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第二章 Python 语言基础

第一章我们把环境搭起来了，写了个能跑的猜数字游戏。但有件事我没敢在那时候告诉你，第二章让我们来亲身感受下。

打开命令行试一下这行。

>>> 0.1 + 0.2 0.30000000000000004

别急着怀疑电脑，也别怀疑 Python，这个结果有它自己的道理，本章会把它讲清楚。

上一章我们写的是"能跑就行"的代码，这一章要学怎么写"对的"代码。变量怎么存东西、数据分哪几类、运算符有哪些、输入输出怎么做得体面。学完你能写出带计算、带格式化输出、能跟人交互的小工具。

我会按照下面内容讲解。

第二章 Python 语言基础 │ ├── 1. 语法特点 → 缩进、换行、注释、大小写、动态类型 ├── 2. 保留字与标识符 → 35 个不能碰的词 + 命名规矩 ├── 3. 变量 → 它是标签不是盒子，以及三种赋值写法 ├── 4. 基本数据类型 → 数字 / 字符串 / 布尔 / None + 互相转换 ├── 5. 运算符 → 算术、比较、逻辑、优先级 ├── 6. 基本输入输出 → print 的隐藏参数、input 的返回类型 ├── 7. 实战 → 名片 / BMI / 小票 / 秒数换算 └── 8. 小结 → 一张表收口 + 5 道题 + 下一章预告

老规矩，别只阅读。把代码敲进你的常用IDE，跑一遍，改点参数再跑一遍。

一、Python 语法特点

1.1 用缩进来分块，不用花括号

这是 Python 最显眼的特征。别的语言用{}包住代码块，Python 用缩进。

// C 语言，靠花括号 if (score >= 60) { printf("及格"); printf("可以回家了"); } printf("结束");

# Python，靠缩进 if score >= 60: print("及格") print("可以回家了") print("结束")

每条内容给你讲解下。

if score >= 60: ← 行尾的冒号，等于说"下面要开新块了" print("及格") ← 缩进 4 空格，属于 if 的地盘 print("可以回家了") ← 同样缩进，还是 if 的地盘 print("结束") ← 退回行首，已经出了 if，无论如何都会执行

四条规矩记牢。

1. 同一个代码块里，每一行的缩进量必须一模一样。
2. 推荐 4 个空格，别用 Tab。混用会报IndentationError（第一章 Q6 讲过怎么解决）。
3. 冒号:是"下面要开新块"的信号灯，看到if/for/def后面跟着冒号，下一行就得缩进。
4. 缩进结束，代码块就结束。没有end，也没有}。

我刚开始写 Python 的时候，最不习惯的就是这个。写了两周之后反倒回不去了，看别的语言那一堆花括号会觉得多余。

1.2 一行一句，分号可有可无

Python 里换行就代表这句话说完了，不用加分号。

a = 1 b = 2

非要写在一行也行，用分号隔开。

a = 1; b = 2 # 语法没问题，但没人这么写

一句话太长想换行，用反斜杠或者直接套括号。

total = 1 + 2 + 3 + \ 4 + 5 + 6 result = (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)

我个人偏好括号那一种，反斜杠后面不小心多打个空格就报错，太脆了。

1.3 注释

单行注释用#。

# 这是单行注释 price = 19.9 # 行尾也可以写注释

多行说明用三个引号包起来。严格说它是个字符串字面量，但放在文件开头或者函数下面，Python 会把它当成文档字符串（docstring）。

""" 价格计算模块 汇率按 7.2 算，用之前记得确认下最新汇率 """

注释这事我只有一条建议，写为什么，别写做什么。

# ❌ 废话注释，代码本身已经说了在干嘛 price = price * 0.8 # 价格乘以 0.8 # ✅ 有价值，说清了 0.8 是怎么来的 price = price * 0.8 # 会员八折，运营给的口径

1.4 大小写敏感

Name、name、NAME在 Python 眼里是三个完全不同的东西。写错大小写是最常见的低级错误之一，报错信息通常是NameError: name 'xxx' is not defined。

