# 调用库
import math

# 可以直接写代码
print("Hello, World!")

# 也可以写在函数中
def main():
    print("Hello from main!")

# 常用入口判断
if __name__ == "__main__":
    main()

# 调用 math 库，内置一些有关于数学计算的函数
# 比如 根号: sqrt 圆周率: pi 对数: log
import math

# 使用 math 库中的 sqrt 计算根号 16
print(math.sqrt(16))      # 4.0

# 使用 math 库中的 pi 获取圆周率
print(math.pi)            # 3.141592653589793

# 使用 math 库中的 log 计算对数
print(math.log(100, 10))  # 2.0

# 从 math 库中调用 sqrt 和 pi 功能
from math import sqrt, pi

# 在使用的过程中，无需再写库名，直接使用功能即可
print(sqrt(16))           # 4.0
print(pi)                 # 3.141592653589793

# log 未从 math 中调用，会报错
print(log(100, 10))  # 2.0

# 调用 numpy 库 并且重命名为 np
import numpy as np
# 调用 pandas 库 并且重命名为 pd
import pandas as pd
# 调用 matplotlib.pyplot 库 并且重命名为 plt
import matplotlib.pyplot as plt

# 在使用 numpy 库中的功能时，直接写 np 即可
arr = np.array([1, 2, 3])

import math

# 主函数入口
def main():
    # 该 print 输出内容为 main 函数下的程序片段
    print("Hello from main!")

# 常用入口判断
if __name__ == "__main__":
    # 调用main函数的程序为 if 判断下的内容
    main()
    for i in range(10):
        # print 输出 i 这个片段为 for 循环结构下的内容
        print(i)

# ✅ 允许使用的字符：字母、数字、下划线
username = "张三"        # 字母
user_name = "李四"      # 字母 + 下划线
user2 = "王五"          # 字母 + 数字
_user = "赵六"          # 下划线开头
user_ = "钱七"          # 下划线结尾

print("合法的变量名示例：")
print(f"username: {username}")
print(f"user_name: {user_name}")
print(f"user2: {user2}")
print(f"_user: {_user}")
print(f"user_: {user_}")

# ❌ 不允许使用的字符
# 2user = "错误"        # 数字开头 - 不允许！
# user-name = "错误"    # 连字符 - 不允许！
# user name = "错误"    # 空格 - 不允许！
# user@name = "错误"    # 特殊符号 - 不允许！

# Python 的关键字列表
import keyword

print("Python 关键字列表：")
print(keyword.kwlist)

# ❌ 以下都是错误示例（取消注释会报错）
# if = 10              # if 是关键字
# for = "循环"         # for 是关键字
# class = "类"         # class 是关键字
# def = "函数"         # def 是关键字

# ✅ 合法的替代命名
if_condition = 10      # 添加下划线
for_loop = "循环"      # 添加下划线
class_name = "类"      # 使用有意义的名称
function_def = "函数"  # 使用完整单词

def calculate_area():
    # 这些都是局部变量，只能在函数内部使用
    length = 10
    width = 5
    area = length * width
    print(f"面积是: {area}")  # 在函数内部可以正常使用

calculate_area()

# ❌ 下面的代码会报错，因为局部变量在函数外部不可用
# print(length)  # 错误！
# print(width)   # 错误！
# print(area)    # 错误！

def function1():
    number = 100  # function1的局部变量
    print(f"function1中的number: {number}")

def function2():
    number = 200  # function2的局部变量（和function1的无关）
    print(f"function2中的number: {number}")

function1()  # 输出: function1中的number: 100
function2()  # 输出: function2中的number: 200

# 全局变量 - 在所有函数外面定义
school = "阳光小学"
class_name = "三年级二班"

def show_info():
    # 在函数内部可以直接使用全局变量
    print(f"学校: {school}")
    print(f"班级: {class_name}")

def change_class():
    global class_name  # 告诉Python我们要修改全局变量
    class_name = "四年级一班"  # 修改全局变量
    print(f"班级已改为: {class_name}")

# 使用函数
show_info()      # 输出: 学校: 阳光小学, 班级: 三年级二班
change_class()   # 输出: 班级已改为: 四年级一班
show_info()      # 输出: 学校: 阳光小学, 班级: 四年级一班

score = 95  # 全局变量

def test_score():
    score = 88  # 局部变量（和全局变量同名）
    print(f"函数内部的score: {score}")  # 输出: 88（使用局部变量）

def test_global():
    global score  # 声明使用全局变量
    score = 100   # 修改全局变量
    print(f"修改后的全局score: {score}")  # 输出: 100

print(f"最初的score: {score}")  # 输出: 95
test_score()                   # 输出: 函数内部的score: 88

print(f"test_score后的score: {score}")  # 输出: 95（全局变量没变）
test_global()                  # 输出: 修改后的全局score: 100

print(f"test_global后的score: {score}")  # 输出: 100（全局变量变了）

# 最简单的输出 - 显示一句话
print("你好，Python！")

# 输出数字
print(123)
print(3.14)

# 一次输出多个内容
print("我的名字是：", "小明", "今年", 10, "岁")

# 用加号连接文字
print("我" + "喜欢" + "编程")

# 基本格式：在字符串中使用格式符，然后用%连接数据
"格式化字符串" % (数据1, 数据2, 数据3)

# 单个数据格式化
print("数字：%d" % 10)  # 输出：数字：10

# 多个数据格式化
print("%d + %d = %d" % (3, 5, 8))  # 输出：3 + 5 = 8

age = 12
height = 150.7  # 浮点数会被取整

print("我今年%d岁" % age)          # 输出：我今年12岁
print("身高大约%d厘米" % height)    # 输出：身高大约150厘米

