Python 的基本语法规范

在这个标准工业大行其道的今天，任何事物都有属于自己的标准或者规范。作为当下最流行的编程语言之一的 Python 当然也不例外，这节课我们就来学习下 Python 的基本语法规范：

1. 简介

本文介绍 Python 的最基本语法和功能，即：安装完 Python 后、开始学习 Python，首先需要了解的知识点。

2. 变量

2.1 什么是变量

变量是 Python 程序用来保存计算结果的存储单元，为了方便访问这块存储单元，Python 给这块存储单元命名，该名称即为变量名，在 Python 中通过变量名来访问保存计算结果的存储单元。

在下图中，在内存中有一块存储区域保存了计算结果 123，在 Python 程序中使用变量 X 表示这一块存储区域，如下所示：

变量的值是可以变化的，在下图中，将变量 X 修改为 456，如下所示：

2.2 在 Python 中定义和修改变量

本小节通过实例讲解如何在 Python 中定义和修改变量，步骤如下：

1. 在命令行窗口中输入 python，进入 Python 的交互模式。注意，在 Python 的交互模式下，>>> 是提示符。本小节面向初学者，因此会提及进入 Python 的交互模式，之后的章节将不再赘述。

2. 定义变量 X，并设定变量 X 的初值为 123

>>> X = 123

3. 直接输入变量名 X，读取变量 X 的值，在交互模式下，会输出变量 X 的当前值。

>>> X
123

4. 修改变量 X 为 456。

>>> X = 456

5. 直接输入变量名 X，读取变量 X 的值，发现变量 X 已经修改为 456。

>>> X
456

2.3 变量的命名规则

Python 的变量名称具有如下规则：

2.3.1 变量名由字母、数字、下划线组成

合法的变量名称如下：

• abc
• ABC
• abc123
• abc_xyz
• abc__xyz，该命名包含了2根下划线
• __init__，该命名包含了2根下划线

不合法的变量名称如下：

• a$bc，该命名包含了字符$
• ab/c，该命名包含了字符/

2.3.2 数字不能作为变量名开头

合法的变量名称如下：

• abc123

不合法的变量名称如下：

• 123abc

2.3.4 不能以 Python 中的关键字命名

在 Python 中，具有特殊功能的标识符称为关键字。关键字是 Python 语言自己已经使用的了，不允许开发者自己定义和关键字相同名字的变量。下图列出了 Python 中所有的关键字。

在 Python 的交互模式中，输入’False = 123’，定义变量 False，初值为 123，输出结果如下：

>>> False = 123
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: can't assign to keyword

False 是 Python 的关键字，因此提示语法错误：“SyntaxError: can’t assign to keyword”。

3. 注释与空行

3.1 什么是注释

在编写 Python 程序时，写程序的人为程序段给出解释或提示，对代码的解释被称为注释。通过在程序代码中添加注释，可以提高程序代码的可读性。

Python 程序由多个程序段构成，可以使用空行将程序段分开，从而提高程序代码的可读性。

编写程序 comment.py，文件内容如下:

• 在第1行和第4行中，以 # 开头的文本为 Python 注释，说明了下一行代码的功能。
• 在第3行，没有任何代码，是一个空行。
• 执行该程序时，Python 会忽视注释和空行，不会执行注释和空行。

3.2 多行注释

以 # 开头的注释可以注释一行文本，Python 另外提供了注释多行文本的功能。多行注释用三个单引号 ‘’’ 或者三个双引号 “”" 将注释括起来，例如:

1. 使用3个单引号注释多行文本

'''
# 首先定义变量 x
# 让后将变量 x 修改为 456
x = 123
x = 456
'''

2. 使用3个双引号注释多行文本

"""
# 首先定义变量 x
# 让后将变量 x 修改为 456
x = 123
x = 456
"""

4. 缩进

4.1 什么是缩进

在 Python 中，行首的空白区域被称为缩进，例如：

if 2 > 1:
    print('2 > 1 is true')

在第 2 行的首部，有 4 个空格， 这个 4 个空格被称为缩进。

在 Python 中，可以使用 TAB 或者空格作为缩进，大部分代码规范建议使用 4 个空格作为缩进。在 Python 自带的集成开发环境 IDLE 中，用户输入 TAB 时，TAB 会被自动转换为 4 个空格。

