Python 学习笔记

Python 学习笔记

目录

• Python 学习笔记
  • 0 IDEA设置
  • 1 Python 特点
  • 2 Python 解释器
    • 2.1 命令行常用输入
    • 2.2 源文件的字符编码
    • 2.3 清屏命令
    • 2.4 python版本切换
  • 3 Python 作为计算器使用
    • 3.1 数字直接计算
    • 3.2 字符串
    • 3.3 列表
    • 3.2 走向编程的第一步
  • 4 流程控制工具
    • 4.1 if 语句
    • 4.2 for 语句
    • 4.3 range() 函数
    • 4.4 break 和 continue 语句，以及循环中的 else 子句
    • 4.5 pass 语句
    • 4.6 定义函数
    • 4.7 函数定义的更多形式
    • 4.8 文档字符串和函数标注
  • 5 数据结构
    • 5.1 列表的更多特性
    • 5.2 del 语句
    • 5.3 元组和序列
    • 5.4 集合
    • 5.5 字典
    • 5.6 循环的技巧
    • 5.7 深入条件控制
  • 6 模块
  • 7 输入输出

0 IDEA设置

1. 导入本地py文件时，模块下方出现红色波浪线时如何解决

   1. 进入设置，找到Console下的Python Console，勾选选项“Add source roots to PYTHONPAT”
   2. 在当前项目程序目录右键单击，然后“Mark Directory as”为“Sources Root”

1 Python 特点

• Python是一种解释型语言，不需要编译和链接。

• Python程序的书写是紧凑而易读的。

  • 高级数据类型允许在一个表达式中表示复杂的操作；
  • 代码块的划分是按照缩进而不是成对的花括号；
  • 不需要预先定义变量或参数。

• Python是“可扩展的”：

  如果你知道怎么写C语言程序，就能很容易地给解释器添加新的内置函数或模块，不论是让关键的程序以最高速度运行，还是把Python程序链接到只提供预编译程序的库（比如硬件相关的图形库）。

2 Python 解释器

2.1 命令行常用输入

• 启动解释器 python3.7
• 结束命令 Ctrl-Z 或者 quit()
• 执行指令 python -c command [arg] ...
• 执行模块 python -m module [arg] ...

2.2 源文件的字符编码

• 默认编码:UTF-8
• 声明文件所使用的编码

文件的 第一 行要写成特殊的注释# -*- coding: encoding -*- ，其中 encoding 可以是 Python 支持的任意一种 codecs。

2.3 清屏命令

import os
os.system('cls')

2.4 python版本切换

# python2.7
py -2
# python3.7
py -3

3 Python 作为计算器使用

3.1 数字直接计算

• 以使用 ** 运算符来计算乘方

• 在交互模式下，上一次打印出来的表达式被赋值给变量 _。

• 单斜杠和双斜杠的区别

  • python中单斜杠返回float，就算参与运算的是整型也会返回float型

  • 双斜杠表示地板除法，向下取整，至少有一方是浮点型时，返回类型是浮点型，但是依然是整数

  >>> 1/3
  0.3333333333333333
  >>> 1.0/3
  0.3333333333333333
  >>> 1//3
  0
  >>> 1.0//3
  0.0
  >>> 1.0//3.0                                                                               
  0.0 
  >>> -2//3 # 向下取整
  -1
  >>> -2.0//3
  -1.0
  

3.2 字符串

• 使用单引号（'……'），双引号（"……"）：会输出引号

• 反斜杠 可以用来转义

• print() 函数会生成可读性更强的输出，即略去两边的引号，并且打印出经过转义的特殊字符

  • 如果你不希望前置了 的字符转义成特殊字符，可以使用 原始字符串 方式，在引号前添加 r 即可
  • print字符串前面加 f 表示格式化字符串，加f后可以在字符串里面使用用花括号括起来的变量和表达式

• 字符串字面值可以跨行连续输入。

  一种方式是用三重引号："""...""" 或 '''...'''。字符串中的回车换行会自动包含到字符串中，如果不想包含，在行尾添加一个 即可。

• 字符串可以用 + 进行连接（粘到一起），也可以用 * 进行重复

• 相邻的两个或多个 字符串字面值 （引号引起来的字符）将会自动连接到一起.

