《Python-100-Days》Day002：语言元素

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原文链接：https://github.com/jackfrued/Python-100-Days/tree/master/Day01-15

语言元素

指令和程序

计算机的硬件系统通常由五大部件构成，包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其中，运算器和控制器放在一起就是我们通常所说的*处理器，它的功能是执行各种运算和控制指令以及处理计算机软件中的数据。我们通常所说的程序实际上就是指令的集合，我们程序就是将一系列的指令按照某种方式组织到一起，然后通过这些指令去控制计算机做我们想让它做的事情。今天我们大多数时候使用的计算机，虽然它们的元器件做工越来越精密，处理能力越来越强大，但究其本质来说仍然属于“冯·诺依曼结构”的计算机。“冯·诺依曼结构”有两个关键点，一是指出要将存储设备与*处理器分开，二是提出了将数据以二进制方式编码。

变量和类型

在程序设计中，变量是一种存储数据的载体。计算机中的变量是实际存在的数据或者说是存储器中存储数据的一块内存空间，变量的值可以被读取和修改，这是所有计算和控制的基础。计算机能处理的数据有很多种类型，除了数值之外还可以处理文本、图形、音频、视频等各种各样的数据，那么不同的数据就需要定义不同的存储类型。Python中的数据类型很多，而且也允许我们自定义新的数据类型，我们先介绍几种常用的数据类型。

• 整型：任意大小、且不分进制。
• 浮点型：浮点数即小数，小数点位置可变。
• 字符串型：字符串是以单引号或双引号括起来的任意文本。字符串还有原始字符串表示法、字节字符串表示法、Unicode字符串表示法，而且可以书写成多行的形式（用三个单引号或三个双引号开头，三个单引号或三个双引号结尾）。
• 布尔型：True和False。
• 复数型：实部和虚部。

变量和命名

硬性规则和强烈建议遵守的非硬性规则。
硬性规则：

• 变量名由字母（广义的Unicode字符，不包括特殊字符）、数字和下划线构成，数字不能开头。
• 大小写敏感（大写的a和小写的A是两个不同的变量）。
• 不要跟关键字（有特殊含义的单词，后面会讲到）和系统保留字（如函数、模块等的名字）冲突。
  非硬性规则：
• 用小写字母拼写，多个单词用下划线连接。
• 受保护的实例属性用单个下划线开头。
• 私有的实例属性用两个下划线开头。
  补充：在以上的基础上做到见名知意。

变量的使用

a = 321
b = 12
print(a + b)    # 333
print(a - b)    # 309
print(a * b)    # 3852
print(a / b)    # 26.75

type函数可返回变量的类型。

a = 100
b = 12.345
c = 1 + 5j
d = 'hello, world'
e = True
print(type(a))    # <class 'int'>
print(type(b))    # <class 'float'>
print(type(c))    # <class 'complex'>
print(type(d))    # <class 'str'>
print(type(e))    # <class 'bool'>

可以使用Python中内置的函数对变量类型进行转换。

• int()：将一个数值或字符串转换成整数，可以指定进制。
• float()：将一个字符串转换成浮点数。
• str()：将指定的对象转换成字符串形式，可以指定编码。
• chr()：将整数转换成该编码对应的字符串（一个字符）。
• ord()：将字符串（一个字符）转换成对应的编码（整数）。
  下面的代码通过键盘输入两个整数来进行算术运算

使用input()函数获取键盘输入（字符串）
使用int()函数将输入的字符串转换为整数
使用print()函数输出带占位符的字符串
a = int(input('a = '))
b = int(input('b = '))
print('%d + %d = %d' % (a, b, a + b))
print('%d - %d = %d' % (a, b, a - b))
print('%d * %d = %d' % (a, b, a * b))
print('%d / %d = %f' % (a, b, a / b))
print('%d // %d = %d' % (a, b, a // b))
print('%d %% %d = %d' % (a, b, a % b))
print('%d ** %d = %d' % (a, b, a ** b))

说明：print函数中输出的字符串使用了占位符语法，其中%d是整数的占位符，%f是小数的占位符，%%表示百分号（因为百分号代表了占位符，所以带占位符的字符串要表示百分号必须写成%%），字符串之后的%后面跟的变量值会替换掉占位符然后输出到终端。

运算符

说明：在实际开发中，如果搞不清楚运算符的优先级，可以使用括号来确保运算的执行顺序。

赋值运算符

赋值运算符应该是最为常见的运算符，它的作用是将右边的值赋给左边的变量。

a = 10
b = 3
a += b        # 相当于：a = a + b
a *= a + 2    # 相当于：a = a * (a + 2)
print(a)      # 算一下这里会输出什么

比较运算符和逻辑运算符

比较运算符：==、!=、<、>、<=、>=。
逻辑运算符：and、or和not。

练习

练习1：华氏温度转换为摄氏温度

提示：华氏温度到摄氏温度的转换公式为： C = ( F − 32 ) ÷ 1.8 C=(F - 32) \div 1.8 C=(F−32)÷1.8。

f = float(input('请输入华氏温度：'))
c = (f - 32) / 1.8
print('%.1f华氏度 = %.1f摄氏度'  % (f, c))

说明：在使用print函数输出时，也可以对字符串内容进行格式化处理，上面print函数中的字符串%1.f是一个占位符，稍后会由一个float类型的变量值替换掉它。除了这种格式化字符串的方式外，还可以用下面的方式来格式化字符串，其中{f:.1f}和{c:.1f}可以先看成是{f}和{c}，表示输出时会用变量f和变量c的值替换掉这两个占位符，后面的:.1f表示这是一个浮点数，小数点后保留1位有效数字。

print(f'{f:.1f}华氏度 = {c:.1f}摄氏度')

练习2：输入圆的半径计算周长和面积

# 输入半径计算圆的周长和面积
radius = float(input('请输入圆的半径：'))
perimeter = 2 * 3.1416 * radius
area = 3.1416 * radius * radius
print('周长：%.2f' % perimeter)
print('面积：%.2f' % area)

练习3：输入年份判断是不是闰年

"""
输入年份 如果是闰年输出True 否则输出False
"""
year = int(input('请输入年份：'))
# 如果代码太长写成一行不便于阅读  可以使用\对代码进行折行
is_leap = year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or \
year % 400 == 0
print(is_leap)

说明：比较运算符会产生布尔值，而逻辑运算符and和or会对这些布尔值进行组合，最终也是得到一个布尔值。