变量与语句
在上一章中，我们使用运算符编写了执行算术运算的表达式。
在本章中，你将学习变量和语句、use 语句（Auto 中相当于 Python 的 import）以及 print 函数。我们还将介绍更多用于讨论程序的术语，包括"参数"和"模块"。
变量
变量是一个指向值的名称。要创建变量，我们使用 let 关键字编写赋值语句：
let n = 17赋值语句包含三个部分：let 关键字、变量名和要赋值的表达式。在这个例子中，表达式是一个整数。
在下面的例子中，表达式是一个浮点数：
let pi = 3.141592653589793在这个例子中，表达式是一个字符串：
let message = "And now for something completely different"当你运行赋值语句时，不会产生任何输出。Auto 创建变量并给它赋值，但赋值语句本身没有可见的效果。然而，创建变量后，你可以在表达式和函数调用中使用它：
let n = 17
print(n + 25) // 输出 42
print(2 * pi) // 输出 6.283185307179586在 Auto 中，变量使用 let 声明。如果你需要一个值可以稍后更改的变量，可以使用 let mut（"mut" 是 "mutable" 的缩写，意为可变的）：
let mut x = 5
x = 10 // 因为有 mut，允许重新赋值没有 mut 的话，重新赋值是不允许的，这有助于防止意外更改应该保持不变的值。
Python 程序员注意：
Python 没有
let或mut关键字——你只需写n = 17。在 Auto 中，所有变量声明都必须使用let。a2p转译器在生成 Python 代码时会去掉let和let mut，因为 Python 中所有变量默认都是可变的。
工作原理
首先，我们使用 let 声明了三个变量：n（整数）、pi（浮点数）和 message（字符串）。然后在算术表达式（n + 25、2 * pi）和函数调用（round(pi)、len(message)）中使用这些变量。结果说明一旦创建了变量，就可以在任何需要其值的地方使用。
接下来，我们使用 let mut 将 x 声明为可变变量。先打印其初始值（5），然后重新赋值为 10 并再次打印。如果没有 mut，重新赋值 x = 10 是不被允许的。在 Python 翻译中，所有变量默认都是可变的，因此 let mut 的区别消失了。
状态图
在纸上表示变量的一种常见方法是写出变量名并用箭头指向它的值。例如，执行以下赋值后：
let message = "And now for something completely different"
let n = 17
let pi = 3.141592653589793状态图看起来像这样：
message --> "And now for something completely different"
n --> 17
pi --> 3.141592653589793这种图被称为状态图，因为它展示了每个变量处于什么状态（可以把它想象成变量的"心理状态"）。我们将在整本书中使用状态图来表示变量和值是如何存储的模型。
变量名
变量名可以任意长。它们可以包含字母和数字，但不能以数字开头。使用大写字母是合法的，但惯例上变量名只使用小写字母。
变量名中唯一可以出现的标点符号是下划线字符 _。它常用于由多个单词组成的名称中，例如 your_name 或 airspeed_of_unladen_swallow。
如果你给变量一个非法的名称，就会得到语法错误。名称 million! 是非法的，因为它包含标点符号：
// 错误：变量名中出现意外的 '!'
