小男孩的Python之旅(二):什么是变量?

Hi,小伙儿,这是咱们 Pythonn 之旅的第二篇文章。

在上一篇文章中,我们聊了聊 Python 有什么特点,为什么成为最受欢迎的编程语言。还记得吗?它的语法比较简单,容易理解,编写起来效率比较高;可以在网站开发、游戏制作、数据分析、人工智能等很多场合下使用;而且 Python 有着很棒的社区,遇到什么样的困难,都能找到帮助你的小伙伴,也有非常多好用、有趣的软件库,提升我们开发软件的效率,等等。然后,咱们还找到了一个可以在互联网上编写和运行代码的网站,这样就省去了在电脑上配置 Python 的繁琐。最后,咱们写了一个编程世界约定俗成的 No.1 小程序 —— “Hello world”。

接下来,我们就开始 Python 基本语法的学习,也要开始编写更多的代码了。语文和英语中也有语法,其实,它们的意思是一样的,都是规则。遵守语法规则,计算机就能理解并运行你编写的代码,否则,就会报错。因此,语法是任何一种编程语言最闲要掌握的知识,也极为重要。

当然,不仅是 Python,几乎任何一种编程语言,都包括比如变量、运算符、数据类型、分支循环这样最基本的语法。我们通过 Python 了解了这些语法的含义,未来在接触其他编程语言时,也就容易理解了。

Python 的基本语法主要包括如下的内容:

Python 基本语法工具箱

今天,我们首先学习 Python 基本语法的第一个知识 —— 变量

Ready ? Let's go !


变量这个概念,大概是小学五六年级才会接触到的东西,那么,对于一个三年级的小朋友,应该如何理解呢?我突然意识到,这还真是一个问题……

变量,顾名思义,就是 “会变化的东西”;而变量的反义词,就是常量,也就是 “不会变化的东西”

咱们看看下面这个问题:

我的名字是(XXX),(X)孩,今年(XX)岁,身高(XXX)厘米。

接下来,让我们想一想,上面4个括号中的内容,哪些是变化的,哪些是不会变化的?

…… 这里是思考的第 5s ……
…… 这里是思考的第 10s ……

答案:很显然,前两个,“名字”和“性别”都不会变化,而后两个,“年龄”和“身高”则会随着时间而变化。那么,对于你来说,“名字”和“性别”就是“常量”,而“年龄”和“身高”就是“变量”。

咱们再举一个例子:

两个数相加,第一个加数用“a”来表示,第二个加数用“b”来表示,它们的和用“s”来表示

问题 1:请你写出这个加法算式

问题 2:请问,在这个加法算式中,谁是变量,谁是常量呢?

…… 这里是思考的第 5s ……
…… 这里是思考的第 10s ……

问题 1 的答案:很简单,s = a + b(加法算式,这个好像也要五六年级才会学到……)。
问题 2 的答案:s、a、b,它们都是变量,因为 a 和 b 都不确定,那么 s 也就会跟着 a 和 b 的不同而不同,它们都是可以变化的东西。

通过上面两个例子,我们应该对变量已经有了一个基本的理解。那么,你觉得生活中还有什么是“变量”呢?

…… 这里是思考的第 5s ……
…… 这里是思考的第 10s ……

好,接下里,咱们就把这个计算题小例子,用 Python 编写出来,看一看,在真实的编程语言中,变量是怎么回事。一开始,你可能有一些小小的疑问,没关系,一点一点的尝试去理解它。

# Hi,小伙儿,这里是关于“变量”的练习

# 我们给 a 和 b 赋予了初始的数值,并写出了 s = a + b 这个加法算式
a = 1
b = 2
s = a + b

# 让我们看看 s、a、b 此时都是多少
print("这是我的第1次计算,算式是: s = a + b")
print(a)
print(b)
print(s)

# 让我们改变一下 a 和 b 吧
a = 10
b = 20
s = a + b

# 让我们看看 s、a、b 此时都是多少
print("这是我的第2次计算,算式是: s = a + b")
print(a)
print(b)
print(s)

# 让我们换个小花样吧,让 s = a x b,注意,在编程中,乘号是用 “*” 来表示的
s = a * b

# 让我们看看 s、a、b 此时都是多少
print("这是我的第3次计算,算式是: s = a x b")
print(a)
print(b)
print(s)

我们运行一下这个程序吧,结果是这样的:

开始运行...

这是我的第1次计算,算式是: s = a + b
1
2
3
这是我的第2次计算,算式是: s = a + b
10
20
30
这是我的第3次计算,算式是: s = a x b
10
20
200

运行结束。

上面的程序非常简单,但咱们还是再细致的讲一讲这段代码,这里面有些知识,可能在三年级还没有学习到,还是那句话,没关系,一点一点的尝试去理解它。

1. Code - Part 1

咱们首先看代码的第一行,开头有一个 “#”,后面还跟着一句话 “Hi,小伙儿,这里是关于“变量”的练习”,这在 Python 中,叫做 “注释”,是不会真正运行的,就好比你在练习题旁边写了一段笔记,仅仅起到提示的作用。

# Hi,小伙儿,这里是关于“变量”的练习

一个程序员,要从“迷你版”时就养成编写注释的习惯:“编写注释是一件非常有必要的事情,否则时间一长,自己都可能忘记这段代码是什么意思,别人就更难以理解了。”

2. Code - Part 2

接下来,我们继续看下一段代码

# 我们给 a 和 b 赋予了初始的数值,并写出了 s = a + b 这个加法算式
a = 1
b = 2
s = a + b

在这段代码中,咱们实际上创造了3个变量:a、b 和 s。在 Python 中,可以把变量想象成一个 “魔法盒”,能在里面装任何东西。我们给 a 盒子装了 1 个足球,给 b 盒子装了 2 个足球,s = a + b 这个算式的含义,就是两个盒子一共装了几个球。

s = a + b 如何理解变量?

