Python入門教程（二）

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　　今天講編程思維。

　　可能這對初次接觸編程的人有用——我不是不想切入正題，我只是想強調根本沒什麼正題，我可能在其他文章裡提過這一點。“程式設計語言就是文法糖”，可能你不知道什麼是文法糖，但是知道的人也未必認同我。我不保證你們能聽懂……python的教程有很多，但是我對很多都不滿意，所以這算是我的嘗試吧。

　　我們將實現一個【篩選100以內素數】的程式。我不用python語言，而是用虛擬碼——虛擬碼沒有固定寫法，但是自然不是所有東西都叫虛擬碼。成為虛擬碼需要兩個性質：

1.  沒有歧義。可能別人會覺得有歧義，只要你覺得沒有就行。

2.  可執行。這意味著你必須輸入一個動作，而不是“今天天氣很好”等等。

　　但可執行檔不都是機器可以做的。一般地，你可以讓機器做：

• 建立一個變數。變數就像空盒子，你可以往裡放一個東西，但只能放一個。最常見的是裝一個數，0，12345，-233333，等等。

• 向變數裡放東西。

• 對數進行數學運算，並把結果放到某個變數
  

• 列印字串；列印一個數。（“列印”僅僅表示顯示在螢幕上，這是一般說法）

• 條件選擇。（以後再說）

• 迴圈。（以後再說）

　　絕大部分你覺得比較“機械”的工作，機器都可以做。雖說我不知道你們對機器有何感覺……

　　現在我們試圖實現一個篩選100以內素數的程式。你完全可以按著自己的意願寫，比如：

如果1是素數，列印1如果2是素數，列印2如果3是素數，列印3如果4是素數，列印4如果5是素數，列印5如果6是素數，列印6如果7是素數，列印7如果8是素數，列印8如果9是素數，列印9如果10是素數，列印10如果11是素數，列印11如果12是素數，列印12如果13是素數，列印13如果14是素數，列印14如果15是素數，列印15如果16是素數，列印16如果17是素數，列印17如果18是素數，列印18如果19是素數，列印19如果20是素數，列印20如果21是素數，列印21如果22是素數，列印22如果23是素數，列印23如果24是素數，列印24如果25是素數，列印25如果26是素數，列印26如果27是素數，列印27如果28是素數，列印28如果29是素數，列印29如果30是素數，列印30如果31是素數，列印31如果32是素數，列印32如果33是素數，列印33如果34是素數，列印34如果35是素數，列印35如果36是素數，列印36如果37是素數，列印37如果38是素數，列印38如果39是素數，列印39如果40是素數，列印40如果41是素數，列印41如果42是素數，列印42如果43是素數，列印43如果44是素數，列印44如果45是素數，列印45如果46是素數，列印46如果47是素數，列印47如果48是素數，列印48如果49是素數，列印49如果50是素數，列印50如果51是素數，列印51如果52是素數，列印52如果53是素數，列印53如果54是素數，列印54如果55是素數，列印55如果56是素數，列印56如果57是素數，列印57如果58是素數，列印58如果59是素數，列印59如果60是素數，列印60如果61是素數，列印61如果62是素數，列印62如果63是素數，列印63如果64是素數，列印64如果65是素數，列印65如果66是素數，列印66如果67是素數，列印67如果68是素數，列印68如果69是素數，列印69如果70是素數，列印70如果71是素數，列印71如果72是素數，列印72如果73是素數，列印73如果74是素數，列印74如果75是素數，列印75如果76是素數，列印76如果77是素數，列印77如果78是素數，列印78如果79是素數，列印79如果80是素數，列印80如果81是素數，列印81如果82是素數，列印82如果83是素數，列印83如果84是素數，列印84如果85是素數，列印85如果86是素數，列印86如果87是素數，列印87如果88是素數，列印88如果89是素數，列印89如果90是素數，列印90如果91是素數，列印91如果92是素數，列印92如果93是素數，列印93如果94是素數，列印94如果95是素數，列印95如果96是素數，列印96如果97是素數，列印97如果98是素數，列印98如果99是素數，列印99如果100是素數，列印100

　　這【是】虛擬碼，因為既沒有歧義，又可以執行。但機器沒法執行，因為“是素數”我們理解，機器並不能理解。但是我們可以把“是素數”拆成幾個分開的條件，使得機器可以理解較簡單的條件。不過在此之前，我們該先考慮一下，這100行是不是太多了？我們可以用上一些小技巧：

建立一個變數A把1放進A如果A中的數是素數，列印A中的數把A中的數增加1回到第三行

　　原本要100行的代碼，現在只要5行了——這就是迴圈的一大用處，顯然“回到第三行”導致了一個迴圈的形成。但是這個代碼並不對，因為它會無限迴圈下去，根本不會結束，“能不斷地列印素數”。所以要做一些修改：

建立一個變數A把1放進A如果A中的數是素數，列印A中的數把A中的數增加1如果A大於100，跳出迴圈回到第三行

　　因為這裡只有一個迴圈，所以“跳出迴圈”是虛擬碼。python是強大的語言，理應可以把這些虛擬碼改成python語言，可惜世界上有一個詭異的規定（絕大多數語言，C是例外）：不許用“回到第三行”這種話。為了彌補，可以這樣寫：

