循序渐进Python3（一）-- 初识Python

一、Python起源

               

　　自从20世纪90年代初Python语言诞生至今，它逐渐被广泛应用于处理系统管理任务和Web编程。

　　Python的创始人为Guido van Rossum,人称“龟叔”。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，做为ABC 语言的一种继承。之所以选中Python（大蟒蛇的意思）作为程序的名字，是因为他是一个叫Monty Python的喜剧团体的爱好者。ABC是由Guido参加设计的一种教学语言。就Guido本人看来，ABC 这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是ABC语言并没有成功，究其原因，Guido 认为是非开放造成的。Guido 决心在Python 中避免这一错误。同时，他还想实现在ABC 中闪现过但未曾实现的东西。就这样，Python在Guido手中诞生了。可以说，Python是从ABC发展起来，主要受到了Modula-3（另一种相当优美且强大的语言，为小型团体所设计的）的影响。并且结合了Unix shell和C的习惯。

　　Python 已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。2011年1月，它被TIOBE编程语言排行榜评为2010年度语言。自从2004年以后，python的使用率是呈线性增长。由于Python语言的简洁、易读以及可扩展性，在国外用Python做科学计算的研究机构日益增多，一些知名大学已经采用Python教授程序设计课程。例如卡耐基梅隆大学的编程基础、麻省理工学院的计算机科学及编程导论就使用Python语言讲授。众多开源的科学计算软件包都提供了Python的调用接口，例如著名的计算机视觉库OpenCV、三维可视化库VTK、医学图像处理库ITK。而Python专用的科学计算扩展库就更多了，例如如下3个十分经典的科学计算扩展库：NumPy、SciPy和matplotlib，它们分别为Python提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。因此Python语言及其众多的扩展库所构成的开发环境十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表，甚至开发科学计算应用程序。

二、Python能干什么

 

三、Python的优缺点

四、编程风格

1、语法要求
–缩进统一
　　同一级别的代码必须一致！(并且建议所有级别的代码的缩进建议是相同的--必须，开发规范里建议4个空格）建议不要用table因为如果想把代码在windows上运行，linux和windows的table的定义不同！！！！
好的编辑器能提高开发代码的效率！
所有python，第一行一定要顶到行头！ 同一级别的新的都要顶到行头。

2、设计哲学

Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”。Python开发者的哲学是“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”。在设计Python语言时，如果面临多种选择，Python开发者一般会拒绝花俏的语法，而选择明确没有或者很少有歧义的语法。这些准则被称为“ Python格言”。在Python解释器内运行import this可以获得完整的列表

1.优美胜于丑陋（Python 以编写优美的代码为目标）

2.明了胜于晦涩（优美的代码应当是明了的，命名规范，风格相似）

3.简洁胜于复杂（优美的代码应当是简洁的，不要有复杂的内部实现）

4.复杂胜于凌乱（如果复杂不可避免，那代码间也不能有难懂的关系，要保持接口简洁，多加注释！）

5.扁平胜于嵌套（优美的代码应当是扁平的，不能有太多的嵌套）

6.间隔胜于紧凑（优美的代码有适当的间隔，不要奢望一行代码解决问题，一行代码不能超过80个字符，你可以换行或起一个新的逻辑来写）

7.可读性很重要（优美的代码是可读的）

8.即便假借特例的实用性之名，也不可违背这些规则（这些规则至高无上），觉对不允许特列必须按照这个规则

9.不要包容所有错误，除非你确定需要这样做（精准地捕获异常，不写 except:pass 风格的代码）

10.当存在多种可能，不要尝试去猜测！

11.而是尽量找一种，最好是唯一一种明显的解决方案（如果不确定，就用穷举法）

12.虽然这并不容易，因为你不是 Python 之父（这里的 Dutch 是指 Guido ）

13.做也许好过不做，但不假思索就动手还不如不做（动手之前要细思量）

14.如果你无法向人描述你的方案，那肯定不是一个好方案；反之亦然（方案测评标准）

15.命名空间是一种绝妙的理念，我们应当多加利用（倡导与号召

3、变量
标识符的第一个字符必须是字母表中的字母（大写或小写）或者一个下划线（‘ _ ’）
标识符名称的其他部分可以由字母（大写或小写）、下划线（‘ _ ’）或数字（0-9）组成。
有效 标识符名称的例子有i、__my_name、name_23和a1b2_c3。  
无效 标识符名称的例子有2things、this is spaced out和my-name。
标识符名称是对大小写敏感的。例如，myname和myName不是一个标识符。注意前者中的小写n和后者中的大写N。 

