欢迎来到 Python 编程世界!

在之前的章节中,你已经学习过算法(Algorithms)和流程图(Flowcharts)——它们就像是程序的“蓝图”。现在,是时候学习 Python 了,这就是我们用来构建那些程序的语言。Python 以其简洁易读、写起来几乎像英文一样而闻名!如果觉得内容太多,别担心;我们会一步一步慢慢来。

1. 存储信息:变量(Variables)与字面值(Literals)

计算机在处理数据之前,需要一个地方来存放它们。你可以把 变量 (Variable) 想象成一个贴了标签的存储盒。你可以将数值放入盒子中,并透过标签在之后找到它。

字面值 (Literal) 则是放入盒中的实际数值。例如,在代码 score = 10 中,score 是变量,而 10 则是字面值。

为你的“盒子”命名(标识符/Identifiers)

命名变量时,请记住以下规则:

  • 必须以字母(a-z, A-Z)或下划线(_)开头。
  • 可以包含数字,但不能以数字开头。
  • Python 是区分大小写的: Scorescore 是两个不同的盒子!

快速回顾: 当你想存储随时会变动或以后需要用到的数值时,请使用 变量;当你想在代码中直接使用某个数值时,则使用 字面值

2. 与计算机对话:输入与输出(Input and Output)

如果程序能与使用者“对话”,它的用处会更大。

  • print(): 将信息输出到屏幕上。例如:print("Hello!")
  • input(): 暂停程序,等待使用者在键盘上输入内容。

常见错误: 使用者透过 input() 函数输入的一切内容都会被视为 字符串 (String)(文本)。如果你想把它当作数字使用,必须使用 int()float() 进行转换。

3. 数据类型:数字与逻辑(Data Types)

Python 需要知道处理的是哪种“类型”的数据,才能正确进行计算。

数字

  • int: 整数(例如:5, -10, 100)。
  • float: 小数(例如:3.14, -0.5)。

算术运算符(Arithmetic Operators)

Python 像计算器一样可以进行数学运算:

  • + , - , * , / : 基本数学运算。
  • // (整除/Floor Division): 除法后无条件舍去至最接近的整数。
  • % (模数/Modulo): 取得除法后的 余数。(检查数字是奇数还是偶数非常有用!)
  • ** (指数/Exponentiation): 乘幂运算(例如:\( 2^{3} \) 写作 2 ** 3)。

布尔值与逻辑(Booleans and Logic)

布尔值 (Boolean) 只有 True(真)或 False(假)两种。我们使用逻辑运算符来结合它们:

  • and: 只有两边都为真,结果才为真。
  • or: 只要其中一边为真,结果即为真。
  • not: 反转布尔值(真变假,假变真)。

重点提示: 计算数量时使用 int,进行体重或身高测量时使用 float

4. 处理文本:字符串(Strings)

字符串 (String) 是引号内的一连串字符。想象成一串珠子,每一颗珠子都是一个字母或符号。

字符串小技巧

  • 串接 (+): 将字符串黏在一起。如 "Hello" + " " + "World"
  • 重复 (*): 重复字符串。如 "Ha" * 3 会变成 "HaHaHa"
  • 索引 (Indexing): 寻找特定位置的字符。关键: Python 从 0 开始算起!如 "Python"[0] 会得到 "P"
  • 切片 (Slicing): 截取一段文本。如 "Python"[0:2] 会得到 "Py"

字符串检查方法

Python 内置了几个测试字符串的方法:

  • .isdigit(): 字符串全为数字吗?
  • .isalpha(): 字符串全为字母吗?
  • .isupper() / .islower(): 全为大写或小写吗?

你知道吗? 你可以使用 ord('A') 找出字符的 ASCII 值,并使用 chr(65) 将数字转换回对应的字符。

5. 组织数据:列表与字典(Lists and Dictionaries)

有时候你需要将多项信息存放在一起。

列表 (Lists)

列表 (List) 是一组有序的项目集合(像购物清单)。使用中括号:fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

  • len(fruits): 告诉你列表中有多少项目。
  • min() / max(): 找出列表中的最小值或最大值。
  • sum(): 将列表中的所有数字相加。
  • in: 检查项目是否存在于列表中(例如:"apple" in fruits)。

字典 (Dictionaries)

字典 (Dictionary) 的运作方式就像现实中的字典或通讯录。它使用 键 (Keys)值 (Values) 来存储。例如:student = {"name": "Ali", "age": 16}。要取得名字,你可以存取 student["name"]

重点提示: 当项目的顺序很重要时,请使用 列表;当你想为数据命名以便轻松查找时,请使用 字典

6. 决策:选择结构(Selection)

计算机透过 选择结构 (if 语句) 来做决定。这就像在道路分岔口做选择。

if (条件):
    # 如果条件为真,执行此处
elif (另一个条件):
    # 如果第一个条件为假,且此条件为真,执行此处
else:
    # 如果上述条件皆不成立,执行此处

记忆小帮手: 千万记得在 if 这一行的最后加上 冒号 (:),并且要将下方的代码 缩进 (indent)

7. 重复执行:迭代(Iteration)

迭代 (Iteration / Loops) 让你以重复执行代码,而不必重复输入。

  • for 循环: 当你知道要重复多少次时使用(例如:for i in range(5):)。
  • while 循环: 当你想一直重复 直到 某个情况改变时使用(例如:while lives > 0:)。

8. 函数:迷你程序(Functions)

函数 (Function) 是一段执行特定任务的代码块。你需要时可以随时“调用”它。

def greet(name):
    return "Hello " + name

  • 参数 (Parameters): 你传给函数的各种信息(即 name)。
  • 返回值 (Return value): 函数执行后给你的“答案”。

局部变量与全局变量

想象 全局 (Global) 变量是一个公共公园——程序中的每个人都能看到并使用它。而 局部 (Local) 变量则像函数内部的私人后院——只有该特定函数才知道它的存在。

9. 文件处理(Handling Files)

为了永久存储数据,我们使用文件。这就像打开柜子、阅读文件夹,然后再关上柜子一样。

  1. open(): 准备好文件。(使用 "r" 读取或 "w" 写入)。
  2. read() / readline() / write(): 执行读写工作。
  3. close(): 完成后请务必关闭文件以存储你的工作!

快速回顾: 使用 with 关键字(例如:with open(...) as f:)是处理文件最安全的方法,因为它会自动为你关闭文件!

10. 使用额外工具:导入(Import)

Python 有称为模块 (Modules) 的“工具箱”,你可以借用它们。要使用它们,请使用 import 指令。

  • import math: 提供如 math.sqrt()(平方根)和 math.ceil()(无条件进位)等工具。
  • import random: 提供 random.randint(1, 10) 来产生随机数字。

鼓励一下: 编程就像弹奏乐器一样,是一种技能。如果程序第一次执行不成功,别担心——调试(Debugging)才是真正学习的过程!