python基本程序要素

0.引言

一个Python程序主要由以下几个核心要素构成：

1. 变量

2. 数据类型

3. 运算符

4. 控制流（条件与循环）

5. 函数

6. 数据结构（列表、字典等）

7. 输入与输出

8. 注释

1.变量

1. 变量

变量就像是数据的"标签"或"容器"，用于存储信息。在Python中，你不需要提前声明变量的类型，直接赋值即可创建。

语法： 变量名 = 值

# 定义变量
name = "Alice"     # 字符串变量
age = 25           # 整数变量
height = 1.75      # 浮点数变量
is_student = True  # 布尔型变量

# 使用变量
print("姓名：", name)
print("年龄：", age)

命名规则：

• 只能包含字母、数字和下划线（如 my_var, var1）。

• 不能以数字开头（如 1var 是错误的）。

• 不能是Python的关键字（如 if, for, while 等）。

• 建议使用描述性的名字（如 user_age 比 ua 更好）。

2. 基本数据类型

数据类型定义了变量可以存储哪种数据。Python有几种内置的基本数据类型：

• 整数 ： 没有小数点的数字，如 10, -5, 0。

• 浮点数 ： 有小数点的数字，如 3.14, -0.001, 2.0。

• 字符串 ： 由字符组成的文本，用单引号或双引号包围，如 "hello", 'Python'。

• 布尔值 ： 只有两个值：True 和 False，用于逻辑判断。

# 整数
count = 10

# 浮点数
price = 19.99

# 字符串
greeting = "Hello, World!"

# 布尔值
is_active = True

3.运算符

运算符用于对变量和值进行操作。

• 算术运算符 ： +（加）, -（减）, *（乘）, /（除）, %（取模，求余数）, **（幂）。

• 比较运算符 ： ==（等于）, !=（不等于）, >（大于）, <（小于）, >=（大于等于）, <=（小于等于）。

• 逻辑运算符 ： and（与）, or（或）, not（非）。

a = 10
b = 3

# 算术运算
print(a + b)   # 13
print(a / b)   # 3.333...
print(a % b)   # 1 (10除以3余1)

# 比较运算
print(a > b)   # True
print(a == b)  # False

# 逻辑运算
x = True
y = False
print(x and y) # False (两个都为真才为真)
print(x or y)  # True  (一个为真就为真)
print(not x)   # False (取反)

4.控制流

控制流语句决定了代码的执行顺序。

A. 条件语句 (if, elif, else)

根据条件真假执行不同的代码块。

score = 85

if score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 70:
    print("良好")
elif score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")
# 输出：良好

B. 循环语句

for 循环 ： 用于遍历一个序列（如列表、字符串）。
while 循环： 在条件为真时重复执行代码块。

# for 循环遍历列表
fruits = ["apple", "banana", "orange"]
for fruit in fruits:
    print(f"I like {fruit}")

# while 循环
count = 5
while count > 0:
    print(count)
    count -= 1  # count = count - 1
print("发射！")

5.函数

函数是一段可重复使用的代码块，用于执行特定任务。使用 def 关键字来定义函数。

# 定义一个函数
def greet(name):
    """这是一个问候函数（这里是文档字符串）"""
    return f"Hello, {name}!"

# 调用函数
message = greet("Bob")
print(message) # 输出：Hello, Bob!

• name 是参数。

• return 语句用于返回结果。如果函数没有return语句，默认返回 None。

• """文档字符串""" 用于描述函数的功能，是一个好习惯

6.数据结构

列表

有序、可变的元素集合。

my_list = [1, 2, 3, "apple", True]
my_list.append("banana") # 添加元素
print(my_list[0])        # 访问第一个元素，输出：1

字典

无序的键值对集合。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}
print(my_dict["name"])   # 通过键访问值，输出：Alice
my_dict["age"] = 26      # 修改值
my_dict["job"] = "Engineer" # 添加新的键值对

等等

7. 输入与输出

• 输出 ： 使用 print() 函数。

• 输入 ： 使用 input() 函数，它从用户那里获取字符串输入。

# 输出
print("请输入你的名字：")

# 输入
user_name = input() # 程序会暂停，等待用户输入

# 更常见的写法是合并在一起
user_name = input("请输入你的名字：")
print(f"你好，{user_name}！")

# 注意：input() 返回的是字符串，如果需要数字，要转换类型
age = int(input("请输入你的年龄："))

8.注释

注释是写给程序员看的说明，不会被Python执行。用 # 开头。

# 这是一个单行注释

"""
这是多行注释（实际上是一个多行字符串，但常被用作注释）
可以写很多行
"""

def calculate_area(radius):
    # 计算圆的面积
    area = 3.14159 * radius ** 2
    return area

9.一个完整的简单程序示例

将以上要素组合起来，就是一个完整的程序：

# 这是一个简单的猜数字游戏

# 导入random模块，用于生成随机数
import random

# 定义一个主函数
def guess_number():
    # 生成一个1到10的随机数
    secret_number = random.randint(1, 10)
    guess = 0

    print("欢迎来到猜数字游戏！")
    print("我想了一个1到10之间的数字，你来猜猜看。")

    # 循环，直到猜对为止
    while guess != secret_number:
        # 获取用户输入并转换为整数
        guess = int(input("请输入你的猜测："))

        # 条件判断
        if guess < secret_number:
            print("猜小了！再试试。")
        elif guess > secret_number:
            print("猜大了！再试试。")
        else:
            print(f"恭喜你！猜对了，数字就是 {secret_number}！")

# 调用函数，启动游戏
guess_number()