Python基礎之基本語法及數據類型

一、3.x新特性

1、print ()，打印，3.x必須加括號

2、raw_input，3.x改爲input

二、簡介

Python是著名的“龜叔”Guido van Rossum在1989年聖誕節期間，爲了打發無聊的聖誕節而編寫的一個編程語言。許多大型網站就是用Python開發的，例如YouTube、Instagram，還有國內的豆瓣。很多大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美國航空航天局）都大量地使用Python。Python就爲我們提供了非常完善的基礎代碼庫，覆蓋了網絡、文件、GUI、數據庫、文本等大量內容，被形象地稱作“內置電池（batteries included）”。用Python開發，許多功能不必從零編寫，直接使用現成的即可。

適用於：

1、網絡應用，包括網站、後臺服務等等；

2、日常需要的小工具；

3、把其他語言開發的程序再包裝起來。

優點：

開源免費、強大的基礎代碼庫、簡單。

缺點：

1、運行速度慢。

2、代碼不能加密。

 三、數據類型：

1、整型：

       Python可以處理任意大小的整數，當然包括負整數，在程序中的表示方法和數學上的寫法一模一樣，例如：1，100，-8080，0，等等。

計算機由於使用二進制，所以，有時候用十六進制表示整數比較方便，十六進制用0x前綴和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。

2、浮點型：

        浮點數也就是小數，之所以稱爲浮點數，是因爲按照科學記數法表示時，一個浮點數的小數點位置是可變的，比如，1.23x109和12.3x108是相等的。浮點數可以用數學寫法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是對於很大或很小的浮點數，就必須用科學計數法表示，把10用e替代，1.23x109就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以寫成1.2e-5，等等。

整數和浮點數在計算機內部存儲的方式是不同的，整數運算永遠是精確的（除法難道也是精確的？是的！），而浮點數運算則可能會有四捨五入的誤差。

3、字符串：

    （1）字符串是以''或""括起來的任意文本，可以用“\”轉義符來轉義特殊字符。

    （2）Python還允許用r''表示''內部的字符串默認不轉義。

    （3）如果字符串內部有很多換行，用\n寫在一行裏不好閱讀，爲了簡化，Python允許用'''...'''的格式表示多行內容。

    （4）Python中，Unicode表示的字符串用u'...'表示。

兩種字符串如何相互轉換？字符串'xxx'雖然是ASCII編碼，但也可以看成是UTF-8編碼，而u'xxx'則只能是Unicode編碼。

把u'xxx'轉換爲UTF-8編碼的'xxx'用encode('utf-8')方法：

>>> u'ABC'.encode('utf-8')
'ABC'
>>> u'中文'.encode('utf-8')
'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

    英文字符轉換後表示的UTF-8的值和Unicode值相等（但佔用的存儲空間不同），而中文字符轉換後1個Unicode字符將變爲3個UTF-8字符，你看到的\xe4就是其中一個字節，因爲它的值是228，沒有對應的字母可以顯示，所以以十六進制顯示字節的數值。len()函數可以返回字符串的長度：

>>> len(u'ABC')
3
>>> len('ABC')
3
>>> len(u'中文')
2
>>> len('\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6

反過來，把UTF-8編碼表示的字符串'xxx'轉換爲Unicode字符串u'xxx'用decode('utf-8')方法：

>>> 'abc'.decode('utf-8')
u'abc'
>>> '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
u'\u4e2d\u6587'
>>> print '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
中文

由於Python源代碼也是一個文本文件，所以，當你的源代碼中包含中文的時候，在保存源代碼時，就需要務必指定保存爲UTF-8編碼。當Python解釋器讀取源代碼時，爲了讓它按UTF-8編碼讀取，我們通常在文件開頭寫上這兩行：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
Try

第一行註釋是爲了告訴Linux/OS X系統，這是一個Python可執行程序，Windows系統會忽略這個註釋；

第二行註釋是爲了告訴Python解釋器，按照UTF-8編碼讀取源代碼，否則，你在源代碼中寫的中文輸出可能會有亂碼。

    （5）、字符串的格式化：

    在Python中，採用的格式化方式和C語言是一致的，用%實現，舉例如下：

>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'

