Python完全自学教程

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书名：Python完全自学教程

ISBN：978-7-115-59586-7

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版　　权

著    明日科技

责任编辑 张天怡

人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号

邮编　100164 　电子邮件　315@ptpress.com.cn

网址　http://www.ptpress.com.cn

读者服务热线：(010)81055410

反盗版热线：(010)81055315

内容提要

本书可作为Python自学手册。本书系统、全面地介绍了Python程序设计开发所涉及的各类知识。全书共19章，包括Python起步、Python语言基础、Python数据类型、运算符、条件控制语句、循环结构语句、序列、字符串、列表、字典与集合、文件与I/O、函数、GUI编程、异常处理及程序调试、Web编程、Web框架，以及3个实战案例即51商城、BBS问答社区、甜橙音乐网。全书每章内容都与实例紧密结合，有助于读者理解知识、应用知识，达到学以致用的目的。

本书附有配套资源包，资源包中有本书所有实例的源码及教学视频。其中，源码全部经过精心测试，能够在Windows 7、Windows 8、Windows 10操作系统下编译和运行。

本书可作为计算机、软件等相关专业的教材，同时也适合数据库爱好者、初级数据库开发人员阅读参考。

前  言

Python自问世以来，发展得越来越快，和Python相关的应用也越来越多。当前，实例教学是计算机程序语言教学最有效的方法之一。本书将Python知识和实用的实例有机结合起来：一方面，追踪Python的发展方向，适应市场需求，精心选择内容，突出重点，强调实用性，使知识讲解全面、系统；另一方面，将知识融入实例讲解，使知识与实例相辅相成，既有利于读者学习知识，又有利于指导读者实践。

如果您在学习或使用本书的过程中遇到问题或疑惑，可以通过如下方式与我们联系，我们会尽快提供解答。

服务网站：www.mingrisoft.com。

服务电话：0431-84978981/84978982。

企业QQ：4006751066。

服务信箱：mingrisoft@mingrisoft.com。

书中案例使用的数据信息均属虚构，如有雷同，纯属巧合。

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请广大读者批评指正，以便本书得以改进和完善。

明日科技

2023年6月

第1章　Python起步

1.1　初识Python

1.1.1　Python简介

Python 是一种跨平台的、开源的、免费的、解释型的高级编程语言，它具有种类丰富和功能强大的库，能够把用其他语言（尤其是C/C++）制作的各种模块很轻松地“联结”在一起，所以Python常被称为“胶水”语言，其标志如图1.1所示。Python 的应用领域也非常广泛，在 Web 编程、图形处理、大数据处理、网络爬虫和科学计算等领域都能找到 Python 的身影。在全球最大的编程问答社区 Stack Overflow上，Python已经成为受欢迎的编程语言之一，如图1.2所示。

图1.1　Python的标志

图1.2　Python应用趋势

1.1.2　Python的应用领域

Python作为一种功能强大且简单易学的编程语言，广受好评，那么Python的应用领域有哪些呢？概括来说主要有以下几个领域。

Web开发。

大数据处理。

人工智能。

自动化运维开发。

云计算。

爬虫。

游戏开发。

1.2　Python的安装与问题处理

1.2.1　安装Python

1.如何查看计算机操作系统的位数

编程软件为了提高开发效率，分别对32位操作系统和64位操作系统做了优化，推出了不同的开发工具包。Python也不例外，所以在安装Python前，需要了解计算机操作系统的位数。下面介绍在Windows 10下如何查看操作系统的位数。

在桌面找到“此电脑”图标，用鼠标右键单击该图标，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，如图1.3所示。选择“属性”命令后将弹出图1.4所示的“系统”窗口，在“系统类型”处标示着本机是64位操作系统还是32位操作系统。图1.4中所展示的计算机操作系统为64位。

图1.3　选择“属性”命令

图1.4　查看系统类型

2.下载Python安装包

在Python的官方网站中，可以很方便地下载Python的开发环境，具体下载步骤可以查看本书相关视频。下载完成后，在下载位置可以看到已经下载的Python安装文件“python-3.8.2.exe”，如图1.5所示。

