Python基本語法與練習

好了，來實作看看吧！打開 Jupyter Notebook 應用程式、跳出  Jupyter Notebook 的編輯頁面就可以來撰寫我們的程式碼啦。

 

1. Print：永遠是跟世界打聲招呼的第一個程式

print語法是在print函式中放進你要印的東西，比如 print(我要印這個)。說聲 Hello World，跟程式的世界打聲招呼吧！

第一個跟世界打招呼的程式!

print的內容可以是變數(variable): print(a)，數字(init): print(1234)，或是字串(string): print(‘abc123’)。

 

2. Variable (變數)：一切TypeError的泉源

上面提到了變數，但這是什麼意思呢? 其實就是幫資料取個名字、把資料儲存起來。比如: 變數 = 資料，a = 123。當我們輸入a、就會找到123。

變數雖然能儲存資料，但資料有很多種類型、所以就會有資料型態(Type)。舉例來說：

• a = 123 , type(a)會告訴我們 init (整數)。
• b = ‘456’ , type(b)會告訴我們 str (字串)。
• c = 8.70 , type(c)會告訴我們這是一個 float (浮點數)。

數值可以做運算：

但不同的形態運算要注意，不要把字串和數值加在一起、否則會產生TypeError。

記得學會看錯誤訊息再回去看自己寫錯了什麼。

那該怎麼辦呢?

別怕別怕，若要運算則需要做型態轉換，可以用 int(), str(), float() 來轉換變數型態。可以看到下圖，int() 將字串’456’轉成整數、str() 將整數 123 轉成字串。

謹記：「Error都是暫時的，沒有解不掉的Bug，莫忘心靈祥和。」

 

3. Input：讓使用者輸入資料唄

這邊我們使用的是Python 3的環境，使用的是 input；如果環境是Python 2的朋友注意是用 raw_input噢，Python 2的input有別的意義。

input的功能是讓使用者所有輸入的資料會被當成字串儲存起來，需要時再作轉型。舉例而言：

• a = input() : 它會等你輸入，並以字串(string)的形式存入 a 這個變數中。
• b = input(‘Your Name: ‘) : 在螢幕上會出現 ’Your Name: ’的提示，並把資料以字串(string)形式存入 b 這個變數中。

 

4. If-Else 日常的邏輯判斷

別說你沒用過 if-else 函數式，我們每天都在面臨 if else 的抉擇──如果(if) 百貨公司周年慶到了: 那就是大採購的時間啦! 否則(else)我們就晚點再買。

照樣造句一下還有──如果 (if)手機快沒電: 我就乖乖回家充電! 否則 (else) 我就繼續抓寶可夢。

來看一下 if-else 語法解說。if 寫完之後接冒號、下一行縮排後開始寫要做什麼事情。注意 else 是否則的意思，就不用再寫一次條件了。

但如果我們不只有兩層 (周年慶就去買東西、否則就等下次)，可能有好幾層條件呢?

比如: 如果我們平板電池的電量還很高、就去抓寶可夢；電池電量快沒了、就乖乖回家；如果電池電量普普通通、看看小說就好。

把這件事情用Python表達出來吧！

if-else主要用在邏輯運算的判斷上：

• > 大於
• < 小於
• >= 大於等於
• <= 小於等於
• == 等於
• !== 不等於

或是布林值(Boolean)：

• true 真的
• false 假的
• and 且
• or 或
• not 非

不小心買到Samsung Note 7、聽說電池快沒電時容易有爆炸的風險，怎麼辦?! 利用邏輯運算來提醒我們這個危機吧！

● 小練習

寫一支Python整數機，第一步讓使用者輸入想要做的符號運算，比如「+, -, *, /」，第二步讓使用者輸入’整數1’和 ‘整數2’，最後讓這兩個整數進行運算。如果輸入的運算符號不是「+, -, *, /」，便輸出「錯誤」。

 

 

5. For Loop 轉圈圈吧哈姆太郎

如果要把0到9的數字印出來，應該怎麼做呢?

嗯當然你可以這樣做…

但如果今天是要從0印到100呢? (´・ω・`) …

我們之所以寫程式，就是為了要讓程式能自動化地幫忙做一些事情，這樣顯得太沒有效率了。因此在這邊我們需要寫一個「迴圈」(Loop)。首先來介紹一個最基礎的Python迴圈「For Loop」。

比起痛苦地寫十行print，引進For迴圈後、區區兩行便能解決了：

不是很看得懂程式碼的意思嗎? 別緊張，這邊來解釋一下這個式子的涵義。若要枚舉出從0到n-1的數字，寫法是：

for [變數名稱] in range(n): (縮排) print([變數名稱])

來試試看：

在這裡的n=10，是不是把0~9 (n-1)的數字都印出來了呢?

到底range又是什麼意思呢?

 

事實上 range(n) = range(0, n)，簡單來說就是個產生器，你可以在這個range範圍中拿資料、拿完到n-1為止。以range(3)為例，第一次拿到資料0、第二次拿到資料1、第三次拿到資料2，然後就結束了。

讓我們重新看一下for函數結構：

for [變數名稱] in range(範圍, 比如從數字X到Y):    
(縮排) 做一件事    
(縮排) 做一件事

 

瞭解的話，就讓我們來做個小練習吧！

● 小練習

請輸出一個九九乘法表。(提示1: for loop裡面也可以有第二個for loop噢!)

