### 1.3.4 Python 語言的基本成分 在自然語言中，我們用字詞、句子、段落來寫文章表達思想。類似地，編程語言也提供 各種語言成分用于構造程序表達計算。例如 HelloWorld 程序中的 print 是 Python 語言中用 于顯示輸出的一個保留詞，而"Hello, World!"則是被顯示的數據，這兩個成分組合在一 起，就構成了一條完整的語句。本節簡單介紹 Python 語言的基本成分，使讀者對 Python 編 程有個概括的了解，更多細節將在本書后面的章節中介紹。 數據和表達式 程序是處理數據的，編程語言首先要有表達數據的語言成分，例如"Hello, World!" 就是被處理的數據。數據分為不同的類型，"Hello, World!"是字符串類型的數據。除了 字符串，Python 語言還能表達和處理數值型的數據，例如： ``` >>> print 3.14 3.14 ``` Python 不但能表達"Hello,World!"和 3.14 這樣的基本數據，還能表達數據運算。將 運算符施加到數據上所得到的語言構造稱為表達式。例如下面的 print 語句顯示一個表達 式的計算結果，該表達式中使用了加法（+）和乘法（*）運算符： ``` >>> print 2 + 3 * 4 14 ``` 變量與標識符 像"Hello, World!"和 3.14 這樣的數據稱為常量，其數據值由字面決定，并且不可 改變。Python 語言中還可以定義變量，用于表示可變的數據。變量具有名字，不同變量是通 過名字相互區分的，因此變量名具有標識作用，故稱為標識符①。 Python 語言中，標識符的構成必須符合規則：以字母或下劃線開頭，后面跟隨 0 個或多 個字母、數字、下劃線。例如： ``` x xYz x1y2 xy_123 _ （連續兩個下劃線） _123 ``` 等都是合法的標識符，而 ``` 3q x-123 first name（中間用了空格） ``` 等則是非法的。 > ① Python 程序中還有函數、類、模塊等需要命名的構件，這些名字同樣都屬于標識符。 作為良好的編程風格，標識符的命名是有講究的。首先，要盡量使用有意義的名字，例 如如果要用一個變量來表示工資，可以命名為 salary、gongzi 之類，而 s 或 gz 就不是好的名字。其次，如果用兩個以上單詞組成一個名字，最好能讓人看出單詞之間的分界，具 體做法有后續單詞首字母大寫①或者用下劃線分隔等形式，例如表示出生年份的變量可以命 名為 birthYear 或 birth_year，而 birthyear 就不算是好的風格。第三，每個人應當 前后一致地使用某種命名風格，例如總是用后續單詞首字母大寫或總是用下劃線分隔單詞。 本書的示例程序中，一般以小寫字母開頭的一個或多個英文單詞作為變量名，其中后續 單詞的首字母都大寫，例如 firstName、dateOfBirth。這也是很多人慣用的命名風格。 當然，在很多簡單的示例程序中，我們也會使用很多無意義的單字母的變量名，畢竟這些程序不是正式的應用程序。 語句 語句是編程語言提供的基本命令，是程序的基本組成單元和執行單元。Python 語言提供 了多種語句，分別完成不同的功能，例如我們多次見到的 print 語句。每條語句都有規定 的語法形式和精確的語義，本書將采用“模板”的方式來介紹 Python 語句的語法。例如 print 語句的用法“模板”包括： ``` print <表達式> print <表達式 1>, <表達式 2>, ..., <表達式 n> ``` 在語句模板中我們用“&lt;表達式&gt;”之類的符號表示相應位置上所期待的合法語言成分。 第一個模板表示可以在 print 后面出現一個表達式，其含義是計算表達式的值并在屏幕上 顯示計算結果。第二個模板表示 print 后面可以出現用逗號分隔的多個表達式，其含義是 計算每個表達式的值，并在屏幕的同一行上顯示用空格分隔的各表達式的計算結果。例如： ``` >>> print "2 + 3 =", 2 + 3 2 + 3 = 5 ``` 最常用的一種語句是賦值語句，用于為變量賦值。最簡單的賦值語句的形式是： ``` <變量> = <表達式> ``` 其語義是先計算&lt;表達式&gt;的值，再將該值存儲到&lt;變量&gt;中。例如： ``` >>> x = 2 + 3 ``` 執行結果是將 5 存儲于變量 x 中，此后在表達式中使用 x 就相當于使用 5。例如： ``` >>> print x 5 >>> print x + 1 6 ``` 顧名思義，變量的值隨時可以改變，例如下面的賦值語句將 x 的值從 5 改成了"Hello"： ``` >>> x = "Hello" >>> print x Hello ``` 用 Python 語言編程時，通常是使每一條語句獨占一行，而不將兩條以上的語句寫在同一 行上。