導讀:語法、數據、函數、文件……全都有了!
作者:Shocker
來源:格物
鏈接:https://shockerli.net/post/python-study-note/
01 簡介
Python 是一種高層次的結合瞭解釋性、編譯性、互動性和麪向對象的腳本語言。Python 由 Guido van Rossum 於 1989 年底在荷蘭國家數學和計算機科學研究所發明,第一個公開發行版發行於 1991 年。
特點:
- 易於學習:Python 有相對較少的關鍵字,結構簡單,和一個明確定義的語法,學習起來更加簡單。
- 易於閱讀:Python 代碼定義的更清晰。
- 易於維護:Python 的成功在於它的源代碼是相當容易維護的。
- 一個廣泛的標準庫:Python 的最大的優勢之一是豐富的庫,跨平臺的,在 UNIX,Windows 和 macOS 兼容很好。
- 互動模式:互動模式的支持,您可以從終端輸入執行代碼並獲得結果的語言,互動的測試和調試代碼片斷。
- 可移植:基於其開放源代碼的特性,Python 已經被移植(也就是使其工作)到許多平臺。
- 可擴展:如果你需要一段運行很快的關鍵代碼,或者是想要編寫一些不願開放的算法,你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程序,然後從你的 Python 程序中調用。
- 數據庫:Python 提供所有主要的商業數據庫的接口。
- GUI 編程:Python 支持 GUI 可以創建和移植到許多系統調用。
- 可嵌入:你可以將 Python 嵌入到 C/C++ 程序,讓你的程序的用戶獲得”腳本化”的能力。
- 面向對象:Python 是強面向對象的語言,程序中任何內容統稱爲對象,包括數字、字符串、函數等。
02 基礎語法
1. 運行 Python
交互式解釋器
在命令行窗口執行python
後,進入 Python 的交互式解釋器。exit()
或 Ctrl + D
組合鍵退出交互式解釋器。
命令行腳本
在命令行窗口執行python script-file.py
,以執行 Python 腳本文件。
指定解釋器
如果在 Python 腳本文件首行輸入#!/usr/bin/env python
,那麼可以在命令行窗口中執行/path/to/script-file.py
以執行該腳本文件。
注:該方法不支持 Windows 環境。
2. 編碼
默認情況下,3.x 源碼文件都是 UTF-8 編碼,字符串都是 Unicode 字符。也可以手動指定文件編碼:
# -*- coding: utf-8 -*-
或者
# encoding: utf-8
注意: 該行標註必須位於文件第一行
3. 標識符
- 第一個字符必須是英文字母或下劃線
_
。 - 標識符的其他的部分由字母、數字和下劃線組成。
- 標識符對大小寫敏感。
注:從 3.x 開始,非 ASCII 標識符也是允許的,但不建議。
4. 保留字
保留字即關鍵字,我們不能把它們用作任何標識符名稱。Python 的標準庫提供了一個 keyword 模塊,可以輸出當前版本的所有關鍵字:
>>> import keyword >>> keyword.kwlist ['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
5. 註釋
單行註釋採用#
,多行註釋採用'''
或"""
。
# 這是單行註釋 ''' 這是多行註釋 這是多行註釋 ''' """ 這也是多行註釋 這也是多行註釋 """
6. 行與縮進
Python 最具特色的就是使用縮進來表示代碼塊,不需要使用大括號 {}
。縮進的空格數是可變的,但是同一個代碼塊的語句必須包含相同的縮進空格數。縮進不一致,會導致運行錯誤。
7. 多行語句
Python 通常是一行寫完一條語句,但如果語句很長,我們可以使用反斜槓\
, 實現多行語句。
total = item_one + item_two + item_three
在[]
,{}
, 或()
中的多行語句,不需要使用反斜槓\
。
8. 空行
函數之間或類的方法之間用空行分隔,表示一段新的代碼的開始。類和函數入口之間也用一行空行分隔,以突出函數入口的開始。
空行與代碼縮進不同,空行並不是 Python 語法的一部分。書寫時不插入空行,Python 解釋器運行也不會出錯。但是空行的作用在於分隔兩段不同功能或含義的代碼,便於日後代碼的維護或重構。
記住:空行也是程序代碼的一部分。
9. 等待用戶輸入
input
函數可以實現等待並接收命令行中的用戶輸入。
content = input(" 請輸入點東西並按 Enter 鍵 ") print(content)
10. 同一行寫多條語句
Python 可以在同一行中使用多條語句,語句之間使用分號;
分割。
import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + ' ')
11. 多個語句構成代碼組
縮進相同的一組語句構成一個代碼塊,我們稱之代碼組。
像if
、while
、def
和class