图1.5　下载后的python-3.8.2.exe文件

3.在Windows 64位操作系统上安装Python

在Windows 64位操作系统上安装Python 3.x的步骤可以查看安装视频。

4.检测Python是否安装成功

按照步骤安装Python后，需要检测Python是否安装成功。例如，在Windows 10操作系统中检测Python是否成功安装，可以在Windows 10操作系统的“开始”菜单上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“搜索”，接下来在桌面左下角“搜索程序和文件”文本框中输入cmd命令，然后按<Enter>键，启动“命令提示符”窗口（又称命令行界面、命令行窗口），在当前的“命令提示符”窗口中输入python，并且按<Enter>键，如果出现图1.6所示的信息，则说明Python安装成功，同时进入交互式Python解释器。

图1.6　在“命令提示符”窗口中运行的Python解释器

1.2.2　解决提示“‘python’不是内部或外部命令……”

在“命令提示符”窗口中输入python命令后，可能会显示“‘python’不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。”，如图1.7 所示。

图 1.7　输入python命令后出错

出现该问题的原因是，在当前的路径中找不到Python.exe可执行程序，具体的解决方法是配置环境变量，这里以Windows 10操作系统为例介绍配置环境变量的方法，具体如下。

（1）在“此电脑”图标上单击鼠标右键，然后在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，并在弹出的“系统”窗口中单击“高级系统设置”超链接，将出现图1.8所示的“系统属性”对话框。

（2）单击“环境变量”按钮，将弹出“环境变量”对话框，如图1.9所示。

图1.8　“系统属性”对话框

图1.9　“环境变量”对话框

（3）在“mingribccd的用户变量”中，选择“Path”环境变量，单击“编辑”按钮，将弹出“编辑环境变量”对话框，单击“新建”按钮，在新建的编辑文本框中输入G:\Python\Python38，再次单击“新建”按钮，在新建的编辑文本框中输入G:\Python\Python38\Scripts\，最后单击“确定”按钮，如图1.10所示，回到“环境变量”对话框。（注意G 盘为编者安装Python的路径，读者可以根据实际情况进行修改。）

图1.10　编辑环境变量

（4）单击“环境变量”中的“Path”环境变量，可以看到刚添加的变量值，如图1.11所示。单击“确定”按钮，完成环境变量的配置。

图1.11　查看添加的变量值

（5）在“命令提示符”窗口中，输入 Python 命令，如果Python解释器可以成功运行，说明配置成功。如果已经正确配置了环境变量，仍无法启动Python解释器，建议重新安装Python。

1.3　Python开发工具

通常情况下，为了提高开发效率，需要使用相应的开发工具。进行Python开发也可以使用开发工具，下面将介绍利用Python自带的集成开发和学习环境（IDLE）进行编程。

在安装Python后，会自动安装IDLE。它是Python Shell（可以在打开的IDLE主窗口的标题栏上看到），也就是一个通过输入文本与程序进行交互的途径，程序开发人员可以利用它与Python交互。下面将详细介绍如何使用IDLE开发Python程序。

1.打开IDLE并编写代码

打开IDLE时，可以单击Windows 10操作系统的“开始”菜单，然后依次选择“所有程序”→“Python 3.8”→“IDLE (Python 3.8 64-bit)”命令，即可打开IDLE主窗口，如图1.12所示。

图1.12　IDLE主窗口

（1）在IDLE主窗口的菜单栏上，选择“File”→“New File”命令，将打开一个新窗口。在该新窗口中，可以直接编写Python代码，并且输入一行代码后再按〈Enter〉键，将自动换到下一行，等待继续输入，如图1.13所示。

图1.13　新创建的Python文件窗口

（2）在代码编辑区中，编写“hello world”程序，代码如下。

print("hello world")

（3）编写完成的代码效果如图1.14所示。按快捷键<Ctrl +S>保存文件，这里将其保存为demo.py，其中.py是Python文件的扩展名。

图1.14　代码效果

（4）运行程序。在菜单栏中选择“Run”→“Run Module”命令（或按<F5>键），运行结果如图1.15所示。

图1.15　运行结果

说明

程序运行结果会在IDLE中呈现，每运行一次程序，程序运行结果就会在IDLE中呈现一次。

2.IDLE常用的快捷键

在程序开发过程中，合理地使用快捷键，不但可以降低代码的错误率，而且可以提高开发效率。因此，掌握一些IDLE常用的快捷键是必须的。在IDLE中，可通过选择“Options”→“Configure IDLE”命令，在打开的“Settings”对话框的“Keys”选项卡中查看快捷键，但该界面是英文的，不便于查看，所以编者将一些IDLE常用的快捷键通过表1.1列出。

