本文轉(zhuǎn)載自公眾號“讀芯術(shù)”(ID：AI_Discovery)

我們?nèi)缃竦纳铍x不開手機(jī)、電腦和其他一些智能設(shè)備了，但你知道它們離不開什么嗎?如果沒有程序的存在，這些將什么都不是。

計算機(jī)編程是一種教計算機(jī)執(zhí)行任務(wù)的神奇藝術(shù)，這是現(xiàn)代社會最值得學(xué)習(xí)的技能之一。編程的概念半個世紀(jì)前才出現(xiàn)，但它所帶來的發(fā)展是非常迅速的。這一神奇的工具徹底改變了世界的方方面面。

本文中，筆者將帶領(lǐng)你使用本人最喜愛的Python語言來學(xué)習(xí)編程的概念。

[[326976]]

一、先回答這個問題

為什么想學(xué)編程語言? 在進(jìn)一步閱讀之前，請仔細(xì)思考，并把原因?qū)懺诩埳?。有一天我也問了我的學(xué)生同樣的問題。他們給了我這些回答：

• “我想在著名的軟件公司找一份好工作，所以我需要學(xué)習(xí)一門編程語言。”
• “學(xué)習(xí)一門編程語言能讓我學(xué)習(xí)一些先進(jìn)的技術(shù)，如人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)。”

大多數(shù)答案都與上述相似，學(xué)習(xí)一門編程語言的主要原因是為了找一份工作或者將其運(yùn)用到先進(jìn)技術(shù)中去。這個世界一直用錯誤的方式教育你，學(xué)什么就會獲得什么。你所閱讀、觀看的任何有關(guān)編程語言的教程都會從現(xiàn)實生活中的語言開始。

如果現(xiàn)實世界中已有解決方案，那么學(xué)習(xí)它又有什么用呢?

現(xiàn)在你要記住一件事——不應(yīng)為了任何目的而學(xué)習(xí)編程。實際上，誰都無法教你編程。因為“編程不是一門學(xué)科，而是人類大腦的基本能力。”

所以，在繼續(xù)閱讀之前，忘記所有學(xué)習(xí)這門語言的理由，全心全意地投入。我不確定你最終是否會成為一名軟件開發(fā)人員。但是，我相信你會認(rèn)識到編程是一門自然的語言。

二、Python編程語言

世界上有700多種編程語言可供選擇，人們只注意到了其中一部分。我從2015年開始學(xué)習(xí)編程，一開始接觸的是C語言，我現(xiàn)在也對C語言心懷敬畏。

但是，在2019年學(xué)習(xí)Python時，我第一眼就喜歡上了它，現(xiàn)在依舊如此。我也不知道為什么，可能是因為它的語法簡潔，也可能是其代碼可讀性很高。總之某些東西吸引著我讓我保持著對它的熱情。我保證你也一定會喜歡這門語言，喜歡它應(yīng)對問題的機(jī)制。

Python的創(chuàng)造者Guido van Rossum說：編寫Python代碼的樂趣在于精煉且可讀性高的類，僅通過少量清晰的代碼就能代表達(dá)大量的執(zhí)行操作，而不是瑣碎的代碼泛濫成災(zāi)。

想要挑選一種語言開啟編程生涯，你可以考慮python，因為它的代碼非常簡潔可讀。我們會用語言給別人傳達(dá)一些信息，而編程也正是一種與計算機(jī)交流的語言。如果你需要與人類語言近乎相同的編程語言，那么python適合你。

當(dāng)你和你的朋友說話時，你不需要在結(jié)尾加一個分號，也不需要提及你所談?wù)摰臄?shù)據(jù)類型，這就是人類語言。即使作為一種編程語言，Python也有同樣的特性。

看完下面的內(nèi)容，你就相當(dāng)于已經(jīng)入門Python了，開始吧!

三、如何在Python中打印信息

一個程序應(yīng)該能夠在編譯后傳遞一些內(nèi)容。通常，程序就是賦予計算機(jī)的一組指令。收到指令后，計算機(jī)理解指令，然后通過輸出(Output)值給我們回應(yīng)。而輸出值將打印在控制臺(console)的窗口上，你可以使用解釋器或IDE進(jìn)行編程。

為了便于理解，前五部分會通過想象的概念來解釋。想象你一個人坐在公園里。我來解釋下這第一個場景，當(dāng)你坐在公園的長椅上時，你看到一個老朋友坐在旁邊，現(xiàn)在你正跟那個人說：“嗨，我是Felix，還記得我嗎?”。第一個鏡頭在這里結(jié)束。

[[326977]]

圖源：unsplash

在上述場景中，你所說的話就相當(dāng)于輸出內(nèi)容。我們可以嘗試在python的幫助下打印相同的內(nèi)容。在python中，如果希望在控制臺中打印語句，就必須使用print()命令。

這是要打印的代碼也就是你問那個人的話：

print (“Hi. I am Felix. Do youremember me?”) 