1.5 动态类型，万物皆对象

Python 的变量没有固定类型，同一个变量可以随时装不同的东西。

x = 10 # x 现在是整数 x = "hello" # 现在变成了字符串，完全合法 x = [1, 2, 3] # 又变成了列表

想知道一个东西是什么类型，问type()。

>>> type(10) <class 'int'> >>> type(3.14) <class 'float'> >>> type("abc") <class 'str'>

对比一下静态语言。Java 里写int x = 10;之后，x这辈子只能是整数，塞个字符串进去编译器直接报错。Python 没有这层约束，写起来快，代价是类型错误要等到运行时才暴露。

二、保留字与标识符

2.1 35 个不能碰的保留字

保留字（关键字）是 Python 自己留着用的词，你不能拿它们当变量名。想知道有哪些，直接问解释器。

import keyword print(keyword.kwlist) print(len(keyword.kwlist)) # 35

按用途分个组，看着就不乱了。

几个容易踩的点。

• TrueFalseNone首字母必须大写。写成true或none会报NameError，这是从其他语言转过来的人最常犯的错。
• matchcasetype_属于软关键字，Python 3.10 引入match语句时加的。它们只在特定位置有特殊含义，别的地方还能当变量名用，但我不建议这么干，容易把读代码的人绕晕。
• 别拿内置函数名当变量。liststrdictidtypesummax这些不是保留字，你确实能把它们覆盖掉，然后整段代码就开始莫名其妙地报错。

# 我年轻时候干过的蠢事 list = [1, 2, 3] print(list) # 还行，[1, 2, 3] x = list("abc") # TypeError，list 已经被你改成列表了，不再是那个函数

2.2 标识符命名规则

标识符就是你给变量、函数、类起的名字。规则很简单。

中文变量名语法上合法，我见过有人这么用。两年之后他自己回来看代码也看不懂，别学。

2.3 命名约定

规则是强制的，约定是自发的。按 PEP 8（Python 官方代码风格指南）来就行。

名字长短这事我有点体会，宁可长一点也别缩写到看不懂。usr_nm这种省三个字符的写法，半年后你得靠猜。

2.4 三个自检小技巧

import keyword keyword.iskeyword("class") # True，是保留字 keyword.iskeyword("name") # False，可以放心用 "user_name".isidentifier() # True，是合法标识符 "2age".isidentifier() # False

起名字拿不准的时候，这两个函数比翻文档快。

三、变量

3.1 变量是标签，不是盒子

很多入门书把变量画成一个装东西的盒子，这个比喻在 Python 里会带你走偏。更准确的形容是这样。

a = 10 ┌────────┐ ┌───────────────┐ │ a │─────────▶│ 整数对象 10 │ └────────┘ └───────────────┘ 变量名 数据躺在内存里 b = a ┌────────┐ ┌───────────────┐ │ a │─────────▶│ 整数对象 10 │ ├────────┤ ▲ └───────────────┘ │ b │─────┘ └────────┘ 两个标签，贴的是同一个对象

变量就是一张贴在对象上的标签。赋值这个动作，是把标签贴到某个对象上。

理解这一点，下面这段代码的结果你就能预测了。

a = 10 b = a a = 20 # a 撕下来贴到 20 上，b 还贴在 10 上 print(b) # 10，没跟着变

换成列表就不一样了。

a = [1, 2, 3] b = a a.append(4) # 改的是对象本身，不是换标签 print(b) # [1, 2, 3, 4]，b 也跟着变了

区别在于整数是不可变对象，改不了只能换一个；列表是可变对象，能在原地改内容。这个话题第四章讲列表时还会展开。

3.2 三种赋值写法

# 1. 单个赋值 name = "张三" # 2. 多元赋值，一次给多个变量，等号两边数量必须一致 x, y, z = 1, 2.5, "abc" # 3. 交换两个变量，Python 里不用临时变量 a, b = 1, 2 a, b = b, a # 交换完成，a 是 2，b 是 1 # 4. 链式赋值 pi = rate = 0.0

交换变量那一行我第一次见到的时候愣了一下，别的语言都得请出第三个变量当搬运工。多元赋值在后面拆包的时候还会用到，很好使。

3.3 id() 和 is

id()返回对象在内存里的身份证号，is比的就是这个号，而==比的是值。

x = [1, 2, 3] y = [1, 2, 3] print(x == y) # True，值一样 print(x is y) # False，两个各自独立的对象

