大爽Python入门教程 1-1 简单的数学运算

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1 使用pycharm建立我们的第一个项目

1. 打开pycharm，点击菜单栏，File->New Project
2. 在Location(项目地址)那一行，点击右侧的图标打开地址选择界面

3. 挑一个自己觉得合适的文件夹，比如我挑了codes文件夹，点击新建文件夹图标(红框2)

4. 在弹出的文件夹名称设置窗口中，输入course1，点击回车。

5. 再选择新建的course1文件夹，点击ok

6. 再在Python Interpreter这里，
   选择下面的Previously configured interpreter(红框1)
   不勾选Create a main.py welcome script(红框2)
   点击Create(红框3)

7. 如果出现如下窗口的话，点击This Window

这个窗口是询问你，
是在当前Pycharm窗口打开这个新项目(当前窗口中的老项目将被关掉)？
还是新建窗口打开新项目?

2. 基础的计算

第一章，将从大家最容易理解的数的计算开始，
带领大家熟悉python。
而Python 的交互式命令行，非常适合展示各种基础的计算

点击Pycharm界面底部的Python Console，
打开Pycharm中的交互式命令行。

基本运算符

首先，我们看下基础的加减乘除的运算(如下图)

在python中， 四种基本运算符对应的符号如下

• 加： +
• 减： -
• 乘： *
• 除： /

常用运算符

除了这四种基本运算，常用的运算符还有

• 取整除(地板除法，只取商的整数部分): //
• 取余: %
• 幂: **
x**y: x的y次方

补充：由于表达习惯，很多人将 //叫做整除。
严格来讲，这是不对的，因为整除应该是一种关系，按照定义只有能整除和不能整除两种情况。
我个人以前也有这个表达错误，也是这回做教程，求严谨仔细查了后才发现。
但是由于很多人都这么叫，且这么称呼确实符合口语习惯，严谨的说法反而很绕口，不好理解。
再加上把整除解释为整数除法，勉强也能说过去。
所以大家把这个叫做整除也可以。
只不过，我个人在教程里会尽可能用严谨的说法。
由于习惯，也不排除口误。

>>> 10 // 3  # 10除以3的整数商
3
>>> 10 % 3  # 10除以3的余
1
>>> 2 // 3  # 2除以3的整数商
0
>>> 2 % 3  # 2除以3的余
2
>>> 2 ** 3  # 2 的 3 次方 = 2 * 2 * 2
8
>>> 3 ** 2  # 3 的 2 次方 = 3 * 3
9

常用的场景

光知道了运算符是不够的，
关键是要理解运算符使用的场景。

看懂不代表会了，在需要用的时候能想到，才算会。

其他运算符的使用场景大家应该都很熟悉，都能反应过来
但是求整数商//，取余%的使用场景
可能有的朋友就不是很熟悉了。

那么这里举一个例子。
有6个同学，每天一个人，轮流做卫生。

请问：第100天的时候该是，第几个同学做卫生？
第100天结束时，这个同学已经做了多少次卫生？

答案是

• 第几个：100 % 6，结果是4
• 多少次：100 // 6，结果是16

结论：
这种轮流的，循环的场景中，计算次数和次序的，
往往要使用到，求整数商//，取余%。

请不要死记硬背，一定要理解。

运算优先级

大家都知道，数学运算是有优先级的，
python里的运算符也是有优先级的。

先举个大家都能理解的例子

>>> 1 + 2 + 3  # 从左往右
6
>>> 1 + 2 * 3  # 先算乘，再算加
7
>>> (1 + 2) * 3  # 想要先让1+2，就要用括号
9

有的朋友可能会觉得这个例子很简单，
那是因为

1. 大家都知道乘除法的优先级高于加减法。
2. 加减乘除的优先级只有两层。

觉得简单的朋友们不妨猜一猜

• 2*3**2
• 2**3*2
• 2**2**3

都是多少

答案是: 不要猜

老老实实用括号括起来

• 2*(3**2)
• (2**3)*2
• 2**(2**3)

以下为拓展内容，不必掌握，可以跳过。
当然，可能有的朋友非要去探究一下，
或者根据左右边对应关系猜出结果：

• 幂运算优先级高于乘法运算
• 幂运算是从右往左的(估计很多朋友第一次遇到这种从右往左的)
  补充：这两个不必掌握，就算你掌握了，也老老实实用括号写，方便看懂。

不推荐初学者一上来就过于深入的探究运算优先级。
因为python运算符优先级共有十几级，然后又分从左往右和从右往左的运算。
这个东西多讲几下，估计初学者就要直接从入门到放弃了。