現(xiàn)在可以將其視為Python的一條指令。它將在控制臺中打印以下輸出。

Hi. I am Felix. Do you rememberme? 

通過以下四種不同的方式均可得到同一輸出：

print (“Hi. I am Felix. Do youremember me?”) 
                     or 
print ('Hi. I am Felix. Do you remember me?') 
                     or 
print ('''Hi. I am Felix. Do you remember me?''') 
                     or 
print ("""Hi. I am Felix. Do you remember me?""") 

四、獲取用戶輸入

現(xiàn)在回到公園來。不幸的是，你的老朋友聽不懂你說的話。所以他說：“對不起，你叫什么名字?”。現(xiàn)在，看看這種情況下的兩個表述。第一個只是聲明。但是，第二個是向你詢問以獲得信息?？梢栽诳刂婆_中使用input()命令打此語句。print()和input()之間的區(qū)別在于，輸入需要在語句執(zhí)行后鍵入某些內(nèi)容。對話如下：

print (“Hi. I am Felix. Do youremember me?”) 
input (“Sorry. What is your Name?”) 

輸出……

Hi. I am Felix. Do you rememberme? 
Sorry. What is your Name? 

在這個輸出的最后，你可以在控制臺中輸入你的名字。

五、使用變量名稱的概念

告訴他你的名字后，他幾秒鐘就認(rèn)出了你。然后他說:“嗨!菲利克斯，最近過得好嗎?”。

現(xiàn)在請清楚地理解這句話。在這個表述中，他正確地使用了你的名字。這是怎么做到的?因為，在得到你的名字后，他的大腦把你的名字和某些標(biāo)簽，比如你的名字菲利克斯，一起儲存起來。有了這樣的記憶，他可以在任何地方使用你的名字。

如上所述，編程是一種自然語言，它只是人類本能的另一種表現(xiàn)形式。電腦也有一個存儲大量信息的存儲器。現(xiàn)在，(每當(dāng)使用輸入語句時)你對控制臺說出你的名字，控制臺中給定的輸入就會將其存儲在內(nèi)存位置中。之后，名字必須從內(nèi)存中檢索。

為此，我們通過賦值為輸入提供唯一的名稱。用于引用輸入的名字稱為變量。簡單來說，內(nèi)存位置的名字就是Variable。

print (“Hi. I am Felix. Do youremember me?”) 
name = input (“Sorry. What is your Name?”) 

查看修改后的代碼，其執(zhí)行與前面的代碼相同。但是，當(dāng)你在控制臺中鍵入你的名字時，名字將存儲在name的變量位置中。如果語句存儲在變量名中，則不需要雙引號。

print (“Hi. I am Felix. Do youremember me?”) 
name = input (“Sorry. What is your Name?”) 
print(“Hey!”,name,“,How are You?”) 

輸入：

Hi. I am Felix. Do you rememberme? 
Sorry. What is your Name? Felix 
Hey! Felix,How are You? 

現(xiàn)在當(dāng)你在第二行輸入你的名字時，你的名字就會被存儲在變量名' name'中。如此它可以通過print語句傳遞。

在python中，創(chuàng)建變量名時需要遵循一組規(guī)則：

• 變量名可以有字母(A - z),數(shù)字(0 - 9)和下劃線(_)。
• 變量名不應(yīng)該以任何數(shù)字開始。
• 變量名不能有特殊字符。
• 在Python中，變量名不能是一個關(guān)鍵字。

六、Python中的數(shù)據(jù)類型介紹

問你三個問題：你叫什么名字?你多大了?你對學(xué)習(xí)Python感興趣嗎?每個答案都是不同的。第一個是基于文本的數(shù)據(jù)類型，第二個是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，第三個是分類數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)類型的基本分類是文本、數(shù)字和是或否類型。對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類的原因是每種類型的表現(xiàn)方式不同。從你的年齡我可以計算出你兩年后的年齡，但我不能對基于文本的數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的操作。