日常判断相等，用==就够了。只有一种情况必须用is，判断是不是None。

result = None if result is None: # ✅ 正确写法 print("还没算出来") if result == None: # ❌ 别这么写 print("还没算出来")

顺带提一句，CPython 把 -5 到 256 之间的整数做了缓存复用，所以这个范围内用is比较会得到一些反直觉的结果。别去依赖它，那是实现细节，不是语言规则。

3.4 del 与常量

del删掉的是标签，不是对象。

a = 10 del a print(a) # NameError，标签没了

Python 里没有真正的常量。PI = 3.14159只是大家约定全大写代表别改，你硬要改它也不拦着。靠自觉。

四、基本数据类型

4.1 类型家族树

Python 内置类型 │ ├── 数字 Number │ ├── int 整数，精度无限 │ ├── float 浮点，双精度 │ ├── bool 布尔，int 的子类 │ └── complex 复数，用得少 │ ├── 序列 Sequence │ ├── str 字符串（不可变） │ ├── list 列表（可变） ← 第四章细讲 │ └── tuple 元组（不可变） ← 第四章细讲 │ ├── 映射 dict 字典 ← 第四章细讲 ├── 集合 set 集合 ← 第四章细讲 │ └── NoneType 只有一个值 None

本章只讲intfloatboolstrNone这五个，剩下的第四章之后逐个来。

4.2 数字

age = 18 # int price = 19.9 # float big = 2 ** 1000 # int，Python 的整数没有上限

2 ** 1000这行在别的语言里会直接溢出，Python 算出来是一个 302 位的数，一点不慌。

>>> 2 ** 1000 10715086071862673209484250490600018105614048117055336074437503883703510511249361224931983788156958581275946729175531468251871452856923140435984577574698574803934567774824230985421074605062371141877954182153046474983581941267398767559165543946077062914571196477686542167660429831652624386837205668069376

浮点数是双精度，精度大约 15 到 16 位有效数字，末尾那点误差是二进制表示的锅。

布尔值在 Python 里是整数的子类，True就是 1，False就是 0。

>>> True + True 2 >>> isinstance(True, int) True

它真正解释的是另一件事，为什么if 1和if True效果一样。

4.3 字符串

四种写法，各有各的用处。

s1 = '单引号' s2 = "双引号" s3 = """三引号， 可以跨行写""" s4 = r"C:\new\test" # 原始字符串，反斜杠不当转义符

写 Windows 路径时r"..."能救命，不然\n会被当成换行。

转义字符就那么几个常用的。

字符串可以按下标取字符，下标从 0 开始，负数表示从右往左数。

P y t h o n 0 1 2 3 4 5 -6 -5 -4 -3 -2 -1

s = "Python" print(s[0]) # P print(s[-1]) # n print(s[1:4]) # yth，左闭右开，取到下标 4 之前 print(s[:3]) # Pyt print(s[3:]) # hon print(s[::-1]) # nohtyP，倒着来

切片是s[起始:结束:步长]，左闭右开。[::-1]反转字符串这个技巧值得背下来。

常用方法挑几个高频的。

字符串是不可变的，改单个字符会报错。

s = "Python" s[0] = "p" # TypeError: 'str' object does not support item assignment

想要新字符串就重新赋值，s = "python"。

4.4 类型转换

int("18") # 18，字符串转整数 int(3.99) # 3，直接截断，不是四舍五入 float("3.14") # 3.14 str(100) # "100" bool("") # False bool("0") # True，非空字符串一律为真

几个坑。

处理用户输入时int()最容易炸，因为用户什么都可能输。第一章那个温度转换器输入 abc 就崩，对吧。

4.5 格式化三种写法

第一种，%占位符，老派写法，现在新代码里基本不写了，但你读老代码会遇到。

print("姓名：%s，年龄：%d" % ("张三", 18))

第二种，str.format()，Python 2.6 之后的主流。

print("姓名：{}，年龄：{}".format("张三", 18))

