Python初步学习

Python

name=input(“Please input your name:”) input括号里面可以写输入

print(“Hello,” , name) 双引号完了必须加逗号

r” 单引号里面的字符默认不转义。

Python允许用”’…”’的格式表示多行内容:
print(”’line1
line2
line3”’)

line1
line2
line3

and、or和not(与,或,非)

空值是Python里一个特殊的值,用None表示。None不能理解为0,因为0是有意义的,而None是一个特殊的空值。

/ 除法计算结果是浮点数,即使是两个整数恰好整除,结果也是浮点数
还有一种除法是 //,称为地板除,两个整数的除法仍然是整数

ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符:

ord(‘A’)
65
ord(‘中’)
20013
chr(66)
‘B’
chr(25991)
‘文’

如果要在网络上传输,或者保存到磁盘上,就需要把str变为以字节为单位的bytes。Python对bytes类型的数据用带b前缀的单引号或双引号表示:
x = b’ABC’

以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes,例如:

‘ABC’.encode(‘ascii’)
b’ABC’
‘中文’.encode(‘utf-8’)
b’\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87’

如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes。要把bytes变为str,就需要用decode()方法:

b’ABC’.decode(‘ascii’)
‘ABC’
b’\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87’.decode(‘utf-8’)
‘中文’

如果bytes中只有一小部分无效的字节,可以传入errors=’ignore’忽略错误的字节:

b’\xe4\xb8\xad\xff’.decode(‘utf-8’, errors=’ignore’)
‘中’

要计算str包含多少个字符,可以用len()函数:

len(‘ABC’)
3
len(‘中文’)
2

如果换成bytes,len()函数就计算字节数:

len(b’ABC’)
3
len(b’\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87’)
6
len(‘中文’.encode(‘utf-8’))
6

(为了避免乱码问题,应当始终坚持使用UTF-8编码对str和bytes进行转换。)

申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的,必须并且要确保文本编辑器正在使用UTF-8 without BOM编码(当文本中有中文的时候)

在Python中,采用的格式化方式和C语言是一致的,用 % 实现,举例如下:

‘Hello, %s’ % ‘world’
‘Hello, world’
‘Hi, %s, you have H i , M i c h a e l , y o u h a v e 1000000.’

另一种格式化字符串的方法是使用字符串的format()方法,它会用传入的参数依次替换字符串内的占位符{0}、{1}……,不过这种方式写起来比%要麻烦得多:

‘Hello, {0}, 成绩提升了 {1:.1f}%’.format(‘小明’, 17.125)
‘Hello, 小明, 成绩提升了 17.1%’

Python内置的一种数据类型是列表:list。list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个list表示:

classmates = [‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
classmates
[‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]

变量classmates就是一个list。用len()函数可以获得list元素的个数:

len(classmates)
3

用索引来访问list中每一个位置的元素,记得索引是从0开始的:

classmates[0]
‘Michael’
classmates[1]
‘Bob’
classmates[2]
‘Tracy’

如果要取最后一个元素,除了计算索引位置外,还可以用-1做索引,直接获取最后一个元素:(-2为倒数第二个,-3为倒数第三个)

classmates[-1]
‘Tracy’

list是一个可变的有序表,所以,可以往list中追加元素到末尾:

classmates.append(‘Adam’)
classmates
[‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’, ‘Adam’]

也可以把元素插入到指定的位置,比如索引号为1的位置:

classmates.insert(1, ‘Jack’)
classmates
[‘Michael’, ‘Jack’, ‘Bob’, ‘Tracy’, ‘Adam’]

要删除list末尾的元素,用pop()方法:

classmates.pop()
‘Adam’
classmates
[‘Michael’, ‘Jack’, ‘Bob’, ‘Tracy’]

list元素也可以是另一个list,比如:

s = [‘python’, ‘java’, [‘asp’, ‘php’], ‘scheme’]
len(s)
4

也可以拆开写:

p = [‘asp’, ‘php’]
s = [‘python’, ‘java’, p, ‘scheme’]
要拿到’php’可以写p[1]或者s[2][1],因此s可以看成是一个二维数组,类似的还有三维、四维……数组,不过很少用到。