常量：数值不变的
变量：数值会变动的量

在python中没有常量的，所有的数值都可以改变，但是他依然有个常量的概念，但是是人为的你不去改变他，定义一个常量应该用大写的形式。

AGE = 10 这个就是常量，他是大写的！是约定俗成的。但是他是可以改的！
name =  'Tim Luo' 这个是变量

##这里需要注意下，设置变量的时候不能设置python自带的内置方法比如type
以下关键字不能声明为变量名

1 ['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

变量的起名的方式就是标识符名称，通过标识符去调用内存中的数据。

五、Python 解释器

六、Python 环境搭建

Python可应用于多平台包括 Linux 和 Mac OS X。你可以通过终端窗口输入 "python" 命令来查看本地是否已经安装Python以及Python的安装版本。

• Unix (Solaris, Linux, FreeBSD, AIX, HP/UX, SunOS, IRIX, 等等。)
• Win 9x/NT/2000
• Macintosh (Intel, PPC, 68K)
• OS/2
• DOS (多个DOS版本)
• PalmOS
• Nokia 移动手机
• Windows CE
• Acorn/RISC OS
• BeOS
• Amiga
• VMS/OpenVMS
• QNX
• VxWorks
• Psion
• Python 同样可以移植到 Java 和 .NET 虚拟机上。

 Python下载

Python最新源码，二进制文档，新闻资讯等可以在Python的官网查看到：

Python官网：http://www.python.org/

你可以在一下链接中下载Python的文档，你可以下载 HTML、PDF 和 PostScript 等格式的文档。

Python文档下载地址：www.python.org/doc/

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Python安装

Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同平台上）。

您需要下载适用于您使用平台的二进制代码，然后安装Python。

如果您平台的二进制代码是不可用的，你需要使用C编译器手动编译源代码。

编译的源代码，功能上有更多的选择性， 为python安装提供了更多的灵活性。

以下为不同平台上安装Python的方法：

Unix & Linux 平台安装 Python:

以下为在Unix & Linux 平台上安装 Python 的简单步骤：

• 打开WEB浏览器访问http://www.python.org/download/
• 选择适用于Unix/Linux的源码压缩包。
• 下载及解压压缩包。
• 如果你需要自定义一些选项修改Modules/Setup
• 执行 ./configure 脚本
• make
• make install

执行以上操作后，Python会安装在 /usr/local/bin 目录中，Python库安装在/usr/local/lib/pythonXX，XX为你使用的Python的版本号。

Window 平台安装 Python:

以下为在 Window 平台上安装 Python 的简单步骤：

• 打开WEB浏览器访问http://www.python.org/download/
• 在下载列表中选择Window平台安装包，包格式为：python-XYZ.msi 文件 ， XYZ 为你要安装的版本号。
• 要使用安装程序 python-XYZ.msi, Windows系统必须支持Microsoft Installer 2.0搭配使用。只要保存安装文件到本地计算机，然后运行它，看看你的机器支持MSI。Windows XP和更高版本已经有MSI，很多老机器也可以安装MSI。
• 下载后，双击下载包，进入Python安装向导，安装非常简单，你只需要使用默认的设置一直点击"下一步"直到安装完成即可。

MAC 平台安装 Python:

最近的Macs系统都自带有Python环境，但是自带的Python版本为旧版本，你可以通过链接http://www.python.org/download/mac/ 查看MAC上Python的新版功能介绍。 

MAC上完整的Python安装教程你可以查看：http://homepages.cwi.nl/~jack/macpython/index.html

 

环境变量配置

程序和可执行文件可以在许多目录，而这些路径很可能不在操作系统提供可执行文件的搜索路径中。

path(路径)存储在环境变量中，这是由操作系统维护的一个命名的字符串。这些变量包含可用的命令行解释器和其他程序的信息。

Unix或Windows中路径变量为PATH（UNIX区分大小写，Windows不区分大小写）。

在Mac OS中，安装程序过程中改变了python的安装路径。如果你需要在其他目录引用Python，你必须在path中添加Python目录。

在 Unix/Linux 设置环境变量

• 在 csh shell: 输入 
  

  setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python"

  , 按下"Enter"。
• 在 bash shell (Linux): 输入 
  

  export PATH="$PATH:/usr/local/bin/python"

  ，按下"Enter"。
• 在 sh 或者 ksh shell: 输入 
  

  PATH="$PATH:/usr/local/bin/python"

