Python 入門指南 5.0

單元 1 - 認識 Python 語言

~~學習進度表~~

使用 Python 語言寫程式,最簡單的方式就是開啟文字編輯器 (text editor) ,然後將原始程式碼 (source code) 逐字元 (character) 一個一個打進文字編輯器中,然後依純文字檔案的編碼儲存檔案 (file) , Python 程式的原始碼檔案採用 .py 的副檔名

.py

以下是用 Mac 系統的「文字編輯」輸入第一個範例 demo.py

也可以利用具有語法高亮度顯示的文字編輯器,或是整合開發環境 (Integrated Development Environment, IDE) ,如下圖為 Mac 系統的 Xcode

大多數專門寫程式的文字編輯器都支援 Python 的語法高亮度,至於整合開發環境可參考官網提供的比較。

或是參考本書的語法高亮度顯示,此範例程式 demo.py 如下

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o = object()

# 於命令列印出訊息
print()
print(o)
print(".. 以上是 object 型態物件的字串形式")
print()
print("程式結束 ....")
print()

# 檔名: demo.py
# 說明:《Python入門指南》的範例程式
# 網站: http://kaiching.org
# 作者: 張凱慶
# 時間: 2023 年 5 月

本書採用開放原始碼的 Pygments 專案刻語法高亮度為 Xcode 風格,再做調整符合本書需求, Pygments 專案的官網為 https://pygments.org/ 。

先看到草綠色標記的幾個字

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o = object()
print(o)

兩個都是 Python 的內建函數 (function) 之一, object() 回傳最基本的 object 物件 (object) , print() 則用來將參數 (parameter) 字串 (string) 顯示在命令列上,舊版的 Python 直譯器 (interpreter) 把 print 當關鍵字 (keyword) 使用,所謂的關鍵字是語法功能的保留字 (reserved word) ,具有既定特殊的用法。

這裡講的 Python 舊版為 2.x ,我們使用的是 3.11 以後的 Python 版本。

至於函數也是具有既定功能的用法,這裡的 print() 就是將字串印在命令列上。其實就功能而言,列印的動作用關鍵字或函數並沒有太大的分別,若就 Python 設計的哲學來講,關鍵字的數量應該盡可能精簡,並且以語法意義為主,因此這樣的輸出工作交給函數會比較適當。

本書用紫紅色標記關鍵字,例如

  
None if for return try

簡單的程式例如 demo.py 並沒有用到關鍵字,關鍵字除了常數外大都跟邏輯判斷有關,例如上面的 if 便是用於選擇結構。

另外井字號開頭的幾行

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# 於命令列印出訊息
# 檔名: demo.py
# 說明:《Python入門指南》的範例程式
# 網站: http://kaiching.org
# 作者: 張凱慶
# 時間: 2023 年 5 月

井字號開頭則是 Python 單行註解 (comment) 的方式,屬於 Perl 風格的註解樣式。所謂的註解就是在程式中輔助說明的文字,凡是註解文字都不屬於會被程式執行的部份,因此可用自然語言替程式說明,無須恪守 Python 的語法規則。

雙引號圍起來的內容則是藍色

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print(".. 以上是 object 型態物件的字串形式")
print("程式結束 ...."

這是字串字面常數 (literal) ,所謂的字串就是文字資料,其為雙引號或單引號圍起來內容,可以是任何輸入字元或文字。

其他識別字 (identifier) 或運算子 (operator) 都採黑色

  
a b o sum + = < >

這個範例很簡單,印出一些訊息到命令列。我們逐行來看看 demo.py 進行的工作,首先,第 1 行為建立 object 型態的物件 o

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o = object()

由於 Python 是物件導向程式語言 (object-oriented programming language) ,某種程度來說使用 Python 寫程式就是使用物件跟設計物件,好加在 Python 已經內建一個內如豐富的程式庫 (library) ,很多時候我們都只需要直接利用程式庫中的物件即可。

object 為 Python 中最基本的物件,其實 Python 中所有東西都是物件,藉由內建函數 object() ,變數 (variable) o 就會得到 object 型態 (type) 的物件。這裡的等號 = 是指派運算子 (assignment operator) ,用來將等號右邊的值 (value) 傳遞給等號左邊的變數。

下面連續呼叫 6 次 print()