另一种有序列表叫元组:tuple。tuple和list非常类似,但是tuple一旦初始化就不能修改,比如同样是列出同学的名字:

classmates = (‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’)
因为tuple不可变,所以代码更安全。如果可能,能用tuple代替list就尽量用tuple。

当你定义一个tuple时,在定义的时候,tuple的元素就必须被确定下来(可以为空)
如果要定义一个空的tuple,可以写成(): t = ()

但是,要定义一个只有1个元素的tuple,如果你这么定义:t = (1)
定义的不是tuple,是1这个数!这是因为括号()既可以表示tuple,又可以表示数学公式中的小括号,这就产生了歧义,因此,Python规定,这种情况下,按小括号进行计算,计算结果自然是1。

所以,只有1个元素的tuple定义时必须加一个逗号,,来消除歧义:t = (1,)

条件判断:
age = 3
if age >= 18:
print(‘your age is’, age)
print(‘adult’)
else:
print(‘your age is’, age)
print(‘teenager’)

当然上面的判断是很粗略的,完全可以用elif做更细致的判断:
age = 3
if age >= 18:
print(‘adult’)
elif age >= 6:
print(‘teenager’)
else:
print(‘kid’)

(不要忘记if、elif、else后面有冒号)

input()返回的数据类型是str,str不能直接和整数比较,必须先把str转换成整数。Python提供了int()函数来完成这件事情:
s = input(‘birth: ‘)
birth = int(s)
if birth < 2000:
print(‘00前’)
else:
print(‘00后’)

Python的循环有两种,一种是for…in循环,依次把list或tuple中的每个元素迭代出来,看例子:
names = [‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
for name in names:
print(name)
执行这段代码,会依次打印names的每一个元素:
Michael
Bob
Tracy

所以for x in …循环就是把每个元素代入变量x,然后执行缩进块的语句。
再比如我们想计算1-10的整数之和,可以用一个sum变量做累加:
sum = 0
for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]:
sum = sum + x
print(sum)

如果要计算1-100的整数之和,从1写到100有点困难,幸好Python提供一个range()函数,可以生成一个整数序列,再通过list()函数可以转换为list。比如range(5)生成的序列是从0开始小于5的整数:

list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

第二种循环是while循环,只要条件满足,就不断循环,条件不满足时退出循环。比如我们要计算100以内所有奇数之和,可以用while循环实现:
sum = 0
n = 99
while n > 0:
sum = sum + n
n = n - 2
print(sum)

如果要提前结束循环,可以用break语句:
n = 1
while n <= 100:
if n > 10: # 当n = 11时,条件满足,执行break语句
break # break语句会结束当前循环
print(n)
n = n + 1
print(‘END’)

Python内置了字典:dict的支持,具有极快的查找速度
举个例子,假设要根据同学的名字查找对应的成绩,如果用list实现,需要两个list:

names = [‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
scores = [95, 75, 85]

如果用dict实现,只需要一个“名字”-“成绩”的对照表,直接根据名字查找成绩,无论这个表有多大,查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下:(让一个和另一个一一对应)

d = {‘Michael’: 95, ‘Bob’: 75, ‘Tracy’: 85}
d[‘Michael’]
95

把数据放入dict的方法,除了初始化时指定外,还可以通过key放入:

d[‘Adam’] = 67
d[‘Adam’]
67

由于一个key只能对应一个value,所以,多次对一个key放入value,后面的值会把前面的值冲掉:

d[‘Jack’] = 90
d[‘Jack’]
90
d[‘Jack’] = 88
d[‘Jack’]
88

要避免key不存在的错误,有两种办法,一是通过in判断key是否存在:

