1.3.4 Python 语言的基本成分

在自然语言中，我们用字词、句子、段落来写文章表达思想。类似地，编程语言也提供

各种语言成分用于构造程序表达计算。例如 HelloWorld 程序中的 print 是 Python 语言中用于显示输出的一个保留词，而"Hello, World!"则是被显示的数据，这两个成分组合在一起，就构成了一条完整的语句。本节简单介绍 Python 语言的基本成分，使读者对 Python 编程有个概括的了解，更多细节将在本书后面的章节中介绍。

数据和表达式

程序是处理数据的，编程语言首先要有表达数据的语言成分，例如"Hello, World!" 就是被处理的数据。数据分为不同的类型，"Hello, World!"是字符串类型的数据。除了字符串，Python 语言还能表达和处理数值型的数据，例如：

>>> print 3.14
3.14

Python 不但能表达"Hello,World!"和 3.14 这样的基本数据，还能表达数据运算。将运算符施加到数据上所得到的语言构造称为表达式。例如下面的 print 语句显示一个表达式的计算结果，该表达式中使用了加法（+）和乘法（*）运算符：

>>> print 2 + 3 * 4
14

变量与标识符

像"Hello, World!"和 3.14 这样的数据称为常量，其数据值由字面决定，并且不可改变。Python 语言中还可以定义变量，用于表示可变的数据。变量具有名字，不同变量是通过名字相互区分的，因此变量名具有标识作用，故称为标识符①。

Python 语言中，标识符的构成必须符合规则：以字母或下划线开头，后面跟随 0 个或多个字母、数字、下划线。例如：

x xYz x1y2 xy_123 _ （连续两个下划线） _123

等都是合法的标识符，而

3q x-123 first name（中间用了空格）

等则是非法的。

① Python 程序中还有函数、类、模块等需要命名的构件，这些名字同样都属于标识符。

作为良好的编程风格，标识符的命名是有讲究的。首先，要尽量使用有意义的名字，例如如果要用一个变量来表示工资，可以命名为 salary、gongzi 之类，而 s 或 gz 就不是好的名字。其次，如果用两个以上单词组成一个名字，最好能让人看出单词之间的分界，具体做法有后续单词首字母大写①或者用下划线分隔等形式，例如表示出生年份的变量可以命名为 birthYear 或 birth_year，而 birthyear 就不算是好的风格。第三，每个人应当前后一致地使用某种命名风格，例如总是用后续单词首字母大写或总是用下划线分隔单词。本书的示例程序中，一般以小写字母开头的一个或多个英文单词作为变量名，其中后续单词的首字母都大写，例如 firstName、dateOfBirth。这也是很多人惯用的命名风格。当然，在很多简单的示例程序中，我们也会使用很多无意义的单字母的变量名，毕竟这些程序不是正式的应用程序。

语句

语句是编程语言提供的基本命令，是程序的基本组成单元和执行单元。Python 语言提供

了多种语句，分别完成不同的功能，例如我们多次见到的 print 语句。每条语句都有规定的语法形式和精确的语义，本书将采用“模板”的方式来介绍 Python 语句的语法。例如 print 语句的用法“模板”包括：

print <表达式>
print <表达式 1>, <表达式 2>, ..., <表达式 n>

在语句模板中我们用“<表达式>”之类的符号表示相应位置上所期待的合法语言成分。

第一个模板表示可以在 print 后面出现一个表达式，其含义是计算表达式的值并在屏幕上显示计算结果。第二个模板表示 print 后面可以出现用逗号分隔的多个表达式，其含义是计算每个表达式的值，并在屏幕的同一行上显示用空格分隔的各表达式的计算结果。例如：

>>> print "2 + 3 =", 2 + 3
2 + 3 = 5

最常用的一种语句是赋值语句，用于为变量赋值。最简单的赋值语句的形式是：

<变量> = <表达式>

其语义是先计算<表达式>的值，再将该值存储到<变量>中。例如：

>>> x = 2 + 3

执行结果是将 5 存储于变量 x 中，此后在表达式中使用 x 就相当于使用 5。例如：

>>> print x
5
>>> print x + 1
6

顾名思义，变量的值随时可以改变，例如下面的赋值语句将 x 的值从 5 改成了"Hello"：

>>> x = "Hello"
>>> print x
Hello

用 Python 语言编程时，通常是使每一条语句独占一行，而不将两条以上的语句写在同一行上。如果一条语句很长，写在一行上读起来不方便，Python 也提供了“续行符”用于换行继续输入：只要在一行的末尾输入字符“\”再按回车键，就表示本行语句未完，换到下一行继续。例如：

>>> print "This is a very very looooooooooooooooooooooooooong \ 
sentence."

