### Python Learning

《简明Python教程》笔记。

#@author:       gr
#@date:         2014-06-30
#@email:        forgerui@gmail.com

一、Basic Language

1.1. 输出

字符串的拼接：

count = 10
# 使用逗号会增加空格
print "hello", count, "people" 
# 使用+不会增加空格
print "hello" + "world"

格式化输出：

my_name = 'Andy'
print "Hello %s" % my_name

显示变量的原始数据使用%r。

answer = True
str = "are you good man? %r"
print str % answer
# 输出结果为are you good man? True

多个%情况：

print "%s %s" % ("hello", "world")

多行打印：

print """
hello world
hello kitty
"""

1.2. 输入

使用raw_input()获取输入：

print "How old are you?",
age = raw_input()
age = input()

raw_input()与input()，这两个函数均能接收 字符串 ，但raw_input() 直接读取控制台的输入，而对于 input() ，它希望能够读取一个合法的 python 表达式，即你输入字符串的时候必须使用引号将它括起来。一般情况下使用raw_input()。

让raw_input()显示提示：

age = raw_input("How old are you? ")

1.3. 脚本参数

from sys import argv
# 输入的参数必须是3个，否则会报错
script, first, second, third = argv

1.4. 数学计算

指数：

# 输出2^10
print 2 ** 10

1.5. if

if子句里的表达式需要缩进：

if a == b:
	print 'the result is right'
else:
	print 'the result is wrong'

1.5. while

while可以包含一个else从句：

i = 1
b = 10
while a <= b: 
	a++
	print 'looping...'
else:
	print 'The loop is over'

1.6. for

for...in是递归第一个项目：

for i in range(0, 5):
	print i
else:
	print 'The for loop is over'

相当于C语言中的

for (int i = 0; i < 5; ++i)

1.7. 函数

def sayHello():
	print 'hello world'
sayHello()

局部变量无法修改参数值，要想修改函数参数值，使用global修饰：

i = 3
def test():
	global i
	i = 5
print "the value before changed:", i
test()
print "the value after changed:", i

函数默认值：

def say(message, times = 1):
	print message * times
say('Hello')
say('Hello', 5)

1.8. 关键参数

如果你的某个函数有许多参数,而你只想指定其中的一部分,那么你可以通过命名来为这些参数赋值。

def func(a, b = 5, c = 10):
	print 'a is', a, 'and b is', b, 'and c is', c
func(3, 7)
func(25, c=24)
func(c=50, a=100)

1.9. return

return语句用来返回函数的返回值，如果没有返回值的return，则等价于return None。

1.10. pass

如果函数是一个空块，不需要写任何东西，用pass表示。

# 是个空函数，什么也不做
def foobar():
	pass

1.11. DocStrings

DocStrings可以你的程序文档更加简单易懂，也可以在程序运行的时候，从函数恢复文档字符串。

def printMax(x, y):
	'''Prints the maximum of two numbers.

	The two values must be integers.'''
	
	x = int(x)
	y = int(y)
	if x > y:
		print x, 'is maximum'
	else
		print y, 'is maximum'

printMax(3, 5)
# 打印函数文档
print printMax.__doc__

DocStrings也适用于模块和类。

1.12. import

import sys
for i in sys.argv:
	print i

如果想直接使用argv变量，可以使用from...import...:

from sys import argv
for i in argv
	print i

1.13. __name__

模块名称应用的一个地方就是当程序本身被使用时候运行主块，而它被别的模块输入的时候不运行主块。

if __name__ == '__main__':
	print 'This program is being run by itself'
else:
	print 'I am being imported from another module'

1.14. 编写自己的模块

	#!/usr/bin/bash
	# Filename: mymodule.py
	def sayHi():
		print 'this is the sayHi function of mymodule'
	version = 1.0

	#!/usr/bin/bash
	# Filename: test_mymodule.py
	import mymodule
	mymodule.sayHi()
	print 'the version of mymodule is', mymodule.version	

1.15. dir()

dir()函数用于列出模块中定义的标识符，标识符可以是函数、类和变量。如果不提供参数，它返回当前模块中定义的名称列表。

可以使用del语句删除当前模块中的变量/属性。

>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'sys']
>>> a = 5
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'a', 'sys']
>>> del a
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'sys']

