Day04 · 程序入门

阶段：阶段一 · 核心基础　|　前置：Day02　|　技术基准：Python 3.15.0

学习目标

掌握 Python 程序的两种运行方式：交互式 Shell 与脚本文件
写出人生中第一个真正的 Python 程序 Hello World
熟练使用 IDLE 的常用快捷键，提升输入效率
会写四种注释：单行注释、多行注释、文档字符串，并理解"编码注释在 Python 3 中已不再需要"
学会使用 Python 的帮助系统：官方文档、help()、dir()、__doc__

一、两种运行方式

Day02 我们把 Python 3.15.0 装好了，也见过 IDLE。从今天开始，小嘉带你正式写程序。Python 运行一段代码有两种最基本的方式，必须分清楚。

1.1、交互式 Shell（REPL）

打开命令提示符（Win+R 输入 cmd），直接输入 python 回车，就进入了交互式 Shell ，提示符是 >>>：

text 复制代码

Python 3.15.0 (tags/v3.15.0, ...) on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

在 >>> 后面输入一行代码，回车立刻执行并显示结果。这种"读入（Read）---求值（Eval）---打印（Print）---循环（Loop）"的环境，简称 REPL。

python 复制代码

>>> 1 + 2 * 3
7
>>> print("Hello, World!")
Hello, World!
>>> "跟小嘉学习 Python"
'跟小嘉学习 Python'

交互模式适合试一小段代码、验证一个想法 ，缺点是关掉窗口写过的代码就没了。输入 exit() 或按 Ctrl+Z 回车退出。

1.2、脚本文件（Script）

真正的项目要把代码保存在文件里。用任意文本编辑器（IDLE、VSCode、PyCharm 都行）写代码，保存为 *.py 文件，再用命令行运行：

bash 复制代码

python hello.py

下面就是你的第一个脚本文件，保存为 hello.py：

python 复制代码

# Author: XiaoJia
# 我的第一个 Python 脚本
print("Hello, World!")
print("跟小嘉学习 Python 程序设计")

命令行输出：

text 复制代码

Hello, World!
跟小嘉学习 Python 程序设计

小嘉提醒：print 在 Python 3 中是函数，必须加括号写成 print("...")。旧教程里的 print "Hello"（不带括号）是 Python 2 的写法（Python 2 遗留，已移除），在 3.15 里会直接报 SyntaxError。

二、Hello World 的仪式感

几乎所有编程语言的第一门课都从 Hello World 开始，这是程序员之间的传统。它虽然只有一行，却包含了"程序---输出"的完整闭环。

python 复制代码

# 第一个程序：向世界问好
print("Hello, World!")

运行它，控制台（Console）就会打印出 Hello, World!。接下来我们在这个基础上加一点东西：

python 复制代码

# Author: XiaoJia
# 带变量的 Hello World
name = "小嘉"
print("Hello, World!")
print("你好，", name)
print("欢迎来到 Python 3.15 的世界")

输出：

text 复制代码

Hello, World!
你好， 小嘉
欢迎来到 Python 3.15 的世界

注意 print 可以一次打印多个值，默认用空格隔开（这个 sep 参数 Day10 细讲）。

三、IDLE 常用快捷键

IDLE 是官方自带的编辑器，Day02 已经打开过。记住下面这些快捷键，写代码会快很多：

快捷键	作用
F5	运行当前脚本（Run Module）
Alt+P	上一条历史命令（交互模式）
Alt+N	下一条历史命令（交互模式）
Ctrl+N	新建文件
Ctrl+O	打开文件
Ctrl+S	保存文件
Ctrl+] / Ctrl+[	增加 / 减少缩进
Alt+3 / Alt+4	注释 / 取消注释选中代码
Alt+/	自动补全单词
Ctrl+F	查找
Ctrl+H	替换
Ctrl+C	中断正在运行的程序
F1	打开 Python 官方帮助文档

python 复制代码

# 在 IDLE 脚本模式下写好这段，按 F5 运行
for i in range(3):
    print("按 F5 运行第", i + 1, "次")

输出：

text 复制代码

按 F5 运行第 1 次
按 F5 运行第 2 次
按 F5 运行第 3 次

四、注释：写给人和未来的自己看的话

程序不是写完就不改了。为了让下次维护时（不管是别人还是三个月后的你）能看懂这段代码在干什么，就需要写注释（Comments）。注释会被解释器忽略，不会执行。

4.1、单行注释

以 # 开头，从 # 到行尾的内容都是注释：

python 复制代码

# 这是一个单行注释，整行都是说明
print("hello, world")   # 这是行尾注释，解释这行代码

4.2、多行注释（三引号）

要注释一大段内容时，用三个引号 """...""" 或 '''...''' 包起来：

python 复制代码

"""
这是多行注释的第一行
这是多行注释的第二行
这段内容整体不会被执行
"""
print("多行注释结束，开始执行")

4.3、文档字符串（Docstring）

放在函数、类、模块开头的三引号字符串，叫文档字符串（Docstring） ，它不是普通注释------它会被 Python 保留下来，可以通过 help() 或 .__doc__ 读取，专门用来生成使用说明：

python 复制代码

def greet(name):
    """打印一句问候语。

    参数：
        name: 问候对象的名字
    """
    print(f"Hello, {name}!")