這樣的複合語句,首行以關鍵字開始,以冒號:結束,該行之後的一行或多行代碼構成代碼組。
我們將首行及後面的代碼組稱爲一個子句(clause)。
12. print 輸出
print 默認輸出是換行的,如果要實現不換行需要在變量末尾加上end=""
或別的非換行符字符串:
print('123') # 默認換行 print('123', end = "") # 不換行
13. import 與 from…import
在 Python 用 import
或者 from...import
來導入相應的模塊。
- 將整個模塊導入,格式爲:
import module_name
- 從某個模塊中導入某個函數,格式爲:
from module_name import func1
- 從某個模塊中導入多個函數,格式爲:
from module_name import func1, func2, func3
- 將某個模塊中的全部函數導入,格式爲:
from module_name import *
03 運算符
1. 算術運算符
運算符 | 描述 |
---|---|
+ | 加 |
- | 減 |
* | 乘 |
/ | 除 |
% | 取模 |
** | 冪 |
// | 取整除 |
2. 比較運算符
運算符 | 描述 |
---|---|
== | 等於 |
!= | 不等於 |
> | 大於 |
< | 小於 |
>= | 大於等於 |
<= | 小於等於 |
3. 賦值運算符
運算符 | 描述 |
---|---|
= | 簡單的賦值運算符 |
+= | 加法賦值運算符 |
-= | 減法賦值運算符 |
*= | 乘法賦值運算符 |
/= | 除法賦值運算符 |
%= | 取模賦值運算符 |
**= | 冪賦值運算符 |
//= | 取整除賦值運算符 |
4. 位運算符
運算符 | 描述 |
---|---|
& | 按位與運算符:參與運算的兩個值,如果兩個相應位都爲1,則該位的結果爲1,否則爲0 |
| | 按位或運算符:只要對應的二個二進位有一個爲1時,結果位就爲1 |
^ | 按位異或運算符:當兩對應的二進位相異時,結果爲1 |
~ | 按位取反運算符:對數據的每個二進制位取反,即把1變爲0,把0變爲1。~x 類似於 -x-1 |
<< | 左移動運算符:運算數的各二進位全部左移若干位,由”<<“右邊的數指定移動的位數,高位丟棄,低位補0 |
>> | 右移動運算符:把”>>“左邊的運算數的各二進位全部右移若干位,”>>“右邊的數指定移動的位數 |
5. 邏輯運算符
運算符 | 邏輯表達式 | 描述 |
---|---|---|
and | x and y | 布爾”與” - 如果 x 爲 False,x and y 返回 False,否則它返回 y 的計算值 |
or | x or y | 布爾”或” - 如果 x 是 True,它返回 x 的值,否則它返回 y 的計算值 |
not | not x | 布爾”非” - 如果 x 爲 True,返回 False 。如果 x 爲 False,它返回 True |
6. 成員運算符
運算符 | 描述 |
---|---|
in | 如果在指定的序列中找到值返回 True,否則返回 False |
not in | 如果在指定的序列中沒有找到值返回 True,否則返回 False |
7. 身份運算符
運算符 | 描述 | 實例 |
---|---|---|
is | is 是判斷兩個標識符是不是引用自一個對象 | x is y, 類似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一個對象則返回 True,否則返回 False |
is not | is not 是判斷兩個標識符是不是引用自不同對象 | x is not y , 類似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一個對象則返回結果 True,否則返回 False |
8. 運算符優先級
運算符 | 描述 |
---|---|
(expressions...), [expressions...], {key: value...}, {expressions...} | 表示綁定或元組、表示列表、表示字典、表示集合 |
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute | 下標、切片、調用、屬性引用 |
** | 指數 (最高優先級) |
~ + - | 按位翻轉, 一元加號和減號 (最後兩個的方法名爲 +@ 和 -@) |
* / % // | 乘,除,取模和取整除 |
+ - | 加法減法 |
>> << | 右移,左移運算符 |
& | 位 ‘AND’ |
^ ` | ` |
<= < > >= | 比較運算符 |
<> == != | 等於運算符 |
= %= /= //= -= += *= **= | 賦值運算符 |
is is not | 身份運算符 |
in not in | 成員運算符 |
and or not | 邏輯運算符 |