• 字符串是可以被 索引 （下标访问）的，第一个字符索引是 0，索引也可以用负数，这种会从右边开始数:

• 除了索引，字符串还支持 切片,切片的索引有默认值。获取子字符串:word[0:2],word[:2],word[4:],word[-2:]

• Python 中的字符串不能被修改，它们是 immutable 的

  因此，向字符串的某个索引位置赋值会产生一个错误

• 内建函数 len() 返回一个字符串的长度

3.3 列表

• 列表也支持索引和切片

  所有的切片操作都返回一个新列表，这个新列表包含所需要的元素。就是说，如下的切片会返回列表的一个新的(浅)拷贝:

• 与 immutable 的字符串不同, 列表是一个 mutable 类型，就是说，它自己的内容可以改变

• append() 方法 添加新元素

3.2 走向编程的第一步

# Fibonacci series:
# the sum of two elements defines the next
a, b = 0, 1
while a < 10:
    print(a)
    a, b = b, a+b

1. 第一行含有一个 多重赋值: 变量 a 和 b 同时得到了新值 0 和 1

2. while 循环只要它的条件（这里指： a < 10）保持为真就会一直执行

3. 循环体 是 缩进的 ：缩进是 Python 组织语句的方式。注意，在同一块语句中的每一行，都要缩进相同的长度。

4. 交互式命令行里，当一个组合的语句输入时, 需要在最后敲一个空白行表示完成（因为语法分析器猜不出来你什么时候打的是最后一行）。

5. print() 函数将所有传进来的参数值打印出来。

   • 字符串会打印不带引号的内容, 并且在参数项之间会插入一个空格, 这样你就可以很好的把东西格式化。
   • 关键字参数 end 可以用来取消输出后面的换行print(a, end=',')

4 流程控制工具

4.1 if 语句

关键字 'elif' 是 'else if' 的缩写，适合用于避免过多的缩进。

4.2 for 语句

1. Python 中的 for 语句是对任意序列进行迭代（例如列表或字符串），条目的迭代顺序与它们在序列中出现的顺序一致。

2. 如果在循环内需要修改序列中的值（比如重复某些选中的元素），推荐你先拷贝一份副本(可利用切片words[:])。

4.3 range() 函数

1. 遍历一个数字序列 range(10)、range(5, 10)

2. range也可以以另一个数字开头，或者以指定的幅度增加（甚至是负数；有时这也被叫做 '步进'）range(0, 10, 3)

3. range() 所返回是 可迭代的对象 ，适合作为函数和结构体的参数，这些函数和结构体期望在迭代结束之前可以从中获取连续的元素。

4.4 break 和 continue 语句，以及循环中的 else 子句

循环语句可能带有一个 else 子句；它会在循环遍历完列表 (使用 for) 或是在条件变为假 (使用 while) 的时候被执行，但是不会在循环被 break 语句终止时被执行。

4.5 pass 语句

pass 语句什么也不做。

4.6 定义函数

Fibonacci 数列的函数:

def fib(n):    # write Fibonacci series up to n
    """Print a Fibonacci series up to n."""
    a, b = 0, 1
    while a < n:
        print(a, end=' ')
        a, b = b, a+b
    print()

# Now call the function we just defined:
fib(2000)

1. 关键字 def

2. 函数体的第一个语句是函数的文档字符串或 docstring 。

3. 函数的 执行 会引入一个用于函数局部变量的新符号表。

4. 在函数被调用时，实际参数（实参）会被引入被调用函数的本地符号表中；

5. 实参是通过 按值调用 传递的（其中 值 始终是对象 引用 而不是对象的值）。

6. 函数定义会把函数名引入当前的符号表中。

4.7 函数定义的更多形式

1. 参数默认值

   1. 最有用的形式是对一个或多个参数指定一个默认值。

   2. 重要警告： 默认值只会执行一次。默认值为可变对象（列表、字典以及大多数类实例）时，修改会导致后面调用的值改变。

2. 关键字参数

   使用形如 kwarg=value 的 关键字参数 来调用函数。

3. 任意的参数列表

   1. *name 参数表示零个或多个普通参数

   2. **name 的形式参数时，它会接受一个字典（参见 映射类型 --- dict ）字典中包含了所有除了与形式参数对应的其他关键字参数

   3. *name 必须在出现在 **name 之前

4. 解包参数列表

   1. • 运算符编写函数调用以从列表或元组中解包参数

   2. 字典可以使用 ** 运算符来提供关键字参数

5. Lambda 表达式

   用 lambda 关键字来创建一个小的匿名函数 return lambda x: x + n

4.8 文档字符串和函数标注

• 第一行应该是对象目的的简要概述 ， 这一行应以大写字母开头，以句点结尾。
• 如果文档字符串中有更多行，则第二行应为空白，从而在视觉上将摘要与其余描述分开
• __doc__获取文档字符串
• 函数标注 以字典的形式存放在函数的 __annotations__ 属性