在編程中，基于文本的數(shù)據(jù)稱為字符串(string)。數(shù)值數(shù)據(jù)可分為兩類：一個是int，另一個是float。int是一個整數(shù)，而float類型用于小數(shù)點后的數(shù)字。第三種類型稱為boolean數(shù)據(jù)類型，它只包含兩個值“True”和“False”。

我們已經(jīng)了解了如何從用戶獲取字符串，以及如何將其打印到控制臺。獲取一個數(shù)值也是這樣，但是輸入值總是以字符串的形式出現(xiàn)。

[[326978]]

圖源：unsplash

讓我們繼續(xù)公園的場景。過了一會兒，那個公園的老朋友問到你的年齡。年齡是一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，要詢問數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，輸入命令應(yīng)該通過int()傳遞。這時本性又會出來作祟。如果有人問到你的年齡，你會說25或30歲。

答案與其他問題的答案相同。但在聽到這個答案后，你的大腦會識別出它是一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這就是我們大腦的運(yùn)作方式，int()在編程中也是做同樣的事情。

age = int(input(what is yourage?)) 
print("Your age is",age) 

輸出……

what is your age? 26 
Your age is 26 

在float()的幫助下，對float值嘗試相同的操作。

1. type()關(guān)鍵字

type()用于查找變量的數(shù)據(jù)類型，如以下代碼：

name = "Felix" 
age = 23 
print(type(name)) 
print(type(age)) 

輸出

'str' 
'int' 

2. 使用注釋進(jìn)行練習(xí)

注釋是一些不被認(rèn)為是計算機(jī)指令的語句。這些注釋可用于編寫開發(fā)人員信息、代碼用法或任何與實際代碼無關(guān)的內(nèi)容。

注釋有兩種類型：單行注釋和多行注釋。使用#創(chuàng)建單行注釋;使用'''Your Command Here '''創(chuàng)建多行注釋。

#Single Line command 
'''This is 
a multi line 
command''' 

七、運(yùn)算符及其功能

在編程中，僅僅存儲和檢索數(shù)據(jù)是不夠的。讓我們看一個例子，你要去商店買一些巧克力，現(xiàn)在一塊巧克力的價格是4.99美元，你總共需要10塊巧克力，收完巧克力后，你得付帳。現(xiàn)在，你該怎么計算金額。

在這種情況下，我們可以將巧克力的價格存儲在一個float變量中。但是我們必須把成本乘以巧克力總數(shù)來得出總價格。這是一個簡單的初等數(shù)學(xué)。

但是計算機(jī)是如何做到這一點的呢?這時需要運(yùn)算符的介入。數(shù)學(xué)中有很多像乘法這樣的運(yùn)算。為了在編程中執(zhí)行計算，我們使用了一些被稱為運(yùn)算符的符號，它通常操作兩個不同的操作數(shù)。

PRICE = 4.99 
COUNT = 10 
TOTAL = PRICE * COUNT 

操作符是*。python中操作符的主要包括算術(shù)運(yùn)算符、賦值操作符、比較運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符和位運(yùn)算符。

1. 算術(shù)運(yùn)算符

算術(shù)運(yùn)算符用于基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算，如加減乘除。設(shè)a=30, b=4。

使用上述計算的Python程序。

a = 30 
b = 4 
print(a + b) 
print(a - b) 
print(a * b) 
print(a / b) 
floor = a // b 
print(floor) 
mod = a % b 
power = a ** b 
print(mod) 
print(power) 

輸出：

34 
26 
120 
7.5 
7 
2 
810000 

2. 賦值操作符

賦值運(yùn)算符用于為變量賦值。主要的賦值操作符是=。

在price = 50中，將值50賦給price變量。

a = 50 
b = 40 
a = 60 
print(a) 
print(b) 

輸出：

60 
40 

變量將始終獲得最后的賦值。在上面的程序中，變量“a”的最后一次賦值是60。

除了操作符=之外，還有一些賦值操作符，即簡寫操作符。這些操作符用于將某個特定變量上操作返回的值存儲到變量本身。

+=就是一個簡短操作符。如果我們在編程中使用它，語法將是a+=b。這個表達(dá)式的現(xiàn)行語法是a = a + b。在對' a '和' b '賦值后，結(jié)果存儲在' a '本身。

a = 40 
b = 60 
a += b 
print(a) 

輸出：

100 

可以使用其他短操作符(如-=、*=、/=、**= //=、%=)來執(zhí)行這種類型的程序。幾乎所有的算術(shù)運(yùn)算符都支持短操作。

3. 比較運(yùn)算符

比較運(yùn)算符用于比較兩個變量。所有的比較運(yùn)算符都會返回“True”或“False”。句法:Operand1操作符Operand2

(1) == 為等式運(yùn)算符。如果兩個值相等，則返回True，否則返回False。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a==b) 
print(a==c) 