‘Thomas’ in d
False

二是通过dict提供的get()方法,如果key不存在,可以返回None,或者自己指定的value:(注意:返回None的时候Python的交互环境不显示结果。)

d.get(‘Thomas’)
d.get(‘Thomas’, -1)
-1

要删除一个key,用pop(key)方法,对应的value也会从dict中删除:

d.pop(‘Bob’)
75
d
{‘Michael’: 95, ‘Tracy’: 85}

set和dict类似,也是一组key的集合,但不存储value。由于key不能重复,所以,在set中,没有重复的key。
要创建一个set,需要提供一个list作为输入集合:

s = set([1, 2, 3])
s
{1, 2, 3}

重复元素在set中自动被过滤:

s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])
s
{1, 2, 3}

通过add(key)方法可以添加元素到set中,可以重复添加,但不会有效果:

s.add(4)
s
{1, 2, 3, 4}
s.add(4)
s
{1, 2, 3, 4}

通过remove(key)方法可以删除元素:

s.remove(4)
s
{1, 2, 3}

set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合,因此,两个set可以做数学意义上的交集、并集等操作:

s1 = set([1, 2, 3])
s2 = set([2, 3, 4])
s1 & s2
{2, 3}
s1 | s2
{1, 2, 3, 4}

函数:

调用函数:

abs( ) 求绝对值
max()可以接收任意多个参数,并返回最大的那个
int()函数可以把其他数据类型转换为整数

函数名其实就是指向一个函数对象的引用,完全可以把函数名赋给一个变量,相当于给这个函数起了一个“别名”:

a = abs # 变量a指向abs函数
a(-1) # 所以也可以通过a调用abs函数
1

定义函数:

定义一个函数要使用def语句,依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用return语句返回。
我们以自定义一个求绝对值的my_abs函数为例:

def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x

如果想定义一个什么事也不做的空函数,可以用pass语句:
def nop():
pass

pass语句什么都不做,那有什么用?实际上pass可以用来作为占位符,比如现在还没想好怎么写函数的代码,就可以先放一个pass,让代码能运行起来。
pass还可以用在其他语句里,比如:
if age >= 18:
pass

缺少了pass,代码运行就会有语法错误。

参数检查:

让我们修改一下my_abs的定义,对参数类型做检查,只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现:
def my_abs(x):
if not isinstance(x, (int, float)):
raise TypeError(‘bad operand type’)
if x >= 0:
return x
else:
return -x

返回多个值:

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的新的坐标:
import math

def move(x, y, step, angle=0):
nx = x + step * math.cos(angle)
ny = y - step * math.sin(angle)
return nx, ny

import math语句表示导入math包,并允许后续代码引用math包里的sin、cos等函数。

然后,我们就可以同时获得返回值:

x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
print(x, y)
151.96152422706632 70.0

但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:

r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
print(r)
(151.96152422706632, 70.0)

原来返回值是一个tuple!但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。

函数的参数:

默认参数就排上用场了。由于我们经常计算x2,所以,完全可以把第二个参数n的默认值设定为2:(输入power(5)也为5的平方)
def power(x, n=2):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s

一是必选参数在前,默认参数在后,否则Python的解释器会报错(思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面);
二是如何设置默认参数。

我们可以把年龄和城市设为默认参数:
def enroll(name, gender, age=6, city=’Beijing’):
print(‘name:’, name)
print(‘gender:’, gender)
print(‘age:’, age)
print(‘city:’, city)

这样,大多数学生注册时不需要提供年龄和城市,只提供必须的两个参数:

enroll(‘Sarah’, ‘F’)
name: Sarah
gender: F
age: 6
city: Beijing

只有与默认参数不符的学生才需要提供额外的信息:
enroll(‘Bob’, ‘M’, 7)
enroll(‘Adam’, ‘M’, city=’Tianjin’)

Python函数在定义的时候,默认参数L的值就被计算出来了,即[],因为默认参数L也是一个变量,它指向对象[],每次调用该函数,如果改变了L的内容,则下次调用时,默认参数的内容就变了,不再是函数定义时的[]了。
定义默认参数要牢记一点:默认参数必须指向不变对象!(不能用list)

可变参数:

可变参数就是传入的参数个数是可变的,可以是1个、2个到任意个,还可以是0个。
def calc(*numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum

