Python实践揭秘：计算机语言是如何工作的？

计算机语言，本质上是数学语言的工程化。

那么，什么叫数学语言的工程化？数学语言具有非常高的抽象性，当前的计算机没办法理解。那么我们需要一个中间语言来做一个中介，并且这个中介使用起来非常方便，对数学的要求也不高，这样的中介，就是工程化。

Python语言中，有很多的语法，我不想多教科书式的去讲。我喜欢带着问题迭代。好的，那我们就开始我们的问题：

在一群人里面，高低不同，我想让最高的那个家伙，走到最前面来，而且是沿着他的位置，穿过每个人走到最前面，当与某个人重合时，被重合的人就后退到最高的人的位置。就这样一个过程，我们用计算机模拟一下。

1、用一个东西记录高矮，变量

首先我们要有一个东西来记录高矮。

在计算机里称为变量。你懂的，就是和初中那个变量x是一样的。只是名字你可以随便起。

在python里，这个实在是太简单。

比如高度是160单位cm。

下面那个print就是打印出来的意思。

运行一下，

显示出来了，160.

多简单啊。

在python里，变量是可以随便设置的，你大可不必担心出错。在错误中学习是最快的方式。出错了怎么办？万能搜索引擎可以帮助你。

2、建立一个一群人的高矮的数据，列表

我们是模拟一群人的高矮的，个数少我们可以一个一个的定义。但是多了呢？

Python给了一个东西叫列表。

列表就是把一堆乱七八糟的东西放在一起的一个小组。

这个是一个用中括号括起来的一堆东西, 如

[身高1，身高2，身高3，身高4，衣服，香蕉]

比如，我们设置有10个人的身高列表，可以这样定义

Pycharm用灰色的提示，你用中文不好吧，毕竟这个语言是外国人写的。而且中文编码比较繁琐啊！

下面我们就用字母来替代吧！下面我们用heights替代一群人的身高。

所有存储在变量里的内容，我们有一个比较常用的称谓，叫数据。

本质上程序有两部分组成，数据和算法。

以下是一些操作。（补充一下，python的注释是#开始的一行一行的）

按顺序，列表从第一个到第十个，指标从0-9，取值

这里使用了print的用法，里面的参数用逗号隔开，分别显示。如果是字符，则用单引号，或者双引号，或者三个引号包围。

这样操作似乎太麻烦，这里我们介绍一下for循环

for i in 列表：

操作

这样的语法。

特别说明，上面的“操作”前面是一个tab的位置，或者四个空格。这个是python特有的间隔方式，用来表示不同层级之间的区分。如果“操作”是在for循环下的，所以操作要比for多一个间隔，这个间隔叫缩进。

for 循环，就是把列表中的值一个一个的取出来分别进行“操作”运算。

例如上面我们说的显示列表中的值，

运行后是这样的

好了，这样我们就建立了一个一群人的高矮的数据heights。

详细的操作，大家可以搜索，这里不做深入的探讨，我们只介绍到做到我们的模拟需要的最小知识点。

3、找到那个高个子，并且找到这个人的位置

这是我们遇到的第一个算法。如果是两个人，我们怎么做？

（1）先比较谁高，这个简单，数字大的就是高个子，这个计算机会

（2）记住这个人的位置

（3）把这个高个子和其他的人比，再记住高一点的那个家伙的位置。

如果是一群人呢，我们怎么做？

（1）第一个和第二个比

（2）记住高个子的位置

（3）高个子的和第三个比，记住高个子的位置

（4）继续下去

大家可以考虑一下怎么完成。

可以先用伪语言描述一下。

什么是伪语言？

伪语言就是不管你用什么语言，可以描述清楚操作就可以的描述方式。

我们使用另外一种，我们先准备一个和heights一样大小的列表，把所有的值都设定为0.

这里介绍两个列表操作。

（1）列表的乘法

假设另一个列表是影子，名字叫shadow

shadow = [0] * 10

这样我们就获得了一个含有十个0的列表shadow

（2）获取列表是一串0-9的数字

有一个函数range(10)

不过，这个不是列表那么简单。但是估计这样想吧，可以认为是类似列表的东西。

我们继续我们的模拟，先用伪语言把要做的事说清楚。

(1) 定义一个变量height，用max函数算出最大的值赋值给height

(2) 定义一个tall_position 用来存储位置

(3) 用for循环，取出所有的人的高度比较

for position in range(10):

如果heights[position]=height

tall_position = position

否则，不变

这样我们就找到了那个最高的人在哪个位置。

代码如下：

解释一下，

Line1：就是我们的一群人的高度列表heights

Line2：用了max函数计算了heights中最大值

Line3：定义了一个tall_position用来存储位置

Line4-8：做了一个for循环

Line5-6： 判断position位置的人高度是不是和最高的height一样高

如果一样高，就把这个位置记录下来。

Line7-8： 反之，pass，这个就是表示什么都不做。

这里使用了if 。。。else。。。函数，使用方法就如上面代码一样。

Line9：打印结果

4、让高个子的人按顺序从他原来的位置移到第一个位置。

回顾一下问题：

在一群人里面，高低不同，我想让最高的那个家伙，走到最前面来，而且是沿着他的位置，穿过每个人走到最前面，当与某个人重合时，被重合的人就后退到最高的人的位置。

我们知道现在的位置是tall_position的位置。我这里定义的向前，是指向数字小的地方。也就是从tall_position移动到0.

伪语言：

开始

Shadow =heights

for position in range(tall_position):

heights 列表的tall_position-position-1位置的值

赋值给Shadow列表tall_position-position位置的值

height值

赋值给Shadow列表tall_position-position-1位置的值

打印出列表

结束

这里涉及到交换，如果我们有shadow这个列表了就很简单了，只要做两次赋值就可以了shadow[tall_position-position]=heights[tall_position-position-1]

shadow[tall_position-position-1]=height

代码如下：

看一下运行结果：

这就是我们预想的！

那么这个模拟我们就完成了。

这里有一个问题，我们继续在程序下面打印一下shadow和heights的值我们比较一下：

居然一模一样。说明什么问题？

大家思考一下？

说明列表在赋值的过程中其实是一个对应。也就是说，我赋值给了shadow，但是shadow不是一个新的列表，只是heights列表的另一个名字，或者说影子。影子是跟着主人变的。

备注：移动过程模拟材料：变量赋值、列表赋值、for循环、if 判断、max函数、range函数