if - else | 條件表達式 |
lambda | Lambda 表達式 |
具有相同優先級的運算符將從左至右的方式依次進行。用小括號()
可以改變運算順序。
04 變量
變量在使用前必須先”定義”(即賦予變量一個值),否則會報錯:
>>> name Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'name' is not defined
05 數據類型
1. 布爾(bool)
只有 True
和 False
兩個值,表示真或假。
2. 數字(number)
整型(int)
整數值,可正數亦可複數,無小數。 3.x 整型是沒有限制大小的,可以當作 Long 類型使用,所以 3.x 沒有 2.x 的 Long 類型。
浮點型(float)
浮點型由整數部分與小數部分組成,浮點型也可以使用科學計數法表示(2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250)
複數(complex)
複數由實數部分和虛數部分構成,可以用a + bj
,或者complex(a,b)
表示,複數的實部 a 和虛部 b 都是浮點型。
數字運算
- 不同類型的數字混合運算時會將整數轉換爲浮點數
- 在不同的機器上浮點運算的結果可能會不一樣
- 在整數除法中,除法
/
總是返回一個浮點數,如果只想得到整數的結果,丟棄可能的分數部分,可以使用運算符//
。 //
得到的並不一定是整數類型的數,它與分母分子的數據類型有關係- 在交互模式中,最後被輸出的表達式結果被賦值給變量
_
,_
是個只讀變量
數學函數
注:以下函數的使用,需先導入 math 包。
返回數字的整型絕對值,如 abs(-10) 返回 10
隨機數函數
注:以下函數的使用,需先導入 random 包。
從序列的元素中隨機挑選一個元素,比如random.choice(range(10)),從0到9中隨機挑選一個整數
三角函數
注:以下函數的使用,需先導入 math 包。
返回 x 的反餘弦弧度值
數學常量
常量 | 描述 |
---|---|
pi | 數學常量 pi(圓周率,一般以π來表示) |
e | 數學常量 e,e 即自然常數(自然常數) |
3. 字符串(string)
- 單引號和雙引號使用完全相同
- 使用三引號(
'''
或"""
)可以指定一個多行字符串 - 轉義符(反斜槓)可以用來轉義,使用
r
可以讓反斜槓不發生轉義,如r"this is a line with "
,則會顯示,並不是換行 - 按字面意義級聯字符串,如
"this " "is " "string"
會被自動轉換爲this is string
- 字符串可以用
+
運算符連接在一起,用*
運算符重複 - 字符串有兩種索引方式,從左往右以 0 開始,從右往左以 -1 開始
- 字符串不能改變
- 沒有單獨的字符類型,一個字符就是長度爲 1 的字符串
- 字符串的截取的語法格式如下:
變量[頭下標:尾下標]
轉義字符
轉義字符 | 描述 |
---|---|
\ | 在行尾時,續行符 |
\\ | 反斜槓符號 |
\‘ | 單引號 |
\“ | 雙引號 |
\a | 響鈴 |
\b | 退格(Backspace) |
\e | 轉義 |
\000 | 空 |
\n | 換行 |
\v | 縱向製表符 |
\t | 橫向製表符 |
\r | 回車 |
\f | 換頁 |
\oyy | 八進制數,yy代表字符,例如:\o12代表換行 |
\xyy | 十六進制數,yy代表字符,例如:\x0a代表換行 |
\other | 其它的字符以普通格式輸出 |
字符串運算符
操作符 | 描述 | 實例 |
---|---|---|
+ | 字符串連接 | 'Hello' + 'Python' 輸出結果:’HelloPython’ |
* | 重複輸出字符串 | 'Hello' * 2 輸出結果:’HelloHello’ |
[] | 通過索引獲取字符串中字符 | 'Hello'[1] 輸出結果 e |
[ : ] | 截取字符串中的一部分 | 'Hello'[1:4] 輸出結果 ell |
in | 成員運算符,如果字符串中包含給定的字符返回 True | 'H' in 'Hello'輸出結果 True |
not in | 成員運算符,如果字符串中不包含給定的字符返回 True | 'M' not in 'Hello' 輸出結果 True |
r/R | 原始字符串,所有的字符串都是直接按照字面的意思來使用,沒有轉義特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一個引號前加上字母 r(可以大小寫)以外,與普通字符串有着幾乎完全相同的語法 | print(r'\n') 或 print(R'\n') |
% | 格式化字符串 |
字符串格式化
在 Python 中,字符串格式化不是 sprintf 函數,而是用 %
符號。例如:
print("我叫%s, 今年 %d 歲!" % ('小明', 10)) // 輸出: 我叫小明, 今年 10 歲!