表1.1　IDLE常用的快捷键

说明

由于IDLE使用起来简单、方便，很适合练习用，所以本书将IDLE作为开发工具。

1.4　基本输出函数print()

在Python中，使用内置的print()函数可以将结果输出到IDLE或者标准控制台上。print()函数的语法格式如下。

print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

参数说明如下。

value：表示要输出的值；可以是数字、字符串、各种类型的变量等。

…：值列表，表示可以一次性输出多个值；输出多个值时，需要使用“,”（英文逗号）分隔，输出的各个值之间默认用空格隔开。

sep：表示输出的各个值之间的间隔符，默认是一个空格，也可以设置为其他的分隔符。

end：表示输出完最后一个值后需要添加的字符串，用来设定输出语句以什么结尾，默认是换行符“\n”，即输出完会跳到新行；可以换成其他字符串，如end='\t' 或end=' '等。

file：表示输出的目标对象，可以是文件，也可以是数据流，默认是sys.stdout。也可以设置“file = 文件存储对象”，把内容存到该文件中。

flush：表示是否立刻将输出语句输出到目标对象，flush的值为False或者True，默认flush=False，表示输出值会存在缓存；当flush=True时，输出值会被强制写入文件。

其中，输出内容可以是数字和字符串（字符串需要使用引号括起来），此类内容将直接输出；输出内容也可以是包含运算符的表达式，此类内容将计算结果输出。例如：

a = 100                          # 变量a，值为100
b = 5                            # 变量b，值为5
print(9)                         # 输出数字9
print(a)                         # 输出变量a的值100
print(a*b)                       # 输出a*b的结果500
print("go big or go home")       # 输出“go big or go home”（要么出众，要么出局）

多学两招

在Python中，默认情况下，使用print()语句输出结果后会自动换行，如果想要一次输出多个内容，而且不换行，可以将要输出的内容使用英文逗号分隔。下面的代码将在一行上输出变量a和b的值，以及字符串。

print(a,b,'要么出众，要么出局')           # 输出结果：100 5 要么出众，要么出局

注意

sep、end、file、flush都必须以命名参数方式传参，否则会被当作需要输出的对象。

提示

如果print()函数不传递任何参数，将会输出end参数的默认值，即输出空行。

1.4.1　使用连接符连接多个字符串

数值可以直接输出，但使用“+”连接数值和其他类型数据时，系统会默认为加法计算，会报错。可以使用“,”连接，或者将数值作为字符串来处理，即在两端加英文单引号或英文双引号。

print(1314)                     # 直接输出整数，可不带英文双引号或英文单引号
1314
print(12.22)                    # 直接输出浮点数
12.22
print(10 / 3)                   # 可以包含运算表达式，输出运算结果
3.3333333333333335
print(100 * 3.13 + 60)          # 可以包含运算表达式，输出运算结果
373
print(2, 0, 2, 0)                 # 使用“,”连接要输出的数值，输出结果中间用空格分隔
2 0 2 0
print(192, 168, 1, 1, sep='.')  # 使用“.”连接输出数值，数值间用“.”分隔
192.168.1.1
print("广州恒大" + 43)          # 不能直接使用“+”连接字符串和数值，会报错
TypeError: can only concatenate str (not“int”) to str
print("广州恒大" + str(43))      # 使用“+”连接字符串和数值时，数值要转换为字符串
广州恒大43
print("广州恒大", 43)          # 使用“,”连接字符串和数值，输出的字符串和数值用
空格分隔
广州恒大 43
print("%e" % 120563332111098)   # 使用操作符“"%e"%”格式化数值为科学记数法
1.205633e+14

1.4.2　指定位数编号输出

zfill()函数可按指定位数输出编号，如将输入的数字格式化为5位编号输出，代码如下。

instr=input('请输入一个数字：')
print (instr.zfill(5))        # 输出5位编号

运行程序，输入一个数字，会将其格式化为5位编号，如图1.16所示。

图1.16　输出5位编号

1.5　输入函数input()

在Python中，使用内置函数input()可以接收用户用键盘输入的信息。input()函数的基本用法如下。

variable = input("提示文字")

其中，variable为保存输入结果的变量，双引号内的提示文字表示用于提示要输入的内容。例如，想要接收用户输入的内容，并保存到变量tip中，可以使用下面的代码实现。

tip = input("请输入文字：")

