傳統的程式語言，如 C, java, fortran 等，都需要透過『編譯』之後，才有辦法執行程式碼。許多新的程式碼，包括 javascript, PHP, python 等， 屬於直譯式程式語言，基本上，我們可以稱為『腳本』，將許多功能寫在一起，變成一整串人類可讀的程式碼， 透過外部程式的執行，即可進行運作！不需要重新編譯。雖然效能方面可能無法跟傳統程式語言比，但是， 可讀性、可攜性、便利性就變得很好！因此，許多的功能，漸漸都朝向這方面的語言靠近。

python 有很多可用的外掛模組，可以直接應用到樹莓派上，因此，熟悉 python 對於樹莓派來說，也是很重要的。 現在，讓我們來了解一下 python 腳本的寫法。

基本上， python 撰寫時，記得你的副檔名最好都寫成 OOXX.py，檔名最好都用英文與數字加上底線的組合，不要用中文或其他特殊符號比較好。 請在你家目錄底下，建立一個 python 的目錄，未來我們的腳本都放在這裡好了！此外，既然要搞 python，就得要知道目前的 python 程式碼是第幾版？ 所以，我們可以這樣做：

$ mkdir python
$ cd python
$ python -V
Python 3.9.2

所以，確定有 python 程式，且版本為 3.9.2 ！所謂的主版本指的是 3.9，只要你的版本高於 3.9 即可～如果是 3.6 也還行， 不要是 2.x 喔～許多指令語法會不太一樣～

• 第一隻 python 程式，印出哈囉 python

使用 print("字串") 這個程式碼功能，就可以在螢幕上列出你要輸出的字串！寫程式第一隻通常就是哈囉世界 (hello world)， 讓我們來玩一玩！檔名就稱為 hello.py 好了。

$ vim hello.py
# 這個 # 是註解
print("Hello Python")

$ python hello.py
Hello Python

在 python 程式裡面，所有在 # 後面的資料全部是註解！所以，你可以在程式腳本裡面增加一些註解，讓自己以後知道該程式的用途。 至於執行的方法，直接以『 python filename.py 』的方式來執行即可！另外，還是得要再次強調，每一行程式碼都得要對齊， 然後，如果有特殊的函數或相關的迴圈判斷式，就得要縮排！否則會出問題！

另外，如果是字串資料，則字串頭尾都需要使用雙引號來處理，否則就可能是變數名稱或者是數值型態的資料喔！ 這點得要特別注意！

• 使用變數

包括在未來我們可能會使用到的許多感測器模組，大多會使用變數的方式來提供使用者取得感測器的數值。 那什麼是變數？基本上，就是一個數學式！只是，等號的兩側中，左側永遠是未知數 (變數名稱)，右側則是已知數 (變數內容)。 舉例來說，假設有公式『 y = a*x + b 』的話，那 y 這個變數可以是未知數，但是 a, b, x 就必須要先指定！ 不然，式子就會發生錯誤喔！另外，我們也可以透過 print 去印出來結果！

$ vim var01.py
# 開始計算 y = a*x + b
mycal = "y=a*x+b"
x = 3
a = 5
b = 10
y = a * x + b

print (mycal)
print ("嘗試計算："+mycal)
print (y)
print ("y =", a, "*", x, "+", b, "=", y)

$ python var01.py
y=a*x+b
嘗試計算：y=a*x+b
25
y = 5 * 3 + 10 = 25

如同一開始說的，等號兩邊左側是未知，右側是已知，所以左邊是變數名稱，右邊是變數值，這真的要搞清楚喔！ 另外，字串也是可以相加的，如果一串相加的資料裡面有一個是字串，那整串都會變字串輸出。當然， 過程中很可能會有數值相加減的！ print 是很萬用的輸出指令，在括號內的參數，可以是變數， 也可以直接用加號 (+) 將資料進行累加，也可以將每個變數用逗號 (,) 分隔來輸出，很多變化！

