02 - 第一个 Python 程序

终于要开始写代码了。这章我们会写几个小程序，把最基本的东西过一遍。

Hello World 的仪式感

学任何编程语言，第一件事都是打印一句"Hello World"。这算是程序员圈子里的一个传统了，据说从 1978 年的 C 语言教材就开始了。

打开你的项目，在 hello.py 里写上：

python 复制代码

print("Hello World")

然后在终端里运行：

bash 复制代码

uv run hello.py

屏幕上出现 Hello World 了？恭喜你，你已经是一个 Python 程序员了（虽然还很初级哈哈）。

你可能会觉得这也太简单了吧。确实，但别小看这一行------你已经学会了 Python 里用得最多的函数之一：print()。

print() 的几种用法

print() 最基本的用法就是打印一段文字：

python 复制代码

print("我在学 Python")

你也可以打印数字，不用加引号：

python 复制代码

print(42)
print(3.14)

想打印多个东西，用逗号隔开就行：

python 复制代码

print("我叫", "小明", "今年", 25, "岁")

输出：我叫小明今年 25 岁

逗号会自动在每个内容之间加一个空格。

你也可以换分隔符：

python 复制代码

print("2024", "05", "25", sep="-")

输出：2024-05-25

或者让打印完不换行：

python 复制代码

print("你好", end="")
print("世界")

输出：你好世界（在同一行）

默认情况下 print() 打印完会自动换行，end="" 就是告诉它"结尾什么都别加"。

跟用户对话：input()

光让程序说话没意思，得让它能听你说话。input() 就是干这个的------它会暂停程序，等你在键盘上输入点东西。

新建一个文件 greet.py：

python 复制代码

name = input("你叫什么名字？")
print("你好，" + name + "！欢迎来到 Python 的世界")

运行一下：

bash 复制代码

uv run greet.py

它会问你名字，你输入之后它会跟你打招呼。

有个要注意的地方：input() 拿到的东西永远是字符串（就是文字），哪怕你输入的是数字。

python 复制代码

age = input("你多大了？")
print(type(age))  # <class 'str'>

所以你如果要做数学运算，得先转一下类型：

python 复制代码

age = input("你多大了？")
age = int(age)  # 把字符串转成整数
print("你明年就", age + 1, "岁了")

int() 是把文字转成整数的函数。后面会详细讲这些类型转换，现在先有个印象就行。

注释：写给人看的话

写代码的时候经常需要在旁边加点说明，告诉别人（或者以后的自己）这段代码是干嘛的。这些说明叫"注释"，Python 解释器会忽略它们。

单行注释用 #：

python 复制代码

# 这是一个注释，Python 不会执行它
print("你好")  # 行尾也可以写注释

多行注释可以用三个引号：

python 复制代码

"""
这是一个多行注释
可以写好几行
通常用来给函数或类写说明文档
"""
print("你好")

说实话，严格来讲三个引号那个不算注释，它其实是一个没被赋值给任何变量的字符串。但因为 Python 会忽略这种孤立的字符串，效果跟注释差不多。大部分人就直接叫它多行注释了。

注释该写多少？

新手容易走两个极端：要么一行注释都不写，要么每行都写。

我的建议是------写那些"为什么"而不是"是什么"。

不太好的注释：

python 复制代码

# 把 x 设为 10
x = 10

这注释说了等于没说，看代码就知道 x 是 10。

好的注释：

python 复制代码

# 最大重试次数设为 10，超过就放弃
# 因为实际测试发现 10 次已经能覆盖 99% 的情况
max_retries = 10

这个就解释了"为什么是 10"，以后看代码的人（包括三个月后的你自己）会觉得感谢。

代码风格：PEP 8

Python 社区有一套公认的代码规范，叫 PEP 8。不用背，大概知道几个要点就行：

缩进用 4 个空格

Python 靠缩进来表示代码块（不像 C/Java 用大括号）。所以缩进不是可选项，是语法的一部分。

python 复制代码

# 对的
if True:
    print("缩进了")

# 错的，没缩进会报错
if True:
print("没有缩进")

用 Tab 还是空格？Python 官方推荐空格。VS Code 默认按一下 Tab 会自动转成 4 个空格，所以不用纠结。

变量名用小写加下划线

python 复制代码

# 推荐
user_name = "小明"
max_retry_count = 3

# 不推荐
userName = "小明"    # 这是 Java/JS 的风格
UserName = "小明"    # 这是类的命名方式

运算符两边加空格

python 复制代码

# 推荐
x = 10 + 5

# 不推荐
x=10+5

这些规则现在不用死记，VS Code 装了 Python 插件之后，写得不规范它会有提示。写多了自然就习惯了。

一个稍完整的例子

来写一个稍微有意思点的程序，把前面学的东西串起来。

新建文件 calculator.py：

python 复制代码

# 一个超级简单的加法计算器

num1 = input("请输入第一个数字：")
num2 = input("请输入第二个数字：")

# input 拿到的是字符串，要先转成数字
result = float(num1) + float(num2)

print(num1, "+", num2, "=", result)

试试运行：

bash 复制代码

uv run calculator.py

输入两个数字看看结果。这个程序虽然简单，但它已经具备了程序的基本要素：输入、处理、输出。

你可能会想：如果我输入的不是数字呢？比如输入"abc"？

试试看，你会看到一个报错信息。这是正常的------我们还没学怎么处理错误输入，后面"异常处理"那章会专门讲。现在先别管，知道有这回事就行。

调试技巧：出错了怎么办

写代码一定会遇到报错，这很正常。关键是你得能看懂报错信息，知道怎么找到问题。

看懂报错信息

Python 的报错信息（traceback）是从下往上读的。举个例子：

python 复制代码

def calculate(x):
    return 10 / x

def main():
    calculate(0)

main()

