Python的基础语法(二)
0. 前言
接着上一篇的内容,我将继续介绍python相关的语法。部分篇章可能不只是简单的语法,但是对初学者很有帮助,也建议读懂。
1. 表达式
由数字、符号、括号、变量等组成的组合。
- 算术表达式
- 逻辑表达式
- 赋值表达式
- 在python中,变量无需实现声明,也不需要指定类型。
a = 1 # 无需声明和指定类型
在python中,赋值即定义,如果一个变量已经定义,赋值相当于重新定义。
2. 内存管理
在其他语言,如c++和c中,内存管理是非常重要的,因为在一段内存地址被释放之后,内存中会留下一个“空洞”,造成内存碎片化。通常地,开发者会利用特定的策略来管理内存,把需要经常变动的值放到一个区域,静态的值放到另一个区域。开发者手动管理维护内存,不仅麻烦,还很容易留下安全隐患。
在python编程中无须关心变量的存亡,也不关心内存的管理。python语言和java一样,采用了类似的垃圾收集的机制(garbage collection)。
简单的理解:首先,在python中,一切皆对象。python使用引用计数ob_refcnt
记录所有对象的引用数。当对象引用数ob_refcnt
变为0,它就被认为是生命结束了,内存也会被回收。例如在函数运行结束时,局部变量就会被自动销毁,内存被回收。变量赋值给其他对象时,内存被回收。下面举一个例子:
num1 = 12 # 定义一个变量,这时候在内存中存放12这个值,num标识符对它进行引用,ob_refcnt=1 num2 = num1 # 现在num2和num1的值都在同一个地址,它被引用的次数为2,ob_refcnt=2 # 现在对上面两个变量重新赋值,也就是相当于重新定义 num1 = 1 num2 = 2 # 这个时候,刚才的内存中的12,因为被引用的次数为0,也就是ob_refcnt=2,那么内存就被回收了
缺点:内存回收机制(grabage collection)因为是自动的,所以效率注定不高,在对程序性能要求高的环境中,这一点是致命的。 (不过也还是可以自己动手调一下的,这里暂时不提)
作为初学入门的同学,先了解这么多就可以了,如果想再全面地了解,这里推荐一篇博客我认为写得挺好的,以供参考。
3. 程序控制
3.1 顺序结构
所谓顺序结构,也就是串行。就是一条一条语句按照顺序执行。比如:先洗手,再吃饭,再洗碗。
# 下面三种行为按照从上到下的顺序执行 washing_hand() # 洗手 eat() # 吃饭 washing_dishes() #洗碗
3.2 分支结构
分支结构:根据不同情况判断,条件满足执行某条件下的语句。
3.2.1 if...else...语句
比如,小明考试及格,就吃金拱门,考试不及格,就罚做家务。
if score >= 60: # 这里设置60分为及格 eat_kfc() # 及格了就吃金拱门 else: # 否则 do_housework() # 不及格就做家务
if...else...就是python中用作判断的语句。if后面的条件语句就是判断的依据,它返回的是一个布尔值。而if下面的都是代码块,是在if条件语句为true的时候,才会执行。
3.2.2 if...elif...else...语句
上面的例子是单分支结构,要实现多分支结构该怎么办呢?下面有一个例子:
myscore = 58 if myscore >= 80 and myscore<=100: print("good.") # 八十分以上,优秀 elif myscore >=60 and myscore <80: print("pass.") # 六十分以上,及格 elif myscore<60 and myscore>=0: print("fail.") # 六十分以下,不及格 else: # 在上面条件之外的,也就是小于0分或者大于100分了,那么就算做是错误分数了 print("错误分数")
有部分情况下,条件语句并没有返回一个__布尔值__怎么办呢?在python中,如果在if后面的条件语句没有返回一个布尔值,那么它会把这个语句放进bool()
函数中进行转换,转换后就会返回一个布尔值了。
if 3: # 这里的3并不是一个条件语句,它经过bool()函数转换成布尔值,但是这个操作是我们看不到的 print('true') else: print('false')
下面,给出一些常见的对象/常量经过bool()函数转换后的值,以供参考
对象/常量 | 值 |
---|---|
“”-空字符串 | 假 |
“string”-非空字符串 | 真 |
0 | 假 |
