变量和逻辑控制

Python 变量和逻辑控制

课程目标

1. 了解 Python 语言的特点与应用场景，完成 Python 环境搭建

2. 熟练使用 PyCharm 开发工具，掌握基本操作流程

3. 精通 Python 基础语法（注释、变量、输入输出、数据类型转换、运算符、条件判断）

4. 能够运用基础语法完成简单的业务逻辑实现

Python 语言初识与环境搭建

为什么选择学习 Python

（1）行业趋势

Python 连续多年稳居 TIOBE 编程语言排行榜前三，在 PYPL 指数中更是长期占据榜首位置，成为全球最受欢迎的编程语言之一。无论是后端开发、数据分析、人工智能，还是自动化运维、爬虫开发，Python 都有广泛应用。

（2）易学易用

Python 仅包含 33 个关键字、7 种核心数据类型，语法规则简洁直观，接近自然语言。同样的功能实现，Python 代码量仅为 Java 的 1/5、C++ 的 1/10，极大降低了入门门槛。

（3）生态丰富

Python 拥有庞大的标准库和第三方库生态：

• 数据处理：NumPy、Pandas

• 可视化：Matplotlib、Seaborn

• 机器学习：Scikit-learn、TensorFlow

• Web 开发：Django、Flask

• 自动化：Selenium、PyAutoGUI

Python 的发展历程

1989 年，荷兰程序员吉多・范・罗苏姆（Guido van Rossum，昵称 “龟叔”）为打发圣诞节假期，开始开发 Python 语言；1991 年，第一个 Python 解释器正式发布。Python 的命名源于龟叔喜爱的电视剧《Monty Python’s Flying Circus》（蒙蒂・蟒蛇的飞行马戏团），也体现了 Python 轻松有趣的设计理念。

Life is short, use Python.

Python 的优缺点分析

优点

• 简洁性：代码可读性极高，专注解决问题而非语言本身

• 开源免费：完全开源，可自由修改、分发，社区活跃

• 跨平台：可在 Windows、Linux、MacOS 等主流系统无缝运行

• 全能型：覆盖全栈开发、数据分析、人工智能等多个领域

• 胶水语言：可轻松与 C/C++、Java、Go 等语言混合开发

缺点

• 执行效率较低（解释型语言特性），但可通过 C 扩展、JIT 编译（PyPy）优化

• 多线程受 GIL 限制，高并发场景需结合多进程或异步编程

Python 解释器详解

Python 是高级编程语言，无法直接被计算机执行，需通过解释器将代码转换为机器语言（01 二进制）。常见解释器类型：

• CPython：官方默认版本，C 语言开发，应用最广泛

• IPython：交互式解释器，增强了 CPython 的交互体验

• PyPy：JIT 编译型解释器，执行效率远超 CPython

• Jython/IronPython：分别运行在 Java/.NET 平台的解释器

Python 版本选择

生产环境建议选择稳定版（如 3.8/3.9/3.10/3.11），避免最新版本的兼容性问题。官方下载地址：https://www.python.org/downloads/

环境安装（Anaconda）

（1）Anaconda/Miniconda/Conda 的区别

• Conda：底层包管理和环境管理工具

• Anaconda：”全家桶”，包含 Conda+Python+1500+数据科学库+图形化工具（体积约 500MB-1GB）

• Miniconda：迷你版，仅包含 Conda+Python+核心依赖（体积小，适合定制化环境）

（2）安装步骤

1 下载对应系统版本的 Anaconda（官网：https://www.anaconda.com/）开始安装

2 选择为所有人安装

3 运行安装包，建议安装到非 C 盘目录

4 勾选 “Add Anaconda to my PATH environment variable”（可选，方便命令行调用）

5 等待安装完成，验证：

conda -V  # 查看conda版本
python -V # 查看Python版本

配置环境变量

为了可以在cmd中使用Python, 建议去系统环境变量中配置

开发工具 PyCharm 使用指南

PyCharm 的优势

作为 Python 专用 IDE，PyCharm 提供：

• 项目管理与代码组织
• 智能代码提示与补全
• 语法高亮与错误检测
• 断点调试与性能分析
• 内置版本控制（Git/SVN）
• 丰富的插件生态

PyCharm 版本选择

现在收费版(专业版)和免费版统一下载，免费版可以供个人使用，如果想升级收费版，需要购买激活码

PyCharm 安装与配置

（1）下载安装

官网地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/

安装步骤：

1. 下载对应系统版本的社区版

   