你可能猜到了，%運算符就是用來格式化字符串的。在字符串內部，%s表示用字符串替換，%d表示用整數替換，有幾個%?佔位符，後面就跟幾個變量或者值，順序要對應好。如果只有一個%?，括號可以省略。

常見的佔位符有：

%d	整數
%f	浮點數
%s	字符串
%x	十六進制整數

其中，格式化整數和浮點數還可以指定是否補0和整數與小數的位數：

>>> '%2d-%02d' % (3, 1)
' 3-01'
>>> '%.2f' % 3.1415926
'3.14'

如果你不太確定應該用什麼，%s永遠起作用，它會把任何數據類型轉換爲字符串：

>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
'Age: 25. Gender: True'

對於Unicode字符串，用法完全一樣，但最好確保替換的字符串也是Unicode字符串：

>>> u'Hi, %s' % u'Michael'
u'Hi, Michael'

有些時候，字符串裏面的%是一個普通字符怎麼辦？這個時候就需要轉義，用%%來表示一個%：

>>> 'growth rate: %d %%' % 7 

'growth rate: 7 %'    

4、布爾值：

    布爾值和布爾代數的表示完全一致，一個布爾值只有True、False兩種值，要麼是True，要麼是False，在Python中，可以直接用True、False表示布爾值（請注意大小寫）。

    布爾值可以用and（&）、or（|）和not運算。

5、空值

    空值是Python裏一個特殊的值，用None表示。None不能理解爲0，因爲0是有意義的，而None是一個特殊的空值。

6、列表（list）

    類似java的數組，可以使用len獲取長度，使用pop方法刪除元素，使用insert插入元素，使用append添加元素：

>>> array = ['a', 'b', 'c']
>>> array
['a', 'b', 'c']
>>> len(array)
3
>>> array.append('d')
>>> array
['a', 'b', 'c', 'd']
>>> array.pop()
'd'
>>> array
['a', 'b', 'c']
>>> array[-1]
'c'
>>> array[-3]
'a'
>>> array.insert(1,'d')
>>> array
['a', 'd', 'b', 'c']
>>> array.append(['e', 'f'])
>>> array
['a', 'd', 'b', 'c', ['e', 'f']]
>>> array[4][1]
'f'
>>> 

7、元組（tuple）：

    與list類似 一旦定義，引用不可變，裏邊的內容可以變。

    要定義一個只有1個元素的tuple，須加上”,“，以區別數學上的小括號：

>>> t = (1)
>>> t
1
>>> t = (1,)
>>> t
(1,)

    引用不變，內容可變：

>>> t = ('a', 'b', 'c')
>>> t[0]
'a'
>>> t[0] = 'd'
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#57>", line 1, in <module>
    t[0] = 'd'
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> t = ('a', 'b', 'c', ['d', 'e'])
>>> t
('a', 'b', 'c', ['d', 'e'])
>>> t[3][1] = 'f'
>>> t
('a', 'b', 'c', ['d', 'f'])
>>> 

8、字典

8、字符編碼：

    如果統一成Unicode編碼，亂碼問題從此消失了。但是，如果你寫的文本基本上全部是英文的話，用Unicode編碼比ASCII編碼需要多一倍的存儲空間，在存儲和傳輸上就十分不划算。

所以，本着節約的精神，又出現了把Unicode編碼轉化爲“可變長編碼”的UTF-8編碼。UTF-8編碼把一個Unicode字符根據不同的數字大小編碼成1-6個字節，常用的英文字母被編碼成1個字節，漢字通常是3個字節，只有很生僻的字符纔會被編碼成4-6個字節。如果你要傳輸的文本包含大量英文字符，用UTF-8編碼就能節省空間：

字符	ASCII	Unicode	UTF-8
A	01000001	00000000 01000001	01000001
中	x	01001110 00101101	11100100 10111000 10101101

從上面的表格還可以發現，UTF-8編碼有一個額外的好處，就是ASCII編碼實際上可以被看成是UTF-8編碼的一部分，所以，大量只支持ASCII編碼的歷史遺留軟件可以在UTF-8編碼下繼續工作。