建立一個變數A把1放進A把下面括弧裡的話重複100遍（如果A中的數是素數，列印A中的數把A中的數增加1）

　　接下來我們處理“是素數”。如果一個數大於3，並且除以所有大於1、比自身小1的數都有餘數，那麼它是素數。所以以下兩段代碼功能是一樣的：

1：

如果A中的數是素數，列印A中的數

2：（一般地，我們用直接用變數名稱呼其中的東西，雖說用盒子的名字稱呼裡面的東西很奇怪）

建立一個變數B建立一個變數“這個數還有可能是素數嗎”把2放進B把字串“有可能”放進變數“這個數還有可能是素數嗎”把下面括弧裡的句子一直重複下去（如果A除以B沒有餘數，那麼把字串“不可能”放進變數“這個數還有可能是素數嗎”把B加上1如果此時B等於A，那麼跳出迴圈）如果變數“這個數還有可能是素數嗎”中是“有可能”，列印A中的數

　　加到一起，就是這樣：（同時迴圈的只有一層，跳出迴圈仍然沒有歧義）

建立一個變數A把1放進A把下面括弧裡的話重複100遍（建立一個變數B建立一個變數“這個數還有可能是素數嗎”把2放進B把字串“有可能”放進變數“這個數還有可能是素數嗎”把下面括弧裡的句子一直重複下去（如果A除以B沒有餘數，那麼把字串“不可能”放進變數“這個數還有可能是素數嗎”把B加上1如果此時B等於A，那麼跳出迴圈）如果變數“這個數還有可能是素數嗎”中是“有可能”，列印A中的數把A中的數增加1）

　　現在我們第一次正式使用python代碼：（#號到行末是注釋，不會當成語句運行，僅僅為了方便程式員閱讀）

a = 1                                               #   建立變數A, 並把1放進Afor i in range(100):                                #   把下面括弧裡的話重複100遍                                                    #（    b = 2                                           #   建立變數B, 並把2放進B    這個數還有可能是素數嗎 = "有可能"                     #   建立變數“這個數還有可能是素數嗎”, 並放入字串“有可能”    while True:                                     #   把下面括弧裡的句子一直重複下去                                                    #（        if a % b == 0:這個數還有可能是素數嗎 = "不可能"   #   如果A除以B沒有餘數，那麼把字串“不可能”放進變數“這個數還有可能是素數嗎”        b += 1                                      #   把B加上1        if a == b:  break                           #   如果此時B等於A，那麼跳出迴圈                                                    #）    if 這個數還有可能是素數嗎 == "有可能":print(a)        #   如果變數“這個數還有可能是素數嗎”中是“有可能”，列印A中的數    a += 1                                          #   把A中的數增加1                                                    #）

　　“把數放進變數”——即“賦值操作”，用的符號是等號。其實這並不符合直覺，並且用久了會產生錯覺。代碼中出現的雙等號表示比較操作，等號只能用於賦值。

　　這段代碼中，for i in range(100) 意思是建立一個叫 i 的變數，並且使其為0。python中必須在建立時賦值，其實等於在第一次使用時建立。然後括弧——python不用括弧，而是在需要括弧的時候縮排4格，括弧結束的時候向前4格，這樣就能對齊了——括弧中的內容執行一遍，i 加上1，就這麼繼續下去。

　　然而上面的代碼並不工作。你會看到游標不停地閃——因為1並不能用上述方法檢驗是否為素數。但是從3開始就沒問題了——大於1、且比自身小1的數得以存在，邏輯也得以運行了。所以我們把第一行改成a=3 。

　　然而結果中出現了101……所以我們再改改……但是這些邏輯錯誤——而不是語法錯誤，是這門語言之外的東西了。我們在寫虛擬碼的時候就沒有考慮周全，並不是我們沒有學好這門語言。

　　這個小程式非常原始，但是很關乎思維。我們至少能看到3個啟示：（並且長久地有效）

• 用迴圈取代重複的東西

• 注意迴圈如何結束

• 注意迴圈能否開始

　　而編程思維以外的東西，也就是傳統書籍的絕大多數，我決定略過。但是學會了去提問，你就會發現，你確實只要學這麼多就夠了，授人以魚不如授人以漁。接下來講解幾個關鍵詞。

函數

　　請看代碼：

def f(x):return 2*xa = f(7)print(a)

　　函數就是函數，可以簡化數學操作。然而除了數學操作，函數也可以做其他動作，但是受一些限制。如果你要反覆計算一個數的2倍（或者2倍+3+2的這個數倍+……這樣的複雜函數），def是很好的選擇。def應該是define（中文：定義）的縮寫。你可以在函數裡寫print，引用函數之外的變數，以及 不能 修改函數之外的變數，等等。

