Python 第一步：从零开始

程序是什么，运行你的第一行代码

学完你能 在本页运行一个 Python 程序，并改掉它显示的文字。

程序是一串写给计算机的指令。计算机不会猜你的意思，所以每条指令都要用它能看懂的语言来写。Python 就是这样的一种语言。

计算机一次执行一条指令，从最上面一行到最下面一行。运行程序，就是让计算机去执行这些指令。程序显示给你看的内容，叫作输出。

你的第一条指令是 print。它让 Python 在屏幕上显示一点东西。要显示的内容写在圆括号里。如果内容是文字，就要用引号把文字包起来。引号告诉 Python：这几个词是文字，不是指令。

现在来运行一次。点击下面代码下方的“运行”按钮。第一次点击时，页面要下载 Python，需要几秒钟。输出会出现在代码下面。然后点击“修改代码”，改掉引号之间的文字，再点击“运行”。你在这里输入的任何内容都不会损坏你的电脑，点“还原”就能回到原来的代码。

print("Hello, Leon!")

Hello, Leon!

Print("Hello")

print("Hello")

print("Hello)

print("Hello")

print(“Hello”)

print("Hello")

print "Hello"

print("Hello")

值、变量名和 print

学完你能 把数字存到变量名下，用它们做算术，并把结果显示出来。

值就是一条信息，例如数字 12 或者单词 Mia。Python 里有不同种类的值。像 12 这样的整数叫整型（integer）。像 2.5 这样带小数点的数叫浮点数（float）。文字叫字符串（string），你在第 1 课已经写过一个，就是引号之间的那段文字。

变量是你贴在一个值上的名字，这样以后就能用这个名字找到这个值。变量用等号来创建。price = 4 这一行的意思是：拿到值 4，给它起名叫 price。在数学里，= 表示两边相等。在 Python 里，它是一条“存起来”的指令。Python 先算出右边，再把结果存到左边的名字下。变量名可以包含字母、数字和下划线，不能以数字开头，不能含有空格。请起一个能说明这个值是什么的名字。

之后，凡是能用这个值的地方，都可以改用它的名字。total = price * 3 这一行先算出 4 乘以 3，再把 12 存到名字 total 下。算术符号是：+ 加，- 减，* 乘，/ 除。圆括号控制运算顺序，和学校里的数学一样。用 / 做除法，结果总是浮点数，所以 10 / 4 是 2.5，10 / 2 是 5.0。

要当心：变量保存的是一个值，不是一条规则。如果 total 是用 count 算出来的，之后你改了 count，total 仍然是旧值，直到你重新计算一次。例子里会演示这一点。

print 可以一次显示好几样东西。用逗号隔开，print 会在各部分之间写一个空格。以 # 开头的一行是注释，Python 会忽略它。注释是写给读代码的人看的备注。

# total cost of the notebooks
price = 4
count = 3
total = price * count
print("Total:", total)

count = 5
print("Still:", total)
total = price * count
print("Now:", total)

Total: 12
Still: 12
Now: 20

12 = price

price = 12

print(total)
total = 5

total = 5
print(total)

my score = 5

my_score = 5

price = 4
count = 3
total = price * count
count = 5
print(total)

price = 4
count = 3
total = price * count
count = 5
total = price * count
print(total)

文字：拼接、计数和变换

学完你能 拼接几段文字，数出字符个数，改变大小写，并把值放进文字里。

字符串就是文字。写的时候用引号括起来，可以是双引号 "double"，也可以是单引号 'single'，只要两头一致。字符串里可以有字母、数字、空格和标点。字符串 "5" 是一段看起来像数字的文字，它不是数字 5。

用 + 可以把两个字符串连起来，这叫拼接。"Hello, " + "Mia" 得到 "Hello, Mia"。空格是第一个字符串的一部分，因为 Python 不会替你加空格。字符串和数字不能用 + 混在一起。"Age: " + 5 会出错，因为 Python 分不清你是想相加，还是想拼接。

你已经用过一个函数：print。函数是一个有名字的动作，它接收一些东西，通常还会交回一个结果。另一个函数是 len，它给出字符串里字符的个数，空格也算。方法是属于某个值的动作。写法是：值、一个点、方法名和圆括号。"Mia".upper() 得到 "MIA"。方法名必须拼写准确，而且是小写字母。方法不会改变原来的字符串，它交回的是一个新的字符串。

把值放进文字里，有一个整洁的办法，叫 f-string。在开头的引号前面紧挨着写一个字母 f，把变量名或小的计算式放在花括号 { } 里。Python 会把每对花括号换成它的值。f"{name} has {len(name)} letters" 会变成一句带着真实名字和真实字数的话。

name = "Mia"
greeting = "Hello, " + name + "!"
print(greeting)
print(len(name))
print(name.upper())
print(f"{name} has {len(name)} letters.")

