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python的語法基礎和控制結構

2024-02-10科技

變量和數據類別

在Python中,變量可以被視為數據的容器。我們不需要顯式聲明變量的類別,Python會根據賦值自動確定。Python支持多種數據類別,包括:

  • 整型 (int):表示沒有小數的數,如 3 或 100。
  • 浮點型 (float):表示有小數的數,如 3.14 或 2.5。
  • 字串 (str):表示文本,如 'hello' 或 "world"。
  • 布爾型 (bool):表示真 (True) 或假 (False)。
  • 這種動態類別的特性使得Python編碼快速而靈活。

    運算子

    Python中的運算子允許我們進行數學計算、比較和邏輯操作。

  • 算術運算子 如 +、-、*、/ 用於執行基本的數學計算。
  • 比較運算子 如 ==、!=、>、< 用於比較兩個值。
  • 邏輯運算子 如 and、or、not 用於組合條件判斷。
  • 這些運算子是控制結構和復雜邏輯構建的基礎。

    輸入和輸出

    Python透過input()和print()函數提供基本的輸入輸出功能。

  • 使用input()函數可以從標準輸入(如鍵盤)接收使用者輸入的字串。
  • print()函數用於在螢幕上顯示資訊。
  • 這兩個函數是與使用者互動的基本工具。

    基本數據結構

    Python提供了幾種高效的內建數據結構:

  • 列表 (list):一個有序的集合,可以包含不同類別的元素,如 [1, 'a', 3.14]。
  • 元組 (tuple):與列表類似,但是一旦建立就不能修改,如 (1, 'a', 3.14)。
  • 字典 (dict):儲存鍵值對,每個鍵對應一個值,如 {'name': 'Alice', 'age': 30}。
  • 集合 (set):一個無序且元素唯一的集合,如 {1, 2, 3}。
  • 了解和掌握這些數據結構對於有效地處理數據和實作復雜邏輯至關重要。

    條件語句

    條件語句允許程式根據一定條件執行不同的程式碼塊。Python使用if、elif(else if 的縮寫)和else關鍵字來實作條件判斷。

    基本的條件語句格式如下:

    if 條件1: # 條件1為True時執行的程式碼 elif 條件2: # 條件2為True時執行的程式碼 else: # 上述條件都不為True時執行的程式碼

    條件可以是任何運算式,最終會被解釋為布爾值(True或False)。可以透過邏輯運算子(and、or、not)組合多個條件。

    例如,根據成績分級:

    score = 85 if score >= 90: grade = 'A' elif score >= 80: grade = 'B' else: grade = 'C' print(f"Grade: {grade}")

    此外,Python支持條件運算式(三元運算子),允許在一行內完成簡單的條件賦值:

    grade = 'Pass' if score >= 60 else 'Fail'

    迴圈結構

    迴圈結構使得程式可以執行重復的操作。Python提供了for迴圈和while迴圈兩種方式。

    for迴圈 用於遍歷任何序列(如列表、字串)或其他可叠代物件:

    for item in [1, 2, 3]: print(item)

    可以使用range()函數生成一個數碼序列來控制迴圈次數。

    while迴圈 在給定的條件為真 (True) 的情況下重復執行程式碼塊:

    count = 0while count < 3: print(count) count += 1

    迴圈控制語句break可以提前結束迴圈,continue可以跳過當前迴圈的剩余部份並繼續下一次迴圈。

    函數

    函數是組織好的,可重復使用的,用來實作單一,或關聯功能的程式碼段。Python透過def關鍵字定義函數。

    函數可以接受參數,並可以返回一個或多個值。參數可以是必需的,也可以是可選的(透過預設參數值定義)。

    def greet(name, message="Hello"): return f"{message}, {name}!"print(greet("Alice"))print(greet("Bob", "Good morning"))

    函數可以包含文件字串(docstring),即函數描述。Python具有一等函數(first- class functions),意味著函數可以作為參數傳遞給其他函數,也可以作為返回值。

    理解和使用函數對於編寫可讀性高、易於維護的程式碼非常重要。

    最後,我們將透過一些實用範例和討論最佳實踐,將前面的概念套用於實際編程任務中。請稍等,我將繼續撰寫。

    實用範例和最佳實踐

    透過幾個簡單的範例,我們將展示如何將前面介紹的Python語法基礎和控制結構套用於解決實際問題。

    範例1: 計算列表中的正數之和

    假設我們有一個數碼列表,需要計算其中所有正數的總和。

    numbers = [1, -2, 3, -4, 5] sum_of_positives = sum(n for n in numbers if n > 0) print(f"Sum of positive numbers: {sum_of_positives}")

    這個例子使用了列表推導(list comprehension)和條件語句,展示了Python程式碼的簡潔性。

    範例2: 使用者輸入和條件判斷

    編寫一個程式,要求使用者輸入年齡,然後根據年齡輸出不同的訊息。

    age = int(input("Enter your age: "))if age >= 18: print("You are an adult.") else: print("You are a minor.")

    這個例子使用了input()函數接收使用者輸入和if條件語句來做出決策。

    最佳實踐

  • 程式碼註釋 :良好的註釋可以幫助他人(和未來的你)理解程式碼的意圖和功能。
  • 遵循PEP 8 :PEP 8是Python的官方編碼風格指南,遵循這些指南可以使程式碼更加規範和易於閱讀。
  • 函數重用 :將程式碼封裝成函數可以提高程式碼重用性,使程式更加模組化。
  • 錯誤處理 :使用try和except語句來處理可能出現的錯誤,可以使程式更加健壯。
  • Python是一種功能強大且易於學習的程式語言。透過掌握其語法基礎和控制結構,你將能夠編寫出清晰、高效且易於維護的程式碼。不斷實踐和探索更高級的功能將幫助你成為一名更加熟練的Python程式設計師。