5 数据结构

5.1 列表的更多特性

1. 列表作为栈使用“后进先出”：append(i),pop()

2. 列表作为队列使用“先进先出”：因为所有的其他元素都必须移动一位，相当低效，使用 collections.deque替代

3. 列表推导式：[(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]

4. 嵌套的列表推导式: [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]

5.2 del 语句

按索引移除一个元素、移除切片、清空整个列表、删除整个变量

5.3 元组和序列

1. 元组是 immutable （不可变的），列表是 mutable （可变的）
2. 元组在输出时总是被圆括号包围的，以便正确表示嵌套元组
3. 输入时圆括号可有可无，不过经常会是必须的（如果这个元组是一个更大的表达式的一部分）

5.4 集合

花括号或 set() 函数可以用来创建集合，集合也支持推导式形式

5.5 字典

1. 空字典：{}，相当于map

5.6 循环的技巧

1. 当在字典中循环时，用 items() 方法可将关键字和对应的值同时取出

2. 当在序列中循环时，用 enumerate() 函数可以将索引位置和其对应的值同时取出

3. 当同时在两个或更多序列中循环时，可以用 zip() 函数将其内元素一一匹配。

   zip返回一个元组，其中第i个元素来自第i个可迭代参数

4. 当逆向循环一个序列时，先正向定位序列，然后调用 reversed() 函数

5. 如果要按某个指定顺序循环一个序列，可以用 sorted() 函数，它可以在不改动原序列的基础上返回一个新的排好序的序列

5.7 深入条件控制

1. while 和 if 条件句中可以使用任意操作，而不仅仅是比较操作。

2. 比较操作符 in 和 not in 校验一个值是否在（或不在）一个序列里 。

3. 操作符 is 和 is not 比较两个对象是不是同一个对象，这只跟像列表这样的可变对象有关。

4. 所有的比较操作符都有相同的优先级，且这个优先级比数值运算符低。

5. 比较操作可以传递。

   例如 a < b == c 会校验是否 a 小于 b 并且 b 等于 c。

6. 比较操作可以通过布尔运算符 and 和 or 来组合，并且比较操作（或其他任何布尔运算）的结果都可以用 not 来取反。

   • 这些操作符的优先级低于比较操作符
   • not 优先级最高， or 优先级最低 ， 可以在这种式子里使用圆括号
   • 布尔运算符 and 和 or 也被称为 短路 运算符：它们的参数从左至右解析，一旦可以确定结果解析就会停止。

注意 Python 与 C 不同，赋值操作不能发生在表达式内部。

6 模块

1. 模块是一个包含Python定义和语句的文件

2. 文件名就是模块名后跟文件后缀 .py

   import fibo  # 导入模块
   fib = fibo.fib   # 把模块赋值给一个局部变量
   fib(500)
   

3. 仅在模块 第一次 在 import 语句中被导入时才执行初始化

4. 每个模块都有它自己的私有符号表，该表用作模块中定义的所有函数的全局符号表

   • 模块的作者可以在模块内使用全局变量，而不必担心与用户的全局变量发生意外冲突

   • 访问一个模块的全局变量，modname.itemname

   • 模块可以导入其它模块。习惯上但不要求把所有 import 语句放在模块（或脚本）的开头。被导入的模块名存放在调入模块的全局符号表中。

     import 语句有一个变体，它可以把名字从一个被调模块内直接导入到现模块的符号表里。例如:

     >>> from fibo import fib, fib2  # 这里只引入指定函数
     >>> fib(500)
     0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
     

     这并不会把被调模块名引入到局部变量表里（因此在这个例子里，模块fibo 是未被定义的）

5. 以脚本的方式执行模块

   python fibo.py <arguments>
   

   解析命令行的代码只有在当模块是以“main”文件的方式执行的时候才会运行，需要在模块末尾添加这些代码

   if __name__ == "__main__":
       import sys
       fib(int(sys.argv[1]))
   

7 输入输出

• 格式化字符串字面值 f或F

• str.format()

  yes_votes = 42_572_654
  no_votes = 43_132_495
  percentage = yes_votes / (yes_votes + no_votes)
  '{:-9} YES votes  {:2.2%}'.format(yes_votes, percentage)
  

• 转化为字符串: repr() or str() 函数