如果一條語句很長，寫在一行上讀起來不方便，Python 也提供了“續行符”用于換行 繼續輸入：只要在一行的末尾輸入字符“\”再按回車鍵，就表示本行語句未完，換到下一 行繼續。例如： ``` >>> print "This is a very very looooooooooooooooooooooooooong \ sentence." This is a very very looooooooooooooooooooooooooong sentence. ``` ① 順便提一下，首單詞的首字母也大寫習慣用于“類名”，而所有字母都大寫習慣用于“常量名”。 函數 我們經常將一個語句序列定義成一個“函數”，從而將這個語句序列視為一個整體并命名。 今后在程序的任何地方，只要寫下“函數名”，就相當于寫下了構成該函數的語句序列，這稱 為“調用”該函數。例如，我們將程序 1.2 中的三條語句定義成一個函數： ``` >>> def greet(): print "Hello, Lucy." print "How are you?" print "Goodbye, Lucy." >>> ``` 第一行的 def 告訴 Python 我們要定義一個函數，其后的 greet 是新定義的函數的名字， greet 后面的一對括號用于表示函數的參數。雖然本例中 greet 函數沒有參數，但括號仍 然不可缺少。接下來三行是構成函數的語句序列，稱為函數體。Python 語言要求：函數體中 的語句與 def 行相比，左邊必須留一點空白（稱為“縮進”），表示它們是函數的一部分。具 體縮進多少不重要，重要的是函數體的各語句左邊要對齊。最后，交互方式下需要用一個空 行（在一行的開始處按回車鍵）來結束函數定義，使解釋器回到提示符狀態。 在此我們說明一下 Python 語言的縮進問題。一般來說，Python 程序中所有語句應該左對 齊。但在某些情況下，下一行語句要比上一行語句左邊多縮進一些空白，這是為了表達一種 隸屬關系：左縮進的語句是上面未縮進語句的下屬部分。同層次的語句總是左對齊的，因此 當下屬部分結束后，后面的語句又要恢復到未縮進的狀態。對于接觸過其他編程語言的人來 說，一開始也許會不習慣 Python 的代碼縮進，但是以后會發現強制縮進的好處，例如程序在 形式上更整齊、更容易排錯等。 上面的函數定義只是告訴 Python 將來看到 greet 時應該做什么，現在并不執行函數體 中的語句序列。將來任何時候如果想執行函數的語句，只需輸入函數名來“調用”函數，例 如： ``` >>> greet() Hello, Lucy. How are you? Goodbye, Lucy. ``` 注意函數名 greet 后面的一對括號，這是必須有的，表明這是一個函數調用。 作為慣例，一個 Python 程序中通常會定義一個名叫 main 的函數。對于簡單程序，可以 將程序的所有語句放在 main 函數中；對于由很多函數組成的復雜程序，可以讓 main 作為程 序的執行入口。拿程序 1.2 來說，更常見的是以如下代碼來編寫： ``` def main(): print "Hello, Lucy." print "How are you?" print "Goodbye, Lucy." main() ``` 注意最后一行的 main()，它的作用就是調用執行函數 main。沒有這一行，該程序僅僅定義了 函數 main，并沒有要求執行 main 函數。 雖然像程序 1.2 那樣不將所有語句定義放在函數中也是可以的，但習慣上常定義成 main。 這樣做至少有一個好處，那就是一旦導入了模塊文件，就可以通過鍵入 main()來多次執行程 序。沒有函數的話，就只能通過多次導入模塊來執行程序了。 注釋 程序中可以使用注釋，用于解釋變量的含義、函數的功能、模塊文件的創建者、程序版 本等等。注釋不僅可以幫助他人理解程序，甚至對自己也有幫助理解的作用（試想一下當你 重新拿起幾年前寫的程序想擴展程序功能時，注釋對你的幫助）。 Python 中的注釋是以“#”開始的一行，解釋器遇見“#”時會自動忽略其后直到行末的 內容。例如我們將上面的 greet()函數存入文件，并加上合適的注釋，得到以下程序： 【程序 1.3】eg1_3.py ``` # Author: Lu Chaojun # eg1_3.py (version 1.0) def greet(): print "Hello, Lucy." print "How are you?" print "Goodbye, Lucy." greet() # call the function ```