let million! = 100000076trombones 是非法的，因为它以数字开头：
// 错误：变量名不能以数字开头
let 76trombones = "big parade"class 也是非法的，但原因可能不太明显：
// 错误：应为标识符，但找到的是关键字
let class = "Self-Defence Against Fresh Fruit"原来 class 是一个关键字，是用于指定程序结构的特殊词汇。关键字不能用作变量名。
以下是 Auto 的完整关键字列表：
fn let mut if else
for in return true false
use as type struct impl
break continue while match with你不需要记住这个列表。在大多数开发环境中，关键字会以不同的颜色显示；如果你尝试将关键字用作变量名，你就会知道。
Python 程序员注意：
Auto 的关键字比 Python 少。Python 的许多关键字（如
def、class、import、try、except、yield等）在 Auto 中以不同的方式处理。例如，Auto 使用fn代替def，使用use代替import，使用type代替class来定义自定义类型。
use 语句
为了使用某些功能，你需要导入它们。在 Auto 中，这通过 use 关键字完成。例如，以下语句导入了 math 模块：
此示例依赖多文件模块，不能在书页内运行——请到 Playground
use math模块是变量和函数的集合。math 模块提供了一个名为 pi 的变量，其中包含数学常数 pi 的值。我们可以这样显示它的值：
此示例依赖多文件模块，不能在书页内运行——请到 Playground
use math
print(math.pi)要使用模块中的变量，你必须在模块名和变量名之间使用点运算符（.）。
math 模块还包含函数。例如，sqrt 计算平方根，pow 将一个数提升到另一个数的幂：
此示例依赖多文件模块，不能在书页内运行——请到 Playground
use math
print(math.sqrt(25)) // 输出 5.0
print(math.pow(5, 2)) // 输出 25.0Python 程序员注意：
Auto 使用
use math而不是 Python 的import math。a2p转译器会自动将use转换为import。点运算符在两种语言中的工作方式相同。
表达式与语句
到目前为止，我们已经看到了几种表达式。表达式可以是单个值，如整数、浮点数或字符串。它也可以是值和运算符的组合。它还可以包含变量名和函数调用。以下是一个包含其中几种元素的表达式：
此示例依赖多文件模块，不能在书页内运行——请到 Playground
use math
19 + n + round(math.pi) * 2我们也看到了几种语句。语句是一段有作用但没有值的代码单元。例如，赋值语句创建一个变量并给它赋值，但语句本身没有值：
let n = 17类似地，use 语句有作用——它导入一个模块以便我们可以使用其中包含的变量和函数——但它没有可见的效果：
此示例依赖多文件模块，不能在书页内运行——请到 Playground
use math计算表达式的值称为求值（evaluation）。运行语句称为执行（execution）。
print 函数
当你在交互式环境中求值一个表达式时，结果会被显示出来。但如果你求值多个表达式，只有最后一个表达式的值会被显示。
要显示多个值，你可以使用 print 函数：
print(n + 2)
print(n + 3)它也可以处理浮点数和字符串：
print("The value of pi is approximately")
print(math.pi)你还可以传递用逗号分隔的一系列表达式：
print("The value of pi is approximately", math.pi)注意 print 会在值之间加一个空格。
参数
当你调用函数时，括号中的表达式被称为参数（arguments）。
我们目前见过的一些函数只接受一个参数，比如 int：
int("101") // 将字符串转换为整数：101有些接受两个参数，比如 math.pow：
math.pow(5, 2) // 将 5 的 2 次方：25.0有些可以接受额外的可选参数。例如，int 可以接受第二个参数来指定数字的进制：
int("101", 2) // 将 "101" 解释为二进制：5round 也接受一个可选的第二个参数，即四舍五入到的小数位数：
round(math.pi, 3) // 将 pi 四舍五入到 3 位小数：3.142有些函数可以接受任意数量的参数，比如 print：
print("Any", "number", "of", "arguments")如果你调用函数时提供了太多参数，那是一个 TypeError。如果提供的参数太少，也是 TypeError。如果你提供的参数类型不对，同样也是 TypeError。这种检查在刚开始时可能会让人感到烦恼，但它能帮助你检测和纠正错误。
