2. 使用 print 語句輸出整數(shù)

>>> print(123)
123

3. 使用 print 語句輸出表達式的結(jié)果

>>> print(1+1)
2

4. 使用 print 語句輸出變量的值

>>> var = 123
>>> print(var)
123

5. 使用 print 語句輸出多項內(nèi)容:
   • 在輸入中，每項內(nèi)容使用逗號分開
   • 在輸出中，每項內(nèi)容使用空格分開

>>> print(123, "hello", 1+1)
123 hello 2

6. 編碼與中文亂碼

6.1 常見錯誤

在 Windows 操作系統(tǒng)中，使用 Python 輸出中文時，可能會出現(xiàn)亂碼的的情況，例如，使用 Windows 自帶的記事本編寫程序 chinese.py，內(nèi)容如下：

運行該程序，輸出結(jié)果如下：

C:\>python chinese.py
  File "chinese.py", line 1
SyntaxError: Non-UTF-8 code starting with '\xd6' in file chinese.py on line 1, b
ut no encoding declared; see http://python.org/dev/peps/pep-0263/ for details

6.2 解決亂碼的方法

以上中文亂碼的錯誤與中文編碼有關(guān)，對初學者來說，編碼是一個較難解釋清楚的概念，需要有相當長的篇幅才能解釋清楚，本文僅介紹如何解決這類問題。

如果 Python 程序需要輸出中文，運行程序時出現(xiàn)錯誤提示 ‘SyntaxError: Non-UTF-8 cod starting’，解決這類錯誤的最簡單方法是：

• 不要使用 Windows 自帶的記事本程序編寫包含中文的 Python 程序
• 請使用如下工具編寫包含中文的 Python 程序
  • Python 自帶的集成開發(fā)環(huán)境 IDLE
  • PyCharm
  • Sublime text

用以上推薦的工具重新編寫程序 chinese.py，則可以正常輸出結(jié)果:

中國
美國

7. 小結(jié)

這節(jié)課我們學習了 Python 的基本語法規(guī)范，這非常的重要。在實際的開發(fā)工作中，我們的代碼都要嚴格遵守這些規(guī)范，因為你寫的代碼不單單只有你一個人閱讀和使用，如果不遵守規(guī)范，會給我們的協(xié)同工作帶來巨大的不便。