在Python 3.x中，无论输入的是数字还是字符，都将被当作字符串读取。如果想要接收数值，需要把接收到的字符串进行类型转换。例如，想要接收整型的数字并保存到变量num中，可以使用下面的代码。

num = int(input("请输入您的幸运数字："))

想要获得字符对应的ASCII值该如何实现呢？通过ord()函数可以将字符的ASCII值转换为数字。下面的代码用于实现根据输入字符，输出相应的ASCII值。

name=input("输入字符：")                              # 输入字母或数字，不能输入汉字
print(name+" 的ASCII值为：",ord(name))               # 显示字符对应的ASCII值

如输入字符“A”，则结果输出为“A的ASCII值为65”；输入数字5，则结果输出为“5的ASCII值为53”。

 示例 　根据输入的年份，计算年龄大小。

实现根据输入的年份（4位数字，如1981），计算目前的年龄。程序中使用input()函数输入年份，使用datetime模块获取当前年份，然后用当前年份减去输入的年份，就是计算的年龄，代码如下。

import datetime                              # 调入时间模块
imyear = input("请输入您的出生年份：")           # 输入的出生年份必须是4位数字的，如1981
nowyear= datetime.datetime.now().year        # 计算当前年份
age = nowyear- int(imyear)                   # 用于计算实际年龄
print("您的年龄为："+str(age ) +"岁")           # 输出年龄
# 根据计算的年龄判断所处的年龄阶段
if age<18:                                    # 如果年龄小于18岁
     print("您现在为未成年人 ~@_@~")            # 输出为“您现在为未成年人 ~@_@~”
if age>=18 and age<66:                        # 如果18≤age<66
     print("您现在为青年人 (-_-)")              # 输出为“您现在为青年人 (-_-)”
if age>=66 and age<80:                        # 如果66≤age<80
     print("您现在为中年人~@_@~")               # 输出为“您现在为中年人~@_@~”
if age>=80:                                   # 如果age≥80
     print("您现在为老年人 *-_-* ")             # 输出为“您现在为老年人*-_-*”

运行程序，会提示输入出生年份，如图1.17所示。输入出生年份，出生年份必须是4位数字，如1981。

输入出生年份，如输入2007，按<Enter>键，运行结果如图1.18所示。

图1.17　提示输入出生年份

图1.18　根据输入的年份计算年龄

1.5.1　常用输入

使用input()输入信息时，提示信息参数可以为空（不提示任何信息），也可以和转义字符结合（如在提示信息后加\n，表示在提示信息后换行）。常见应用代码如下。

name = input("")                  # 无提示型输入，不换行
name1 = input("name:")            # 简洁型输入，不换行
name2 = input("请输入您的姓名：")   # 提示型输入，不换行
name3 = input("姓名:\n")          # 提示型输入，换行

运行结果如下。

张三丰
name:李铁
请输入您的姓名：理想
姓名:
李世民     

1.5.2　去除输入的非法字符

输入数据时，可能会输入空格等非法字符，这时可以使用字符串的strip()、lstrip()或rstrip()等方法去除输入的非法字符。例如下面的代码。

name = input("请输入您的姓名:").strip(' ')    # 去除输入数据两端的空格
age = input("请输入您的年龄:").lstrip(' ')    # 去除输入数据左侧的空格
print(name)
print(age)

运行结果如下。

请输入您的姓名: joy
请输入您的年龄: 12
joy   12

1.5.3　多数据输入

input()函数支持多个数据的输入，输入的时候通常使用字符串的split()方法进行分割，如同时输入某一地点的坐标值等。示例代码如下。

# 一行输入两个不限定类型的值
x,y=input("请输入出发地点的横、纵坐标值，用英文逗号分隔:").split(',')
name,age,height=input('请输入你的姓名、年龄和身高，用英文逗号分隔：\n').split(',') 
# 一行输入两个限定类型为整型的值
a,b=map(int,input('请输入两个数，用空格分隔：\n').split())        
print(x,y)
print(age)
print(a,b)

运行结果如下。

请输入出发地点的横、纵坐标值，用英文逗号分隔:123,210
请输入你的姓名、年龄和身高，用英文逗号分隔：
joy,22,1.68
请输入两个数，用空格分隔：
27 89
123 210
22
27 89

说明

如果不按指定规则输入，将输出“ValueError: not enough values to unpack”异常。

通过循环语句也可以实现多个数据的输入，也需要使用字符串的split()方法对输入的数据进行分割。代码如下。

sum = 0
for x in input('请输入多个加数，中间用空格分隔：').split(' '):
    sum = sum+int(x)
print(sum)