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的關係，我們就可以總結一下現在計算機系統通用的字符編碼工作方式：

在計算機內存中，統一使用Unicode編碼，當需要保存到硬盤或者需要傳輸的時候，就轉換爲UTF-8編碼。

用記事本編輯的時候，從文件讀取的UTF-8字符被轉換爲Unicode字符到內存裏，編輯完成後，保存的時候再把Unicode轉換爲UTF-8保存到文件：

瀏覽網頁的時候，服務器會把動態生成的Unicode內容轉換爲UTF-8再傳輸到瀏覽器：

所以你看到很多網頁的源碼上會有類似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示該網頁正是用的UTF-8編碼。

四、變量

動態語言，變量類型不固定。

var = 123
 
print ('var =', var)
 
var = 'abc'
 
print ('var =', var)

五、常量

通常全部大寫表示常量，實際上也是一個變量。例如：PI = 3.14

六、條件語句

格式：

if 條件:
    處理語句
elif 條件：
    處理語句
else
    處理語句

elif是else if的縮寫，用於進行分支條件判斷，例如：

#~ 條件判斷語句
 
# 將輸入的字符串轉爲int
a = int(input('please enter a number :'));
if a > 0:
    print ('a > 0')
elif a < 0:
    print ('a < 0')
else :
    print ('a = 0')

七、循環語句

Python有兩種循環：

1、for ... in循環：

    格式：

for 變量 in 循環對象：
    處理語句

    例如：

#~ 循環語句
 
# for in循環
arr = ['a', 'b', 'c']
for v in arr:
    print (v)
# 求1 + 2 + 3 + ... + 100
sum = 0
for v in range(101):
    sum += v
print ('sum = ', sum)

2、while循環：

    格式：

while 條件：
    處理語句

例：

# while循環
n = 100
sum = 0
while True:
    if n == 0:
        break
    sum += n
    n = n - 1
print ('sum = ', sum)

八、dict：

Python的字典，採用鍵值對的方式存放，類似java的map。查找速度快，佔用資源多，鍵值對存放無序。

例如：

>>> map = {'a' : 1, "b" : 2}
>>> map
{'a': 1, 'b': 2}
>>> map["b"]
2
>>> map["c"] = 3
>>> map
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}
>>> map["d"] = 4
>>> map
{'a': 1, 'c': 3, 'd': 4, 'b': 2}
>>> 

新增的“c”、“d”鍵值對在map的存放並不是後增的，而是採用hash來計算存放地址。

判斷鍵是否在dict中，可有用in語句，或者用get方法：

>>> "a" in map
True
>>> map.get("a")
1
>>> map.get("e")
>>> map["e"]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#102>", line 1, in <module>
    map["e"]
KeyError: 'e'
>>> 

鍵“e”在map中不存在，所以map["e"]獲取時會報錯，而map.get("e")返回空值：

>>> map.get("e") == None
True
>>> map.get("e") == ""
False

dict中存放的key不能重複，且一個key只能有一個value與之對應，後賦的值會覆蓋前邊的值：

>>> map["e"] = 5
>>> map
{'a': 1, 'c': 3, 'd': 4, 'b': 2, 'e': 5}
>>> map["e"] = 6
>>> map
{'a': 1, 'c': 3, 'd': 4, 'b': 2, 'e': 6}
>>> 

九、set：

set結構，元素不能重複，且無順序，支持add、remove等方法來添加和移除元素，同時，set可以很方便的求並、交、差集：

>>> list = [1, 2, 3]
>>> s = set(list)
>>> s
{1, 2, 3}
>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}
>>> s.remove(2)
>>> s
{1, 3, 4}
>>> s1 = set(1,2,3)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
    s1 = set(1,2,3)
TypeError: set expected at most 1 arguments, got 3
>>> s1 = set([1, 2, 3])
>>> s2 = set([2, 3, 4])
>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1 - s2
{1}
>>> s2 - s1
{4}
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}
>>> s1 ^ s2
{1, 4}
>>>