Hello, Mia!
3
MIA
Mia has 3 letters.

age = 5
print("Age: " + age)

age = 5
print(f"Age: {age}")

print(Hello)

print("Hello")

print("5" + "5")

print(5 + 5)

name = "Mia"
print(name.Upper())

name = "Mia"
print(name.upper())

用 if 做判断

学完你能 让程序在几种做法之间做出选择。

程序经常需要做选择。学校的应用会根据分数显示“通过”或“不通过”。选择从一个答案是“是”或“否”的问题开始。Python 把这个问题写成比较。score >= 80 问的是：score 至少是 80 吗？答案是一个叫 True 或 False 的值。这样的值叫布尔值。

比较符号有：== 等于，!= 不等于，< 小于，> 大于，<= 小于或等于，>= 大于或等于。要特别当心 ==：一个等号是存储一个值，两个等号是提出一个问题。

if 语句要用到比较。先写单词 if，再写比较，最后写一个冒号。下面几行是要执行的代码，向右缩进四个空格。把代码向右移动，叫作缩进。Python 靠缩进知道哪些行属于这个 if。缩进的行只在比较结果为 True 时才执行。回到最左边的那一行，就不再属于这个 if，它每次都会执行。

加上 else: 可以说明答案为 False 时该怎么做。加上 elif（else if 的缩写）可以在第一个答案为 False 时再问第二个问题。Python 从上往下检查这些问题，执行第一个 True 对应的代码，其余的跳过。所以问题的先后顺序很重要。

score = 72
if score >= 80:
    print("Grade: A")
elif score >= 60:
    print("Grade: B")
else:
    print("Grade: C")
print("Done")

Grade: B
Done

score = 80
if score = 80:
    print("Exactly 80")

score = 80
if score == 80:
    print("Exactly 80")

score = 80
if score >= 80
    print("A")

score = 80
if score >= 80:
    print("A")

score = 80
if score >= 80:
print("A")

score = 80
if score >= 80:
    print("A")

score = 90
if score >= 60:
    print("Grade: B")
elif score >= 80:
    print("Grade: A")

score = 90
if score >= 80:
    print("Grade: A")
elif score >= 60:
    print("Grade: B")

用 for 和 while 重复

学完你能 用 for 循环和 while 循环重复执行步骤，并知道该选哪一种。

循环会重复执行一段代码。要是没有循环，把 100 个数加起来的程序就得写 100 行。Python 有两种循环。

for 循环对一组东西里的每一项各执行一次。最简单的一组东西是 range。range(1, 6) 给出整数 1、2、3、4、5。它从第一个数开始，在第二个数之前停下。range(3) 是 range(0, 3) 的简写，给出 0、1、2。写法是 for number in range(1, 6): ，然后是要重复的代码，缩进四个空格。每循环一次，number 就是下一个值。把缩进的代码执行一遍，叫作一次迭代。

while 循环在比较结果一直为 True 时重复执行。Python 在每一轮之前都会检查比较。循环内部必须有东西改变比较所看到的内容，否则它会一直是 True，这叫死循环，程序永远不会停。在终端里，按 Control 和 C 可以让它停下。在本页上，请不要运行永远不会结束的循环；万一发生，刷新页面即可。

知道要遍历什么、或者要重复多少次，就用 for。要一直重复到某件事发生为止，就用 while。一个常见的模式是累计：先让一个变量从 0 开始，在循环里不断往它上面加。

total = 0
for number in range(1, 6):
    total = total + number
    print("added", number, "total is", total)
print("Sum:", total)

count = 3
while count > 0:
    print("Countdown:", count)
    count = count - 1
print("Liftoff")

added 1 total is 1
added 2 total is 3
added 3 total is 6
added 4 total is 10
added 5 total is 15
Sum: 15
Countdown: 3
Countdown: 2
Countdown: 1
Liftoff

for n in range(5):
    print(n)

for n in range(1, 6):
    print(n)

count = 3
while count > 0:
    print(count)

count = 3
while count > 0:
    print(count)
    count = count - 1

for i in 5:
    print(i)

for i in range(5):
    print(i)

total = 0
for n in range(1, 4):
    total = total + n
print("running total", total)

total = 0
for n in range(1, 4):
    total = total + n
    print("running total", total)

列表

学完你能 把多个值放在一起，按位置读取其中一个，并逐个处理所有的值。

列表把许多个值按顺序放在一个名字下。把值写在方括号里，用逗号隔开：scores = [70, 85, 90]。列表里可以放数字、字符串，也可以混着放。函数 len 告诉你列表里有多少项。

每一项都有一个位置，叫作索引。计数从 0 开始，不是从 1 开始。在 scores 里，索引 0 的项是 70，索引 1 是 85，索引 2 是 90。写 scores[0] 就能得到第一项。负的索引从末尾往前数，所以 scores[-1] 是最后一项。如果你要的位置不存在，Python 会以 IndexError 停下来。字符串也用同样的办法："Mia"[0] 是 "M"。