• 特別的變數設定方式

變數名稱盡量使用英文與數字加上底線的組合，其他的符號都不要使用。另外，變數名稱開頭不能是數字， 這得要留意才行！此外，python 真的很人性化，它變數的設定方式還能有底下的特殊方式喔！

$ cp var01.py var02.py
$ vim var02.py
# 開始計算 y = a*x + b
mycal = "y=a*x+b"
print ("嘗試計算：y=a*x+b")
x, a, b = 3, 5, 10
y = a * x + b
print ("y =", a, "*", x, "+", b, "=", y)
x = a = b = 15
y = a * x + b
print ("y =", a, "*", x, "+", b, "=", y)

$ python var02.py
嘗試計算：y=a*x+b
y = 5 * 3 + 10 = 25
y = 15 * 15 + 15 = 240

上面的範例中，一個等號兩邊可以同時塞多個變數與變數值，python 會主動幫你設定好！如果變數內容相同， 那可以使用第二種方式來處理！相當有趣！另外要注意，程式當中出現兩次 y=a*x+b，這是因為兩次的 a, x, b 數值有改變， 所以當然要重新計算！要注意！要注意！

寫程式碼，最需要學習的其實是邏輯概念。一般來說，邏輯就是判斷對與否 (true and false)，對要做什麼，不對則要做什麼這樣。 就跟人腦一樣，會判斷是否要進行。不過，程式比較笨，大部分的時候，只會判斷『對』或『錯』而已，沒有模糊空間囉。 那如何進行對錯呢？使用 if (如果) 搭配 else (別的, 要不然) 即可。

$ vim if01.py
myday = 'monday'
if myday == 'monday':
  # 是星期一的時候
  print ("感到非常 blue")
else:
  # 不是星期一的時候
  print ("就是努力工作")

$ python if01.py
感到非常 blue

要注意的是，if 後面加的是邏輯判斷式，並不是變數給予，因此，會有兩個等號！if 的結尾 (同一行最右邊) 並不是括號，而是冒號 (:)， 下一行開始是 if 的子程式碼，因此需要縮排！縮幾格不是重點，有縮排就好！之後與 if 同層級的程式碼則是 else，同樣的， 結尾需要有冒號，其下的程式碼則同樣是需要縮排！至於邏輯判斷經常使用的運算子則有：

• X == Y
• X != Y
• X < Y
• X <= Y
• X > Y
• X >= Y

運算子的比較，不是只有數值喔，字串也是可以比較的！只是，上面的案例有點怪～因為我們竟然手動輸入禮拜幾～好怪！ 明明電腦就有時間啊！能不能讓系統自動帶入時間呢？可以的！只是，需要匯入額外模組才行！

• 使用 datetime 模組

python 有非常多的外掛，其中一個重要的外掛，就是日期時間模組。要使用這個模組時，就得要先匯入模組資料才行！ 使用的方法有點像這樣：

$ vim date01.py
# 先匯入模組，並成為 datetime 物件
import datetime

# 設定一個變數，使用 datetime 物件，該物件內使用 datetime 函數， now 為該函數功能之一
#       物件名  .函數名  .功能之一
myday = datetime.datetime.now()

# 印出目前時間
print(myday)

# 印出目前是星期幾
print(myday.strftime("%w"))

# 印出該項目的變數類型
print(type(myday.strftime("%w")))

$ python date01.py
2022-10-17 09:50:47.877555       <==日期與時間
1                                <==星期幾
<class 'str'>                    <==變數的類型為字串

這個日期模組挺有趣的，我們要先以 import 的方式『匯入』這個模組，如果你都沒有指定任何的別名， 那麼就直接拿這個模組名稱當成一個物件來處理。那個 now() 就是『現在這個時間點』的功能，如此， 就可以將這個日期推論出來。只是，最終並不是我們需要的禮拜幾。有興趣可以看一下文末的參考資料， 我們這邊可以直接說，我要取出星期 0~6 (星期 0 是星期天的意思)，那就可以使用上面的 myday.strftime("%w") 來處理！ 那個 strftime 可以解釋成『 string from time (時間轉成字串)』的概念，比較好記憶。

