人工智能之編程基礎 Python 入門

第三章 基礎語法

前言

本章節主要介紹python的基礎語法，主要是對代碼格式相關的學習，後續會繼續學習條件、循環、數據類型相關的操作、模塊、包等的實踐。

一、基本語法

第一個程序

相信擁有一定編程基礎的都會打印helloword，對於 Python 而言，其優雅的語法讓這個入門程序變得異常簡單。只需一行代碼：

print("Hello,World")

現在我們可以使用vscode進行本章節的內容學習，通過交互式編程，更加方便我們對基礎語法的學習。

編碼

默認情況下python的源碼都是utf-8編碼格式，字符串都採用unicode形式。

標識符

在 Python 中，標識符（Identifier） 是開發者為變量、函數、類、模塊以及其他對象所起的名字。為了確保代碼的正確性和可讀性，Python 對標識符的命名有一套明確的規則和約定俗成的最佳實踐。
標識符的規範：

• ​只能包含字母、數字和下劃線​
• 不能以數字開頭
• 不能是 Python 的關鍵字（Keywords）
• 區分大小寫

關鍵字的查詢可以通過以下方式進行查詢

行與縮進

在 Python 中，行與縮進（Indentation） 是其語法的核心組成部分，這與其他大多數編程語言有着根本性的區別。Python 不使用大括號 {} 或 begin/end 關鍵字來劃分代碼塊，而是​強制使用縮進來表示代碼的邏輯層次和結構​。

if age >= 18: 
   print("You are an adult.") 
   can_vote = True 
else: 
   print("You are a minor.") 
   can_vote = False

語句若過長則採用在行末尾加上

sum = num_one + \
      num_two + \
      num_three

註釋

Python 本身沒有像 /* ... */ 這樣的多行註釋語法，但有以下兩種方式實現多行註釋的效果：

1. 使用多個 # 號

# 這是一個多行註釋的示例
# 用於解釋一個複雜的算法步驟
# 步驟1：初始化變量
# 步驟2：循環處理數據
# 步驟3：返回最終結果
def complex_algorithm(data):
    # ...
    pass

2.使用三引號字符串（''' 或 """）

def calculate_area(length, width):
    """
    計算矩形的面積。

    這個函數接收矩形的長度和寬度，返回其面積。
    它假設輸入的值是正數。

    參數:
        length (float): 矩形的長度
        width (float): 矩形的寬度

    返回:
        float: 矩形的面積
    """
    return length * width

class Person:
    """
    一個表示人的簡單類。

    屬性:
        name (str): 姓名
        age (int): 年齡
    """
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

運算符

在 Python 中，運算符（Operators） 是用於執行特定數學或邏輯操作的特殊符號。它們是構建表達式和實現程序邏輯的基礎工具。Python 提供了豐富多樣的運算符，可以分為以下幾大類：

一、算術運算符（Arithmetic Operators）

用於執行基本的數學運算。

⚠️ 注意：/ 總是返回浮點數，// 返回向下取整的結果。

二、比較運算符（Comparison Operators）

用於比較兩個值，返回布爾值 True 或 False。

這些運算符常用於 if 條件判斷和循環中。

if age >= 18:
    print("可以投票")

三、賦值運算符（Assignment Operators）

用於給變量賦值。除了基本的 =，還有複合賦值運算符。

複合賦值運算符可以簡化代碼，提高可讀性。

四、邏輯運算符（Logical Operators）

用於組合或反轉布爾表達式，主要與比較運算符配合使用。

# 判斷是否為合法年齡
if age >= 0 and age <= 150:
    print("年齡合理")

# 判斷是否為工作日
if day == "Saturday" or day == "Sunday":
    is_weekend = True

📌 Python 的邏輯運算符支持​短路求值​：and 在第一個為 False 時不再計算後面的；or 在第一個為 True 時不再計算後面的。

五、位運算符（Bitwise Operators）

用於對整數的二進制位進行操作。

位運算符常用於底層編程、性能優化或特定算法。

六、成員運算符（Membership Operators）

用於檢查某個值是否存在於序列（如字符串、列表、元組、字典等）中。

fruits = ['apple', 'banana', 'orange']
if 'banana' in fruits:
    print("有香蕉！")

七、身份運算符（Identity Operators）

用於比較兩個對象是否是​同一個對象​（即是否引用同一塊內存地址），而不是值是否相等。

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
c = a

print(a == b)      # True，值相等
print(a is b)      # False，是不同的列表對象
print(a is c)      # True，c 是 a 的引用

⚠️ 注意：== 比較​值​，is 比較​身份​（內存地址）。通常用 == 判斷相等性，is 常用於與 None 比較（if x is None:）。

八、運算符優先級（Operator Precedence）

當表達式中包含多個運算符時，Python 會按照優先級順序進行計算。優先級從高到低大致如下：

1. 括號 ()
2. 冪運算 **
3. 正負號 +x, -x
4. 乘、除、取模、整除 *, /, //, %
5. 加減 +, -
6. 比較運算符 <, <=, >, >=, ==, !=
7. not
8. and
9. or

✅ 建議：使用括號 () 明確表達運算順序，提高代碼可讀性，避免因優先級問題產生錯誤。

result = (a + b) * c  # 清晰地表示先加後乘

總結

本文主要對python的基礎語法進行的相關的敍述，包括基礎的標識符、註釋、行與縮進等的學習筆記，後續將繼續學習更新。歡迎大家一起來學習人工智能編程基礎篇。

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