4.2 为什么需要缩进

使用缩进后，可以直观的看到代码的逻辑层次，从而提高代码的可读性。

如果不使用缩进，完成一个程序如下：

if 2 > 1:
print('2 > 1 is true')
else:
print('2 > 1 is false')
print('Program is end')

如果使用缩进，完成相同功能的程序如下：

对比这两段程序，可以发现使用缩进后，提高了程序的可读性。在使用缩进的程序中，可以直观的看到代码之间的层次关系，具体如下：

• 第 1 行的 if 语句和第 2 行的 print 语句处于不同的层次
• 第 1 行的 if 语句和第 5 行的 print 语句处于相同的层次

4.3 必须使用缩进

Python 语言要求在需要表达代码层次关系的场景中，必须使用缩进。如果不使用缩进，程序运行时则会报告错误。例如，编写程序 no-indent.py 如下：

if 2 > 1:
print('2 > 1 is true')

运行 no-indent.py，输出结果如下：

C:\> python no-indent.py
  File "no-indent.py", line 2
    print('2 > 1 is true')
        ^
IndentationError: expected an indented block

输出表明在程序的第 2 行缺乏缩进（expected an indented block）。

5. 输入与输出

5.1 输入

Python 提供了 input 语句用于读取键盘输入，input 语句读取用户输入的一行文本。

>>> line = input()
hello world
>>> line
'hello world'

• 在第 1 行，使用 input 语句读取用户输入的一行文本，将该文本保存到变量 line 中。
• 在第 2 行，用户输入一行文本 ‘hello world’。
• 在第 3 行，查看变量 line。
• 在第 4 行，显示结果为文本 ‘hello world’

可以在 input 语句中加入参数，该参数作为用户输入的提示符，例如：

>>> number = input('Please input a number: ')
Please input a number: 123
>>> number
'123'

• 在第 1 行，使用 input 语句读取用户输入的一行文本，将该文本保存到变量 number 中。input 语句带有一个参数 'Please input a number: '。
• 在第 2 行，input 语句首先输出 input 语句的参数 'Please input a number: '，这样用户就根据该提示输入数字，然后 input 语句再读取用户输入的一行文本 123。

5.2 输出

在 python 中使用 print 语句向屏幕上输出。举例如下：

1. 使用 print 语句输出一段文本

>>> print('hello world')
hello world

2. 使用 print 语句输出整数

>>> print(123)
123

3. 使用 print 语句输出表达式的结果

>>> print(1+1)
2

4. 使用 print 语句输出变量的值

>>> var = 123
>>> print(var)
123

5. 使用 print 语句输出多项内容:
   • 在输入中，每项内容使用逗号分开
   • 在输出中，每项内容使用空格分开

>>> print(123, "hello", 1+1)
123 hello 2

6. 编码与中文乱码

6.1 常见错误

在 Windows 操作系统中，使用 Python 输出中文时，可能会出现乱码的的情况，例如，使用 Windows 自带的记事本编写程序 chinese.py，内容如下：

运行该程序，输出结果如下：

C:\>python chinese.py
  File "chinese.py", line 1
SyntaxError: Non-UTF-8 code starting with '\xd6' in file chinese.py on line 1, b
ut no encoding declared; see http://python.org/dev/peps/pep-0263/ for details

6.2 解决乱码的方法

以上中文乱码的错误与中文编码有关，对初学者来说，编码是一个较难解释清楚的概念，需要有相当长的篇幅才能解释清楚，本文仅介绍如何解决这类问题。

如果 Python 程序需要输出中文，运行程序时出现错误提示 ‘SyntaxError: Non-UTF-8 cod starting’，解决这类错误的最简单方法是：

• 不要使用 Windows 自带的记事本程序编写包含中文的 Python 程序
• 请使用如下工具编写包含中文的 Python 程序
  • Python 自带的集成开发环境 IDLE
  • PyCharm
  • Sublime text

用以上推荐的工具重新编写程序 chinese.py，则可以正常输出结果:

中国
美国

7. 小结

这节课我们学习了 Python 的基本语法规范，这非常的重要。在实际的开发工作中，我们的代码都要严格遵守这些规范，因为你写的代码不单单只有你一个人阅读和使用，如果不遵守规范，会给我们的协同工作带来巨大的不便。