定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比,仅仅在参数前面加了一个*号。在函数内部,参数numbers接收到的是一个tuple,因此,函数代码完全不变。但是,调用该函数时,可以传入任意个参数,包括0个参数:

calc(1, 2)
5
calc()
0

如果已经有一个list或者tuple,要调用一个可变参数怎么办?可以这样做:

nums = [1, 2, 3]
calc(nums[0], nums[1], nums[2])
14

这种写法当然是可行的,问题是太繁琐,所以Python允许你在list或tuple前面加一个*号,把list或tuple的元素变成可变参数传进去:

nums = [1, 2, 3]
calc(*nums)
14

*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。这种写法相当有用,而且很常见。

关键字参数:

关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数,这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。请看示例:
def person(name, age, **kw):
print(‘name:’, name, ‘age:’, age, ‘other:’, kw)

函数person除了必选参数name和age外,还接受关键字参数kw。在调用该函数时,可以只传入必选参数:

person(‘Michael’, 30)
name: Michael age: 30 other: {}

也可以传入任意个数的关键字参数:

person(‘Bob’, 35, city=’Beijing’)
name: Bob age: 35 other: {‘city’: ‘Beijing’}
person(‘Adam’, 45, gender=’M’, job=’Engineer’)
name: Adam age: 45 other: {‘gender’: ‘M’, ‘job’: ‘Engineer’}

关键字参数有什么用?它可以扩展函数的功能。比如,在person函数里,我们保证能接收到name和age这两个参数,但是,如果调用者愿意提供更多的参数,我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能,除了用户名和年龄是必填项外,其他都是可选项,利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。

命名关键字:

如果要限制关键字参数的名字,就可以用命名关键字参数,例如,只接收city和job作为关键字参数。这种方式定义的函数如下:
def person(name, age, *, city, job):
print(name, age, city, job)

如果函数定义中已经有了一个可变参数,后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了:
def person(name, age, *args, city, job):
print(name, age, args, city, job)

命名关键字参数必须传入参数名,这和位置参数不同。如果没有传入参数名,调用将报错。

尾递归:

上面的fact(n)函数由于return n * fact(n - 1)引入了乘法表达式,所以就不是尾递归了。要改成尾递归方式,需要多一点代码,主要是要把每一步的乘积传入到递归函数中:
def fact(n):
return fact_iter(n, 1)

def fact_iter(num, product):
if num == 1:
return product
return fact_iter(num - 1, num * product)

遗憾的是,大多数编程语言没有针对尾递归做优化,Python解释器也没有做优化,所以,即使把上面的fact(n)函数改成尾递归方式,也会导致栈溢出。

模块

’ a test module ‘

author = ‘Michael Liao’

import sys

def test():
args = sys.argv
if len(args)==1:
print(‘Hello, world!’)
elif len(args)==2:
print(‘Hello, %s!’ % args[1])
else:
print(‘Too many arguments!’)

if name==’main‘:
test()

第4行是一个字符串,表示模块的文档注释,任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释;

第6行使用author变量把作者写进去,这样当你公开源代码后别人就可以瞻仰你的大名;

以上就是Python模块的标准文件模板,当然也可以全部删掉不写,但是,按标准办事肯定没错。

后面开始就是真正的代码部分。

你可能注意到了,使用sys模块的第一步,就是导入该模块:

import sys

导入sys模块后,我们就有了变量sys指向该模块,利用sys这个变量,就可以访问sys模块的所有功能。
sys模块有一个argv变量,用list存储了命令行的所有参数。argv至少有一个元素,因为第一个参数永远是该.py文件的名称,例如:
运行python3 hello.py获得的sys.argv就是[‘hello.py’];
运行python3 hello.py Michael获得的sys.argv就是[‘hello.py’, ‘Michael]。

最后,注意到这两行代码:
if name==’main‘:
test()
当我们在命令行运行hello模块文件时,Python解释器把一个特殊变量name置为main,而如果在其他地方导入该hello模块时,if判断将失败,因此,这种if测试可以让一个模块通过命令行运行时执行一些额外的代码,最常见的就是运行测试。

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