运行结果如下。

请输入多个加数，中间用空格分隔：
1 2 3 4 5 6 7 8
36

1.5.4　强制转换输入

用户通过input()函数输入的数据都是字符串类型的，有时程序要求输入的数据为某种特定数据类型，如整型、浮点型或日期型等，这时就需要在输入后进行强制转换。例如，使用int()函数将用户输入的字符串类型的数据转换为整型数据。代码如下。

age = int(input('age：'))
print(age)
print(type(age))

运行结果如下。

age：30
30
<class 'int'>

有时对输入的数据是有一定要求的，如首字母大写、全部为小写等，这时可以使用字符串的lower()、upper()、capitalize()或title()等方法对输入的数据进行强制转换。代码如下。

password = input('请输入您的密码：').upper()      # 将输入的数据转换为全部大写
name = input('请输入您的姓名：').capitalize()     # 将输入的数据转换为首字母大写
school = input('请输入您的学校：').title()         # 将输入的数据全部转换为首字母大写
print(password,name,school)                    # 输出以上转换后的内容

运行结果如下。

请输入您的密码：abcdefg      
请输入您的姓名：joy
请输入您的学校：harvard university
ABCDEFG Joy Harvard University

1.5.5　对输入数据进行验证

Python提供了一些对输入数据进行验证的方法，通过这些方法可以非常方便地判断输入内容是大写字母、小写字母、数字或空白字符等。主要方法如下。

isalnum()：用于验证所有字符都是数字或者字母。

isalnum()：用于验证所有字符都是字母。

isdigit()：用于验证所有字符都是数字。

islower()：用于验证所有数据都是小写。

isupper()：用于验证所有数据都是大写。

istitle()：用于验证所有数据都是首字母大写，类似标题。

isspace()：用于验证所有数据都是空白字符，如\t、\n、\r。

使用字符串的isdigit()方法可以验证输入数据是否为数字。例如，需要输入纯数字方可进入系统，否则将退出系统，代码如下。

if input('请输入数字验证码：').isdigit():
    print('正在登录草根之家商务系统！')
else:
    print('输入非法，将退出系统！')

输入纯数字的运行结果如下。

请输入数字验证码：1314
正在登录草根之家商务系统！

输入非纯数字的运行结果如下。

请输入数字验证码：q1e2
输入非法，将退出系统！

第2章　Python语言基础

2.1　注释

注释，是指在代码中对代码功能进行解释说明的标注性文字，可以提高代码的可读性，让代码更容易理解和维护。程序运行时，注释的内容将被Python解释器忽略，并且不会在执行结果中体现出来。

编写程序时，及时添加注释不但可以记录程序的作用和功能，还可以通过注释对程序进行调试，这是一些有经验的编程人员经常使用的调试手段。

Python通常包括3种类型的注释，分别是单行注释、多行注释和中文编码声明注释。

2.1.1　单行注释

在Python中，可使用“#”作为单行注释的符号。从“#”开始直到换行为止，其中的所有内容都作为注释而被Python解释器忽略。语法格式如下。

# 注释内容

单行注释可以放在要注释代码的前一行，也可以放在要注释代码的右侧。例如，下面的两种注释形式都是正确的。

当行注释（注释直接占一行） ：

# 数字竞猜小游戏程序
# 预设竞猜数字给变量instr
instr = input("请输入预设的竞猜数字：")

行末注释（在代码的右侧添加注释）：

guess = -1                                   # 设置默认输入的竞猜数字为-1
print("======数字猜谜小游戏======")           # 输出游戏名称
while guess != number:                       # 如果竞猜错误，重新竞猜

使用当行注释还是行末注释，需要根据编写程序的实际情况进行选择，当需要解释、说明的内容较多时，推荐使用当行注释。当行注释和行末注释的综合应用代码如下。

# 用户登录判断程序
# 只要输入user列表中的用户，就可以模拟登录系统
user=['like','ming','sun','xiaobei','star'] # 用户名称列表
while True:                                 # 要求重复输入，直到输入正确的用户名称
    instr = input('用户名称：')            # 要求输入用户名称
    if instr in user:                     # 如果输入的用户在列表中
        print('正在进入系统，请稍后！')
        break                             # 退出程序
    else:
        print('密码不正确，请重新输入！')
        continue                          # 继续执行程序