greet("Alice")
print(greet.__doc__)   # 可以把文档字符串读出来

输出：

text 复制代码

Hello, Alice!
打印一句问候语。

    参数：
        name: 问候对象的名字

4.4、关于"编码注释"（Python 3 已不再需要）

旧教程开头常看到这样两行：

python 复制代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行 #!/usr/bin/env python 叫 shebang，只在 Linux/macOS 下直接运行脚本（./xxx.py）时告诉系统用哪个解释器，Windows 下无效，可写可不写。
第二行 # -*- coding: utf-8 -*- 是编码声明------这是 Python 2 的遗留习惯（Python 2 默认 ASCII，源码里写中文必须声明）。

在 Python 3 中，源码文件默认就是 UTF-8 编码 ，这行编码注释不再是必须的（Python 2 遗留，现已冗余）。只要你的 .py 文件以 UTF-8 保存，里面直接写中文完全没问题。本课程所有文件都按 UTF-8 保存。

五、帮助系统：不懂就问 Python 自己

写代码时最常遇到的问题是"这个函数怎么用？参数有哪些？"。小嘉推荐四个由浅入深的查帮助手段。

5.1、官方文档

最权威的资料永远是官方文档：https://docs.python.org/3/ 。左侧是目录，右上角可切换版本，搜索框支持全文检索。

5.2、`help()`：查看对象的完整说明

在交互模式里输入 help(对象名)，就能看到它的参数、用法、注意事项：

python 复制代码

help(print)        # 查看 print 函数的帮助
help(str)          # 查看字符串类型的完整帮助
help("modules")   # 列出当前环境已安装的所有模块名

按空格翻页，按 q 退出帮助（进入 less 分页器）。

5.3、`dir()`：列出对象有哪些属性和方法

dir() 能列出一个对象"能做什么"，是探索新对象的利器：

python 复制代码

# 查看字符串 str 支持的所有方法名
print(dir(str))

输出（节选）：

text 复制代码

['__add__', '__class__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'find', 'format', 'index', 'join', 'lower', 'lstrip', 'replace', 'split', 'strip', 'upper', ...]

下划线开头的（如 __add__）是内部魔术方法，先不管；其余如 find、split、replace 就是字符串常用方法（Day08 细讲）。

5.4、`obj.doc`：只看核心一句话

help() 内容很长，只想看一句话说明时，直接取对象的文档字符串：

python 复制代码

print(print.__doc__)

输出（节选）：

text 复制代码

Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.

  sep
    string inserted between values, default a space.
  end
    string appended after the last value, default a newline.
  file
    a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
  flush
    whether to forcibly flush the stream.

5.5、BNF 语法与 Python 的多种实现（拓展了解）

**BNF（Backus-Naur Form，巴科斯范式）**是用来形式化描述编程语言语法的记号法。约定：<> 必选、[] 可选、{} 零次或多次、| 表示"或"、::= 表示"被定义为"。官方语言参考文档就是用 BNF 写的，以后深入读文档时会遇到。
CPython ：用 C 语言写的官方 Python 实现，也是我们每天用的这个。此外还有 PyPy （自带 JIT，运行更快）、Jython （跑在 JVM 上）、IronPython（跑在 .NET 上）等。同一门语言、不同的实现，绝大多数代码可以通用。

练习题

在命令行用交互模式分别计算 2 ** 10、7 / 2、7 // 2，把结果记下来，猜猜 / 和 // 的区别。
新建 hello.py，用至少 3 行注释（单行、三引号多行、文档字符串各一种），运行后输出你的名字和一句自我介绍。
在 IDLE 里练习快捷键：用 Alt+P/Alt+N 翻历史命令，用 Alt+3/Alt+4 注释、取消注释一段代码，用 F5 运行。
在交互模式里执行 help(input)，读一遍说明，然后执行 dir(list)，列出你能看懂的 5 个列表方法名。
思考题：为什么 Python 3 的源码默认 UTF-8 后，# -*- coding: utf-8 -*- 这行注释就变成可有可无了？如果你的 .py 文件用 GBK 保存，里面写中文会怎样？

小结

Python 有两种运行方式：交互式 Shell（REPL，适合试小段代码）和脚本文件（.py，用 python 文件名.py 运行）。
Hello World 是程序入门的传统仪式，核心是 print() 函数；print 在 Python 3 中必须带括号。
IDLE 快捷键：F5 运行、Alt+P/N 翻历史、Alt+3/4 注释切换、F1 打开官方文档。
注释四种：# 单行、"""...""" 多行、函数/类开头的文档字符串（可用 help()/__doc__ 读取）；编码注释 # -*- coding -*- 是 Python 2 遗留，3 中默认 UTF-8 已不需要。
查帮助四件套：官方文档 docs.python.org → help(对象) → dir(对象) 列方法 → 对象.__doc__ 看一句话。
拓展：BNF 是描述语法的形式化记号；CPython 是官方实现，PyPy/Jython/IronPython 是其他实现。

扩展阅读

官方 Python 教程（入门必读）：https://docs.python.org/3/tutorial/
内置函数参考（help/dir 都在这）：https://docs.python.org/3/library/functions.html
源目录教材参考：《跟小嘉学习Python 程序设计》一、Python 开发环境介绍和搭建.md 第三章（Python 程序入门）；python写一个简单的程序.docx

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