第三种，f-string，Python 3.6 之后的首选，我强烈推荐这个。

name = "张三" age = 18 print(f"姓名：{name}，年龄：{age}")

f-string 里能直接写表达式，还能带格式说明符。

price = 3.14159 print(f"{price:.2f}") # 3.14，保留两位小数 print(f"{price:>10.2f}") # 右对齐占 10 位 print(f"{42:03d}") # 042，不足补零 print(f"{1234567:,}") # 1,234,567，千分位 print(f"{0.256:.1%}") # 25.6%，百分比

4.6 布尔与真值测试

下面这些东西在if里一律是假，其余都是真。

判断真假不用刻意转 bool，直接放进if就行。

name = input("请输入姓名：") if name: # 空字符串就是假，不用写 name != "" print(f"你好，{name}")

五、运算符

5.1 算术运算符

三个暗坑，逐个说。

第一，/永远返回浮点数，哪怕能整除。

>>> 10 / 5 2.0 # 注意那个 .0，类型是 float >>> 10 / 3 3.3333333333333335

第二，//是向下取整，不是四舍五入，负数方向要特别小心。

>>> 7 // 2 3 >>> -7 // 2 -4 # 不是 -3，它往更小的方向取整

第三，%的结果符号跟着除数走，这一点跟 C、Java 不一样。

>>> 7 % 3 1 >>> -7 % 3 2 # 除数 3 是正数，结果就是正的 >>> 7 % -3 -2 # 除数是负数，结果跟着变负

5.2 比较运算符

==!=><>=<=，结果是布尔值。Python 有个别语言没有的糖，链式比较。

age = 25 if 18 <= age < 60: # 等价于 18 <= age and age < 60 print("在职年龄段")

5.3 逻辑运算符

andornot，三个都会短路求值，能省一步就省一步。

name = "" result = name or "匿名用户" # name 为空，取后者 print(result) # 匿名用户

这里有个必须知道的细节，and和or返回的不是布尔值，是操作数本身。

>>> 3 or 5 3 # 3 是真的，直接返回它，不看后面 >>> 0 or 5 5 # 0 是假的，返回后面那个 >>> 3 and 5 5 # 前面为真，结果取决于后面，返回 5 >>> 0 and 5 0 # 前面为假，直接返回它

记法是，or找第一个为真的，and找第一个为假的，都找不到就返回最后那个。

5.4 赋值运算符

count = 0 count += 1 # 等价于 count = count + 1 count *= 2 count -= 3

+=-=*=/=//=%=**=全套都有。Python 里没有++和--，写i++不会报错（被当成两个正号），但也不会加一，这个坑我见过好几个人踩。

Python 3.8 加了个海象运算符:=，能在表达式里顺手赋值。

# 不用海象 n = input("输入点什么：") while n != "q": print(n) n = input("输入点什么：") # 用海象 while (n := input("输入点什么：")) != "q": print(n)

5.5 身份与成员运算符

a is b # 比身份证号（同一个对象） a is not b "th" in "Python" # 成员判断，字符串里就是子串判断

is和==的区别前面讲过了，再强调一次，比值用==，比 None 用is。

5.6 位运算符

了解即可。我写这么多年业务代码，用上位运算的场合一只手数得过来，基本就是权限位和状态标记这两类。

>>> 6 & 3 # 110 & 011 = 010 2 >>> 1 << 3 # 左移三位，等于乘 8 8

5.7 优先级金字塔

** 最高 ~ +x -x （正负号） * / // % + - << >> & ^ | == != < > <= >= （比较） is is not in not in not and or = += -= *= ... 最低

记不住就加括号。我本人就是这么干的，写了这么多年，遇到三四个运算符叠在一起的时候照样加括号，不丢人。括号还能让读代码的人一眼看懂你的意图。

5.8 浮点数精度问题

回到开头那个问题。

>>> 0.1 + 0.2 0.30000000000000004

这是二进制浮点的通病，换 Java、C 也一样，跟 Python 没关系。0.1 在二进制里是个无限循环小数，就像十进制里的 1/3 一样，存的时候只能截断，误差就这么攒下来了。

两个应对办法。

# 1. 只要显示好看，用 round 或格式化 print(round(0.1 + 0.2, 2)) # 0.3 print(f"{0.1 + 0.2:.2f}") # 0.30 # 2. 算钱这种要精确的场合，用 decimal from decimal import Decimal print(Decimal("0.1") + Decimal("0.2")) # 0.3

