Python教程4/9-输入和输出

输出

用

print()

在括号中加上字符串，就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出

'hello, world'

，用代码实现如下：

>>> print('hello, world')

print()

函数也可以接受多个字符串，用逗号“,”隔开，就可以连成一串输出：

>>> print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
The quick brown fox jumps over the lazy dog

print()

会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格，因此，输出的字符串是这样拼起来的：

print()

也可以打印整数，或者计算结果：

>>> print(300)
300
>>> print(100 + 200)
300

因此，我们可以把计算

100 + 200

的结果打印得更漂亮一点：

>>> print('100 + 200 =', 100 + 200)
100 + 200 = 300

注意，对于

100 + 200

，Python解释器自动计算出结果

300

，但是，

'100 + 200 ='

是字符串而非数学公式，Python把它视为字符串，请自行解释上述打印结果。

输入

现在，你已经可以用

print()

输出你想要的结果了。但是，如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办？Python提供了一个

input()

，可以让用户输入字符串，并存放到一个变量里。比如输入用户的名字：

>>> name = input()
Michael

当你输入

name = input()

并按下回车后，Python交互式命令行就在等待你的输入了。这时，你可以输入任意字符，然后按回车后完成输入。

输入完成后，不会有任何提示，Python交互式命令行又回到

>>>

状态了。那我们刚才输入的内容到哪去了？答案是存放到

name

变量里了。可以直接输入

name

查看变量内容：

>>> name
'Michael'

什么是变量？请回忆初中数学所学的代数基础知识：

设正方形的边长为

a

，则正方形的面积为

a x a

。把边长

a

看做一个变量，我们就可以根据

a

的值计算正方形的面积，比如：

若a=2，则面积为a x a = 2 x 2 = 4；

若a=3.5，则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。

在计算机程序中，变量不仅可以为整数或浮点数，还可以是字符串，因此，

name

作为一个变量就是一个字符串。

要打印出

name

变量的内容，除了直接写

name

然后按回车外，还可以用

print()

函数：

>>> print(name)
Michael

有了输入和输出，我们就可以把上次打印

'hello, world'

的程序改成有点意义的程序了：

name = input()
print('hello,', name)

运行上面的程序，第一行代码会让用户输入任意字符作为自己的名字，然后存入

name

变量中；第二行代码会根据用户的名字向用户说

hello

，比如输入

Michael

：

C:\Workspace> python hello.py
Michael
hello, Michael

但是程序运行的时候，没有任何提示信息告诉用户：“嘿，赶紧输入你的名字”，这样显得很不友好。幸好，

input()

可以让你显示一个字符串来提示用户，于是我们把代码改成：

name = input('please enter your name: ')
print('hello,', name)

再次运行这个程序，你会发现，程序一运行，会首先打印出

please enter your name:

，这样，用户就可以根据提示，输入名字后，得到

hello, xxx

的输出：

C:\Workspace> python hello.py
please enter your name: Michael
hello, Michael

每次运行该程序，根据用户输入的不同，输出结果也会不同。

在命令行下，输入和输出就是这么简单。

小结

任何计算机程序都是为了执行一个特定的任务，有了输入，用户才能告诉计算机程序所需的信息，有了输出，程序运行后才能告诉用户任务的结果。

输入是Input，输出是Output，因此，我们把输入输出统称为Input/Output，或者简写为IO。

input()

和

print()

是在命令行下面最基本的输入和输出，但是，用户也可以通过其他更高级的图形界面完成输入和输出，比如，在网页上的一个文本框输入自己的名字，点击“确定”后在网页上看到输出信息。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

name = input()
print('Hello,', name)

Python是一种计算机编程语言。计算机编程语言和我们日常使用的自然语言有所不同，最大的区别就是，自然语言在不同的语境下有不同的理解，而计算机要根据编程语言执行任务，就必须保证编程语言写出的程序决不能有歧义，所以，任何一种编程语言都有自己的一套语法，编译器或者解释器就是负责把符合语法的程序代码转换成CPU能够执行的机器码，然后执行。Python也不例外。

Python的语法比较简单，采用缩进方式，写出来的代码就像下面的样子：

# print absolute value of an integer:
a = 100
if a >= 0:
print(a)
else:
print(-a)

以

#

开头的语句是注释，注释是给人看的，可以是任意内容，解释器会忽略掉注释。其他每一行都是一个语句，当语句以冒号

:

结尾时，缩进的语句视为代码块。

缩进有利有弊。好处是强迫你写出格式化的代码，但没有规定缩进是几个空格还是Tab。按照约定俗成的管理，应该始终坚持使用4个空格的缩进。

缩进的另一个好处是强迫你写出缩进较少的代码，你会倾向于把一段很长的代码拆分成若干函数，从而得到缩进较少的代码。

缩进的坏处就是“复制－粘贴”功能失效了，这是最坑爹的地方。当你重构代码时，粘贴过去的代码必须重新检查缩进是否正确。此外，IDE很难像格式化Java代码那样格式化Python代码。

最后，请务必注意，Python程序是大小写敏感的，如果写错了大小写，程序会报错。

小结

Python使用缩进来组织代码块，请务必遵守约定俗成的习惯，坚持使用4个空格的缩进。

在文本编辑器中，需要设置把Tab自动转换为4个空格，确保不混用Tab和空格。

数据类型和变量

数据类型

计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器，因此，计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是，计算机能处理的远不止数值，还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据，不同的数据，需要定义不同的数据类型。在Python中，能够直接处理的数据类型有以下几种：