3. Code - Part 3

正因为变量是一个 “魔法盒”,我们就可以改变盒子中足球的数量,在下一段代码中,咱们就改变了 a 和 b 的数值,于是,s 也就跟着发生了变化。

# 让我们改变一下 a 和 b 吧
a = 10
b = 20
s = a + b

通过上面两小段实际的代码,咱们对变量应该有了进一步的理解。在 Python 中,任何一个变量,都要有一个变量名,否则计算机就找不到它了。

这个很好理解,如果有人在人群中大声喊了一句:“嘿,请你过来!”,大家一定很晕吧,不知道他想让谁过来。但如果他喊的是,“嘿,梅西,请你过来!”,这样就清晰多了。所以,变量都应该有一个名字。在 Python 中,这个名字可以起的很随意,但也有一定的规则:

  • 变量名只能包含 字母数字下划线,其中字母和下划线可以打头,但不能是数字打头,比如 “name_1” 就是对的,但 “1_name” 就是错误的;
  • 变量名不能有空格,也不能有奇奇怪怪的字符,比如 “!”、“@”、“#”、“$”、“%”、“^”、“&”,比如 “a 100”、“box##” 就都是错误的;
  • 变量名不能是 Python 的关键字。什么是关键字呢,简单说,就是 Python 提前预留了一些名字,这些名字是不允许使用的,比如你就不能把前面代码中出现的 “print” 作为变量名。至于有哪些关键字,我单独整理了一个表格。随着咱们的学习,你就都能理解啦;
  • 变量名应该尽可能有明确的含义,比如 name 就比 n 要好,age 就比 a 要好。清晰的变量名,会让代码更容易阅读和理解;
  • 变量名中尽量不要使用小写字母 “l” 和大写字母 “O”,因为这看起来非常像数字 “1” 和 “0”。
Python 中的关键字

4. Code - Part 4

通过下面这段代码,我们感受一下变量如何起名字吧!

# 下面这些都是正确的变量名,甚至可以使用中文作为变量名,但不建议这么做
print("下面这些都是正确的变量名,甚至可以使用中文作为变量名,但不建议这么做")

a = 1
b1 = 2
c_2 = 3
name = "梅西"
爸爸 = "Super Star"

print(a)
print(b1)
print(c_2)
print(name)
print(爸爸)

=====================以下是执行结果========================

开始运行...

下面这些都是正确的变量名,甚至可以使用中文作为变量名,但不建议这么做
1
2
3
梅西
Super Star

运行结束。

如果咱们就是没有按照规矩给变量起名,不要担心,Python 很聪明,它会提示你语法错误——“SyntaxError: invalid syntax”,编一些代码试试吧!

# 下面这些都是错误的变量名
print(""下面这些都是错误的变量名"")

1a = 1    
@ = 2 
3 c = 3
if = 4

=====================以下是执行结果========================

开始运行...

  File "/workspace/HelloPython/003_variable_name.py", line 20
    1a = 1  
    ^
SyntaxError: invalid decimal literal

  File "/workspace/HelloPython/003_variable_name.py", line 21
    @ = 2    
      ^
SyntaxError: invalid syntax

  File "/workspace/HelloPython/003_variable_name.py", line 22
    3 c = 3  
      ^
SyntaxError: invalid syntax

File "/workspace/HelloPython/003_variable_name.py", line 23
    if = 4  
       ^
SyntaxError: invalid syntax

运行结束。

5. Code - Part 5

关于变量,咱们还有最后一个知识点,咱们仍然是以提问的方式:

问题:如果一个变量还没有定义,也就是说,还没有创建“魔法盒”,就使用它,会是什么结果呢?

我们继续编代码实践一下

#一个叫做name的变量,还没有创建出来,就进行打印,会是什么结果呢?
print(name)

=====================以下是执行结果========================
开始运行...

Traceback (most recent call last):
  File "/workspace/HelloPython/003_variable_name.py", line 28, in <module>
    print(name)
NameError: name 'name' is not defined

运行结束。

代码很简单,我们想打印变量 name 的值,可是,name 这个变量还从来没有创建过呢,于是,Python 就给出了一段运行错误的信息 “NameError: name 'name' is not defined”,说明 “name” 还没有 “defined(定义)”。

于是,咱们修改一下代码,先给name变量赋上一个值,再打印 name,这下会是什么结果呢?

#给name变量赋上一个值,其实就创建了它,以后就可以开心的使用了
name = "叮当小笨蛋"
print(name)

=====================以下是执行结果========================
开始运行...

叮当小笨蛋

运行结束。

运行成功了。也就是说,当第一次给一个变量赋值的时候,其实就代表创建了这个变量,后面就可以开心的去使用它了。


好啦,关于 Python 中的变量,就先学习到这里。上面的代码,请你在 TeamCode Lightly 平台中,照着编写并运行一遍(当然,可以充分的发挥想象力去修改)。

我们简单回顾下主要的知识点:

  1. 变量是什么,常量又是什么?
  2. 注释是什么,怎么写注释,注释重要吗?
  3. 要给变量起名字,既要有意义,方便阅读和理解,又不能随便起,需要遵守规矩,还记得这些规矩吗?
  4. 如果使用了一个还没有定义的变量,会出现什么结果?怎么定义一个变量呢?

下一课,我们继续学习 Python 中的字符串

To Be Continue ……

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