运行后的报错：

复制代码

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 7, in <module>
    main()
  File "test.py", line 5, in main
    calculate(0)
  File "test.py", line 2, in calculate
    return 10 / x
ZeroDivisionError: division by zero

最后一行 告诉你出了什么错：ZeroDivisionError: division by zero（除以零）。

倒数几行 告诉你错在哪：File "test.py", line 2, in calculate，第 2 行的 calculate 函数里。

上面的部分 是调用链：main() 调用了 calculate(0)，calculate 里面出了错。

看报错的核心就三步：

看最后一行是什么错误
看倒数几行是哪行代码出了问题
沿着调用链往上追溯

print 调试法

最简单粗暴的方式------在你觉得可能有问题的地方加 print()：

python 复制代码

def process(data):
    print(f"DEBUG: data = {data}")        # 看看传入的数据对不对
    result = data.strip().lower()
    print(f"DEBUG: result = {result}")    # 看看处理后的结果
    return result

虽然原始，但 80% 的 bug 都能用这种方式找到。我自己到现在还经常用。

pdb：Python 内置调试器

pdb 能让你暂停程序，一行一行地执行，随时查看变量的值：

python 复制代码

import pdb

def buggy_function(numbers):
    total = 0
    for n in numbers:
        pdb.set_trace()  # 程序会在这里暂停
        total += n
    return total

buggy_function([1, 2, 3])

暂停后你可以输入命令：

命令	作用
`n`	执行下一行（不进入函数）
`s`	执行下一行（进入函数）
`c`	继续执行到下一个断点
`p 变量名`	打印变量的值
`l`	查看当前代码上下文
`q`	退出调试

Python 3.7+ 还有个更简洁的写法：直接用 breakpoint() 代替 pdb.set_trace()：

python 复制代码

def buggy_function(numbers):
    total = 0
    for n in numbers:
        breakpoint()  # 效果一样，更简洁
        total += n
    return total

VS Code 调试

如果你用 VS Code，调试更直观：

在代码行号左边点一下，会出现一个红点（断点）
按 F5 启动调试
程序会在红点处暂停
左侧面板可以看到所有变量的当前值
顶部的按钮可以单步执行、继续、跳出等

比 pdb 好用多了，不用记命令。推荐新手直接从 VS Code 调试开始。

pass 和 ...：占位符

有时候你需要一个代码块，但暂时不想写具体内容。比如先搭个框架：

python 复制代码

# 先用 pass 占位，以后再来写
def not_ready_yet():
    pass  # 什么都不做，但语法上需要一行代码

class MyError(Exception):
    pass  # 自定义异常经常这样写

if condition:
    do_something()
else:
    pass  # 暂时不处理这个分支

pass 就是一个"什么都不做"的语句，纯粹为了满足语法要求（Python 不允许空的代码块）。

...（三个点，叫 Ellipsis）也能当占位符用，效果跟 pass 一样：

python 复制代码

def not_ready_yet():
    ...

class MyError(Exception):
    ...

用哪个都行，看个人习惯。我一般用 pass，但有些人喜欢 ... 因为更短。在一些科学计算库（如 NumPy）里 ... 有特殊含义，那是另一回事了。

本章小结

print() 用来输出内容，可以打印多个值、自定义分隔符
input() 用来获取用户输入，拿到的永远是字符串
注释用 #（单行）或 """..."""（多行），写"为什么"而不是"是什么"
Python 用缩进表示代码块，推荐 4 个空格
代码风格遵循 PEP 8，不用刻意背，编辑器会帮你
看报错信息：最后一行是错误类型，往上找是哪行代码出了问题
pdb / breakpoint() 和 VS Code 断点是两种常用的调试方式
pass 和 ... 是占位符，满足语法要求但什么都不做

面试题

Q1：print() 和 input() 的返回值分别是什么？
点击查看答案

print() 的返回值是 None。它的作用是把内容输出到屏幕，本身不返回有用的值。

input() 的返回值是用户输入的字符串（str 类型）。哪怕用户输入的是数字 123，input() 返回的也是字符串 "123"。

Q2：Python 中为什么缩进很重要？如果缩进不一致会怎样？
点击查看答案

Python 用缩进来定义代码块（作用域），不像 C/Java 用 {}。缩进决定了哪些代码属于同一个块。

如果缩进不一致（比如混用 Tab 和空格），Python 会报 IndentationError 或 TabError。所以必须保持一致，推荐全部用 4 个空格。

Q3：type() 函数有什么用？type(123) 和 type("123") 的结果一样吗？
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type() 用来查看一个值的类型。

type(123) 返回 <class 'int'>（整数）。
type("123") 返回 <class 'str'>（字符串）。

虽然看起来都是 123，但一个是数字，一个是文字。这在处理 input() 返回值时特别重要------用户输入的数字其实是字符串。

Q4：float("3.14") 和 int("3.14") 都能正常执行吗？
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float("3.14") 可以正常执行，返回 3.14。

int("3.14") 会报错 ValueError。因为 int() 只能转换整数字符串（比如 "3"），不能直接转换带小数点的字符串。

如果要把 "3.14" 转成整数，需要先转 float 再转 int：int(float("3.14"))，结果是 3（直接截断小数部分，不四舍五入）。