pi = 3.1415926
weight = 45.5

print("圆周率：%f" % pi)           # 输出：圆周率：3.141593（默认6位小数）
print("体重：%.1f公斤" % weight)   # 输出：体重：45.5公斤（保留1位小数）
print("身高：%.2f米" % 1.75)       # 输出：身高：1.75米（保留2位小数）

name = "小明"
hobby = "打篮球"

print("我叫%s" % name)                  # 输出：我叫小明
print("%s喜欢%s" % (name, hobby))       # 输出：小明喜欢打篮球

name = "小明"
age = 12
height = 1.4567
weight = 45.123

# 综合使用各种格式符
print("我的名字叫%s，今年%d岁了，身高%.2f米，体重%.1f公斤" % (name, age, height, weight))
# 输出：我的名字叫小明，今年12岁了，身高1.46米，体重45.1公斤

number = 12.345

print("数字：%8.2f" % number)   # 输出：数字：   12.35（总共8个字符宽度）
print("数字：%5.1f" % number)   # 输出：数字： 12.3（总共5个字符宽度）

name = "小明"

print("姓名：%10s" % name)      # 输出：姓名：        小明（右对齐）
print("姓名：%-10s" % name)     # 输出：姓名：小明        （左对齐）

# 数字宽度控制
print("|%5d|" % 123)        # 输出：|  123|（右对齐）
print("|%-5d|" % 123)       # 输出：|123  |（左对齐）

# 浮点数宽度控制
print("|%8.2f|" % 3.14159)  # 输出：|    3.14|
print("|%-8.2f|" % 3.14159) # 输出：|3.14    |

print("%-10s %5s %8s" % ("姓名", "年龄", "身高"))
print("%-10s %5d %8.2f" % ("小明", 12, 1.56))
print("%-10s %5d %8.2f" % ("小红", 11, 1.48))

score = 0.8567
print("正确率：%.1f%%" % (score * 100))  # 输出：正确率：85.7%

# 正确的写法
print("%s考了%d分，正确率%.1f%%" % ("小明", 95, 95.0))

# 错误的写法（顺序不匹配）
# print("%s考了%d分" % (95, "小明"))  # 会报错

# 最简单的输入
input()

# 带提示的输入
name = input("请输入你的名字：")
print("你好，", name)

# 输入数字进行计算
num1 = input("请输入第一个数字：")
num2 = input("请输入第二个数字：")
print("两个数字相加等于：", num1 + num2)

# 把输入的文字转换成数字
num1 = int(input("请输入第一个数字："))
num2 = int(input("请输入第二个数字："))
print("两个数字相加等于：", num1 + num2)

# 转换成小数
price = float(input("请输入商品价格："))
print("价格是：", price)

name = input("你叫什么名字？")
age = input("你今年几岁？")
hobby = input("你喜欢做什么？")

print("大家好，我叫", name)
print("我今年", age, "岁")
print("我喜欢", hobby)

print("=== 简单计算器 ===")
a = int(input("请输入第一个数："))
b = int(input("请输入第二个数："))

print(a, "+", b, "=", a + b)
print(a, "-", b, "=", a - b)
print(a, "×", b, "=", a * b)
print(a, "÷", b, "=", a / b)

char = input("你想用什么字符画三角？")
print("  " + char)
print(" " + char*3)
print(char*5)

# 加法就像把两个数放在一起
a = 5 + 3
print(a)  # 输出：8

# 也可以直接输出
print(10 + 2)  # 输出：12

# 减法就像从一个数中拿走一部分
b = 10 - 4
print(b)  # 输出：6

print(15 - 8)  # 输出：7

# 乘法就像重复加很多次
c = 3 * 4
print(c)  # 输出：12

# 用*号表示乘法
print(5 * 6)  # 输出：30

# 除法就像把东西平均分
d = 10 / 2
print(d)  # 输出：5.0

print(9 / 3)  # 输出：3.0

# 整除只保留整数部分，去掉小数
e = 10 // 3
print(e)  # 输出：3

print(7 // 2)  # 输出：3

# 求余就是算除法后剩下的部分
f = 10 % 3
print(f)  # 输出：1（因为10÷3=3余1）

print(7 % 2)  # 输出：1

# 幂运算就像连乘
g = 2 ** 3
print(g)  # 输出：8（2×2×2=8）

print(3 ** 2)  # 输出：9（3×3=9）

# 累加就是自己加上一个数
x = 5
x += 3  # 相当于 x = x + 3
print(x)  # 输出：8

y = 10
y += 2
print(y)  # 输出：12

# 累减就是自己减去一个数
m = 10
m -= 4  # 相当于 m = m - 4
print(m)  # 输出：6

n = 8
n -= 3
print(n)  # 输出：5

# 把摄氏度转换成华氏度
celsius = 25  # 摄氏度
fahrenheit = 9 / 5 * celsius + 32  # 华氏度公式
print(fahrenheit)  # 输出：77.0

# 计算买文具的总价
pencil_price = 2  # 铅笔单价
notebook_price = 5  # 笔记本单价

# 买3支铅笔和2个笔记本
total = pencil_price * 3 + notebook_price * 2
print(total)  # 输出：16

# 10个糖果分给3个小朋友
candies = 10
children = 3

# 每个小朋友分几个？还剩几个？
each = candies // children
left = candies % children

print("每个小朋友分到:", each, "个糖果")  # 输出：3
print("还剩下:", left, "个糖果")  # 输出：1