Python如此神奇，让繁琐工作自动化

“你在2个小时里完成的事，我们3个人要做两天。”21世纪早期，我的大学室友在一个电子产品零售商店工作。商店偶尔会收到一份电子表格，其中包含竞争对手的数千种产品的价格。由3个员工组成的团队，会将这个电子表格打印在一叠厚厚的纸上，然后3个人分一下。针对每个产品价格，他们会查看自己商店的价格，并记录竞争对手价格较低的所有产品。这通常会花几天的时间。

“如果你有打印件的原始文件，我会写一个程序来做这件事。”我的室友告诉他们，当时他看到他们坐在地板上，周围都是散落堆叠的纸张。

几个小时后，他写了一个简短的程序，从文件读取竞争对手的价格，在商店的数据库中找到该产品，并记录竞争对手是否更便宜。他当时还是编程新手，花了许多时间在一本编程书籍中查看文档。实际上程序只花了几秒钟运行。我的室友和他的同事们那天享受了超长的午餐。

这就是计算机编程的威力。计算机就像瑞士军刀，可以用来完成数不清的任务。许多人花上数小时点击鼠标和敲打键盘，执行重复的任务，却没有意识到，如果他们给机器正确的指令，机器就能在几秒钟内完成他们的工作。

软件是我们今天使用的许多工具的核心：几乎每个人都使用社交网络来进行交流，许多人的手机中都有连接因特网的计算机，大多数办公室工作都涉及操作计算机来完成工作。因此，对编程人才的需求暴涨。无数的图书、交互式网络教程和开发者新兵训练营，承诺将有雄心壮志的初学者变成软件工程师，获得6位数的薪水。

这本《python编程快速上手――让繁琐工作自动化》不是针对这些人的。它是针对所有其他的人。

就它本身来说，这本书不会让你变成一个职业软件开发者，就像几节吉他课程不会让你变成一名摇滚巨星。但如果你是办公室职员、管理者、学术研究者，或使用计算机来工作或娱乐的任何人，你将学到编程的基本知识，这样就能将下面这样一些简单的任务自动化：

移动并重命名几千个文件，将它们分类，放入文件夹； 填写在线表单，不需要打字； 在网站更新时，从网站下载文件或复制文本； 让计算机向客户发出短信通知； 更新或格式化Excel电子表格； 检查电子邮件并发出预先写好的回复。

对人来说，这些任务简单，但很花时间。它们通常很琐碎、很特殊，没有现成的软件可以完成。有一点编程知识，就可以让计算机为你完成这些任务。

关于这本书

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干货分享：Python基础

Python编程语言有许多语法结构、标准库函数和交互式开发环境功能。好在，你可以忽略大多数内容。你只需要学习部分内容，就能编写一些方便的小程序。

但在动手之前，你必须学习一些基本编程概念。就像魔法师培训，你可能认为这些概念既深奥又Up嗦，但有了一些知识和实践，你就能像魔法师一样指挥你的计算机，完成难以置信的事情。

本章有几个例子，我们鼓励你在交互式环境中输入它们。交互式环境让你每次执行一条Python指令，并立即显示结果。使用交互式环境对于了解基本Python指令的行为是很好的，所以你在阅读时要试一下。做过的事比仅仅读过的内容，更令人印象深刻。

1 在交互式环境中输入表达式

启动IDLE就运行了交互式环境，这是和Python一起安装的。在windows上，打开“开始”菜单，选择“All ProgramsPython 3.3”，然后选择“IDLE（Python GUI）”。在OS X上，选择“ApplicationsMacPython 3.3IDLE”。在Ubuntu上，打开新的终端窗口并输入idle3。

一个窗口会出现，包含>>>提示符，这就是交互式环境。在提示符后输入2 + 2，让Python做一些简单的算术。

>>> 2 + 2 4

IDLE窗口现在应该显示下面这样的文本：

Python 3.3.2 (v3.3.2:d047928ae3f6, May 16 2013, 00:06:53) [MSC v.1600 64 bit (AMD64)] on win32 Type "copyright", "credits" or "license()" for more information. >>> 2 + 2 4 >>>

在Python中，2 + 2称为“表达式”，它是语言中最基本的编程结构。表达式包含“值”（例如2）和“操作符”（例如+），并且总是可以求值（也就是归约）为单个值。这意味着在Python代码中，所有使用表达式的地方，也可以使用一个值。

在前面的例子中，2 + 2被求值为单个值4。没有操作符的单个值也被认为是一个表达式，尽管它求值的结果就是它自己，像下面这样：

错误没关系！

如果程序包含计算机不能理解的代码，就会崩溃，这将导致Python显示错误信息。错误信息并不会破坏你的计算机，所以不要害怕犯错误。“崩溃”只是意味着程序意外地停止执行。

如果你希望对一条错误信息了解更多，可以在网上查找这条信息的准确文本，找到关于这个错误的更多内容。也可以查看 http://nostarch.com/automatestuff/ ，这里有常见的Python错误信息和含义的列表。

Python表达式中也可以使用大量其他操作符。例如，表 1-1 列出了Python的所有数学操作符。

表1-1 数学操作符，优先级从高到低

操作符

操作

例子

求值为

**

指数

2 ** 3

8

%

取模/取余数

22 % 8

6

//

整除/商数取整

22 // 8

2

/

除法

22 / 8

2.75

*

乘法

3 * 5

15

-

减法

5 - 2

3

+

加法

2 + 2

4

数学操作符的操作顺序（也称为“优先级”）与数学中类似。**操作符首先求值，接下来是*、/、//和%操作符，从左到右。+和-操作符最后求值，也是从左到右。如果需要，可以用括号来改变通常的优先级。在交互式环境中输入下列表达式：