   双击exe安装

   

2. 选择非 C 盘安装路径

   

3. 勾选 “Create desktop shortcut” 和 “.py file association”

选择试用

（2）核心操作

① 创建项目

1. 打开 PyCharm，点击 “New Project”

2. 设置项目名称与路径（非 C 盘）

3. 选择 Python 解释器（Anaconda 或系统 Python）

   

4. 点击 “Create” 完成创建

ps:

如果找不到解释器，则打开目录输入解释器路径即可

② 新建文件与编写代码

1. 右键项目根目录 → New → Python File

2. 输入文件名（如 hello_world）

   

3. 编写入门代码：

# 第一个Python程序
print("Hello Python!")

③ 运行代码

• 方式 1：右键代码编辑区 → Run ‘文件名’

  

• 方式 2：点击代码右上角的运行按钮

  ​

• 方式 3：快捷键 Shift+F10

④ 个性化设置

1. 主题设置：File → Settings → Appearance & Behavior → Appearance

   

2. 字体设置：File → Settings → Editor → Font（建议字号 14-16，字体 Consolas / 等线）

   

3. 解释器切换：File → Settings → Project: 项目名 → Python Interpreter

   

⑤ 常用快捷键

快捷键	功能
Ctrl+S	保存代码
Ctrl+/	快速注释 / 取消注释
Ctrl+D	复制当前行
Ctrl+Z	撤销操作
Ctrl+Y	恢复撤销
Ctrl+Alt+L	格式化代码
Shift+F10	运行代码
F9	断点调试

Python 基础语法核心知识点

注释规范

注释是代码的说明文档，解释器不会执行注释内容，核心作用是提高代码可读性。

（1）单行注释

以#开头，注释单行内容：

# 这是单行注释（推荐写在代码上方）
print("Hello World")  # 这是行尾注释（建议保留2个空格）

（2）多行注释

使用三引号（"""或'''）包裹多行内容：

"""
这是多行注释
适用于：
1. 函数/类的功能说明
2. 大段代码的逻辑解释
3. 临时注释多行代码
"""
'''
单引号三引号同样支持多行注释
'''
print("多行注释演示")

变量的定义与使用

（1）变量的本质

变量是存储数据的临时容器，程序运行过程中值可动态修改。

（2）定义语法

# 变量名 = 变量值（等号两侧保留1个空格）
age = 18  # 整数类型
name = "张三"  # 字符串类型
score = 98.5  # 浮点数类型

（3）命名规则

强制规则

1. 仅能包含字母、数字、下划线（_）

2. 不能以数字开头

3. 严格区分大小写（age 和 Age 是不同变量）

4. 不能使用 Python 关键字（如 if、for、while）

推荐规范

1. 见名知义（如 user_name 而非 a1）

2. 多个单词命名：

   • 小驼峰：userName（第二个单词首字母大写）

   • 下划线：user_name（推荐，Python 官方风格）

   • 大驼峰：UserName（类名专用）

（4）变量的数据类型

Python 是动态类型语言，变量类型由赋值的内容决定：

类型	说明	示例
整数（int）	无小数的数字	age = 20
浮点数（float）	带小数的数字	price = 19.9
字符串（str）	文本内容（单 / 双引号包裹）	name = “Python”
布尔值（bool）	逻辑值（True/False）	is_ok = True
列表（list）	有序可变集合	nums = [1,2,3]
元组（tuple）	有序不可变集合	info = (“张三”, 20)
字典（dict）	键值对集合	student = {“name”:”李四”, “age”:19}
集合 (set)	无序, 不重复序列	num_set = {1,3,5}