輸出：

True 
False 

(2) !=不等式運(yùn)算符。它的作用與等式運(yùn)算符相反，只有當(dāng)兩個值都不同時，才會返回True。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a!=b) 
print(a!=c) 

輸出：

False 
True 

(3) >為大于運(yùn)算符。如果operand1大于operand2，則返回True，否則返回0。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a > b) 
print(c > a) 
print(a > c) 

輸出：

False 
True 
False 

(4) < 為小于運(yùn)算符。如果operand1小于operand2，則返回True，否則返回0。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a < b) 
print(c < a) 
print(a < c) 

輸出：

False 
False 
True 

(5) >=和<=分別為大于等于和小于等于運(yùn)算符。這些操作符結(jié)合了對>與=的運(yùn)算。如果值1大于或等于第二個值，則第一個返回True。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a >= b) 
print(c >= a) 
print(a >= c) 

輸出：

True 
True 
False 

再如

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a <= b) 
print(c <= a) 
print(a <= c) 

輸出：

True 
False 
True 

4. 邏輯運(yùn)算符

邏輯運(yùn)算符常與條件語句一起使用。python中有三個邏輯運(yùn)算符。它們是and，or以及not。它在兩個布爾值之間使用。

(1) 當(dāng)條件相同，返回到True。真真歸真、真假歸假、假真歸假、假假歸真。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a==b and c>a) #(真,真) 

輸出：

True 

(2) 任意值為真，則歸真。真真歸真、真假歸真、假真歸假、假假歸假。

a = 10 
b = 10 
c = 20 
print(a==b or a>b) #(真，假) 
print(a>bor c<b) #(假，假) 

輸出：

True 
False 

(3) 若為相反數(shù)，則不返回(句法:不是表達(dá)式)。非真歸假、非假歸真。

八、決策和重復(fù)

做決定是每個人生活中的一項重要技能。在這一部分，我們將教計算機(jī)做決定。

想象一種情形：你正在開車，突然你注意到信號燈里的紅燈亮了?，F(xiàn)在，你要做什么?你要踩剎車。

你正在開車，在這個操作過程中，只有看到紅燈時才會停車。這就是決策制定。在Python中，決策控制語句可以實現(xiàn)精準(zhǔn)目標(biāo)。決策控制語句如下所示：

• if
• if……else
• if……elif……else

(1) if條件語句

條件語句會檢查條件。如果條件返回True，則執(zhí)行語句中的內(nèi)容，否則什么也不做。

句法：if條件：

規(guī)定:設(shè)真或假。這是if條件下的兩種狀態(tài)。我們學(xué)習(xí)了各種運(yùn)算符和表達(dá)式。在傳遞表達(dá)式之后，if條件將返回到True或False。如果返回的值為真，則執(zhí)行該條件下的語句。

例:設(shè)a =10, b= 20。if a

a = 10 
b = 5 
if a>b: 
    print("if conditionsatisfied") 
print("Hello") 

輸出：

if condition satisfied 
Hello 

(2) if……else

在上一個例子中，如果表達(dá)式變?yōu)閕f False:則不執(zhí)行任何操作。else關(guān)鍵字使之成為可能。如果If中的條件為False，則else部分中的語句將被執(zhí)行。

a = 10 
b = 5 
if a>b: 
    print("If is executed") 
else: 

(3) if……elif……else

如果你的程序中有多個條件，則使用此類的嵌套條件。

a = 10 
b = 5 
if a>b: 
    print("If is executed") 
else: 

在使用:in if、elif和else表達(dá)式之后，語句必須在下一行的4個空格之后給出。這叫做縮進(jìn)。

九、循環(huán)語句

循環(huán)或重復(fù)相同類型的操作在編程中非常重要。這種方法稱為循環(huán)操作。

python中有兩種關(guān)鍵字類型。一個是while，另一個是for。

(2) while:

句法：while表達(dá)式

while塊中的語句將一直執(zhí)行，直到每次表達(dá)式返回True為止。

a = 5 
while a>0: 
    print(a) 
    aa = a-1 
print("while loop executed") 

輸出：

5 
4 
3 
2 
1 
while loop executed 

從表達(dá)式返回的值每時每刻都在變化，在某一時刻a會變成0。設(shè)現(xiàn)在a>o是錯誤的，當(dāng)while循環(huán)變?yōu)镕alse時，執(zhí)行將停止。

