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  • python学习之路-1 python基础操作

    本篇所涉及的内容

    变量

    常量

    字符编码

    用户交互input

    格式化字符串

    python的缩进规则

    注释

    初始模块

    条件判断

    循环


    变量

    • 变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。

    • 变量在程序中就是用一个变量名表示了，变量名必须是大小写英文、数字和_的组合，且不能用数字开头。

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    例如：
        x = 100 # 变量x是一个整数
        name = 'zhangcong' # 变量name是一个字符串
        Answer = True # 变量v是一个布尔值
        _name = 'xxxxx' # 以下划线开头也是可以的，但是不建议


    常量

    • 常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量

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    例如：
        PI = 3.14159265359 # 但事实上PI仍然是一个变量，Python根本没有任何机制保证PI不会被改变，所以，用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法，如果你一定要改变变量PI的值，也没人能拦住你。


    字符编码

    一、字符编码介绍：

    • 计算机最早在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以一个字节能表示的最大整数就是255（二进制11111111=十进制255），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节。比如两个可以表示的最大整数是65535，4个字节可以表示的最大整数是4294967295。

    • 计算机是美国人发明的，因此最早只有127个字符编码到计算机里，也就是大小写字母、数字和一些符号，这个编码被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。

    • 如果需要处理中文一个自己肯定是不够的，至少需要两个字节，而且还不能够和ASCII编码冲突，所以中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。可想而知，全世界有上百种语言，各国有各国的标准，就会不可避免地出现冲突，结果就是，在多语言混合的文本中，显示出来会有乱码。

    • 因此，Unicode就出现了，Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。

    • Unicode标准也在不断发展，但最常用的是用两个字节表示一个字符（如果要用到非常偏僻的字符，就需要4个字节）。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。

    • ASCII编码和Unicode编码的区别：ASCII编码是1个字节，而Unicode编码通常是2个字节。

    • 新的问题又出现了：如果统一成Unicode编码，乱码问题从此消失了。但是，如果你写的文本基本上全部是英文的话，用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上就十分不划算。所以，本着节约的精神，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节，常用的英文字母被编码成1个字节，汉字通常是3个字节，只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符，用UTF-8编码就能节省空间：http://i.imgur.com/0CLhcC1.png 


    二、字符编码工作方式

    • 用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件： http://i.imgur.com/crZJaOo.png

       

    • 浏览网页的时候，服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器：

    • 所以你看到很多网页的源码上会有类似的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码。

    • 在最新的Python 3版本中，字符串是以Unicode编码的，也就是说，Python的字符串支持多语言，例如： 

    • 对于单个字符的编码，Python提供了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： 

    • 如果知道字符的整数编码，还可以用十六进制这么写str，两种写法完全是等价的：

    • 由于Python的字符串类型是str，在内存中以Unicode表示，一个字符对应若干个字节。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：

    • 要注意区分’ABC’和b’ABC’，前者是str，后者虽然内容显示得和前者一样，但bytes的每个字符都只占用一个字节。

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

    • 纯英文的str可以用ASCII编码为bytes，内容是一样的，含有中文的str可以用UTF-8编码为bytes。含有中文的str无法用ASCII编码，因为中文编码的范围超过了ASCII编码的范围，Python会报错。

    • 反过来，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： 

    • 可以用len()函数来计算str包含多少个字符： 

    • len()函数计算的是str的字符数，如果换成bytes，len()函数就计算字节数： 

    • 可见，1个中文字符经过UTF-8编码后通常会占用3个字节，而1个英文字符只占用1个字节。

    • 在操作字符串时，我们经常遇到str和bytes的互相转换。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。

    • 由于Python源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：

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      #!/usr/bin/env python3 # 告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；
      # -*- coding: utf-8 -*-        # 告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。


    • 在windows中申明了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： 


    • 如果.py文件本身使用UTF-8编码，并且也申明了# -- coding: utf-8 --，打开命令提示符测试就可以正常显示中文，创建一个名为hello.py的文件并执行：

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      #!/usr/bin/env python3
      coding: utf-8
      print('中文测试')


    用户交互input

    在程序设计的时候，往往希望通过获取用户输入的一些值，然后将获取到的值进行一些处理，例如：

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    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding: utf-8 -*-
    '''
    需求：
    要求用户输入姓名，年龄，工作，然后输出用户的姓名，在哪年出生，用户的工作：
    '''
    year = 2016     # 定义当前年份
    name = input('请输入你的姓名：')
    age = input('请输入你的年龄：')
    job = input('请输入你的工作：')
    year_of_birth = year - int(age)     # 出生年份
    print('''
    姓名：%s
    出生年份：%s
    工作：%s
    ''' % (name, year_of_birth, job))
        
        
    # 输出：
    请输入你的姓名：阿聪
    请输入你的年龄：24
    请输入你的工作：IT
    姓名：阿聪
    出生年份：1992
    工作：IT


    格式化字符串

    • 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： 

    • %运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部：%s表示用字符串替换，%d表示用整数替换，有几个%?占位符，后面就跟几个变量或者值，顺序要对应好。如果只有一个%?，括号可以省略。 


