Python的非程序员教程3

输入和变量

现在，我觉得是时候编写一个真正复杂的程序了。代码如下：

print("Halt!")
user_input = input("Who goes there? ")
print("You may pass,", user_input)

当我运行它时，屏幕上显示了以下内容：

Halt!
Who goes there? Josh
You may pass, Josh

注意：在按下 F5 运行代码后，Python Shell 只会输出：

Halt!
Who goes there?

你需要在 Python Shell 中输入你的名字，然后按回车键，剩下的输出才会显示。

当然，当你运行该程序时，屏幕的显示会有所不同，因为 input() 语句会暂停程序，等待用户输入。你可能注意到（你是运行了程序吧？）你需要输入你的名字，然后按回车键。程序随后打印出一些额外的文本以及你的名字。这就是输入的示例。程序执行到某一部分时，会暂停，等待用户输入一些数据，程序才能在后续处理中使用这些数据。

当然，从用户获取信息没有意义，如果我们没有地方存储这些信息，这就是变量的作用。在前面的程序中，user_input 就是一个变量。变量就像一个盒子，可以存储某些数据。下面是一个展示变量使用的程序示例：

a = 123.4
b23 = 'Spam'
first_name = "Bill"
b = 432
c = a + b
print("a + b is", c)
print("first_name is", first_name)
print("Sorted Parts, After Midnight or", b23)

输出如下：

a + b is 555.4
first_name is Bill
Sorted Parts, After Midnight or Spam

在上面的程序中，变量包括 a、b23、first_name、b 和 c。基本的数据类型有两种：字符串和数字。字符串是由字母、数字和其他字符组成的一串字符。在这个例子中，b23 和 first_name 都是存储字符串的变量。Spam、Bill、a + b is、first_name is 和 Sorted Parts, After Midnight or 都是字符串，字符串内容由双引号（"）或单引号（'）括起来。另一个变量类型是数字。记住，变量用于存储值，数字类型的变量不使用引号。如果你想存储实际的字符串值，必须使用引号。

例如：

value1 = Pim
value2 = "Pim"

这两行看起来相同，但第一个例子中，Python 会检查变量 value1 中存储的值是否与变量 Pim 的值相同；而在第二个例子中，Python 会检查存储在 value2 中的字符串（即 "Pim"）是否与实际值相同。

赋值

好了，我们有了这些被称为变量的“盒子”，以及可以放入这些变量的数据。计算机会看到像 first_name = "Bill" 这样的语句，它会理解为：“把字符串 Bill 放入变量 first_name”。稍后，计算机会看到语句 c = a + b，它会理解为：“把 a + b 的结果（即 123.4 + 432，结果是 555.4）放入变量 c”。语句右侧的部分（a + b）会先被计算，结果会存储到左侧的变量（c）中。这叫做赋值，你不应将赋值操作符（=）与数学中的“相等”概念混淆（这就是以后会使用 == 的场合）。

这是另一个变量使用的例子：

a = 1
print(a)
a = a + 1
print(a)
a = a * 2
print(a)

输出如下：

1
2
4

即使同一个变量出现在等号的两边（例如 spam = spam），计算机仍然会先计算出要存储的数据，然后再将结果存入相应的变量。

再来看一个程序：

number = float(input("Type in a number: "))
integer = int(input("Type in an integer: "))
text = input("Type in a string: ")
print("number =", number)
print("number is a", type(number))
print("number * 2 =", number * 2)
print("integer =", integer)
print("integer is a", type(integer))
print("integer * 2 =", integer * 2)
print("text =", text)
print("text is a", type(text))
print("text * 2 =", text * 2)

我得到的输出是：

Type in a number: 12.34
Type in an integer: -3
Type in a string: Hello
number = 12.34
number is a <class 'float'>
number * 2 = 24.68
integer = -3
integer is a <class 'int'>
integer * 2 = -6
text = Hello
text is a <class 'str'>
text * 2 = HelloHello

注意，number 是通过 float(input()) 创建的，而 int(input()) 返回一个整数（没有小数点的数字），而通过 input() 创建的 text 则返回一个字符串（也可以写作 str(input())）。当你希望用户输入一个小数时，使用 float(input())；当你希望用户输入一个整数时，使用 int(input())；而如果你希望用户输入一个字符串，则使用 input()。

程序的后半部分使用了 type() 函数，它会返回变量的类型。数字可以是 int 或 float 类型，分别表示整数和浮点数（主要用于小数）。文本字符串是 str 类型，表示字符串。整数和浮点数可以用来进行数学运算，但字符串则不行。注意，当 Python 把一个数字乘以一个整数时，结果符合预期；而当字符串与整数相乘时，结果是该字符串的多个副本（例如：text * 2 = HelloHello）。

字符串操作

字符串操作与数字操作的结果不同。有些操作只适用于数字（无论是整数还是浮点数），如果对字符串使用这些操作，程序会报错。以下是一些交互模式的示例，展示了一些字符串操作：

>>> print("This" + " " + "is" + " joined.")
This is joined.
>>> print("Ha, " * 5)
Ha, Ha, Ha, Ha, Ha, 
>>> print("Ha, " * 5 + "ha!")
Ha, Ha, Ha, Ha, Ha, ha!
>>> print(3 - 1)
2
>>> print("3" - "1")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'str' and 'str'

以下是一些字符串操作的例子：

操作	符号	示例
重复	*	"i" * 5 == "iiiii"
拼接	+	"Hello, " + "World!" == "Hello, World!"

示例

Rate_times.py

# 这个程序计算速率和距离问题
print("Input a rate and a distance")
rate = float(input("Rate: "))
distance = float(input("Distance: "))
time = (distance / rate)
print("Time:", time)

示例运行：

Input a rate and a distance
Rate: 5
Distance: 10
Time: 2.0

Input a rate and a distance
Rate: 3.52
Distance: 45.6
Time: 12.9545454545

Area.py

# 这个程序计算矩形的周长和面积
print("Calculate information about a rectangle")
length = float(input("Length: "))
width = float(input("Width: "))
Perimeter = (2 * length + 2 * width)
print("Area:", length * width)
print("Perimeter:", Perimeter)

示例运行：

Calculate information about a rectangle
Length: 4
Width: 3
Area: 12.0
Perimeter: 14.0

Calculate information about a rectangle
Length: 2.53
Width: 5.2
Area: 13.156
Perimeter: 15.46

Temperature.py

# 这个程序将华氏温度转换为摄氏温度
fahr_temp = float(input("Fahrenheit temperature: "))
celc_temp = (fahr_temp - 32.0) * (5.0 / 9.0)
print("Celsius temperature:", celc_temp)

示例运行：

Fahrenheit temperature: 32
Celsius temperature: 0.0

Fahrenheit temperature: -40
Celsius temperature: -40.0

Fahrenheit temperature: 

212 Celsius temperature: 100.0

Fahrenheit temperature: 98.6 Celsius temperature: 37.0

### 练习
编写一个程序，获取用户输入的两个字符串变量和两个数字变量，将这两个字符串拼接在一起并显示，然后在新的一行显示这两个数字的乘积。

解决方案

编写一个程序，从用户那里获取两个字符串变量和两个数字变量，将字符串连接在一起并显示，然后在新的一行中显示这两个数字的乘积。

string1 = input('字符串 1: ')
string2 = input('字符串 2: ')
float1 = float(input('数字 1: '))
float2 = float(input('数字 2: '))
print(string1 + string2)
print(float1 * float2)