list 与 tuple
list 类似 数组
tuple 跟 list 一样, 只是一旦定义, 里边的内容不可以改变.
这样, 上边的内容就不可以改变了.
"可变的" tuple, 不是说 tuple 是不可以改变的么?
想内存
dict 与 set
dict 是 python内置字典, 其他语言中称为 map, 使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度.
dict 中是没有顺序先后关系的.
和list比较,dict有以下几个特点:
1. 查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而变慢
2. 需要占用大量的内存,内存浪费多
而list相反:
1. 查找和插入的时间随着元素的增加而增加
2. 占用空间小,浪费内存很少
所以,dict是用空间来换取时间的一种方法.
dict可以用在需要高速查找的很多地方,在Python代码中几乎无处不在,正确使用dict非常重要,需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象.
这是因为dict根据key来计算value的存储位置,如果每次计算相同的key得出的结果不同,那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法(Hash)
要保证hash的正确性,作为key的对象就不能变。在Python中,字符串、整数等都是不可变的,因此,可以放心地作为key。而list是可变的,就不能作为key.
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:
注意,传入的参数[1, 2, 3]
是一个list,而显示的{1, 2, 3}
只是告诉你这个set内部有1,2,3这3个元素,显示的顺序也不表示set是有序的。。
b = a.replace('a', 'A')
要始终牢记的是,a
是变量,而'abc'
才是字符串对象!有些时候,我们经常说,对象a
的内容是'abc'
,但其实是指,a
本身是一个变量,它指向的对象的内容才是'abc'
:
当我们调用a.replace('a', 'A')
时,实际上调用方法replace
是作用在字符串对象'abc'
上的,而这个方法虽然名字叫replace
,但却没有改变字符串'abc'
的内容。相反,replace
方法创建了一个新字符串'Abc'
并返回,如果我们用变量b
指向该新字符串,就容易理解了,变量a
仍指向原有的字符串'abc'
,但变量b
却指向新字符串'Abc'
了:
函数
可以返回多个值(其实就是一个 tuple)
默认参数的坑
先定义一个函数,传入一个list,添加一个END
再返回:
当你正常调用时,结果似乎不错
当你使用默认参数调用时,一开始结果也是对的
但是,再次调用add_end()
时,结果就不对了
很多初学者很疑惑,默认参数是[]
,但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'
后的list
原因解释如下:
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.
所以,定义默认参数要牢记一点:默认参数必须指向不变对象
要修改上面的例子,我们可以用None
这个不变对象来实现
为什么要设计str
、None
这样的不变对象呢?因为不变对象一旦创建,对象内部的数据就不能修改,这样就减少了由于修改数据导致的错误。此外,由于对象不变,多任务环境下同时读取对象
不需要加锁,同时读一点问题都没有。我们在编写程序时,如果可以设计一个不变对象,那就尽量设计成不变对象。
可变参数
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:
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
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
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: **kw, 把参数转变成一个 dict.
参数组合
在Python中定义函数,可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数,这5种参数都可以组合使用。但是请注意,参数定义的顺序必须是:必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数.
最神奇的是通过一个tuple和dict,你也可以调用上述函数:
看来参数传递, 还真有点问题.
要注意定义可变参数和关键字参数的语法:
*args
是可变参数,args接收的是一个tuple;
**kw
是关键字参数,kw接收的是一个dict。
模块
模块的好处:
最大的好处是大大提高了代码的可维护性。其次,编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕,就可以被其他地方引用。我们在编写程序的时候,也经常引用其他模块,包括Python内置的模块和来自第三方的模块.
你也许还想到,如果不同的人编写的模块名相同怎么办?为了避免模块名冲突,Python又引入了按目录来组织模块的方法,称为包(Package)
举个例子,一个abc.py
的文件就是一个名字叫abc
的模块,一个xyz.py
的文件就是一个名字叫xyz
的模块
现在,假设我们的abc
和xyz
这两个模块名字与其他模块冲突了,于是我们可以通过包来组织模块,避免冲突。方法是选择一个顶层包名,比如mycompany
,按照如下目录存放
引入了包以后,只要顶层的包名不与别人冲突,那所有模块都不会与别人冲突。现在,abc.py
模块的名字就变成了mycompany.abc
,类似的,xyz.py
的模块名变成了mycompany.xyz
.
请注意,每一个包目录下面都会有一个__init__.py
的文件,这个文件是必须存在的,否则,Python就把这个目录当成普通目录,而不是一个包。__init__.py
可以是空文件,也可以有Python代码,
因为__init__.py
本身就是一个模块,而它的模块名就是mycompany
第1行和第2行是标准注释,第1行注释可以让这个hello.py
文件直接在Unix/Linux/Mac上运行,第2行注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码;
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
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
当我们在命令行运行hello
模块文件(本身)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。
作用域
在一个模块中,我们可能会定义很多函数和变量,但有的函数和变量我们希望给别人使用,有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中,是通过_
前缀来实现的
正常的函数和变量名是公开的(public),可以被直接引用,比如:abc
,x123
,PI
等
类似__xxx__
这样的变量是特殊变量,可以被直接引用,但是有特殊用途,比如上面的__author__
,__name__
就是特殊变量,hello
模块定义的文档注释也可以用特殊变量__doc__
访问,我们自己的变量一般不要用这种变量名;
类似_xxx
和__xxx
这样的函数或变量就是非公开的(private),不应该被直接引用,比如_abc
,__abc
等
之所以我们说,private函数和变量“不应该”被直接引用,而不是“不能”被直接引用,是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量,但是,从编程习惯上不应该引用private函数或变量.
安装第三方库
windows 确保安装python时勾选了pip
和Add python.exe to Path.
在命令提示符窗口下尝试运行pip
,如果Windows提示未找到命令,可以重新运行安装程序添加pip
。
注意:Mac或Linux上有可能并存Python 3.x和Python 2.x,因此对应的pip命令是pip3
现在,让我们来安装一个第三方库——Python Imaging Library,这是Python下非常强大的处理图像的工具库。不过,PIL目前只支持到Python 2.7,并且有年头没有更新了,因此,基于PIL的
Pillow项目开发非常活跃,并且支持最新的Python 3
一般来说,第三方库都会在Python官方的pypi.python.org网站注册,要安装一个第三方库,必须先知道该库的名称,可以在官网或者pypi上搜索,比如Pillow的名称叫Pillow,因此,安装Pillow的命令就是:
pip install Pillow, 耐心等待下载并安装后,就可以使用Pillow了
模块搜索路径
当我们试图加载一个模块时,Python会在指定的路径下搜索对应的.py文件,如果找不到,就会报错
默认情况下,Python解释器会搜索当前目录、所有已安装的内置模块和第三方模块,搜索路径存放在sys
模块的path
变量中:
如果我们要添加自己的搜索目录,有两种方法:
一是直接修改sys.path
,添加要搜索的目录:
这种方法是在运行时修改,运行结束后失效.
第二种方法是设置环境变量PYTHONPATH
,该环境变量的内容会被自动添加到模块搜索路径中。设置方式与设置Path环境变量类似。注意只需要添加你自己的搜索路径,Python自己本身的搜索路径不受影响。