Unit 1 知识讲义：Python 基础
本讲义用于预习和复习 Unit 1 Lesson 1-6：指令、输出、值、变量、表达式、输入、类型转换与小型交互程序。
1. 指令、算法与错误
算法（algorithm）是完成任务的一组精确、有限的步骤。程序把算法写成计算机能够执行的指令。
Python 通常从上到下运行语句。拼写、标点、大小写和缩进等细节都会影响程序行为。
| 错误类型 | 程序表现 |
|---|---|
| Syntax error | Python 无法理解代码结构。 |
| Runtime error | 程序开始运行后，因为某项操作无法继续而停止。 |
| Logic error | 程序能够运行，但结果不正确。 |
阅读报错时，先看最后一行，再定位报错行；每次只修改一个问题，然后重新运行。
2. 输出、字符串与注释
print() 用于显示值。直接写在代码中的文本叫作字符串字面量（string literal），必须放在配对的引号中。
print("Hello, Python!")
print("Line 1\nLine 2")
print("She said, \"Hello!\"")
| 转义字符 | 含义 |
|---|---|
\n | 换行 |
\" | 在双引号字符串中显示双引号 |
\\ | 显示一个反斜杠 |
注释用于向人解释代码。Python 会忽略一行中 # 后面的内容。
# 注释可以单独占一行。
print("Ready") # 也可以写在代码后面。
3. 值、类型与表达式
表达式（expression）是一段能够产生值的代码。type() 可以查看值的类型。
| 类型 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
int | 整数 | 7、-3、0 |
float | 小数 | 2.5、-0.75 |
str | 文本 | "Python"、"42" |
bool | 逻辑值 | True、False |
print(8 + 3) # 11
print(type(2.5)) # <class 'float'>
print("Py" + "thon") # Python
+ 可以将数字相加，也可以拼接字符串。看起来像数字的字符串仍然是文本。
4. 变量与赋值
变量是绑定到一个值的名字。赋值时先计算右边，再把结果保存到左边的名字中。
score = 10
score = score + 5
print(score) # 15
变量名可以包含字母、数字和下划线，但不能以数字开头，也不能使用 Python keyword。变量名区分大小写。推荐使用有意义的 snake_case 名字，例如 total_price。
5. 数字运算
| 运算符 | 含义 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
+ | 加法 | 7 + 2 | 9 |
- | 减法 | 7 - 2 | 5 |
* | 乘法 | 7 * 2 | 14 |
/ | 除法 | 7 / 2 | 3.5 |
// | 整除 | 7 // 2 | 3 |
% | 余数 | 7 % 2 | 1 |
** | 幂运算 | 2 ** 3 | 8 |
Python 依次计算圆括号、幂、乘除/整除/余数、加减。同一优先级的运算通常从左到右进行。
当圆括号能让计算意图更清楚时，应主动使用圆括号。
6. 使用 f-string 格式化输出
f-string 可以把值放进文本中。开引号前写 f，要计算的表达式放在花括号中。
name = "Mina"
score = 92
print(f"{name} scored {score} points.")
花括号里写的是 Python 表达式，不是要直接显示的花括号字符。
7. 输入与类型转换
input() 会暂停程序、显示提示，并把用户输入作为 str 返回。
name = input("Name: ")
age = int(input("Age: "))
height = float(input("Height in metres: "))
整数文本使用 int()，小数文本使用 float()。如果文本不是有效数字，转换会失败。
可以把程序分成三个阶段：
- Input：收集数据。
- Processing：计算或转换数据。
- Output：显示结果。
price = float(input("Price: "))
quantity = int(input("Quantity: "))
total = price * quantity
print(f"Total: {total}")
8. 构建和测试小程序
先完成能够运行的最小版本。每次只增加一个功能，并在每次有意义的修改后运行程序。
使用不止一组输入测试程序。至少检查普通情况；存在边界时，还要检查边界或特殊情况。分别检查提示语、计算、输出标签和数据类型。