    • 其中，格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数：


    • 如果你不太确定应该用什么，%s永远起作用，它会把任何数据类型转换为字符串： 


    • 有些时候，字符串里面的%是一个普通字符怎么办？这个时候就需要转义，用%%来表示一个%：



    Python的缩进规则

    • Python是强制缩进的语言，它通过缩进来确定一个新的逻辑层次的开始和结束，这也是python语言的最重要的特色之一

    • 同一逻辑层次级别的代码缩进必须保持一致

    • 顶层逻辑级别的代码必须不能有缩进（新行的开始不能有空格）

    • 整个程序的缩进风格应保持一致，一般为4个空格或2个空格，官方的推荐是用4个空格，当然用tab键也可以，但是在Windows上的tab键和Linux上的不一致，会导致你在Windows上开发的程序copy到Linux上后运行出错，所以还是建议用4个空格。



    注释

    • 单行注释

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      单行注释以#开头，例如：
      print('my name is zhangcong') # 这里是注释，python解释器会直接忽略#后面的


    • 多行注释

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      多行注释用三个引号' 或 "将注释引起来，例如:
        
      '''
      这里是多行注释
      python解释器会忽略掉以三个单引号或双引号开头，三个单引号或双引号结尾的代码
      单引号和双引号成对出现，要么是一对三个单引，要么是一对三个双引
      '''


    模块初识

    • Python的强大之处在于他有非常丰富和强大的标准库和第三方库，几乎你想实现的任何功能都有相应的Python库支持，以后的课程中会深入讲解常用到的各种库，现在，我们先来象征性的学2个简单的。

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      ### sys 模块
        
      #!/usr/bin/env python
      # -*- coding: utf-8 -*-
      import sys
      print(sys.argv)
      # 输出
      $ python test.py helo world
      ['test.py', 'helo', 'world']  #把执行脚本时传递的参数获取到了
        
        
        
      ### getpass 模块
        
      #!/usr/bin/env python
      # -*- coding: utf-8 -*-
      # Author:zhangcong
      # Mail:zc_92@sina.com
      import getpass
      username = input("username:")
      password = getpass.getpass("password:")
      print(username,password)
      # 执行脚本后，输入密码的时候，密码那块是不显示的
        
        
        
      ### os模块
        
      #!/usr/bin/env python`
      # -*- coding: utf-8 -*-`
      import os
      os.system(``"df -h"``)` `#调用系统命令`
        
      跟sys模块结合一下
        
      import os, sys
      os.system(''.join(sys.argv[1:]))#把用户的输入的参数当作一条命令交给os.system来执行`


    条件判断

    • 在生活中，一件事情面临着很多选择，比如吃饭的时候，会考虑吃什么，盖饭？面条？火锅？，如果选择吃盖饭，那吃什么盖饭，尖椒肉丝？鱼香肉丝？。。。可以用python来完成上面描述的事情：

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      input_value = input("请问想吃点什么，盖饭、面条、火锅：")
      if input_value == '盖饭':
          print("您选择的是%s！" % input_value)
      elif input_value == '面条':
          print("您选择的是%s！" % input_value)
      elif input_value == '火锅':
          print("您选择的是%s！" % input_value)
      else:
          print("您选的%s本店没有，谢谢光临！" % input_value)

    • elif是else if的缩写，完全可以有多个elif，所以if语句的完整形式就是：

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      if <条件判断1>:
          <执行1>
      elif <条件判断2>:
          <执行2>
      elif <条件判断3>:
          <执行3>
      else:
          <执行4>

    • if语句执行有个特点，它是从上往下判断，如果在某个判断上是True，把该判断对应的语句执行后，就忽略掉剩下的elif和else

    • 流程图：



    循环

    python中循环有两种，分别是for循环和while循环，循环可以将序列的数据进行迭代处理：

         1、for循环

    • for循环依次把list、tuple或字符串中的每个元素迭代出来，例如：

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      names = ["zhangcong", "alex", "pangzhiguo"] for name in names: print name
       
      # 输出
      zhangcong
      alex
      pangzhiguo

    • 所以for x in … 循环就是把每个元素赋值给变量x，然后执行缩进的语句 。

    • 例：需要计算出1-10

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      numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
      sum = 0 for i in numbers:
          sum += i    # sum += i   ==   sum = sum + i  这里只是简写而已
      print sum
       
       
      # 输出
      55

    • 这里列表还可以用range来代替，range()函数可以生成一个整数序列，比如range(5)生成的序列是从0开始小于5的整数：

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      sum = 0
      for i in range(1, 11):
          sum += i
          print sum
       
       
      # 输出
      55
      官方是这么解释range的
      range(...)
          range(stop) -> list of integers
          range(start, stop[, step]) -> list of integers
          Return a list containing an arithmetic progression of integers. # 返回一个包含一个等差数列的整数列表。
          range(i, j) returns [i, i+1, i+2, ..., j-1]; start (!) defaults to 0.
          When step is given, it specifies the increment (or decrement).
          For example, range(4) returns [0, 1, 2, 3].  The end point is omitted!
          These are exactly the valid indices for a list of 4 elements.


         2、while循环

    • 只要满足条件就不断循环，一般用死循环的时候会用到，比如我们要计算100以内所有奇数之和，可以用while循环实现：

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      # 在循环内部变量n不断自减，直到变为-1时，不再满足while条件，循环退出
      sum = 0
      n = 99
      while n > 0:
          sum = sum + n
          n = n - 2
      print sum

    • break：跳出当前循环，循环结束。例如：打印1-100，当i > 50的时候退出循环

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      i = 1
      while True: if i > 50: breakprint i
          i += 1
       
      # 输出：
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      ...
      ...
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    • continue：跳出本次循环，进行下一次循环。例如：打印1-10，但是不包含5

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      for i in range(11):
          if i == 5:
              continue
          print i
       
      # 输出
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