　　想瞭解更多，百度搜尋“python3函數”，一個技巧是，看不懂就先挑看得懂的看。

字串

　　在python中，【半形，也就是英文下的】引號中的內容會被當成字串。在英文中是沒有前引號和後引號之分的，在從前往後讀的時候，第一個會被當成前引號，第二個則與前一個匹配，被當做後引號。可以把字串賦值給一個變數。如果一串英文不在引號裡，那麼它會被看成一個變數名稱。中文引號起不到引號的作用。空格是一個字元，分行符號也是一個字元（不妨print("hello\nworld")），但是分行符號不能一下子打出來，人們用“\”後跟一個字母表示這些不可見的符號，\n為換行，\\為\自身，\"為雙引號（顯然引號不能單獨打出來）。犧牲一個符號，獲得一堆額外的符號還是值得的。python中，單雙引號可以成對混用（匹配同種），但我習慣用單引號處理單個字元（單個字元也是字串）。

　　能放進變數裡的東西——比如“字串”，可以百度“python3字串方法”（又比如“python3複數方法”，但字串的方法尤其多）。“方法”就是加個點後跟一個函數，是函數的一種。說“方法”而不說“函數”的人，大多是強調這種函數可以用一個“.”來調用之。至於是怎麼回事，下一個教程再說（與“類”有關）

列表

l = [1,2,3,4,5]print(l [0])print(l [1])print(l [2])print(l [3])print(l [4])

　　五個print列印出12345 。a[ i ]表示a中第 i 個元素，但是起始的一個是“第0個元素”。就像有些樓的底層是“第0層”——這一習慣並非沒有優點。

　　如果把第一行改成 l=1 ，到下一行會出錯。因為整數沒有“第n個元素”。

　　l後括弧前一般不用空格，這裡是為了看得清楚

　　（“python3列表方法”）

元組

t = (1,2,3,4,5)print(t[0])print(t[1])print(t[2])print(t[3])print(t[4])

　　元組和列表很相似。但是列表可以在被建立後再次賦值，比如可以a[2] = 100 。但試圖用於元組時，會報錯。元組不可改變——也並非沒有優點

　　可以用a, b = (1,2) 一下子賦多個值，僅元組可以。

字典

d = {"name" : "Jack", "age" : "7", "hobby" : "nothing"}print(d["name"])print(d["age"])print(a["hobby"])

　　你知道會列印出什麼。"name" "age" "hobby"（注意有引號，是字串）都是字典的“鍵”，"Jack" 7 "hobby"都是“值”，"Jack"是鍵"name"對應的值，"name" : "Jack"稱為一個“索引值對”。值可以說任何能放進變數的東西，鍵必須是不可修改的東西（比如整數，字串，元組）

else

　　百度“python3條件陳述式”

異常

　　百度“python3條件陳述式”，“python3 assert”（斷言）

檔案操作

　　代碼：（自行理解）（r是read，用讀模數式開啟；w是write，用寫入模式開啟，將清除原有內容；還可以用a，用追加模式開啟，將在最後繼續寫入。總之不能回改）

with open("示範.txt",'w') as tp:tp.write("六個示範文字\n")tp.write("十三個示範文字")tp.write("二十個示範文字")with open("示範.txt",'r') as tp:print(tp.read())print("="*20)print("===============")with open("示範.txt",'r') as tp:print(tp.readline())print(tp.readline())

鍵盤輸入

　　代碼：（斷行符號確認輸入）

s = input("輸入提示符> ")print("剛才輸入的是：",s)

模組（匯入）

　　from xxx import * ，相當於把同一檔案夾下的xxx.py 檔案內容全部粘貼在這裡。

　　import xxx，類似上一條，但是如果要使用那個檔案中的變數a，要寫成xxx.a ；用那個檔案中的函數，寫成xxx.f( )

布爾值

　　True和False，和普通變數名看起來沒什麼大區別（首字母大寫而已），但是為python保留字，即不可對其賦值。1 == 1的值為True，1！= 1為False（不等於的意思），1=='a' 的值為False，3 > 2的值為True，字串和數字可以比較是否相等，比較大小會報錯。如果強制對布爾值做加法，True被視為1，False為0 。

　　可搜尋“布爾代數”

標準庫

　　庫是模組。多數放在環境變數下。

　　例如 import os 後可以使用os.system("echo hello")，你知道那是什麼； import sys 後可以sys.stdout = open("xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.txt",'w') ，然後接著隨便print點東西看看後果

　　搜尋“python標準庫”

IDE

　　有些教程一開始就配置IDE，我認為命令列有必要先講。所謂IDE就是一個豪華些的記事本，另外會給你一個按鈕（但是往往不止一個按鈕），點一下，就會給命令列發送訊息，比如“python xxx.py”。我用的是Geany，感覺還不錯。反正我堅決反對新手用VS和eclipse，我到現在也剛剛能看懂罷了（畢竟不用）。網上搜尋“geany python”有教程，但是最後一步我放個圖（環境變數的用處來了）

　　只有執行一欄有用，因為python幾乎不編譯。而且好像只能一下子粘貼，不能輸入（我電腦的問題？），在記事本裡打完整複製吧。

類、物件導向

　　下次的內容。

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