>>> 2 + 3 * 6 20 >>> (2 + 3) * 6 30 >>> 48565878 * 578453 28093077826734 >>> 2 ** 8 256 >>> 23 / 7 3.2857142857142856 >>> 23 // 7 3 >>> 23 % 7 2 >>> 2 + 2 4 >>> (5 - 1) * ((7 + 1) / (3 - 1)) 16.0

在每个例子中，作为程序员，你必须输入表达式，但Python完成较难的工作，将它求值为单个值。Python将继续求值表达式的各个部分，直到它成为单个值，如图1-1所示。

图1-1 表达式求值将它归约为单个值

将操作符和值放在一起构成表达式的这些规则，是 Python 编程语言的基本部分，就像帮助我们沟通的语法规则一样。下面是例子：

This is a grammatically correct English sentence.

This grammatically is sentence not English correct a.

第二行很难解释，因为它不符合英语的规则。类似地，如果你输入错误的 Python指令，Python也不能理解，就会显示出错误信息，像下面这样：

>>> 5 + File "<stdin>", line 1 5 + ^ SyntaxError: invalid syntax >>> 42 + 5 + * 2 File "<stdin>", line 1 42 + 5 + * 2 ^ SyntaxError: invalid syntax

你总是可以在交互式环境中输入一条指令，检查它是否能工作。不要担心会弄坏计算机：最坏的情况就是Python显示出错信息。专业的软件开发者在编写代码时，常常会遇到错误信息。

2 整型、浮点型和字符串数据类型

记住，表达式是值和操作符的组合，它们可以通过求值成为单个值。“数据类型”是一类值，每个值都只属于一种数据类型。表1-2列出了Python中最常见的数据类型。例如，值-2和30属于“整型”值。整型（或int）数据类型表明值是整数。带有小数点的数，如3.14，称为“浮点型”（或float）。请注意，尽管42是一个整型，但42.0是一个浮点型。

表1-2 常见数据类型

数据类型

例子

整型

-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5

浮点型

-1.25, -1.0, - -0.5, 0.0, 0.5, 1.0, 1.25

字符串

'a', 'aa', 'aaa', 'Hello!', '11 cats'

Python程序也可以有文本值，称为“字符串”，或strs（发音为“stirs”）。总是用单引号（'）包围住字符串（例如'Hello'或'Goodbye cruel world!'），这样Python就知道字符串的开始和结束。甚至可以有没有字符的字符串，称为“空字符串”。第4章更详细地解释了字符串。

如果你看到错误信息SyntaxError: EOL while scanning string literal，可能是忘记了字符串末尾的单引号，如下面的例子所示：

>>> 'Hello world! SyntaxError: EOL while scanning string literal 3 字符串连接和复制

根据操作符之后的值的数据类型，操作符的含义可能会改变。例如，在操作两个整型或浮点型值时，+是相加操作符。但是，在用于两个字符串时，它将字符串连接起来，成为“字符串连接”操作符。在交互式环境中输入以下内容：

>>> 'Alice' + 'Bob' 'AliceBob'

该表达式求值为一个新字符串，包含了两个字符串的文本。但是，如果你对一个字符串和一个整型值使用加操作符，Python就不知道如何处理，它将显示一条错误信息。

>>> 'Alice' + 42 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#26>", line 1, in <module> 'Alice' + 42 TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

错误信息Can't convert 'int' object to str implicitly表示Python认为，你试图将一个整数连接到字符串'Alice'。代码必须显式地将整数转换为字符串，因为Python不能自动完成转换。（1.6节“程序剖析”在讨论函数时，将解释数据类型转换。）

在用于两个整型或浮点型值时，*操作符表示乘法。但*操作符用于一个字符串值和一个整型值时，它变成了“字符串复制”操作符。在交互式环境中输入一个字符串乘一个数字，看看效果。

>>> 'Alice' * 5 'AliceAliceAliceAliceAlice'

该表达式求值为一个字符串，它将原来的字符串重复若干次，次数就是整型的值。字符串复制是一个有用的技巧，但不像字符串连接那样常用。

*操作符只能用于两个数字（作为乘法），或一个字符串和一个整型（作为字符串复制操作符）。否则，Python将显示错误信息。

>>> 'Alice' * 'Bob' Traceback (most recent call last): File "<pyshell#32>", line 1, in <module> 'Alice' * 'Bob' TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'str' >>> 'Alice' * 5.0 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#33>", line 1, in <module> 'Alice' * 5.0 TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'float'

Python不理解这些表达式是有道理的：你不能把两个单词相乘，也很难将一个任意字符串复制小数次。

4 在变量中保存值

“变量”就像计算机内存中的一个盒子，其中可以存放一个值。如果你的程序稍后将用到一个已求值的表达式的结果，就可以将它保存在一个变量中。

4.1 赋值语句

用“赋值语句”将值保存在变量中。赋值语句包含一个变量名、一个等号（称为赋值操作符），以及要存储的值。如果输入赋值语句spam = 42，那么名为spam的变量将保存一个整型值42。

可以将变量看成一个带标签的盒子，值放在其中，如图1-2所示。