目前只用掌握基本的就可以了，
即知道*,/,//,%,**运算优先级都高于加减法就够了
*,/,//,%,**之间的运算优先级不用掌握。

除此之外，一律使用括号括起来。
这样不仅你好写，别人也方便看懂。

3 赋值

介绍完常用的算术运算符，
接下来给大家介绍下python里面的赋值运算符：=

注意：这个等号不能理解为等于，要理解为赋值。
这里用的确实是数学中的等号，但是意思变了。

=左边是一个变量名，
=把右边的计算的值，赋值给左边。

举个例子：

>>> x = 1
>>> x = x + 1
>>> x
2

• x = 1，是把1赋值给变量x
• x = x + 1，是把x + 1的值(也就是2)，赋值给变量x

第二个式子，如果按照等于来理解=，那就无法理解。

大家理解了赋值，下面的例子想必就不难看懂了

>>> x = 1
>>> x = x + 1
>>> x
2
>>> x = x * 2
>>> x
4
>>> x = x * 2
>>> x
8
>>> x = (x + 1) / 3
>>> x
3

每一个变量在使用前都要先赋值定义，否则会报错。
举例如下

>>> x = z + 1
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    x = z + 1
NameError: name 'z' is not defined

name 'z' is not defined这个报错，是说这个变量没有被定义（没有被赋值）。
大家以后看到name '某某某' is not defined的时候，要先去检查下这个变量是否被赋值过。

赋值简写
接下来补充一个非常常用的小技巧，
有些常用的赋值写法是可以被简写的，

• x = x + 1可以简写为x += 1，
• x = x - 1可以简写为x -= 1

+=, -=非常常用，如果不会用，起码遇到要能看懂。

除此之外，常用的还有下面的简写，能看懂就行(下面两种简写我个人用的不多)

• x = x * 2可以简写为x *= 2，
• x = x / 2可以简写为x /= 2

补充，实际上+=,-=,*=,/=都算赋值运算符。

4 一元运算符

数有正数负数之分，我们一般用+, -号来表示正与负。
python里面也用+, -来表示正与负，
而且符合大家了解的基础知识：正数前面的+可以省略，负负得正。
举例如下

>>> +5
5
>>> -3
-3
>>> x = 5
>>> x = +x
>>> x
5
>>> x = -x
>>> x
-5
>>> x = +x
>>> x
-5
>>> x = -x
>>> x
5

上面例子中的+, -是一元正负运算符，
逻辑上，不再是上面基础运算中的加减运算了。

• 一元运算符，只运算一个数据，比如+1, -5
• 二元运算符，运算两个数据，比如1 + 1, 6 - 5

5 细节补充

空格

细心的朋友可能会注意到，我上面代码很多地方都留有空格。
比如x = 1，等号两边留有空格，实际写成x=1程序也能正常运行。
这里的空格加不加都不会影响程序的正常运行，主要是为了增强代码的可读性(更好看)。

不过空格不要乱加，要遵循对应的规范。
python的官方编码规范为PEP 8

这个东西太多，目前只用知道，
二元运算符两侧要加空格。
(一元运算符不要加)

或者通俗一点讲，运算符要连接两个东西的时候，就要用空格隔一下，看起来不至于太挤，更重要的是方便区分。

比如大家比较这两个(结果都是7)

• 12+-5
• 12 + -5

当然，这只是一个软规则(不影响程序具体运行)，初学者把握不住也没关系，以后多观察多模范就好。

再补充一个硬规则：
每行代码开头不要乱加空格。
这个加错了程序会报错。
具体未来我们学到涉及缩进的内容会讲。

赋值后的变化

>>> x = 2
>>> y = x
>>> y
2
>>> x = 5
>>> x
5
>>> y
2

第二行，把x赋值给y，
是把x的值赋值给了y，
之后x进行别的赋值，对y不会影响。

代码文件

Python交互式命令行与python文件对比

我们上面展示的都是在交互式命令行中的可以运行的代码。
如果在文件中写代码，还会有一点不同，

交互式命令行中，单个表达式或变量，
交互式命令行会自动把其结果输出展示出来。

python文件中则不会自动展示，
想要把结果在控制台输出展示，要使用print()方法。

比如下面的python文件

12+5+1
x=12
x
y=20
print("Use print")
print(y)

运行后输出如下

Use print
20

只有第5，6行输出了结果。
第1，3行不会输出。

像第1，3行的语句在代码中虽然能正常运行，但是不会产生任何效果，属于无用的语句。