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第一章 编程之路 本书的目的是教你学会像计算机科学家一样来思考。这种思考方式汇聚了数学、工程和自然 科学的精华。计算机科学家像数学家一样，使用规范的语言来阐述思想（尤其是一些计 算）；像工程师一样设计、组装系统，并且在多重选择中寻找最优解；像自然科学家一样观 察复杂系统的行为模式，建立猜想，测试预估的结果。 计算机科学家唯一最重要的技能就是『解决问题』。解决问题意味着要有能力把问题进行方 程化，创造性地考虑解决思路，并且清晰又精确地表达出解决方案。而学习编程的过程，正 是一个培养这种解决问题能力的绝佳机会。本章的标题是『编程之路』，原因就在此。 在一定层面上，大家将通过编程本身来学习编程这一重要的技巧。在另外一些层面上，大家 也将把编程作为实现一种目的的途径。这一目的会随着我们逐渐学习而越发清楚。 1.1 程序是什么？ 程序是一个指令的序列，来告诉机器如何进行一组运算。这种运算也许是数学上的，比如求 解一组等式或者求多项式的根；当然也可以是符号运算，比如在文档中搜索和替换文字，或 者一些图形化过程，比如处理图像或者播放一段视频。 不同编程语言的具体细节看着很不一样，但几乎所有编程语言都会有一些基础指令： 输入系统：从键盘、文件、网络或者其他设备上获得数据。 输出系统：将数据在屏幕中显示，或者存到文件中、通过网络发送等等。 数学运算：进行基本的数学操作，比如加法或者乘法。 条件判断：检查特定条件是否满足来运行相应的代码。 重复判断：重复进行一些操作，通常会有些变化。 大家刚开始接触编程的话，可能还有点难以置信，核心内容仅仅上述这些而已。你用过的所 有程序，无论多么复杂，都是由一些这样的指令组合而成的。因此大家可以把编程的过程理 解成一个把庞大复杂任务进行拆分来解决的过程，分解到适合使用上述的基本指令来解决为 止。1.2 运行Python 8

第一章 编程之路 新手在刚接触Python的时候遇到的困难之一就是必须在电脑上安装Python和相关的一些软 件。如果你熟悉操作系统，并且还很习惯用命令行接口，那安装Python对你来说就没啥问题 了。但对初学者来说，要求他们既要了解系统管理又要学习编程，就可能有些困难了。 为了避免这种问题，我推荐大家可以在开始的时候用浏览器来体验Python。熟悉了之后，再 安装Python到计算机上。 有很多站点提供在线运行Python的功能。如果你已经用过并且有一定经验了，可以选择你喜 欢的。我推荐大家可以试试PythonAnywhere，对此的使用介绍可以在这个链接中找到。 Python现在有两个主要的分之，即Python2和Python3。如果你学过其中的一个，你会发现他 们还挺相似的，而且转换起来也不算难。实际上对于初学者来说，他们只有很细微的差别而 已。这本书是用Python3写的，但也会对Python2进行注解。 Python的解释器是一个读取并执行Python代码的程序。根据你的系统环境，你可以点击图标 或者在命令行中输入python来运行解释器。它运行起来，你会看到类似这样的输出： Python 3.4.0 (default, Jun 19 2015, 14:20:21) [GCC 4.8.2] on linux Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> >>> 开头的三行包含了关于解释器和所在操作系统的信息，所以大家各自的情况可能有所不同。 不过当你检查版本的时候，比如例子中的是3.4.0，使用3开头的，那就告诉你了，他运行的是 Python3。你肯定也能猜到，如果开头的是2那就是Python2咯。 最后一行那个是提示符，告诉你解释器已经就绪了，你可以输入代码了。如果你输入一行代 码然后回车键，解释器就会显示结果了，如下所示： >>> 1 + 1 >>> 1 + 1 2 现在你已经做好开始学习Python的准备了。现在我估计你应该已经知道怎么来启动Python解 释器和运行Python代码了。 1.3 第一个程序 传统意义上，大家学一门新编程语言要写的第一个程序都被叫做『Hello，World！』，因为这 第一个程序就用来显示这个词组『Hello，World！』。在Python中，是这样实现的： 9

第一章 编程之路 >>> print('Hello, World!') >>> Hello, World! 这是一个打印语句的例子，虽然并没有往纸张上面进行实际的『打印』。这个程序把结果显 示在屏幕上。结果就是输出了这个词组『Hello，World！』 括号表明了print是一个函数。关于函数我们到第三章再讨论。 在Python2中，打印的语句有一点点不一样：print不是一个函数，所以就不用有括号了。 >>> print 'Hello, World!' >>> Hello, World! 这个区别以后会理解更深入，现在说这点就够了。