非0 - 一个非0实数 | 真 |
()空元组 | 假 |
[]空列表 | 假 |
{}空字典 | 假 |
none | 假 |
3.3 循环结构
循环结构:条件满足就反复执行,不满足就不执行或不再执行。
3.3.1 while语句
比如,小明在七点前要写作业,小明在7点之后可以看电视,所以他隔一会就检查一次。
time = 5 while time<7: # 这是一个循环体,如果time<7,就会一直循环 do_homework() # 七点前做作业 time += 1 # 每一次循环加一个小时 watching_tv() # 跳出循环之后就执行看电视操作了
和if...else..结构类似,while下面的语句块也是在条件满足的时候执行,直到条件不满足后退出。
3.3.2 for语句
还有另一个语句可以实现循环结构——for语句。他的结构是这样的:
for element in sequence: # 当可迭代对象中有元素可以迭代,进入循环体,执行block block
上面所提到的可迭代对象,简单理解可以说是一组元素,比如[1, 2, 3]
首先,先介绍一下range(start, stop[, step])
函数。
参数说明:
- start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如range(5)等价于range(0, 5);
- stop: 计数到 stop 结束,但不包括 stop。例如:range(0, 5) 是[0, 1, 2, 3, 4]没有5
- step:步长,默认为1。例如:range(0, 5) 等价于 range(0, 5, 1)
下面再举个for循环的例子:
for i in range(10): print(i) 执行结果: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
循环一共执行了10次,每一次i获取range(10)返回的列表中的一个元素。直到range(10)的元素被获取完了,循环就结束了。
3.3.3 continue语句
continue语句的作用是:中断当前循环的当次操作,继续下一次循环,如果没有下一次循环就结束循环。举例,打印10以内的偶数:
for i in range(10): if i % 2 == 1: continue print(i)
3.3.4 break语句
break语句:终止当前循环,跳出循环体。
举例: 列举1000以内被7整除的前20个数
count = 0 # count是一个计数器 for i in range(0, 1000, 7): print(i) count += 1 # 每次列举一个数就加1 if count >=20: # 如果count大于等于20 break # 终止当前循环,跳出循环体
注:循环被break打断叫不正常结束,else子句无效
3.3.5 循环 else子句
在while和for后面跟着的一个子句,结构如下
while condition: block else: # 在while循环正常结束后执行else里面的代码块 block for element in sequence: block else: # 在for循环正常结束后执行else里面的代码块 block
循环异常抛出也是不正常结束,else子句无效。这种子句在特定情况下很有用,比如用于检测循环是否正常结束。
3.4 嵌套结构
上面我们说的分支和循环,都是可以嵌套的。什么是嵌套呢?下面举个例子,判断一个数为几位数:
print("输入一个0-99999的数") num = input(">>") # input()函数用作读取键盘输入 num = int(num) # input()函数读取的输入为字符串类型,因为python是强类型语言,所以这里要做一个类型转换,转换为整型 if num >= 1000: if num >=10000: print(5) else: print(4) else: if num >= 100: print(3) elif num >= 10: print(2) else: print(1)
在if...else...中又插入一个或多个if...else...,这种方式就叫做嵌套。
上面的例子中,我并不是从五位数到四位数到三位数这样一路判断下来的,一方面是为了演示嵌套结构,另一方面,我这里用到了二分搜索算法,这种算法从中间开始查找,如果是判断一个一百位数,或者一千位数,这样的算法明显会比顺序查找高效得多。在以后的博客,我会再具体介绍算法相关的内容。