• 日期結合條件判斷，自動判斷星期幾

來改變一下我們剛剛的條件判斷式吧！

$ cp if01.py if02.py
$ vim if02.py
import datetime                      # 匯入時間模組

myday = datetime.datetime.now()      # 取得目前的時間
wday  = int(myday.strftime("%w"))    # 由上面的變數取得星期幾

if wday == 1:                        # 調查是不是星期一
  # 是星期一的時候
  print ("感到非常 blue")
else:
  # 不是星期一的時候
  print ("就是努力工作")

$ python if02.py
感到非常 blue

這樣看起來算是比較合理的狀態！

• 使用 if ... elif ... else 進行多重條件判斷

在仔細想想，剛剛的範例還是不太合理～如果是星期六、日，明明就可以休息，結果竟然寫需要努力工作！不太恰當... 所以，我們應該要判斷特別的星期一，普通的星期二到星期五，假日的星期六日。因為會有複合的運算子，因此就得要有 and 以及 or 的支援！ 同時，多重條件判斷，就需要 elif (else if 的縮寫) 的支援！所以，上面 if 的範例，進一步變成這樣：

$ cp if02.py if03.py
$ vim if03.py
import datetime

myday = datetime.datetime.now()
wday  = int(myday.strftime("%w"))

if wday == 1:
  # 是星期一的時候
  print ("感到非常 blue")
elif wday >=2 and wday <=5:
  # 星期二到五要努力
  print ("就是努力工作")
else:
  # 不是星期一到五，當然就是假日
  print("好好玩、好好休息、好好充電")

需要測試的話，可以在 wday 底下額外指定 wday = 0 之類的方式來測試！測試完畢就可以註解該行！這樣， 才有辦法處理程式碼的確認～否則，難道真要每天運作？哈哈！那是沒道理的！因此，很多時候，你會發現， 程式設計過程中，許多的『測試』得要花費心思去處理！另外，python 真的很有趣！它可以跟人類寫的判斷式一樣， 使用如下的方法來處理：

#elif wday >=2 and wday <=5:
elif 2 <= wday <=5:

不過，這種寫法畢竟好像只有特殊的腳本程式語言才支援，一般還是透過 and 或者是 or 連結兩個條件判斷處理， 建議還是不要使用這種偷懶的方式處理啦！呵呵！

如果你要算一大堆連續的資料，總不會一筆一筆數字輸入吧！那有沒有辦法『連續輸出一串數值』呢？可以的！使用 range 即可！ 這個 range 的使用方式大致上是這樣：

range(10)       # 代表 0, 1..., 9，注意，是 0 到 9 ，不含 10 喔！
range(10,16)    # 代表 10, 11..., 15，不含 16 喔！
range(0,101,5)  # 代表 0, 5, 10...100，間隔為 5 喔！

也就是說，range 預設的起始數值是 0 ，而預設的步階 (step) 是 1，除非你有額外指定，否則數值如上所示。 所以，如果你要輸出 1...9 的話，使用 for 迴圈來搭配 range 的使用即可。那麼 for 是什麼呢？基本上， for 就是指定一個變數，該變數可以進行好多次，次數由 range 來指定的意思！

$ vim for01.py
for i in range(1,10):
  print(i)

$ python for01.py
1
2
...
9

• 巢狀迴圈進行九九乘法表

計算九九乘法表列表，不用格式排列漂亮，很簡單的處理！

$ vim for02.py
for i in range(1,10):
  for j in range(1,10):
    print( str(i) + ' x ' + str(j) + " = " + str(i*j) )