二、数据结构

2.1. 列表

list 是处理一组有序项目的数据结构,即你可以在一个列表中存储一个 序列 的项目。

list是一个类。Python为list提供一系列方法，如append, count, index等。

shopList = ['apple', 'mango', 'banna']
print 'I have', len(shopList), 'items to buy'
print 'these items are:',
for item in shopList:
	print item,
print '
 I alse have to buy rice'
shopList.append('rice')
print 'My shopping list is now', shopList

print 'I will sort my list'
shopList.sort()
print 'Sorted shopping list is', shopList

print 'The first term I will buy is', shoplist[0]
oldItem = shoplist[0]
del shopList[0]
print 'I bought the', oldItem
print 'My shopping list is now', shopList

2.2. 元组

元组和列表十分相似，但元组和字符串一样是不可变的，你不能修改元组。它使用小括号中用逗号分割项目。

zoo = ('wolf', 'elephant', 'penguin')
print 'Number of animals in the zoo is', len(zoo)

new_zoo = ('monkey', 'dolphin', zoo)
print 'Number of animals in the new zoo is', len(new_zoo)
print 'All animals in new zoo are', new_zoo
print 'Animals brought from old zoo are', new_zoo[2]
print 'Last animal brought from old zoo is', new_zoo[2][2]

含有0个项目的元组可以用空的圆括号表示：

myempty = ()

含有单个元素的元组必须在第一个项目后加一个逗号，这样才能区分元组和一个带圆括号的对象。

single = (2, )

元组用于打印语句：

age = 22
name = 'Andy'
print '%s is %d years old' % (name, age)

2.3. 字典

只能使用不可变的对象（比如字符串）来作为字典的键。键值对在字典中以这样的方式标记：d = {key1:value1, key2:value2}，键值对冒号分割，各个对用逗号分割。

ab = {'gr': 24, 'Andy':22, 'Lucy':34}
print "gr's age is %d" % ab['gr']
ab['Daniel'] = 27
del ab['Andy']
print '
 There are %d pepole' % len(ab)
for name, age in ab.items():
	print '%s is %d years old' % (name, age)

if 'Daniel' in ab: # OR ab.has_key('Daniel')
	print 'Daniel is %d years old' % ab['Daniel']	

2.4. 序列

列表、元组和字符串都是序列，两个主要特点是索引操作和切片操作。索引获取一个特定项目，切片操作获取序列一部分。

shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']

# index
print 'Item 0 is', shoplist[0]
print 'Item -1 is', shoplist[-1]

# slice
print 'Item 1 to 3 is', shoplist[1:3]
print 'Item 1 to end is', shoplist[1:]
print 'Item 1 to -1 is', shoplist[1:-1]
print 'Item start to end is', shoplist[:]

2.5. 引用

当创建一个对象并给它赋一个变量时，这个对象是变量的别名，它们指向同一个地方。

#reference and slice copy

# reference
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
mylist = shoplist
del shoplist[0]		#mylist, shoplist都改变，保持一致

# slice copy
mylist = shoplist[:]
del shoplist[0]		#mylist, shoplist不一样，shoplist少一项

2.6. 字符串类

字符串也是对象，同样具有方法。

name = 'Swaroop'
if name.startswith('Swa'):
	print 'Yes, the string starts with "Swa"'

if 'a' in name:
	print 'Yes, it contains the string "a"'

if name.find('war') != -1:
	print 'Yes, it contains the string "war"'

delimiter = '_*_'
mylist = ['Brazil', 'Russia', 'India', 'China']
print delimiter.join(mylist)

三、面向对象编程

3.1. self参数

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别，它们必须有一个额外的第一个参数名称，但是在调用这个方法的时候，你不为这个参数赋值，Python会提供这个值。这个变量指对象本身，按照惯例它的名称是self。

假设有一个类称为MyClass和这个类的一个实例MyObject，当你调用这个对象的方法MyObject.method(arg1, arg2)时，Python会自动转换成MyClass.method(MyObject, arg1, arg2)。

3.2. 类

class Person:
	pass
p = Person()
print p

3.3. init

Python中有很多方法的名字有特殊的重要意义。__init__方法在类的一个对象被建立时，马上运行。它可以用来对你的对象做一些初始化。

class Person:
	def __init__(self, name):
		self.name = name
	def sayHi(self):
		print 'Hello, my name is', self.name
p = Person('Andy')
p.sayHi()