整数

Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样，例如：

1

，

100

，

-8080

，

0

，等等。

计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用

0x

前缀和0-9，a-f表示，例如：

0xff00

，

0xa5b4c3d2

，等等。

浮点数

浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，比如，1.23x109和12.3x108是完全相等的。浮点数可以用数学写法，如

1.23

，

3.14

，

-9.01

，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x109就是

1.23e9

，或者

12.3e8

，0.000012可以写成

1.2e-5

，等等。

整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的，整数运算永远是精确的（除法难道也是精确的？是的！），而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

字符串

字符串是以单引号

'

或双引号

"

括起来的任意文本，比如

'abc'

，

"xyz"

等等。请注意，

''

或

""

本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串

'abc'

只有

a

，

b

，

c

这3个字符。如果

'

本身也是一个字符，那就可以用

""

括起来，比如

"I'm OK"

包含的字符是

I

，

'

，

m

，空格，

O

，

K

这6个字符。

如果字符串内部既包含

'

又包含

"

怎么办？可以用转义字符

\

来标识，比如：

'I\'m \"OK\"!'

表示的字符串内容是：

I'm "OK"!

转义字符

\

可以转义很多字符，比如

\n

表示换行，

\t

表示制表符，字符

\

本身也要转义，所以

\\

表示的字符就是

\

，可以在Python的交互式命令行用

print()

打印字符串看看：

>>> print('I\'m ok.')
I'm ok.
>>> print('I\'m learning\nPython.')
I'm learning
Python.
>>> print('\\\n\\')
\
\

如果字符串里面有很多字符都需要转义，就需要加很多

\

，为了简化，Python还允许用

r''

表示

''

内部的字符串默认不转义，可以自己试试：

>>> print('\\\t\\')
\       \
>>> print(r'\\\t\\')
\\\t\\

如果字符串内部有很多换行，用

\n

写在一行里不好阅读，为了简化，Python允许用

'''...'''

的格式表示多行内容，可以自己试试：

>>> print('''line1
... line2
... line3''')
line1
line2
line3

上面是在交互式命令行内输入，注意在输入多行内容时，提示符由

>>>

变为

...

，提示你可以接着上一行输入。如果写成程序，就是：

print('''line1
line2
line3''')

多行字符串

'''...'''

还可以在前面加上

r

使用，请自行测试。

布尔值

布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有

True

、

False

两种值，要么是

True

，要么是

False

，在Python中，可以直接用

True

、

False

表示布尔值（请注意大小写），也可以通过布尔运算计算出来：

>>> True
True
>>> False
False
>>> 3 > 2
True
>>> 3 > 5
False

布尔值可以用

and

、

or

和

not

运算。

and

运算是与运算，只有所有都为

True

，

and

运算结果才是

True

：

>>> True and True
True
>>> True and False
False
>>> False and False
False
>>> 5 > 3 and 3 > 1
True

or

运算是或运算，只要其中有一个为

True

，

or

运算结果就是

True

：

>>> True or True
True
>>> True or False
True
>>> False or False
False
>>> 5 > 3 or 1 > 3
True

not

运算是非运算，它是一个单目运算符，把

True

变成

False

，

False

变成

True

：

>>> not True
False
>>> not False
True
>>> not 1 > 2
True

布尔值经常用在条件判断中，比如：

if age >= 18:
print('adult')
else:
print('teenager')

空值

空值是Python里一个特殊的值，用

None

表示。

None

不能理解为

0

，因为

0

是有意义的，而

None

是一个特殊的空值。

此外，Python还提供了列表、字典等多种数据类型，还允许创建自定义数据类型，我们后面会继续讲到。

变量

变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。

变量在程序中就是用一个变量名表示了，变量名必须是大小写英文、数字和

_

的组合，且不能用数字开头，比如：

a = 1

变量

a

是一个整数。

t_007 = 'T007'

变量

t_007

是一个字符串。

Answer = True

变量

Answer

是一个布尔值

True

。

在Python中，等号

=

是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，例如：

a = 123 # a是整数
print(a)
a = 'ABC' # a变为字符串
print(a)

这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。例如Java是静态语言，赋值语句如下（// 表示注释）：

int a = 123; // a是整数类型变量
a = "ABC"; // 错误：不能把字符串赋给整型变量

和静态语言相比，动态语言更灵活，就是这个原因。

请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码：

x = 10
x = x + 2

如果从数学上理解

x = x + 2

那无论如何是不成立的，在程序中，赋值语句先计算右侧的表达式

x + 2

，得到结果

12

，再赋给变量

x

。由于

x

之前的值是

10

，重新赋值后，

x

的值变成

12

。

最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：

a = 'ABC'

时，Python解释器干了两件事情：

在内存中创建了一个

'ABC'

的字符串；

在内存中创建了一个名为

a

的变量，并把它指向

'ABC'

。

也可以把一个变量

a

赋值给另一个变量

b

，这个操作实际上是把变量

b

指向变量

a

所指向的数据，例如下面的代码：

a = 'ABC'b = a
a = 'XYZ'
print(b)

最后一行打印出变量

b

的内容到底是

'ABC'

呢还是

'XYZ'

？如果从数学意义上理解，就会错误地得出

b

和

a

相同，也应该是

'XYZ'

，但实际上

b

的值是

'ABC'

，让我们一行一行地执行代码，就可以看到到底发生了什么事：

执行

a = 'ABC'

，解释器创建了字符串

'ABC'

和变量

a

，并把

a

指向

'ABC'

：