（5）类型检测

# 方法1：type()函数
age = 18
print(type(age))  # <class 'int'>

# 方法2：isinstance()函数（推荐）
print(isinstance(age, int))  # True
print(isinstance(age, str))  # False

输入与输出

（1）格式化输出

方式 1：f-string（Python3.6+，推荐）

name = "李四"
age = 20
score = 95.5
# 基础用法
print(f"姓名：{name}，年龄：{age}，成绩：{score}")
# 格式控制（保留2位小数）
print(f"成绩：{score:.2f}")
# 数字补零（6位宽度）
print(f"学号：{1:06d}")  # 输出：000001

方式 2：format() 方法

print("姓名：{}，年龄：{}".format(name, age))
# 指定位置
print("年龄：{1}，姓名：{0}".format(name, age))
# 格式控制
print("成绩：{:.2f}".format(score))

方式 3：% 占位符（兼容旧版本）

print("姓名：%s，年龄：%d，成绩：%.2f" % (name, age, score))

（2）转义字符

转义符	功能
\n	换行
\t	制表符（4 个空格）
\	反斜杠本身
"	双引号
'	单引号

示例：

print("姓名：{}\t年龄：{}\n成绩：{:.2f}".format(name, age, score))
# 自定义print结束符（默认\n）
print("Hello", end=" ")
print("Python")  # 输出：Hello Python

（3）输入函数 input()

获取用户从键盘输入的内容，所有输入均为字符串类型：

# 基础用法
name = input("请输入您的姓名：")
age = input("请输入您的年龄：")
print(f"您输入的姓名：{name}，年龄：{age}")

# 带提示的输入
phone = input("请输入您的手机号：")
print(f"手机号：{phone}，类型：{type(phone)}")

数据存储本质

数据类型转换

当需要对输入的字符串进行数值运算时，需进行类型转换：

函数	功能	示例
int(x)	转换为整数	int(“100”) → 100
float(x)	转换为浮点数	float(“9.9”) → 9.9
str(x)	转换为字符串	str(18) → “18”
eval(x)	执行字符串表达式	eval(“1+2”) → 3

示例：超市收银系统

# 输入商品信息
product_name = input("请输入商品名称：")
price_str = input("请输入商品单价：")
count_str = input("请输入购买数量：")

# 类型转换
price = float(price_str)
count = int(count_str)

# 计算总价
total = price * count

# 输出结果
print(f"您购买了{product_name}，单价：{price:.2f}元，数量：{count}件，总价：{total:.2f}元")

运算符

（1）算术运算符

运算符	描述	示例
+	加法	10 + 20 → 30
-	减法	20 - 10 → 10
*	乘法	10 * 20 → 200
/	除法（返回浮点数）	20 / 10 → 2.0
//	整除（向下取整）	21 // 10 → 2
%	取模（余数）	21 % 10 → 1
**	幂运算	2 ** 3 → 8

示例：

a = 10
b = 3
print(f"{a} + {b} = {a + b}")    # 13
print(f"{a} - {b} = {a - b}")    # 7
print(f"{a} * {b} = {a * b}")    # 30
print(f"{a} / {b} = {a / b}")    # 3.3333333333333335
print(f"{a} // {b} = {a // b}")  # 3
print(f"{a} % {b} = {a % b}")    # 1
print(f"{a} ** {b} = {a ** b}")  # 1000

（2）赋值运算符

运算符	描述	示例
=	基础赋值	x = 10
+=	加后赋值	x += 5 → x = x + 5
-=	减后赋值	x -= 5 → x = x - 5
*=	乘后赋值	x *= 5 → x = x * 5
/=	除后赋值	x /= 5 → x = x / 5
//=	整除后赋值	x //= 5 → x = x // 5
%=	取模后赋值	x %= 5 → x = x % 5
**=	幂后赋值	x **= 5 → x = x ** 5

（3）比较运算符（返回布尔值）

运算符	描述	示例
==	等于	10 == 10 → True
!=	不等于	10 != 20 → True
>	大于	20 > 10 → True
<	小于	10 < 20 → True
>=	大于等于	20 >= 10 → True
<=	小于等于	10 <= 20 → True