$ python for02.py
1 x 1 = 1
1 x 2 = 2
1 x 3 = 3
1 x 4 = 4
....
9 x 7 = 63
9 x 8 = 72
9 x 9 = 81

在 print 的輸出中，所有資料的格式需要相同，才可以使用 + 來累加！所以，我們得要將 i 與 j 純數值轉成字串，使用 str(i) 的方式來轉！ 這樣就 OK 了！可以格式化輸出一堆資料哩！

• 字串使用陣列的迴圈方式

數值可以透過 range 來提供，那文字呢？基本上，文字或數值，都可以透過陣列來處理。要注意的是， python 的陣列格式非常多樣！ 我們使用單純的 list 格式處理！假設星期一到星期五學校午餐湯品要依序列出，那可以這樣處理：

$ vim for03.py
soup = [ "牛蒡雞湯", "玉米蛋花湯", "芹菜餛飩湯", "薑絲海苗湯", "綠豆薏仁湯" ]
i = 0

for ss in soup:
    i=i+1
    print("星期 " + str(i) + " 喝的湯：" + ss)

$ python for03.py
星期 1 喝的湯：牛蒡雞湯
星期 2 喝的湯：玉米蛋花湯
星期 3 喝的湯：芹菜餛飩湯
星期 4 喝的湯：薑絲海苗湯
星期 5 喝的湯：綠豆薏仁湯

陣列 (list) 使用中括號包含數個字串，字串間以逗號 (,) 隔開即可！

相對於 for 迴圈算是固定次數的迴圈，while 迴圈則通常需要搭配判斷式來處理，亦即，只有在條件規範的環境內， 才會進行迴圈，否則就不會進行迴圈這樣的意思！我們先來做個簡單的處理，例如要算出 10! 這個 1x2x3...x10 的數值， 如果用 while 時，可以這樣計算：

$ vim while01.py
i=1
j=1

while i <= 10:
  j = i*j
  i=i+1

print(j)

$ python while01.py
3628800

• 使用內部 continue 與 break 進行 while 控制

除了指定限制之外，我們也可以在 while 迴圈使用兩個控制參數來處理！

• continue：直接跑去下次迴圈，本次迴圈中止
• break：結束 while 的迴圈運作

舉例來說，我們要輸出星期一到星期七(就是星期天)，但是星期三不輸出，那可以這樣進行：

$ vim while02.py
i = 0

while True:
    i=i+1
    # 星期三不要輸出
    if i == 3:
        continue
    print ("星期 " + str(i))
    # 已經 7 天了，結束輸出
    if i >= 7:
        break

print("結束輸出")

$ python while02.py
星期 1
星期 2
星期 4
星期 5
星期 6
星期 7
結束輸出

因為 while 後面接了 True，這代表 while 迴圈如果沒有控制的話，那就會一直跑下去.... 因此後續加上 continue 與 break 來限制，才有辦法將 while 迴圈中斷呢！

1. 雖然我們有萬年曆，但假設我還是需要列出來某年某月的每一天是星期幾，這時就得要搭配變數與迴圈處理！ 假設 yy 代表設定為年， mm 代表設定為月，而 dd 就代表為日，你要指定的是 yy 與 mm，而 dd 請使用到 28 就好 (目前不防呆)。 dd 應該會是迴圈內的變數才是。而推算出星期幾的方式，例如 2022/10/10 的物件，可以這樣設定：

   myday = datetime.datetime(2022, 10, 10)
   

   最終執行輸出，假設是 2022 年 10 月份時，輸出的結果會有點像這樣：

   $ python unit5.py
   2022-10-01 是星期 6
   2022-10-02 是星期 0
   ....
   2022-10-27 是星期 4
   2022-10-28 是星期 5
   

• 參考資料

• W3C 的 python 教材：https://www.w3schools.com/python/default.asp
• W3C 的 python - datetime 模組：https://www.w3schools.com/python/python_datetime.asp