  , 按下"Enter"。

注意: /usr/local/bin/python 是Python的安装目录。

在 Windows 设置环境变量

在环境变量中添加Python目录：

• 在命令提示框中(cmd) : 输入 
  

  path %path%;C:Python 

  , 按下"Enter"。

注意: C:Python 是Python的安装目录。

 

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Python 环境变量

下面几个重要的环境变量，它应用于Python：

 

变量名	描述
PYTHONPATH	PYTHONPATH是Python搜索路径，默认我们import的模块都会从PYTHONPATH里面寻找。
PYTHONSTARTUP	Python启动后，先寻找PYTHONSTARTUP环境变量，然后执行此文件中变量指定的执行代码。
PYTHONCASEOK	加入PYTHONCASEOK的环境变量, 就会使python导入模块的时候不区分大小写.
PYTHONHOME	另一种模块搜索路径。它通常内嵌于的PYTHONSTARTUP或PYTHONPATH目录中，使得两个模块库更容易切换。

 

七、 Python入门

 一、第一句python

 vim hello.py 创建一个文件

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#!//usr/bin/env python #-*- conding:utf-8 -*-    print "Hello World"

执行：

1 2 3

python hello.py 即可 或者增加执行权限：chmod 755 hello.py ./hello.py

解释：

1 2	1 #!//usr/bin/env python   #脚本用env启动的原因，是因为脚本解释器在linux中可能被安装于不同的目录，env可以在系统的PATH目录中查找。同时，env还规定一些系统环境变量。env就是:envirnment 环境变量） 2 # -*- coding: utf-8 -*- 指定编码类型为utf-8 (详情继续阅读)

二、编码 

python解释器在加载 .py 文件中的代码时，会对内容进行编码（默认ascill）

ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言，其最多只能用 8 位来表示（一个字节），即：2**8 = 256，所以，ASCII码最多只能表示 256 个符号

显然ASCII码无法将世界上的各种文字和符号全部表示，所以，就需要新出一种可以代表所有字符和符号的编码，即：Unicode

Unicode（统一码、万国码、单一码）是一种在计算机上使用的字符编码。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，规定虽有的字符和符号最少由 16 位来表示（2个字节），即：2 **16 = 65536，
注：此处说的的是最少2个字节，可能更多

UTF-8，是对Unicode编码的压缩和优化，他不再使用最少使用2个字节，而是将所有的字符和符号进行分类：ascii码中的内容用1个字节保存、欧洲的字符用2个字节保存，东亚的字符用3个字节保存...

所以，python解释器在加载 .py 文件中的代码时，会对内容进行编码（默认ascill），所以如果不指定编码类型，如果有中文就会报错。

 

三、Python的工作过程

python 把代码读到内存  2、词法语法分析 3、放到编译器  ---》 生成字节码   4、执行字节码 ---》生成机器码  CPU执行

四、执行脚本传入参数

Python有大量的模块，从而使得开发Python程序非常简洁。类库有包括三中：
    Python内部提供的模块
    业内开源的模块
    程序员自己开发的模块
Python内部提供一个 sys 的模块，其中的 sys.argv 用来捕获执行执行python脚本时传入的参数

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#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*-      import sys      print sys.argv

五、pyc文件

执行Python代码时，如果导入了其他的 .py 文件，那么，执行过程中会自动生成一个与其同名的 .pyc 文件，该文件就是Python解释器编译之后产生的字节码。

ps：代码经过编译可以产生字节码；字节码通过反编译也可以得到代码。（任何字节码通过反编译都可以得到代码）

六、变量

字符串的值是不能被修改的，他在内存里是连续的，如果想改的话必须在后面预留所以不支持修改！
字符串特性，一旦修改，重新创建
例子：

1 2 3

name1 = "tianshuai" name2 = name1 这里然后把name1 = "shuaige"

name2 变不变呢？其实是不变的结合上面的规则来：字符串特性，一旦修改，重新创建
name1 = "shuaige" name1的值变了，他会重新开辟一块内存空间！

注：

1 2	name1 = "tianshuai" name2 = "tianshuai"

这里虽然他们的内存地址是相同的但是：他们的原理是各自在内存里开辟了一块内存空间，python给他进行了优化而已。有个池的概念（把你最常用的值做一个指向）！

集合又不相同：

1 2	name1 = ['tianshuai','eric','alex']   如果把name2 = name1

name1 这个集合增加一个，现在name2 变不变呢？会变的集合和字符串不同他的各个元素不是连续的，所以name2=name1指向后，name1增加 一个元素不会开辟一块新的空间，name2就会跟着改变。

