语句(1)
你们不要论断人,就不被论断;你们不要定人的罪,就不被定罪;你们要饶恕人,就必蒙饶恕。你们要给人,就必有给你们的,并且用十足的升斗,连摇带按、上尖下流地倒在你们怀里;因为你们用甚么量器量给人,也必用甚么量器量给你们。(LUKE 6:37-38)
语句(1)
写程序,就好比小学生学习写作一样,先学习词语,然后造句,在写文章。
到目前为止仅仅学会了一些词语(各种类型的对象),从现在开始就学习如何造句子了。
在编程语言中,句子被称之为“语句”,
什么是语句
事实上,前面已经用过语句了,最典型的那句:print "Hello, World"
就是语句。(注意:Python 3里,print语句改成了print()函数。)
为了能够严谨地阐述这个概念,抄一段维基百科中的词条:命令式编程
命令式编程(英语:Imperative programming),是一种描述电脑所需作出的行为的编程范型。几乎所有电脑的硬件工作都是指令式的;几乎所有电脑的硬件都是设计来运行机器码,使用指令式的风格来写的。较高级的指令式编程语言使用变量和更复杂的语句,但仍依从相同的范型。
运算语句一般来说都表现了在存储器内的数据进行运算的行为,然后将结果存入存储器中以便日后使用。高级命令式编程语言更能处理复杂的表达式,可能会产生四则运算和函数计算的结合。
一般所有高级语言,都包含如下语句,Python也不例外:
- 循环语句:容许一些语句反复运行数次。循环可依据一个默认的数目来决定运行这些语句的次数;或反复运行它们,直至某些条件改变。
- 条件语句:容许仅当某些条件成立时才运行某个区块。否则,这个区块中的语句会略去,然后按区块后的语句继续运行。
- 无条件分支语句容许运行顺序转移到程序的其他部分之中。包括跳跃(在很多语言中称为Goto)、副程序和Procedure等。
循环、条件分支和无条件分支都是控制流程。
当然, python中的语句还是有其特别之处的(别的语言中,也会有自己的特色)。下面就开始娓娓道来。
在Python 2中,print是一个语句,但是在Python 3中它是一个函数了。这点请注意。
以Python 2为例,说明print语句。如果说读者使用的是Python 3,请自行将print xxx
修改为print(xxx)
,其它不变。
print发起的语句,在程序中主要是将某些东西打印出来,还记得在讲解字符串的时候,专门讲述了字符串的格式化输出吗?那就是用来print的。
>>> print "hello, world"hello, world>>> print "hello","world"hello world
请仔细观察,上面两个print语句的差别。第一个打印的是"hello, world",包括其中的逗号和空格,是一个完整的字符串。第二个打印的是两个字符串,一个是"hello",另外一个是"world",两个字符串之间用逗号分隔。
本来,在print语句中,字符串后面会接一个\n
符号。即换行。但是,如果要在一个字符串后面跟着逗号,那么换行就取消了,意味着两个字符串"hello","world"打印在同一行。
或许现在体现得还不是很明显,如果换一个方法,就显示出来了。(下面用到了一个被称之为循环的语句,下一节会重点介绍。)
>>> for i in [1, 2, 3, 4, 5]:... print i... 12345
这个循环的意思就是要从列表中依次取出每个元素,然后赋值给变量i
,并用print语句输出。在变量i
后面没有任何符号,每打印一个,就换行,再打印另外一个。
下面的方式就跟上面的有点区别了。
>>> for i in [1, 2, 3, 4, 5]:... print i ,... 1 2 3 4 5
就是在print语句的最后加了一个逗号,打印出来的就在一行了。
但是,在Python 3中情况有变。
>>> help(print)Help on built-in function print in module builtins:print(...) print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False) Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default. Optional keyword arguments: file: a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout. sep: string inserted between values, default a space. end: string appended after the last value, default a newline. flush: whether to forcibly flush the stream.
从帮助文档中可以看出,默认的end='\n'
,如果不打算换行,可以在使用print()
函数的时候,修改end这个参数的值。
>>> for i in [1,2,3,4]: print(i, end=',')1,2,3,4,
print语句或者print()
函数经常用在调试程序的过程,让我们能够知道程序在执行过程中产生的结果。
import
在《常用数学函数和运算优先级》中,曾经用到过一个import math
,math能提供很多数学函数,但是这些函数不是Python的内建函数,是math模块的,所以,要用import引用这个模块。
这种用import引入模块的方法,是Python编程经常用到的。引用方法有如下几种:
>>> import math>>> math.pow(3,2)9.0
这是常用的一种方式,而且非常明确,math.pow(3,2)
就明确显示了,pow()函数是math模块里的。可以说这是一种可读性非常好的引用方式,并且不同模块的同名函数不会产生冲突。
>>> from math import pow>>> pow(3,2)9.0
这种方法就有点偷懒了,不过也不难理解,从字面意思就知道pow()
函数来自于math模块。在后续使用的时候,只需要直接使用pow()
即可,不需要在前面写上模块名称了。这种引用方法,比较适合于引入模块较少的时候。如果引入模块多了,可读性就下降了,会不知道那个函数来自那个模块。
>>> from math import pow as pingfang>>> pingfang(3,2)9.0
这是在前面那种方式基础上的发展,将从某个模块引入的函数重命名,比如讲pow充命名为pingfang,然后使用pingfang()
就相当于在使用pow()
了。
如果要引入多个函数,可以这样做:
>>> from math import pow, e, pi>>> pow(e,pi)23.140692632779263
引入了math模块里面的pow,e,pi,pow()是一个乘方函数,e是那个欧拉数;pi就是π.
