[Python知识库]如何用两个晚上教女生学会Python

安装、需求引导和开发模型

古人云，授人以鱼不如授人以渔，但对于卖课程的人来说，他若真的把“渔”授人了，那他自己的“鱼”也就卖不出去了。这个“渔”，就是快速学习一门编程语言的方法。

而这个方法的核心，就是用需求引导取代知识灌输

一旦建立起项目观念，同时项目进度和学习进度同步推进，那么二者前进的过程，也会变得无比丝滑。

所以接下来，就是要完成这个基本的需求：如何做一个可以挑选衣服的功能。

这个功能可简单、可复杂，对于新手而言，却可以成梯次地拆分成不同的任务需求，每个需求对应一个知识点，随着知识点的增多，需求也不断增多，一定程度上就相当于是瀑布模型的简化版了。

而万事开头难，在确定学习目标后，第一步就是安装Anaconda。在此前，我一向认为这步相对来说比较复杂，故而更推荐在线的IDE，例如这个：在线Jupyter编辑工具。

但在一对一指导的情况下，推荐在线工具过于敷衍，故而一步到位，直接建议安装Anaconda，清华源按照时间排序，拉到最下方，下载2022.05-Windows-x86_64版本。安装过程意外地顺利，基本上出去走一圈就装好了。

命令行计算器

装好Anaconda之后，就可以愉快地使用命令行了。按下Win+r，输入cmd，然后回车，就可以进入命令行。

在命令行中输入python，就可以进入Python的交互环境，然后就可以按照直觉，进行四则混合运算了

x = 100
y = 50
z = 2.5
print(x + y * z)    # 在python中，用#注释，注释就是不会被执行的文字
print(x - y / z)    # print，将括号中的结果打印到屏幕上
print(x * y**2)     # **表示乘方

就是说，就算只是当作计算器，使用Python也是不亏的。

对于一些复杂的计算，可以自行定义函数，比如

def GouGu(x,y):
    return (x**2+y**2)**(1/2)

其中，def是函数的关键字，这个函数表示输入x,y，输出一个(x**2+y**2)*(1/2)，就是勾股定理，相当于

$$z=\sqrt{x^2+y^2}$$

需要注意，Python中，通过缩进组织代码，在GouGu这个函数中的所有内容，必须保持相同的缩进，否则就相当于是跳到了函数之外。

在定义好函数之后，就可以在命令行中调用

>>> GouGu(3,4)
5

用温度指导穿衣

在开启Python，稍微尝试一下计算功能后，就要开始带来第一波刺激，实现根据温度筛选衣物。

t = 15
if t > 20 :
    print('天气较热，穿薄一点')
elif t < 0:
    print("天气较冷，穿厚一点")
else:
    print("天气适宜，随便穿")

这就是所谓的条件语句，根据温度不同，实现了一个最基本的穿衣建议。非常神奇的是，这段代码我貌似并没有给她讲解，但她明白是什么意思。

但需要再次注意，Python中通过缩进来组织代码，在if, elif, else这三个关键字冒号的后面，必须进行相同的缩进，Python才能正常工作。

总之，在后续的编程学习中，缩进这两个字出现的频率相当之高。

这里面涉及到的另一个知识点就是字符串，在python中，单引号或者双引号内部的字符，将被识别为字符串，字符串和数值是两种截然不同的东西，这种不同可以从python内置的运算符重载看出端倪

1+1     # 显然等于2
'1'+'1' # 结果为'11'

如果仅仅是做一个if...elif...else语句，那么只能判断一次温度，这个太蠢了，为了随时调用，可以将这个逻辑压入一个函数中

def howToDress(t):
    if t > 20 :
        print('天气较热，穿薄一点')
    elif t < 0:
        print("天气较冷，穿厚一点")
    else:
        print("天气适宜，随便穿")

结合函数的知识，可以进一步理解缩进，即if, elif, else是相对于def进行的缩进；而那三个print则是相当于条件语句的缩进。

这样，就可以更加方便地进行穿衣指导了

>>> haoToDress(15)
天气适宜，随便穿

VS Code 和女孩子的衣柜

在本节之前，一直通过命令行交互地进行Python练习，这没毛病，但显然无法做一个项目，因为命令行不会把敲过的命令留存下来。

Anaconda提供了Python的IDE，Spider；也提供了交互式记事本Jupyter，但均非长久之计。考虑到她无比顺畅地完成了Anaconda的安装，那么关于编辑器的选择，自然也要一步到位，上VS Code。

VS Code的安装过程也非常顺利，第一次打开会提示安装中文语言包，安装即可。

接下来，新建一个文件夹，以后所有的代码都存放在这个文件夹里，然后用VS Code打开这个文件夹，右键这个文件夹，并新建一个.py文件。VS Code会自动检测到py文件，按照提示，安装Python扩展。由于她只给了我这个截图，说明后续的过程都是顺利的。