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# 於命令列印出訊息
print()
print(o)
print(".. 以上是 object 型態物件的字串形式")
print()
print("程式結束 ....")
print()

若沒有提供參數給 print() ,預設印出 "\n" ,這是新行字元,表示到這裡就斷行的意思。這裡

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print(o)

以 o 當參數,就會印出物件 o 的字串形式。

字串也是物件,底下雙引號圍起來的字元就是字串的常數形式

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print(".. 以上是 object 型態物件的字串形式")

因此這個程式會先印出一個空白行,然後 o 的字串形式,然後字串訊息,然後空白行,然後另一個字串訊息,最後也是個空白行。

程式很簡單,接下來,我們繼續來看看如何執行囉!

中英文術語對照
整合開發環境Integrated Development Environment, IDE
指派運算子assignment operator
字元character
註解comment
檔案file
函數function
識別字identifier
直譯器interpreter
關鍵字keyword
程式庫library
字面常數literal
物件object
物件導向程式語言object-oriented programming language
運算子operator
參數parameter
保留字reserved word
原始程式碼source code
字串string
文字編輯器text editor
型態type
變數variable
值value
重點整理
1. 寫程式可以用文字編輯器或整合開發環境。
2. Python 有大量可以直接運用的內建函數、內建物件等等,也具備豐富的程式庫。
3. Python 用井字號 # 替程式註解,註解是程式碼說明的部份,不會被直譯器所執行。
4. 字串字面常數為雙引號或單引號圍起來的內容。
5. Python 是物件導向程式設計的程式語言,裡頭所有的東西都是物件。
6. 指派運算子為單一個等號 = ,用來將等號右邊的值傳遞給左邊的變數。
問題與討論
1. 可以用 Word 寫程式嗎?有什麼不方便的地方呢?
2. 程式語言除了直譯式的 Python 外,還有編譯式的程式語言,這種程式語言在執行前需要先將原始程式碼編譯成執行檔,請將直譯式與編譯式的程式語言各舉五種出來。
3. 識別字就是變數嗎?兩者有什麼不同呢?
4. 想想看應該替程式碼提供哪些註解?什麼地方需要?什麼地方又不需要?
5. 物件導向程式語言除了 Python 還有其他的嗎? C 語言是嗎? Java 是嗎? Fortran 呢?
6. 物件是程式設計的中文術語,英文原文為 object ,其實 object 就是一般中文「東西」的意思,想一想平常我們是怎麼運用「東西」的,「東西」的概念如何移植到程式設計的物件中?
練習
1. 將上述範例的內容逐字元打到文字編輯器裡,然後將檔名存成 demo.py 。
2. 承上題,刪除 demo.py 中所有單行註解,並將檔名存成 exercuse0101.py 。 參考程式碼
3. 承上題,刪除 o = object() 及 o = object() 兩行程式碼,並將檔名存成 exercuse0102.py 。 參考程式碼
4. 承上題,將第一個印出字串改成 "There is no spoon." ,第二個印出字串改成 "Free your mind." ,並將檔名存成 exercuse0103.py 。 參考程式碼
5. 承上題,自行設定兩個印出字串內容,並將檔名存成 exercuse0104.py 。 參考程式碼
6. 承上題,內建函數 input() 可以在命令列接收使用者輸入,回傳為字串,將兩個印出字串改成使用者輸入的 s1 與 s2 ,並將檔名存成 exercuse0105.py 。 參考程式碼
7. 承上題, input() 的小括弧中可以放一個字串參數,這個字串參數是使用者輸入前的提示文字,將兩個 input() 加入字串參數,並在 print() 中加入顯示是哪一個輸入字串,並將檔名存成 exercuse0106.py 。 參考程式碼
8. 承上題,重新替程式加入適當註解,並將檔名存成 exercuse0107.py 。 參考程式碼
9. 承上題, print() 函數可以增加 end 參數, end 用來設定印出結尾符號,預設是斷行字元 '\n' ,這裡改成自訂的字串,例如 ", " ,並將檔名存成 exercuse0108.py 。 參考程式碼
10. 承上題, print() 函數可以用逗號增加印出字串,另外可以用 sep 參數設定印出字串的間隔符號,這裡將 s1 跟 s2 放在同一個 print() 印出,然後利用 sep 設定間隔字串,例如 ", " ,並將檔名存成 exercuse0109.py 。 參考程式碼

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