七、输入

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#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*- # 将用户输入的内容赋值给 name 变量     name = input("请输入用户名：")     # 打印输入的内容print name

输入密码时，如果想要不可见，需要利用getpass 模块中的 getpass方法，即：

 

 

八、流程控制

if...else      和   if....elif...elif..........else

需求一、用户身份认证

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#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- import getpass name = raw_input("请输入用户名：") pwd = raw_input("请输入密码：") if name == "tianshuai" and pwd == "123":     print "登录成功" else:     print "登录失败"

测试：

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root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请输入用户名：tianshuai 请输入密码： 登录成功 root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请输入用户名：tianshuai 请输入密码： 登录失败 root@tim:/home/tim#

 

需求二、根据用户输入内容输出其权限

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#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- ''' tianshuai--->普通用户 eric--->管理用户 alex--->超级用户 ''' name = raw_input("请输入用户名：")    if name == "tianshuai":     print "普通用户" elif name == "eric":     print "管理用户" elif name == "alex":     print "超级用户" else:     print "没有此用户"

输出结果：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请输入用户名：tianshuai 普通用户 root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请输入用户名：eric 管理用户 root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请输入用户名：alex 超级用户 root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请输入用户名：lksjdfsdf 没有此用户 root@tim:/home/tim#

for i in range(100)    and   for i in xrange(1,100)

需求一、猜数字游戏

有3次机会，如果3次中没有猜中给予提示，3次都没有猜中，鼓励！

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#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- import random   #随机模块 rand_num = random.randrange(10)    for i in range(3):     guess_num = int(raw_input("请猜测数字："))     if guess_num == rand_num:         print "太棒了你猜对了"         break     elif guess_num > rand_num:         print "你猜测的有点大了，请尝试小点的数字"     else:         print "你猜测的有点小了，请尝试大点的数字" else:     print "不要灰心，这次只是运气不好，请下次尝试"    print "这个真正的数字是：%" % rand_num

输出结果：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请猜测数字：8 你猜测的有点大了，请尝试小点的数字 请猜测数字：7 你猜测的有点大了，请尝试小点的数字 请猜测数字：6 你猜测的有点大了，请尝试小点的数字 不要灰心，这次只是运气不好，请下次尝试 这个真正的数字是：6 root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 请猜测数字：5 太棒了你猜对了 这个真正的数字是：5

while 循环

他的原理是：当条件为真的时候运行，当条件为假的时候停止！

没有一个规定次数，不设置条件永远循环下去。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- import time count = 0 while True:     count +=1     print "loop",count     time.sleep(3) #这个循环3秒钟自+1 ，后无线循环只要这个条件为”真“，就无限循环下去 那看下下面的例子 #!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*-    import time cout = 0    while cout < 3:     cout +=1     print "shuai",cout     time.sleep(3)        #这个循环每3秒循环一次，当条件cout < 3的时候为真（自己设置的条件），当cout 不小于3的时候为假(false)停止。

 

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#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- # import random rand_num = random.randrange(10) try_cout = 0    while try_cout < 3:     guess_num = int(raw_input("请输入猜测的数字："))     if guess_num > 10:         print "输入的数字超出范围了"         continue     if guess_num == rand_num:         print "哇！太棒了你猜对了"         break     elif guess_num < rand_num:         print "你猜的数字有点小了，请尝试大点的数字"     else:         print "你猜的数字有点大了，请尝试小点的数字"        try_cout +=1 else:     print "不要灰心你，这次只是运气不好，请下次尝试" print "这个真正的数字是：%d"  % rand_num #当执行到guess_num> 10 如果你输入的是大于10的数字那么将会执行continue,就会跳出档次循环，没有执行try_cout +=1 所以没有计数！

 

注：continue 是跳出当前循环，break是跳出整个循环！

有个需求，我想返回我的上层怎么做，用标识位！如下面的例子：

 

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#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- # while True:     print "我是第一层"     while True:         print "我是第二层"         while True:             print "我是第三层"

 

 

这就是个死循环，当执行到第三个循环的时候就无限循环，这里有人回想，用break行不行，不行如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- # while True:     print "我是第一层"     break     while True:         print "我是第二层"         break         while True:             print "我是第三层"             break

这个的输出结果：

1 2	root@tim:/home/tim# python tianshuai.py 我是第一层

就只执行了第一个循环就跳出，不我们想要的效果，那就用到“标志位”了，工作中也有很多地方用到他：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