接下来，如本节标题所说，要把女孩子的衣柜写入这个.py文件中。

而衣柜的前提是有一件衣服，那么如何在Python中描述一件衣服呢？

答案是字典，或者说键值对列表，通过键和值的一一对应，在描述客观事物属性的同时，也实现了对属性值的快速索引。

dress = {
    "name":"羊羔绒外套",
    "color":"白色",
    "style":"外套"
    "low_temp":-5,
    "high_temp":8,
}

首先，这是一个名为字典的变量，里面包含了各种属性，比如"name", “color"等，每个属性都对应一个值，这个值可以是字符串，比如"color"是"白色”，也可以是数值，比如"low_temp"为-5，表示温度高于-5°时可以穿。

如想单独提出dress的某个属性，可用方括号索引

print(dress['color'])   #"白色"

如想运行.py文件，只需在命令行中输入python XXX.py，便可以运行python脚本。VS Code中是自带命令行的，只需按下Ctrl+~就可以出现。关于这个我忘了说，以至于她一直在那个“黑黑的”命令行中操作。

所谓“衣柜”，就是一个装着各种衣服的列表，所谓列表，就是用[]罗列着的内容，如果用字典来理解列表，就相当于是以自然数为键的字典。

而后她十分兴奋，说这不得写几个小时，吓得我大惊失色，说先稍微列出几个做测试就行，等以后学了面向对象，直接就用类来做了，最后得到了一个衣柜的demo，如下。

与字典的键值索引类似，列表采取自然数索引，例如

print(clothes[0])   # 将输出羊羔绒外套这个字典

用遍历来挑选衣物

有了衣柜，有了选衣服的逻辑，就可以实现一个最基础的选择衣服的函数。这个需求也来一步一步做，还是先完善通过温度选择衣物的方法

def whichDress(t):
    selected = []
    for cloth in clothes:
        if cloth['low_temp'] < t < cloth['high_temp']:
            selected.append(cloth)
    return selected

其中，cloth['low_temp'] < t < cloth['high_temp']这种写法是在我没有做任何说明的情况下，她自己写的。这一方面说明她是个挺有天赋的妹纸，同时也说明Python是一款非常甜的语言（指语法糖超多）。

但她对append是干啥的不理解，所以我让她做如下测试

a = []
a.append("b")
print(a)    # ["b"]
a.append("c")
print(a)    # ["b", "c"]

整段函数的逻辑就是，输入一个温度，然后遍历clothes字典，挑选出所有符合温度要求的衣服，最后输出。

for...in语句非常直观，以for cloth in clothes为例，就是将clothes列表中所有的内容，按次赋给cloth，这就是所谓的遍历。

当然，for...in最常用的方法应该是结合range，实现对自然数的遍历，上面的那个遍历过程也可以写为

for i in range(len(chothes)):
    print(clothes[i])

其中，len可以得到clothes的元素个数，至于range是什么，可以用下面的表达式试一下

for i in range(5):
    print(i)

交互

能够做到这个程度，妹纸就已经非常兴奋了，毕竟能够用温度来选择衣物，也就意味着能够用其他特征来筛选衣物。接下来要完成的，就是另一个重要的内容：交互。

我们常见的程序都是通过图形界面来完成交互，但对于新人程序媛来说，这显然不太现实，所以这种交互，也是建立在命令行之上的。

在python中，通过print将字符串打印到命令行，反过来，通过input来从命令行请求值，例如

>>> t = input("请输入温度")
请输入温度15
>>> print(t)
15

有了这个，就可以做到交互式的衣物择取，但这里有一个知识点，即通过input得到的值，是一个字符串，尽管看上去15是个数字，但只是伪装成数字的字符串罢了，如果想进行计算或者比较，必须通过int或者float使之变成整数或者小数。

>>> t + 1
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
>>> int(t)+1
16
>>> float(t)+1
16.0

查看报错信息，也是编程学习过程中不可或缺的任务，Python的报错信息已经非常人性化了，TypeError为数据类型错误，后面说只能把字符串(str)和字符串拼接起来，而不能是int。换句话说，在t+1这样的一个表达式中，+根据t的数据类型，自动表现为字符串拼接的意思，但因为数据类型不同，而无法实现。

有了这个功能，就可以实现手动输入温度，并给出可选衣物。如果将这样的一个逻辑写入一个死循环中，就可以选择多种温度下的情况

while True:
    t = input("请输入温度")
    dress = whichDress(int(t))
    print(dress)

在这步操作时，如果忘了写input，而恰好前面某个地方又给t赋了值的话，就会导致命令行疯狂地不间断地输出，这时不必慌张，更不用关掉命令行，只需按下Ctrl+C就可以了

课后作业

最后，留下一个妹纸在调试过程中出现的小问题，如果您阅读并实现了本文的操作，看看能不能找出问题的所在

至此，妹纸已经基本学会了Python，所以最近的一个多月都没怎么回我消息了，她一定是在准备相亲吧，我们以后的孩子是学Python还是学C++呢？