注意

在任何代码行前面加上“#”符号，该行代码就可以变成注释。利用这个方法，在遇到程序中暂时无法调试的代码时，可以先将其变成注释的形式，进行部分程序的优先调试。

2.1.2　多行注释

在Python中，并没有单独的多行注释标记，而是将包含在一对三引号（' ' '……' ' '）或者（" " "……" " "）之间的内容都称为多行注释。这样的内容将被解释器忽略。由于这样的内容可以分为多行编写，所以也作为多行注释。语法格式如下。

'''
注释内容1
注释内容2
……
''' 

或者

"""
注释内容1
注释内容2
……
"""

多行注释通常用来为Python文件、模块、类或者函数等添加版权、功能等信息，例如，下面的代码将使用多行注释为程序添加功能、开发者、版权所有、开发日期等信息。

'''
信息加密模块
开发者：天星
版权所有：明日科技
2018年9月
'''

多行注释也经常被用来解释代码中重要的函数、参数等信息，便于后续开发者维护代码，例如：

'''
库存类主要的函数
update改/更新
find查找
delete删除
create添加
'''

多行注释其实可以采用单行注释多行书写的方式实现，如上面的多行注释可以写成如下形式。

# 库存类主要的函数
# update改/更新
# find查找
# delete删除
# create添加

2.1.3　中文编码声明注释

在Python中编写代码的时候，如果用到指定字符编码类型的中文编码，需要在文件开头加上中文编码声明注释，这样可以在程序中指定字符编码类型的中文编码，不至于出现代码错误。所以说，中文编码声明注释很重要。Python 3.x提供的中文编码声明注释语法格式如下。

# -*- coding:编码 -*-

或者

# coding=编码

例如，保存文件编码格式为UTF-8，可以使用下面的中文编码声明注释。

# -*- coding:utf-8 -*-

为代码添加注释，是一个优秀的程序员必须要做的工作。但要确保注释的内容都是重要的，看一眼就知道代码的作用，而有些代码是不需要加注释的。

说明

在上面的代码中，“-*-”没有特殊的作用，只是为了美观才加上的，所以上面的代码也可以使用“# coding:utf-8”代替。

为了便于读者理解程序中的代码，本书对大多数代码都进行了注释。在实际开发中，读者只要对关键代码进行注释就可以了，不必像本书一样。

2.1.4　注释程序进行调试

在编码时，有些代码可能会出现编码错误，无法编译；或者我们不希望编译、运行程序中的某些代码，这时可以将这些代码注释掉。这种调试方式简单、实用，有经验的程序员经常采用这种方式进行程序调试。下面以计算长方形的对角线长、周长和面积为例来演示如何通过注释调试程序。计算长方形的对角线长、周长和面积的代码如下。

a,b=map(float,input('请输入长方形两个边的边长，用英文逗号间隔：').split(','))    
s=a*b
l=(a+b)*2
d=(a**2+b**2)**(1/2)
print('长方形的对角线长为：',d)   # 输出长方形的对角线长
print('长方形周长为：',l)        # 输出长方形周长
print('长方形面积为：',s)        # 输出长方形面积

在上面的代码中，如果只想计算长方形面积，但要保留计算对角线长和周长的代码，则只需将计算对角线长和周长的代码注释即可，代码如下。

a,b=map(float,input('请输入长方形两个边的边长，用英文逗号间隔：').split(','))    
s=a*b
# l=(a+b)*2
# d=(a**2+b**2)**(1/2)
# print('长方形的对角线长为：',d)       # 输出长方形的对角线长
# print('长方形周长为：',l)            # 输出长方形周长
print('长方形面积为：',s)              # 输出长方形面积

在上面的代码中，如果想计算长方形的面积和周长，则只需将计算周长的代码恢复即可，代码如下。

a,b=map(float,input('请输入长方形两个边的边长，用英文逗号间隔：').split(','))    
s=a*b
l=(a+b)*2
# d=(a**2+b**2)**(1/2)
# print('长方形的对角线长为：',d)       # 输出长方形的对角线长
print('长方形周长为：',l)              # 输出长方形周长
print('长方形面积为：',s)              # 输出长方形面积