e,作为數學常數,是自然對數函數的底數。有時稱它為歐拉數(Euler's number),以瑞士數學家歐拉命名;也有個較鮮見的名字納皮爾常數,以紀念蘇格蘭數學家約翰·納皮爾引進對數。它是一个无限不循环小数。e = 2.71828182845904523536(《维基百科》)
e的π次方,是一个数学常数。与e和π一样,它是一个超越数。这个常数在希尔伯特第七问题中曾提到过。(《维基百科》)
例子:
>>> from math import *>>> pow(3,2)9.0>>> sqrt(9)3.0
这种引入方式是最贪图省事的了,一下将math中的所有函数都引过来了。不过,这种方式的结果是让可读性更降低了。仅适用于模块中的函数比较少的时候,并且在程序中应用比较频繁。
在这里,我们用math模块为例,引入其中的函数。事实上,不仅函数可以引入,模块中还可以包括常数等,都可以引入。在编程中,模块中可以包括各样的对象,都可以引入。
赋值语句
对于赋值语句,应该不陌生,在前面已经频繁使用了,如a = 3
这样的,就是将一个整数赋给了变量。
编程中的“=”和数学中的“=”是完全不同的。在编程语言中,“=”表示赋值过程。
除了那种最简单的赋值之外,还可以这么干:
>>> x, y, z = 1, "python", ["hello", "world"]>>> x1>>> y'python'>>> z['hello', 'world']
这里就一一对应赋值了。如果把几个值赋给一个,可以吗?
>>> a = "itdiffer.com", "python">>> a('itdiffer.com', 'python')
原来是将右边的两个值装入了一个元组,然后将元组赋给了变量a。这个Python太聪明了。
在Python的赋值语句中,还有一个更聪明的,它一出场,简直是让一些已经学习过某种其它语言的人亮瞎眼。
有两个变量,其中a = 2
,b = 9
。现在想让这两个变量的值对调,即最终是a = 9
,b = 2
.
这是一个简单而经典的题目。在很多编程语言中,是这么处理的:
temp = a;a = b;b = temp;
这么做的那些编程语言,变量就如同一个盒子,值就如同放到盒子里面的东西。如果要实现对调,必须在找一个盒子,将a盒子里面的东西(整数2)拿到那个临时盒子(temp)中,这样a盒子就空了,然后将b盒子中的东西拿(整数9)拿到a盒子中(a = b),完成这步之后,b盒子是空的了,最后将临时盒子里面的那个整数2拿到b盒子中。这就实现了两个变量值得对调。
太啰嗦了。
python只要一行就完成了。
>>> a = 2>>> b = 9>>> a, b = b, a>>> a9>>> b2
a, b = b, a
就实现了数值对调,多么神奇。
之所以神奇,就是因为我前面已经数次提到的Python中变量和对象的关系。变量相当于贴在对象上的标签。这个操作只不过是将标签换个位置,就分别指向了不同的数据对象。
还有一种赋值方式,被称为“链式赋值”
>>> m = n = "I use python">>> print m, n #Python 3:print(m, n)I use python I use python
用这种方式,实现了一次性对两个变量赋值,并且值相同。
>>> id(m)3072659528L>>> id(n)3072659528L
用id()
来检查一下,发现两个变量所指向的是同一个对象。
另外,还有一种判断方法,来检查两个变量所指向的值是否是同一个(注意,同一个和相等是有差别的。在编程中,同一个就是id()
的结果一样。
>>> m is nTrue
这是在检查m和n分别指向的对象是否是同一个,True说明是同一个。
>>> a = "I use python">>> b = a>>> a is bTrue
这是跟上面链式赋值等效的。
但是:
>>> b = "I use python">>> a is bFalse>>> id(a)3072659608L>>> id(b)3072659568L>>> a == bTrue
看出其中的端倪了吗?这次a、b两个变量虽然相等,但不是指向同一个对象。
还有一种赋值形式,如果从数学的角度看,是不可思议的,如:x = x + 1
,在数学中,这个等式是不成立的。因为数学中的“=”是等于的含义,但是在编程语言中,它成立,因为"="是赋值的含义,即将变量x增加1之后,再把得到的结果赋值变量x.
这种变量自己变化之后将结果再赋值给自己的形式,称之为“增量赋值”。+、-、*、/、%都可以实现类似这种操作。
为了让这个操作写起来省点事(要写两遍同样一个变量),可以写成:x += 1
>>> x = 9>>> x += 1>>> x10
除了数字,字符串进行增量赋值,在实际中也很有价值。
>>> m = "py">>> m += "th">>> m'pyth'>>> m += "on">>> m'python'
本节只是语句的入门,后面还有更多精彩。