算钱一定用Decimal，别用 float，这是行业共识。

六、基本输入和输出

6.1 print 的三个隐藏参数

大部分人只用到了print()的第一个参数，其实它还有三个能玩的。

print("苹果", "香蕉", "橙子") # 默认空格分隔 print("苹果", "香蕉", "橙子", sep=" | ") # 换成竖线分隔 print("加载中", end="") # 结尾不换行 print("完成")

第三个参数end默认是换行符\n，改成空字符串就不换行了。用它刷个进度条。

import time for i in range(101): print(f"\r当前进度 {i}%", end="") time.sleep(0.02) print("\n搞定")

第四个参数file能把内容直接写进文件。

with open("log.txt", "w", encoding="utf-8") as f: print("程序启动", file=f)

6.2 input 永远返回字符串

这一点第一章提过，这里再钉一次，因为它是新手 bug 的头号来源。

┌─── 终端 ────────────────────────────┐ │ 请输入年龄：18 │ │ │ │ 你拿到的是字符串 "18" │ │ int() 之后才是数字 18 │ │ "18" + "1" = "181" ← 拼接 │ │ int("18") + 1 = 19 ← 加法 │ └─────────────────────────────────────┘

age = input("请输入年龄：") # 用户输入 18 print(age + 1) # TypeError，字符串不能跟整数相加 print(int(age) + 1) # 19

6.3 格式化输出实战

想要输出看起来像那么回事，掌握这四个就够用了。

对齐在做表格和小票的时候特别有用，下面的实战三会用到。

七、实战

建个D:\code\python-learn\chapter02\目录，本章代码都放这儿。

实战一｜个人信息名片

练的是变量、多行字符串和 f-string。

# card.py name = "张三" job = "后端工程师" city = "杭州" years = 3 skills = "Python / MySQL / Docker" card = f""" ╔══════════════════════════════════╗ ║ 个人名片 ║ ╠══════════════════════════════════╣ ║ 姓名：{name} ║ ║ 职业：{job} ║ ║ 城市：{city} ║ ║ 年限：{years} 年 ║ ║ 技能：{skills} ║ ╚══════════════════════════════════╝ """ print(card) print(f"{name} 在 {city} 做了 {years} 年 {job}")

运行结果。

╔══════════════════════════════════╗ ║ 个人名片 ║ ╠══════════════════════════════════╣ ║ 姓名：张三 ║ ║ 职业：后端工程师 ║ ║ 城市：杭州 ║ ║ 年限：3 年 ║ ║ 技能：Python / MySQL / Docker ║ ╚══════════════════════════════════╝ 张三 在 杭州 做了 3 年 后端工程师

右边框对不齐，对吧。中文字符在终端里占两个英文字符的宽度，靠数空格对齐是治不好的，得按显示宽度算。这也是为什么做小票那种对齐输出时，我更愿意用下面的等宽思路。

实战二｜BMI 计算器

练的是输入、类型转换、算术运算符和分支判断。

# bmi.py name = input("请输入姓名：") weight = float(input("请输入体重（kg）：")) height = float(input("请输入身高（m）：")) bmi = weight / (height ** 2) print(f"\n{name} 的 BMI 指数是 {bmi:.1f}") if bmi < 18.5: level = "偏瘦" elif bmi < 24: level = "正常" elif bmi < 28: level = "超重" else: level = "肥胖" print(f"身体状态：{level}")