2.2　编码格式

2.2.1　代码缩进

Python采用代码缩进和冒号“:”区分代码之间的层次。缩进可以使用<Space>键或者<Tab>键实现。使用<Space>键时，通常情况下采用4个空格作为缩进量；而使用<Tab>键时，则将按一次<Tab>键产生的缩进作为缩进量。通常情况下建议使用<Space>键进行缩进。

在Python中，对于类定义、函数定义、流程控制语句，以及异常处理语句等，行尾的冒号和下一行的缩进表示一个代码块的开始，而缩进结束，则表示一个代码块的结束。

例如，下面代码中的缩进为正确的缩进。

pwd = input("输入密码：").strip()        # 要求输入密码，strip()方法用于去除空格
repwd = input("确认密码：").strip()     # 要求输入确认密码，strip()方法用于去除空格
　
if pwd == repwd :                      # 判断密码是否一致
    print("密码输入正确！")              # 输出"密码输入正确！"
else:
    print("确认密码与输入密码不一致！")    # 输出"确认密码与输入密码不一致！"

Python对代码的缩进要求非常严格，同一个级别的代码块的缩进量必须相同。如果不进行合理的代码缩进，将抛出SyntaxError异常。例如，代码中有的缩进量是4个空格，还有的是3个空格，就会出现SyntaxError异常，如图2.1所示。

图2.1　缩进量不同导致的SyntaxError异常

在IDLE中，一般以4个空格作为基本缩进量。不过也可以选择“Options”→“Configure IDLE”命令，在打开的“Settings”对话框（如图2.2所示）的“Fonts/Tabs”选项卡中修改基本缩进量。

图2.2　修改基本缩进量

多学两招

在IDLE的文件窗口中，可以通过选择主菜单中的“Format”→“Indent Region”命令（或按快捷键<Ctrl+]>），将选中的代码进行缩进（向右移动指定的缩进量），也可通过选择主菜单中的“Format”→“Dedent Region”命令（或按快捷键<Ctrl+[>），对代码进行反缩进（向左移动指定的缩进量）。

2.2.2　编码规范

Python采用PEP 8作为编码规范，其中PEP是Python Enhancement Proposal的缩写，翻译成中文是Python增强建议书，而8表示版本号。PEP 8是Python代码的样式指南。下面给出PEP 8编码规范中的一些应该严格遵守的条目。

每个import语句只导入一个模块，尽量避免一次导入多个模块。图2.3所示为推荐写法，而图2.4所示为不推荐写法。

图2.3　推荐写法

图2.4　不推荐写法

不要在行尾添加分号“;”，也不要用分号将两条命令放在同一行。例如，图2.5所示的代码为不规范写法。

图2.5　不规范写法

建议每行不超过80个字符，如果超过，建议使用圆括号“()”将多行内容隐式地连接起来，而不推荐使用反斜线“\”进行连接。例如，某个字符串文本在一行上显示不完全，那么可以使用圆括号将其分行显示，代码如下。

print("虽然我是一只蜗牛，我一直在爬，也许还没有爬到金字塔的顶端，"
      "但是只要我在爬，就足以给自己带来令生命感动的瞬间。")

例如，以下通过反斜线进行连接的做法是不推荐使用的。

print("虽然我是一只蜗牛，我一直在爬，也许还没有爬到金字塔的顶端，\
但是只要我在爬，就足以给自己带来令生命感动的瞬间。")

不过以下两种情况除外。

导入模块的语句过长。

注释里的URL。

使用必要的空行可以增加代码的可读性。一般在顶级定义（如函数或者类的定义）之间空两行，而在方法定义之间空一行。另外，在用于分隔某些功能的位置也可以空一行。

通常情况下，在运算符两侧、函数参数之间、逗号“,”两侧建议使用空格进行分隔。

应该避免在循环中使用“+”和“+=”运算符累加字符串。这是因为字符串是不可变的，这样做会创建不必要的临时对象。推荐将每个子字符串加入列表，然后在循环结束后使用join()方法连接列表。

适当使用异常处理结构可提高程序的容错性，但不能过分依赖异常处理结构，适当的显式判断还是必要的。

2.3　关键字与标识符

2.3.1　关键字

关键字是Python中被赋予了特定意义的一些单词，开发程序时，不可以把关键字作为变量、函数、类、模块和其他对象的名称来使用。Python的常用关键字如表2.1所示。