列表是可以改变的。方法 append 在末尾添加一项。scores.append(60) 直接改变 scores 本身，它不交回任何东西。

for 循环可以逐项遍历列表：for score in scores: 就是第 5 课里的那种 for 循环，只是用列表代替了 range。有了列表，就能对一组分数求和、求平均，例子里做的就是这件事。

scores = [70, 85, 90]
print(scores[0])
print(scores[-1])
scores.append(60)
print(len(scores))
total = 0
for score in scores:
    total = total + score
print("Average:", total / len(scores))

70
90
4
Average: 76.25

scores = [70, 85, 90]
print(scores[3])

scores = [70, 85, 90]
print(scores[2])

scores = [70, 85, 90]
print(scores[1])

scores = [70, 85, 90]
print(scores[0])

scores = [70, 85]
scores = scores.append(60)
print(len(scores))

scores = [70, 85]
scores.append(60)
print(len(scores))

scores = [70, 85, 90]
print(scores(0))

scores = [70, 85, 90]
print(scores[0])

函数

学完你能 写一个接收输入、返回结果的函数，并调用它。

你已经用过函数了：print、len 和 range。函数是一组有名字的步骤，可以反复使用。你也可以自己写函数。

先写 def，再写函数名，再写圆括号，括号里是参数，最后是一个冒号。参数是给输入起的名字，函数里把它当变量用。函数的步骤缩进写在下面。return 这个词把结果送回给使用这个函数的代码，这个结果叫作返回值。

定义一个函数并不会运行它。def 这一行只是让 Python 学会一个新名字。要运行它，就要调用这个函数：写出函数名，再在圆括号里给它几个值，例如 average(class_a)。你交给函数的值叫作实参。每个实参按顺序存进对应的参数里。

在函数里创建的名字，只在函数运行期间存在，它们是局部的。这是一种保护：函数不会不小心改掉程序里其他地方的变量。

return 和 print 不一样。print 是给人看的，把内容显示在屏幕上。return 把一个值交回给程序，这样它就能被存起来、被相加，或者被打印。如果函数结束时没有 return，它交回的是 None，意思是“没有值”。return 还会立刻结束函数。

def average(numbers):
    total = 0
    for number in numbers:
        total = total + number
    return total / len(numbers)

def percent(part, whole):
    return part / whole * 100

class_a = [70, 85, 90, 60]
class_b = [50, 100]
print("Class A:", average(class_a))
print("Class B:", average(class_b))
print("Passed:", percent(3, 4), "percent")

Class A: 76.25
Class B: 75.0
Passed: 75.0 percent

def greet(name):
    print("Hello, " + name)

def greet(name):
    print("Hello, " + name)

greet("Mia")

def square(x):
    print(x * x)

y = square(4) + 1

def square(x):
    return x * x

y = square(4) + 1

def square(x):
    return x * x

print(square(2, 3))

def square(x):
    return x * x

print(square(2))

def total_of(numbers):
    total = 0
    for n in numbers:
        total = total + n
        return total

def total_of(numbers):
    total = 0
    for n in numbers:
        total = total + n
    return total

读懂报错信息并修好程序

学完你能 找出错误的类型、位置和原因，并根据报错信息一条一条地修好程序。

每个程序员每天都会看到报错信息。它不代表你失败了。报错信息，是 Python 在告诉你它停在哪里、为什么停。要学的是冷静地、按正确的顺序去读它。

程序运行时发现的错误，会给出这样形状的信息：
Traceback (most recent call last):
File "hello.py", line 4, in <module>
total = totl + price
NameError: name 'totl' is not defined. Did you mean: 'total'?

请从最底下往上读。最后一行最有用。它写着错误的类型（这里是 NameError）、一个冒号，以及一句说明哪里出了问题的话。紧挨在它上面的，是 Python 停下时所在的那一行代码。再往上是文件名和行号。在本页上，文件名叫 main.py。Traceback 的意思是“回溯”，指 Python 走到这里经过的一串步骤；程序很短时，这串步骤只有一步。较新版本的 Python 还会在这一行的具体位置下面打印 ^ 标记，而且不同版本的措辞会略有不同。

一行代码的写法有错，叫作语法错误。Python 在运行任何东西之前就会发现它们，所以这种信息里没有 Traceback，程序也一个字都不会输出。Python 会显示那一行，并在出问题的地方附近打一个 ^ 标记。真正的错误就在那个位置，或者在它的前面一点。

每次都做同样的四件事。第一，把最后一行念出来。第二，去它指出的行号那里看。第三，只改一处。第四，重新运行。Python 在遇到第一个错误时就会停下，所以改好一个，常常会让你看到下一个。这就是进步。

prices = [4, 6, 5]
total = 0
for price in prices:
    total = total + price
average = total / len(prices)
print("Total:", total)
print("Average:", average)

Total: 15
Average: 5.0

count = 0
print(10 / count)

count = 0
if count > 0:
    print(10 / count)
else:
    print("Nothing to divide")

print("Total:", (4 + 5)
print("Done")

print("Total:", (4 + 5))
print("Done")

print("a")
    print("b")

print("a")
print("b")