（4）逻辑运算符

运算符	描述	示例
and	逻辑与（都真才真）	(10>5) and (20>10) → True
or	逻辑或（有真就真）	(10>5) or (20<10) → True
not	逻辑非（取反）	not (10>5) → False

条件判断（if 语句）

（1）核心作用

根据条件表达式的布尔结果（True/False），执行不同的代码块，实现程序的分支逻辑，是程序实现 “判断” 能力的核心语法。

（2）基本语法规则

1. Python 中用 缩进（4 个空格 / 制表符） 划分代码块，而非大括号，缩进必须统一

2. 条件表达式后必须加冒号 :

3. 条件表达式可结合比较运算符、逻辑运算符组合使用

（3）四种基本用法

① 单分支（if）

适用场景：满足条件则执行某段代码，不满足则跳过

# 语法
if 条件表达式:
    满足条件时执行的代码块（缩进）

# 示例：判断是否成年
age = 19
if age >= 18:
    print("你已成年，可独立出行")

② 双分支（if-else）

适用场景：二选一，满足条件执行 A 代码块，不满足执行 B 代码块

# 语法
if 条件表达式:
    满足条件执行的代码块
else:
    不满足条件执行的代码块

# 示例：判断是否成年
age = int(input("请输入你的年龄："))
if age >= 18:
    print("你已成年，可观看此电影")
else:
    print("你未成年，需由监护人陪同")

③ 多分支（if-elif-else）

适用场景：多个条件依次判断，满足某个条件则执行对应代码块，后续条件不再判断；所有条件都不满足则执行 else

# 语法
if 条件表达式1:
    满足条件1执行的代码块
elif 条件表达式2:
    满足条件2执行的代码块
elif 条件表达式3:
    满足条件3执行的代码块
...
else:
    所有条件都不满足时执行的代码块

# 示例：成绩评级
score = float(input("请输入你的考试成绩："))
if score >= 90:
    print("成绩评级：优秀")
elif score >= 80:
    print("成绩评级：良好")
elif score >= 70:
    print("成绩评级：中等")
elif score >= 60:
    print("成绩评级：及格")
else:
    print("成绩评级：不及格，需要补考")

④ 嵌套分支（if 内部嵌套 if/if-else）

适用场景：主条件满足后，需要再判断细分条件

# 示例：判断是否能参加驾照考试
age = int(input("请输入你的年龄："))
if age >= 18:
    print("你满足年龄要求，可报名驾照考试")
    height = float(input("请输入你的身高（cm）："))
    if height >= 150:
        print("身高符合要求，可正常报名")
    else:
        print("身高未达到要求，无法报名")
else:
    print("年龄未达标，无法报名驾照考试")

（4）条件表达式的高级用法

1. 结合逻辑运算符实现复杂条件

# 示例：判断是否为工作日的工作时间
hour = int(input("请输入当前小时数（0-23）："))
weekday = input("请输入是否为工作日（是/否）：")
if weekday == "是" and 9 <= hour <= 18:
    print("当前是工作时间，请专注工作")
else:
    print("当前是非工作时间，可休息")

1. 三元表达式（简化单 / 双分支）

   **语法**：`结果1 if 条件表达式 else 结果2`（满足条件返回结果 1，否则返回结果 2）
   

# 示例：简化判断成年与否
age = 20
result = "成年" if age >= 18 else "未成年"
print(f"你是：{result}")

# 等价于原双分支代码
if age >= 18:
    result = "成年"
else:
    result = "未成年"

（5）常见易错点

1. 忘记写**冒号 **：条件表达式和 else/elif 后必须加冒号，否则语法报错

2. 缩进不统一：同一代码块的缩进必须一致（要么全 4 个空格，要么全制表符）

3. 把**赋值号 =当成等于号 ==**：条件判断中判断相等必须用==，=是赋值，会导致逻辑错误

# 错误写法
if age = 18:  # 赋值操作，非判断，直接报错
    print("成年")

# 正确写法
if age == 18:
    print("刚成年")

1. 多分支中条件顺序错误：多分支是依次判断，范围大的条件不能写在前面

# 错误写法：score>=60写在前面，会导致80+的成绩也判断为"及格"
score = 85
if score >= 60:
    print("及格")
elif score >= 80:
    print("良好")

# 正确写法：从范围小的条件开始判断
if score >= 80:
    print("良好")
elif score >= 60:
    print("及格")

综合实战案例

案例 1：简易成绩管理系统（含条件判断）

"""
简易成绩管理系统
功能：
1. 输入学生姓名和三门科目成绩
2. 计算总分和平均分
3. 根据平均分进行成绩评级
4. 格式化输出所有信息
"""