#!/usr/bin/env python #-*- coding:utf-8 -*- # count = 0 while True:     print "我是第一层"     jump_1_flag = False     while True:         print "我是第二层"         jump_2_flag = False         while True:             count += 1             print "我是第三层"                  if count > 3:                 jump_2_flag = True                 break         if jump_2_flag:             print "第三层跳到我这里来了，我也要跳到第一层"             jump_1_flag = True             break                if jump_1_flag:         print "第二层和第三层跳到第一层了，我也要跳"         break

执行结果：

九、Pthon运算符

Python算术运算符：

操作符	描述符	例子
+	加法 - 对操作符的两侧增加值	a + b = 30
-	减法 - 减去从左侧操作数右侧操作数	a - b = -10
*	乘法 - 相乘的运算符两侧的值	a * b = 200
/	除 - 由右侧操作数除以左侧操作数	b / a = 2
%	模 - 由右侧操作数和余返回除以左侧操作数	b % a = 0
**	指数- 执行对操作指数（幂）的计算	a**b = 10 的幂 20
//	地板除 - 操作数的除法，其中结果是将小数点后的位数被除去的商。	9//2 =  4 而 9.0//2.0 = 4.0

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>>> a = 21>>> b = 10 >>> c = 0 >>> c = a + b ; print c 31>>> c = a -b ; print c11>>> c = a * b ; print c210 >>> c = c / b ; print c 21 >>> c = c % b ; print c 1

Python的比较操作符：

 

运算符	描述	示例
==	检查，两个操作数的值是否相等，如果是则条件变为真。	(a == b) 不为 true.
!=	检查两个操作数的值是否相等，如果值不相等，则条件变为真。	(a != b) 为 true.
<>	检查两个操作数的值是否相等，如果值不相等，则条件变为真。	(a <> b) 为 true。这个类似于 != 运算符
>	检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a > b) 不为 true.
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a < b) 为 true.
>=	检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a >= b) 不为 true.
<=	检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a <= b) 为 true.

 

1 2 3 4 5 6 7 8

>>> a = 21>>> b = 10 >>> c = 0 >>> c = a + b ; print c 31>>> c = a -b ; print c11>>> c = a * b ; print c210 >>> c = c / b ; print c 21 >>> c = c % b ; print c 1

Python逻辑运算符：

运算符	描述	示例
and	所谓逻辑与运算符。如果两个操作数都是真的，那么则条件成立。	(a and b) 为 true.
or	所谓逻辑OR运算符。如果有两个操作数都是非零然后再条件变为真。	(a or b) 为 true.
not	所谓逻辑非运算符。用于反转操作数的逻辑状态。如果一个条件为真，则逻辑非运算符将返回false。	not(a and b) 为 false.

 例子：

and运算，都为真时为真

>>> 9 > 8 and 9 < 10

True

>>> 9 > 8 and 9 > 10

False

 

or运算，有一个为真的时候即可为真

>>> 9 > 8 or 9 > 10

True

>>> 9 < 8 or 9 > 10

False

>>>

 

not运算，假为真真为假

>>> not 6.2 <= 6

True

>>> not 6.2 >= 6

False

>>>

Python赋值运算符：

运算符	描述	示例
=	简单的赋值运算符，赋值从右侧操作数左侧操作数	c = a + b将指定的值 a + b 到  c
+=	加法AND赋值操作符，它增加了右操作数左操作数和结果赋给左操作数	c += a 相当于 c = c + a
-=	减AND赋值操作符，它减去右边的操作数从左边操作数，并将结果赋给左操作数	c -= a 相当于 c = c - a
*=	乘法AND赋值操作符，它乘以右边的操作数与左操作数，并将结果赋给左操作数	c *= a 相当于 c = c * a
/=	除法AND赋值操作符，它把左操作数与正确的操作数，并将结果赋给左操作数	c /= a 相当于= c / a
%=	模量AND赋值操作符，它需要使用两个操作数的模量和分配结果左操作数	c %= a is equivalent to c = c % a
**=	指数AND赋值运算符，执行指数（功率）计算操作符和赋值给左操作数	c **= a 相当于 c = c ** a
//=	地板除，并分配一个值，执行地板除对操作和赋值给左操作数	c //= a 相当于 c = c // a

1 2 3 4 5 6 7 8

>>> a = 21 >>> b = 10 >>> c = 0 >>> >>> c = a +b >>> c += a ; print c 52 >>> c += a is c = c + a