進階版: 如果不希望print出來的結果換行且要有空格，可以使用end=’ ’；若要再換行可使用end=’\n’。

事實上range的數列是有間距的喔！

range 的結構是：range(起點, 終點, 間距)，其中的間距預設為1 、比如 range(0, 6) = range(0, 6, 1) 。代表從 0 到 5，每次加 1 的意思。

分別印出:

(1) 從1到10、每次加2的數列;

(2) 從10到2、每次-3的數列 吧！

● 小練習

請做出一支能猜數字的程式：每次讓使用者猜一個整數，若猜對就輸出Bingo；使用者最多可以猜3次。(提示: Bingo後可以使用break來離開迴圈)

 

6. List：能無限儲存資料的格子

想像一下，若今天有三筆資料要計算時，我們會這樣寫：

a = 1
b = 2
c = 3

 

… 那如果你有成千上萬筆資料呢?

再想像一下，如果不知道使用者要輸入多少資料又要怎麼辦呢?

in = input()
a = in[0]
b = in[1]

 

這樣真的行嗎…

「神說要有了List，所以有了List。」- 來自深海大鳳梨裡的神祕訊息。

繼續運用你的想像力！我們現在有個異次元裡的櫃子，它有無限個格子，第一格可以放東西、第二格也可以放東西…以此類推。

櫃子裡可以放任何東西，我們會用一個數字代表東西放在櫃子中的第幾層格子，這個數字就叫做 Index (索引)。

把櫃子的概念換成 Python 的 List 語法，就會變成：放在第 0 層的變數、放在第 1 層的變數… 這個數字就是 Index(索引)，而變數就是我們塞進去的資料。

一個Python的List長相如下，以中括號[] 包起來、逗號, 分隔：

a = ['Lynn', 0.87, 1234, True]

這裡的 a 就是一個 List，第 0 格放的是 Lynn 這個字串、第 1 格放的是 0.87 這個浮點數、第 2 格放的是 1234 這個整數、第 3 格放的是 True 這個布林值。

有了格子的概念後，我們可以使用 a[第幾格] 來取出變數，比如 a[0] 代表’Lynn’、a[3] 代表True。可以看到由於 a[4] 並不存在，因此會出現 IndexError的警示。

要如何知道一個List有多長呢? 我們能使用 len([list變數名稱])。

a = [1, 3]
len(a) = 2

 

在拿到 List 的長度後，讓我們能來玩一點變化吧！比如 List 加上上面教學的 For Loop 看看會發生什麼事：

若要更簡潔一點的話，由於 in 這個關鍵字有「在… 之中」的意思，in range(0, 3)代表在0~2之中。因此能改成：

 

● 小練習

現在有一個 list a = [1, 3, 5, 7, 9]，請對每一個元素都平方後印出來，且須將 a 也變成 [1, 9, 25, 49, 81]。

來玩玩更多list的操作吧！

• 建立一個空的list: a = list() 或是 a = []都可以

• 動態增加元素:

  • list.append(x): 把變數x塞到list的最後面
  • list.insert(i, x): 把變數x塞到i這個位置上
  • list.pop(): 把list的最後一格丟掉
  • list.pop(i): 把list的第i格丟掉
  • list.remove(x): 會把第一個出現的變數x拿掉
  • list.clear(): 把list內的資料全部清光光

• 與常見函數的結合:

  • max(list): 找出list中最大值
  • min(list): 找出list中最小值
  • sum(list): 找出list數字總和

● 小練習

五次數學段考的成績分別為10、30、50、70、90分，算出平均後，老師發現大家考太爛、只好將成績開根號再乘上10 (提示: 成績**0.5*10)，再算出一個新平均。

請印出: 1. 五次成績; 2. 平均成績; 3. 五次新成績; 4. 新分數的平均。

以為就這樣結束了嗎? List 還有切片 (Slice) 的功能哦大大！

Python 的 slice 功能讓我們能拿出 List 櫃子的一部份。

list[start: end]
#拿到 list 的start ,start+1, start+2, ..., end-2, end-1

針對slice語法，讓我們深入介紹一些細節部分：

• list[start: end]，start和end都可以省略不寫
• start的預設為0
• end的預設為len(list)
• liest[ :end]代表 0~end-1
• list[start: ]代表start~len(list)-1
• list[ : ]代表0~len(list)-1

● 小練習

來辦場Party吧! 輸入十個整數、存入一個名為people清單中 (表示我們的宴客人數)；之後會有五次詢問，每次會輸入清單開始和結束的位置，再輸出從開始到結束位置的總和。

 

 

還沒結束喔！下一篇【一小時Python入門介紹-part 2】還有Dict語法與FB狂讚士專案教學，別在這邊就停住了啊啊啊～

• 備註：

> 內文資料參考: 資訊之芽與清大新生營Python教學