This is a very very looooooooooooooooooooooooooong sentence.

① 顺便提一下，首单词的首字母也大写习惯用于“类名”，而所有字母都大写习惯用于“常量名”。

函数

我们经常将一个语句序列定义成一个“函数”，从而将这个语句序列视为一个整体并命名。今后在程序的任何地方，只要写下“函数名”，就相当于写下了构成该函数的语句序列，这称为“调用”该函数。例如，我们将程序 1.2 中的三条语句定义成一个函数：

>>> def greet():
        print "Hello, Lucy." 
        print "How are you?" 
        print "Goodbye, Lucy."
>>>

第一行的 def 告诉 Python 我们要定义一个函数，其后的 greet 是新定义的函数的名字， greet 后面的一对括号用于表示函数的参数。虽然本例中 greet 函数没有参数，但括号仍然不可缺少。接下来三行是构成函数的语句序列，称为函数体。Python 语言要求：函数体中的语句与 def 行相比，左边必须留一点空白（称为“缩进”），表示它们是函数的一部分。具体缩进多少不重要，重要的是函数体的各语句左边要对齐。最后，交互方式下需要用一个空行（在一行的开始处按回车键）来结束函数定义，使解释器回到提示符状态。

在此我们说明一下 Python 语言的缩进问题。一般来说，Python 程序中所有语句应该左对齐。但在某些情况下，下一行语句要比上一行语句左边多缩进一些空白，这是为了表达一种隶属关系：左缩进的语句是上面未缩进语句的下属部分。同层次的语句总是左对齐的，因此当下属部分结束后，后面的语句又要恢复到未缩进的状态。对于接触过其他编程语言的人来说，一开始也许会不习惯 Python 的代码缩进，但是以后会发现强制缩进的好处，例如程序在形式上更整齐、更容易排错等。

上面的函数定义只是告诉 Python 将来看到 greet 时应该做什么，现在并不执行函数体中的语句序列。将来任何时候如果想执行函数的语句，只需输入函数名来“调用”函数，例如：

>>> greet() 
Hello, Lucy. 
How are you? 
Goodbye, Lucy.

注意函数名 greet 后面的一对括号，这是必须有的，表明这是一个函数调用。

作为惯例，一个 Python 程序中通常会定义一个名叫 main 的函数。对于简单程序，可以

将程序的所有语句放在 main 函数中；对于由很多函数组成的复杂程序，可以让 main 作为程序的执行入口。拿程序 1.2 来说，更常见的是以如下代码来编写：

def main():
    print "Hello, Lucy." 
    print "How are you?" 
    print "Goodbye, Lucy."
main()

注意最后一行的 main()，它的作用就是调用执行函数 main。没有这一行，该程序仅仅定义了函数 main，并没有要求执行 main 函数。

虽然像程序 1.2 那样不将所有语句定义放在函数中也是可以的，但习惯上常定义成 main。这样做至少有一个好处，那就是一旦导入了模块文件，就可以通过键入 main()来多次执行程序。没有函数的话，就只能通过多次导入模块来执行程序了。

注释

程序中可以使用注释，用于解释变量的含义、函数的功能、模块文件的创建者、程序版本等等。注释不仅可以帮助他人理解程序，甚至对自己也有帮助理解的作用（试想一下当你重新拿起几年前写的程序想扩展程序功能时，注释对你的帮助）。

Python 中的注释是以“#”开始的一行，解释器遇见“#”时会自动忽略其后直到行末的内容。例如我们将上面的 greet()函数存入文件，并加上合适的注释，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