3.4. 类与对象

类的变量和对象的变量：根据是为还是对象拥有这个变量而区分。

类的变量由一个类的所有对象共享使用，当某个对象修改类变量时，这个改动会反映到所有其他的实例上。

对象的变量由类的每个对象拥有，在一个类的不同实例中，虽然对象变量有相同的名称，但是互不相关的。

class Person:
	population = 0
	def __init__(self, name):
		self.name = name
		print '(Initializing %s)' % self.name
		Person.population += 1
	def __del__(self):
		print '%s says bye.' % self.name
		Person.population -= 1
		if Person.population == 0:
			print 'I am the last one.'
		else:
			print 'There are still %d people left.' % Person.population
	def sayHi(self):
		print 'Hi, my name is %s.' % self.name
	
	def howMany(self):
		if Person.population == 1:
			print 'I am the only person here.'
		else:
			print 'we have %d persons here.' % Person.population
			
andy = Person('Andy')
andy.sayHi()
andy.howMany()

kalam = Person('Kalam')
kalam.sayHi()
kalam.howMany()

andy.sayHi()
andy.howMany()

3.5. 继承

通过继承可以实现代码重用。

class SchoolMember:
	'''Represents any school member.'''
	def __init__(self, name, age):
		self.name = name
		self.age = age
		print '(Initialized	SchoolMember:%s)' %	self.name
	def tell(self):
		'''Tell my details.'''
		print 'Name:"%s"  Age:"%s"'	% (self.name,self.age),

class Teacher(SchoolMember):
	'''Represents a teacher.'''
	def __init__(self, name, age, salary):
		SchoolMember.__init__(self, name, age)
		self.salary = salary
		print '(Initialized Teacher: %s)' % self.name
	def tell(self):
		SchoolMember.tell(self)
		print 'Salary: "%d"' % self.salary
class Student(SchoolMember):
	'''Represents a student.'''
	def __init__(self, name, age, marks):
		SchoolMember.__init__(self, name, age)
		self.marks = marks
		print '(Initialized Student: %s)' % self.name
	def tell(self):
		SchoolMember.tell(self)
		print 'Marks: "%d"' % self.marks
t = Teacher('Mrs. Shrividya', 40, 30000)
s = Student('Swaroop', 22, 75)
print # prints a blank line
members = [t, s]
for member in members:
	member.tell() # works for both Teachers and Students

四、文件

4.1. 文件

通过创建一个file类对象打开一个文件，分别使用file类的read，readline或write方法恰当地读写文件。

poem = '''
program is fun
when the work is done
if you wanna make your work also fun:
    use Python!
'''

f = file('poem.txt', 'w')
f.write(poem)
f.close()

f = file('poem.txt')
while True:
    line = f.readline()
    if len(line) == 0:
        break;
    print line,
    
f.close()

4.2. 储存器

Python提供一个标准的模块，称为pickle。使用它你可以在一个文件中储存任何Python对象，之后你以可以把它完整无缺地取出来。这称为持久地储存对象。

cPickle的功能和pickle模块完全相同，只不过它是用C语言编写，因此要快得多。

import cPickle as p
shoplistfile = 'shoplist.data'
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot']

f = file(shoplistfile, 'w')
p.dump(shoplist, f)
f.close()

del shoplist
f = file(shoplistfile)
storedlist = p.load(f)
print storedlist

五、异常

5.1. try ... except

import sys
try:
	s = raw_input('Enter something --> ')
except EOFError:
	print '
Why did you do an EOF on me?'
	sys.exit()
except:
	print '
Some error/exception occurred.'

print 'Done'

5.2. 抛出异常

可以使用raise引发异常，还得指明错误/异常的名称和伴随异常触发的异常对象。

class ShortInputException(Exception):
	'''A user-defined exception class.'''
	def __init__(self, length, atleast):
		Exception.__init__(self)
		self.length = length
		self.atleast = atleast
	
try:
	s = raw_input('Enter something-->')
	if len(s) < 3:
		raise ShortInputException(len(s), 3)
except EOFError:
	print '
 Why did you do an EOF on me?'
except ShortInputException, x:
	print 'ShortInputException: The input was of length %d, 
	was expecting at least %d' % (x.length, x.atleast)
else:
	print 'No exception was raised.