跑一遍。

请输入姓名：张三 请输入体重（kg）：70 请输入身高（m）：1.75 张三 的 BMI 指数是 22.9 身体状态：正常

这里有两个细节。height ** 2比height * height更直观，指数运算就用**。输出用:.1f保留一位小数，不然 BMI 会甩出一长串小数。

实战三｜购物小票

练的是运算符、f-string 对齐和格式化。这个例子我很喜欢，因为它输出的成果看着就像个正经东西。

# receipt.py shop_name = "街角便利店" item1, price1, count1 = "牛奶", 3.5, 2 item2, price2, count2 = "面包", 8.0, 1 item3, price3, count3 = "咖啡", 12.8, 3 amount = price1 * count1 + price2 * count2 + price3 * count3 discount = 0.9 # 会员九折 payable = amount * discount payable = round(payable, 2) # 算钱保留两位 line = "-" * 42 print(f" {shop_name}") print(line) print(f"{'商品':<8}{'单价':>8}{'数量':>8}{'小计':>12}") print(line) print(f"{item1:<8}{price1:>8.2f}{count1:>8}{price1 * count1:>12.2f}") print(f"{item2:<8}{price2:>8.2f}{count2:>8}{price2 * count2:>12.2f}") print(f"{item3:<8}{price3:>8.2f}{count3:>8}{price3 * count3:>12.2f}") print(line) print(f"{'合计':<8}{'':>8}{'':>8}{amount:>12.2f}") print(f"{'折扣':<8}{'':>8}{'':>8}{discount:>11.1%}") print(f"{'应付':<8}{'':>8}{'':>8}{payable:>12.2f}") print(line) print(" 谢谢惠顾，欢迎下次光临")

输出长这样。

街角便利店 ------------------------------------------ 商品 单价 数量 小计 ------------------------------------------ 牛奶 3.50 2 7.00 面包 8.00 1 8.00 咖啡 12.80 3 38.40 ------------------------------------------ 合计 53.40 折扣 90.0% 应付 48.06 ------------------------------------------ 谢谢惠顾，欢迎下次光临

几个值得学的点。

• f"{'牛奶':<8}"里的<8是左对齐占 8 个字符宽，>8是右对齐。数字右对齐才符合看小票的习惯。
• price1, count1 = 3.5, 2这种多元赋值，把三个商品的参数一次性摆开，比一行行写清爽。
• 算钱那一步round(payable, 2)不能省，不然48.060000000000002这种结果会直接打印出来。
• '折扣'那行用了:>11.1%，百分比格式自带一个%号，所以宽度比别的多留一位。

等等，{discount:>11.1%}里的 discount 是 0.9，输出是90.0%。如果你想要显示"打九折"，写成f"{(1 - discount) * 100:.0f}% 优惠"更直白。

加练｜秒数换算成时分秒

//和%的经典练习题，面试也爱考。

# seconds.py total = int(input("请输入总秒数：")) hours = total // 3600 minutes = total % 3600 // 60 seconds = total % 60 print(f"{total} 秒 = {hours} 小时 {minutes} 分 {seconds} 秒")

跑一下。

请输入总秒数：3725 3725 秒 = 1 小时 2 分 5 秒

拆解一下这三行。// 3600拿到能被整除的小时数，% 3600拿到扣掉小时后剩下的秒数再// 60就是分钟，最后% 60剩下的是秒。想让输出更好看点，可以补零，f"{hours:02d}:{minutes:02d}:{seconds:02d}"。

八、小结

8.1 本章知识小结

8.2 五句话记住本章

1. 缩进就是语法，冒号开块，4 空格，别混 Tab。
2. 变量是标签，赋值是贴标签，is比地址，==比值。
3. /永远得浮点，//向下取整，%符号跟除数。
4. input 拿到的一定是字符串，要计算就得转类型。
5. 算钱用 Decimal，别用 float。

8.3 课后练习

1. 温度转换器升级，输入摄氏度，同时输出华氏度和开尔文（K = ℃ + 273.15），都保留一位小数。
2. 计算圆的周长和面积，输入半径r，π 取 3.14159，两个结果都保留两位小数。
3. 输入一个三位数，用//和%把它拆成百位、十位、个位三个数字分别打印。
4. 写个"个人信息录入"，输入姓名、年龄、身高，用 f-string 拼成一句话输出，年龄那栏右对齐占 5 位。
5. 挑战题，输入一个总天数，换算成「x 年 x 个月 x 天」（一年按 365 天算，一个月按 30 天算），想想余数的处理顺序。

8.4 下一章

第三章讲流程控制，if分支的各种写法、for和while循环、break和continue，还有range()这个循环好搭档。这一章写的 BMI 和小票，到时候都能用循环重写一遍，代码能短一半。

附录｜运算符与内置函数速查卡

记不住就回来查，这张表我当年贴在显示器边上贴了半年。