(2) for循環(huán)

語句：for 變量 in 序列

python中有許多可用的序列類型。但是現(xiàn)在讓我們用range()關(guān)鍵字創(chuàng)建一個序列。

對于范圍(5)內(nèi)的x:在這個表達(dá)式中，range(5)將創(chuàng)建一個從0到4的序列。每次將連續(xù)的數(shù)字分配給變量x。

a = 5 
for x in range(a): 
    print(a) 
print("for loop executed") 

輸出：

0 
1 
2 
3 
4 
for loop executed 

十、函數(shù)式編程

我們已經(jīng)領(lǐng)會了Python中print()和input()等函數(shù)。這些函數(shù)是Python內(nèi)置的。在本節(jié)中，我們將看到如何創(chuàng)建自己的函數(shù)。函數(shù)在很多情況下都很有幫助。

同樣地，讓我們以現(xiàn)實世界為例，如果你需要一個蛋糕來慶祝你朋友的生日，而現(xiàn)在只有一天的時間了。你需要一個蛋糕，但你不需要學(xué)習(xí)如何做蛋糕，因為有蛋糕師。所以當(dāng)我們想要某樣?xùn)|西的時候，我們就會找能為我們做這件事的人。

函數(shù)以相同的方式工作，如果你創(chuàng)建了一個函數(shù)，那么它將在程序中的任何地方被多次調(diào)用。例如，如果另一個人需要蛋糕，他也可以打電話給同一個面包師。這樣，函數(shù)簡化了代碼的可讀性，并易于調(diào)試。

在Python中，函數(shù)可以用四種不同的方式創(chuàng)建。如下所示：

• 沒有參數(shù)和返回值
• 帶參數(shù)且無返回值
• 帶參數(shù)和返回值
• 不帶參數(shù)和返回值

我講一個小故事來讓大家了解這四種功能。約翰是個住在城里的年輕人，他的朋友打電話給他，請他來看戲，因為他有多余的票，所以他去了劇院。從劇院回來時，他看到了一臺稱重機(jī)，他走到那臺機(jī)器前檢查了體重。然后他去了一家餐館，點了吃的，最后他回家了。當(dāng)他回到家，他注意到郵箱里有一封郵件。

 

[[326979]]

 

 

圖源：unsplash

 

當(dāng)然，我知道這不是一個有趣的故事。但是把這個故事中的所有事物想象成一個參數(shù)或返回值，將來它會有用的。

十一、如何創(chuàng)建函數(shù)?

在python中，可以使用def關(guān)鍵字創(chuàng)建函數(shù)：def function_name:用于創(chuàng)建函數(shù)。

def add(): 
    a=5 
    b=7 
    print(a+b) 

上面的代碼片段是一個函數(shù)定義。這可以在程序中的任何地方調(diào)用。

記住一件事，沒有返回值的函數(shù)將表示為，函數(shù)名();具有返回值的函數(shù)將表示為，變量=函數(shù)名();返回值將存儲在變量中。

類型1：不帶參數(shù)和返回值

故事中的劇場就是這個功能的一個例子。在這種情況下，任何意見都由他提出，他只是看到了一個影像，那不取決于他的存在，所以沒有參數(shù)也沒有返回值。

def hello(): 
     print("Hello") 
hello() 

hello()函數(shù)不傳遞任何內(nèi)容，也不返回任何內(nèi)容。

輸出：

Hello 

類型2：有參數(shù)，沒有返回值

在稱重機(jī)里，他看到了自己的體重。只有他站在機(jī)器上，機(jī)器才會顯示他的重量。這就是在傳遞一個參數(shù)。

def add(c,d): 
    print(c+d) 
add(4,5) 

輸出：

9 

類型3:具有返回值的參數(shù)

以餐館為例，在這件事上，他把自己的錢和需要吃的東西的信息作為參數(shù)。作為回報，他得到了食物。

def add(c,d): 
    return c+d 
ans = add(4,5) 
print(ans) 

輸出

9 

類型4：不帶返回值的參數(shù)

最后，郵箱中的郵件是一個沒有參數(shù)但有返回值的例子。

def add(): 
    a=6 
    b=4 
    return a+b 
ans=add() 
print(ans) 

這只是關(guān)于Python的一些基礎(chǔ)知識，你要學(xué)的還有很多。最重要的是，永遠(yuǎn)記住一開始教給你的一件事：不要出于任何目的學(xué)任何東西。