5.3. try...finally

希望无论异常发生与否都关闭文件，这时可以使用try...finally。

import time
try:
	f = file('poem.txt')
	while True:
		line = f.readline()
		if len(line) == 0:
			break
		time.sleep(2)
		print line,
finally:
	f.close()
	print 'Cleaning up...closed the file'

六、Python标准库

6.1. sys模块

import sys
def readfile(filename):
	'''Print a file to the standard output'''
	f = file(filename)
	while True:
		line = f.readline()
		if len(line) == 0:
			break
		print line,
	f.close()

if len(sys.argv) < 2:
	print 'No action specified.'
	sys.exit()

if sys.argv[1].startswith('--'):
	option = sys.argv[1][2:]
	if option == 'version':
		print 'Version 1.2'
	elif option == 'help':
		print '''
This program prints files to the standard output.
Any number of files can be specified.
Options include:
	--version : Prints the version number
	--help : Display this help'''
	else:
		print 'Unknown option.'
		sys.exit()
else:
	for filename in sys.argv[1:]:
		readfile(filename)	

6.2. os模块

这个模块包含普遍的操作系统功能。如果你希望你的程序能够与平台无关的话，这个模块是尤为重要。

• os.name() #Windows，它是'nt'；对于Linux/Unix用户，它是'posix'
• os.getenv() #得到当前工作目录，即当前Python脚本工作的目录路径
• os.listdir() #返回指定目录下的所有文件和目录名
• os.remove() #函数用来删除一个文件
• os.system() #函数用来运行shell命令
• os.path.split() #函数返回一个路径的目录名和文件名

七、其它

7.1. 单语句块

如果你的语句块只包含一句语句，那么你可以在条件语句或循环语句的同一行指明它。

>>> flag = True
>>> if flag: print 'Yes'
...
Yes

单个语句被直接使用而不是作为一个独立的块使用。

7.2. 列表综合

通过一个已有的列表导出一个新的列表。例如，你有一个数的列表，而你想要得到一个对应的列表，使其中所有大于2的数都是原来的2倍。对于这种应用，列表综合是最理想的方法。

listone = [2, 3, 4]
listtwo = [2*i for i in listone if i > 2]
print listtwo

7.3. 在函数中接收元组和列表

当要使用函数接收元组或字典形式的参数的时候，有一种特殊的方法，它分别使用×和**前缀。这种方法方法在函数需要获取可变数量的参数的时候特别有用。

def powersum(power, *args):
	total = 0
	for i in args:
		total += pow(i, power)
	return total
powersum(2, 3, 4)
powersum(2, 10)

使用*做为前缀，所有多余的函数参数都会作为一个元组存储在args中，如果使用的是**前缀，多余的参数则会被认为是一个字典的键/值对。

7.4. lambda形式

lambda语句被用来创建新的函数对象，并且在运行时返回它们。

def make_repeater(n):
	return lambda s:s*n

twice = make_repeater(2)
print twice('word')
print twice(5)

make_repeater 函数在运行时创建新的函数对象,并且返回它。lambda语句用来创建函数对象。本质上，lambda需要一个参数，后面仅跟单个表达式作为函数体，而表达式的值被这个新建的函数返回。

7.5. exec, eval

exec用来执行储存在字符串或文件中的Python语句。例如，我们可以在运行时生成一个包含Python代码的字符串，然后使用exec语句执行这些语句：

exec 'print "hello world"'

eval语句用来计算存储在字符串中的有效Python表达式。

eval('2*3')

7.6. assert

assert用来声明某个条件是真的。当assert语句失败时，会引发一个AssertionError。

mylist = ['item']
assert len(mylist) >= 1
mylist.pop()
assert len(mylist) >= 1
#Traceback (most recent call last):
#	File "<stdin>", line 4, in ?
#AssertionError

7.7 repr

repr函数用来取得对象的规范字符串表示。反引号可以完成相同的功能。大多数时候有eval(repr(object)) == object。

i = []
i.append('item')
>>> `i`
"['item']"
>>> repr(i)
"['item']"

基本上，repr函数和反引号用来获取对象的可打印的表示形式。你可以通过定义类的__repr__方法来控制你的对象在被repr函数调用的时候返回的内容。