注释
随着程序变得越来越大、越来越复杂，阅读起来也会越来越困难。形式化语言很密集，仅仅看一段代码往往很难弄清楚它在做什么以及为什么这样做。
因此，在程序中添加注释来用自然语言解释程序在做什么是个好主意。这些注释被称为注释（comments）。
在 Auto 中，注释以 // 符号开头：
// 42 分 42 秒对应的总秒数
let seconds = 42 * 60 + 42在这种情况下，注释单独占一行。你也可以把注释放在一行的末尾：
let miles = 10 / 1.61 // 10 公里换算为英里从 // 到行末的所有内容都会被忽略——它对程序的执行没有任何影响。
注释在记录代码中不明显的特性时最有用。可以合理地假设读者能弄清楚代码做了什么；解释为什么才更有用。
这段注释与代码重复，是没用的：
let v = 8 // 将 8 赋值给 v这段注释包含了代码中没有的有用信息：
let v = 8 // 速度，单位为英里/小时好的变量名可以减少对注释的需求，但过长的变量名会使复杂表达式难以阅读，所以需要权衡。
Python 程序员注意：
Auto 使用
//表示注释，而 Python 使用#。a2p转译器会自动将//转换为#。
调试
程序中可能出现三种错误：语法错误、运行时错误和语义错误。区分它们对于更快地追踪和修复错误很有帮助。
语法错误："语法"指的是程序的结构以及关于该结构的规则。如果程序中存在语法错误，编译器不会运行程序，而是立即显示错误消息。
运行时错误：如果程序中没有语法错误，它可以开始运行。但如果运行过程中出了问题，程序会显示错误消息并停止。这种类型的错误也被称为异常（exception），因为它表示发生了异常情况。
语义错误：第三种错误是"语义"错误，即与含义相关的错误。如果程序中存在语义错误，它运行时不会产生错误消息，但不会执行你预期的操作。识别语义错误可能比较困难，因为它需要你通过查看程序的输出进行反向推理，弄清楚程序实际在做什么。
正如我们看到的，非法的变量名是语法错误。如果你对不支持的类型使用运算符，那是运行时错误。如果你因为逻辑错误（比如忘记了运算优先级）写了一个产生错误结果的表达式，那是语义错误。
术语表
变量 (variable): 指向一个值的名称。
赋值语句 (assignment statement): 使用 let 将值赋给变量的语句。
状态图 (state diagram): 一组变量及其指向值的图形表示。
关键字 (keyword): 用于指定程序结构的特殊词汇。关键字不能用作变量名。
use 语句 (use statement): 读取模块文件以便使用其中包含的变量和函数的语句。相当于 Python 的 import。
模块 (module): 包含 Auto 代码的文件，包括函数定义和其他语句。
点运算符 (dot operator): 运算符 .，用于通过指定模块名后跟一个点和函数名/变量名来访问另一个模块中的函数或变量。
求值 (evaluate): 按顺序执行表达式中的运算以计算出一个值。
语句 (statement): 有作用但没有值的代码单元。
执行 (execute): 运行一个语句并执行它所描述的操作。
参数 (argument): 调用函数时提供给函数的值。
注释 (comment): 包含在程序中的文本，提供有关程序的信息，但对程序的执行没有影响。
运行时错误 (runtime error): 导致程序显示错误消息并退出的错误。
异常 (exception): 程序运行期间检测到的错误。
语义错误 (semantic error): 导致程序执行错误操作但不会显示错误消息的错误。
练习
练习
每当你学习一个新功能时，应该故意犯一些错误，看看会发生什么。
- 我们已经看到
let n = 17是合法的。那么17 = n呢？ - 那么
let x = 1后面跟着let x = 2呢？ - 如果拼错了模块名称，尝试
use maath会怎样？
练习
练习使用 Auto 作为计算器：
第 1 部分。 半径为 $r$ 的球体体积为 $\frac{4}{3} \pi r^3$。半径为 5 的球体体积是多少？从名为 radius 的变量开始，然后将结果赋给名为 volume 的变量。显示结果。添加注释说明 radius 的单位是厘米，volume 的单位是立方厘米。
第 2 部分。 三角学的一个规则是，对于任何 $x$ 值，$(\cos x)^2 + (\sin x)^2 = 1$。让我们看看它对于 $x = 42$ 是否成立。创建一个名为 x 的变量并赋值为 42。然后使用 math.cos 和 math.sin 计算正弦和余弦，以及它们平方的和。结果应该接近 1。
第 3 部分。 除了 pi 之外，math 模块中定义的另一个变量是 e，它代表自然对数的底数。用三种方式计算 $e^2$：使用 math.e 和幂运算符（**）、使用 math.pow，以及使用 math.exp。