# 输入学生信息
student_name = input("请输入学生姓名：")
chinese_str = input("请输入语文成绩：")
math_str = input("请输入数学成绩：")
english_str = input("请输入英语成绩：")

# 类型转换（处理输入的字符串，转为浮点数）
chinese = float(chinese_str)
math = float(math_str)
english = float(english_str)

# 计算总分和平均分
total_score = chinese + math + english
avg_score = total_score / 3

# 条件判断：根据平均分评级
if avg_score >= 90:
    grade = "优秀"
elif avg_score >= 80:
    grade = "良好"
elif avg_score >= 70:
    grade = "中等"
elif avg_score >= 60:
    grade = "及格"
else:
    grade = "不及格"

# 格式化输出结果
print("=" * 40)
print(f"学生姓名：{student_name}")
print(f"语文成绩：{chinese:.1f}分")
print(f"数学成绩：{math:.1f}分")
print(f"英语成绩：{english:.1f}分")
print(f"总成绩：{total_score:.1f}分")
print(f"平均成绩：{avg_score:.1f}分")
print(f"成绩评级：{grade}")
print("=" * 40)

案例 2：班级活动费用分摊系统（运算符 + 输入输出 + 条件判断）

"""
班级活动费用分摊系统
功能：
1. 输入参与人数和活动总花费
2. 额外收取10%组织管理费，计算最终总费用
3. 判断人数是否合法（至少1人）
4. 计算每人需要分摊的金额并输出
"""

# 输入并转换数据类型
total_people = int(input("请输入参与活动人数："))
total_cost = float(input("请输入活动总花费（元）："))

# 条件判断：人数是否合法
if total_people < 1:
    print("人数输入错误，至少1人！")
else:
    # 计算含组织管理费的总费用和人均费用
    manage_fee = total_cost * 0.1  # 10%组织管理费
    final_total = total_cost + manage_fee
    per_person = final_total / total_people
    
    # 格式化输出
    print("=" * 30)
    print(f"原始活动花费：{total_cost:.2f}元")
    print(f"10%组织管理费：{manage_fee:.2f}元")
    print(f"最终总费用：{final_total:.2f}元")
    print(f"参与人数：{total_people}人")
    print(f"每人需分摊：{per_person:.2f}元")
    print("=" * 30)

学习建议

1. 多敲代码：基础语法（尤其是 if 判断）需通过反复练习巩固，建议每天编写 1-2 个带判断逻辑的小案例

2. 注重缩进：养成统一缩进的习惯，这是 Python 的核心语法规范，也是新手最易出错的点

3. 调试思维：遇到条件判断逻辑错误时，用print()打印条件表达式的结果，排查判断逻辑问题

4. 简化代码：简单的双分支逻辑尝试用三元表达式实现，提升代码简洁性

5. 场景练习：结合生活场景（如成绩评级、会员判断、缴费计算）设计带判断逻辑的程序，学以致用

课后练习

1. 编写程序：输入一个整数，判断其是奇数还是偶数（提示：用取模运算符%，偶数 %2=0）

2. 编写程序：输入一个人的身高和体重，计算 BMI 指数并判断体型（偏瘦 / 正常 / 超重 / 肥胖）

   • BMI 公式：BMI = 体重 (kg) / (身高 (m))²

   • 标准：<18.5 偏瘦，18.5-23.9 正常，24-27.9 超重，≥28 肥胖

3. 编写程序：模拟超市会员打折，非会员无折扣，会员消费满 200 减 50，不满 200 打 9 折（输入会员状态和消费金额，输出实际支付金额）