表2.1　Python的常用关键字

注意

在Python的关键字中，True、False、None这3个关键字的首字母需要大写，其他关键字全部小写，如果写错，将会影响程序执行或者导致报错。代码如下。

password=['123456','888888','666666']
while True:                            # True首字母大写
    passin = input('请输入您的密码：')
    if passin in password:             # 如果输入的密码在列表中
        print('正在进入系统，请稍后！')
        break                          # 退出系统
    else:
        print('您输入的密码不正确，请重新输入')
        continue                       # 继续输入密码

运行程序，分别输入密码123000和888888，运行结果如下。

请输入您的密码：123000
您输入的密码不正确，请重新输入
请输入您的密码：888888
正在进入系统，请稍后！

如果将关键字True写成true，则程序会把true当成没有定义的变量，报出如下错误。

NameError: name 'true' is not defined

大部分关键字在程序代码中起着重要的作用，如循环语句中的if、elif、else、while、for等，逻辑判断中经常用到的True、False，逻辑运算符and、or、not等。关键字通常在开发环境中以特殊颜色显示。

关键字、内置对象、字符串等通过不同颜色进行区分，以便于代码输入和阅读。

如果在代码中使用这些关键字定义变量、函数、类，将会造成语法冲突，所以一定不要使用关键字定义变量、函数等。如把关键字while作为变量使用，运行程序，将会弹出图2.6所示的错误（语法错误）。代码如下。

while=5

错误所在位置将会以红色高亮显示，如图2.7所示。所以遇到语法错误时，可以看看是否出现了关键字非法使用的情况。

图2.6　while定义变量错误

图2.7　高亮显示错误处

注意

Python中所有的关键字是区分字母大小写的。例如，and、as、if、True、False是关键字，但是And、AS、IF、false、ture就不是关键字，如图2.8和图2.9所示。

图2.8　True是关键字，但true不是关键字

图2.9　if是关键字，但IF不是关键字

多学两招

Python中的关键字可以在IDLE中输入以下两行代码查看。

import keyword
keyword.kwlist

运行结果如图2.10所示。

图2.10　查看Python中的关键字

2.3.2　标识符

标识符可以简单地理解为名字，它主要用来标识变量、函数、类、模块和其他对象。

Python标识符命名规则如下。

由字母A~Z和a~z、下画线“_”和数字组成，并且第一个字符不能是数字。

不能使用Python中的关键字。

不能包含空格、“@”、“%” 以及 “$” 等特殊字符。

例如，下面是合法的标识符。

USERID
book
user_id
myclass                  # 关键字和其他字符组合是合法的标识符
book01                   # 数字在标识符的后面是可以的

下面是非法的标识符。

4word                    # 以数字开头
class                    # class是Python中的关键字
@book                    # 不能使用特殊字符"@"
book name                # book和name之间包含了特殊字符空格

注意

在Python中，标识符的字母是严格区分大小写的。两个同样的单词，如果大小写不一样，所代表的意义是完全不同的。例如，下面3个变量是完全独立、毫无关系的，就像相貌相似的“三胞胎”，彼此都是独立的个体。

book = 0                 # 全部小写
Book = 1                 # 部分大写
BOOK = 2                 # 全部大写

Python中以下画线开头的标识符有特殊意义，一般应避免使用相似的标识符。

以单下画线开头的标识符（如＿width）表示不能直接访问的类属性，也不能通过“from xxx import *”导入。

以双下画线开头的标识符（如＿＿add）表示类的私有成员。

以双下画线开头和结尾的是Python里专用的标识符，如“＿＿init＿＿()”表示构造函数。

说明

在Python中允许使用汉字作为标识符，如“我的名字=”明日科技””，在程序运行时并不会出现错误（如图2.11所示），但建议读者尽量不要使用汉字作为标识符。

图2.11　使用汉字作为标识符

标识符的命名，除了要遵守以上这几条规则外，不同场景中的标识符，其名称也有一定的规范可循。

当标识符用作模块名时，应尽量短小，并且全部使用小写字母，可以使用下画线分割多个字母，如 game_main、game_register 等。

当标识符用作包的名称时，应尽量短小，也全部使用小写字母，不推荐使用下画线，如 com.mr、com.mr.book 等。

当标识符用作类名时，应采用单词首字母大写的形式。例如，定义一个图书类，可以命名为 Book。

模块内部的类名，可以采用“下画线+首字母大写”的形式，如 _Book。

函数名、类中的属性名和方法名，应全部使用小写字母，多个单词之间可以用下画线分割。

常量命名应全部使用大写字母，单词之间可以用下画线分割。