格式化符號:
符號 | 描述 |
---|---|
%c | 格式化字符及其 ASCII 碼 |
%s | 格式化字符串 |
%d | 格式化整數 |
%u | 格式化無符號整型 |
%o | 格式化無符號八進制數 |
%x | 格式化無符號十六進制數 |
%X | 格式化無符號十六進制數(大寫) |
%f | 格式化浮點數字,可指定小數點後的精度 |
%e | 用科學計數法格式化浮點數 |
%E | 作用同 %e,用科學計數法格式化浮點數 |
%g | %f 和 %e 的簡寫 |
%G | %f 和 %E 的簡寫 |
%p | 用十六進制數格式化變量的地址 |
輔助指令:
指令 | 描述 |
---|---|
* | 定義寬度或者小數點精度 |
- | 用做左對齊 |
+ | 在正數前面顯示加號 |
在正數前面顯示空格 | |
# | 在八進制數前面顯示零(‘0’),在十六進制前面顯示’0x’或者’0X’(取決於用的是’x’還是’X’) |
0 | 顯示的數字前面填充’0’而不是默認的空格 |
% | ’%%‘輸出一個單一的’%’ |
(var) | 映射變量(字典參數) |
m.n. | m 是顯示的最小總寬度,n 是小數點後的位數(如果可用的話) |
Python 2.6 開始,新增了一種格式化字符串的函數 str.format()
,它增強了字符串格式化的功能。
多行字符串
- 用三引號(
'''
或"""
)包裹字符串內容 - 多行字符串內容支持轉義符,用法與單雙引號一樣
- 三引號包裹的內容,有變量接收或操作即字符串,否則就是多行註釋
實例:
string = ''' print( math.fabs(-10)) print( random.choice(li)) ''' print(string)
輸出:
print( math.fabs(-10)) print( random.choice(li))
Unicode
在 2.x 中,普通字符串是以 8 位 ASCII 碼進行存儲的,而 Unicode 字符串則存儲爲 16 位 Unicode 字符串,這樣能夠表示更多的字符集。使用的語法是在字符串前面加上前綴 u
。
在 3.x 中,所有的字符串都是 Unicode 字符串。
字符串函數
首字母大寫,其餘字符小寫
4. 字節(bytes)
在 3.x 中,字符串和二進制數據完全區分開。文本總是 Unicode,由 str 類型表示,二進制數據則由 bytes 類型表示。Python 3 不會以任意隱式的方式混用 str 和 bytes,你不能拼接字符串和字節流,也無法在字節流裏搜索字符串(反之亦然),也不能將字符串傳入參數爲字節流的函數(反之亦然)。
- bytes 類型與 str 類型,二者的方法僅有 encode() 和 decode() 不同。
- bytes 類型數據需在常規的 str 類型前加個
b
以示區分,例如b'abc'
。 - 只有在需要將 str 編碼(encode)成 bytes 的時候,比如:通過網絡傳輸數據;或者需要將 bytes 解碼(decode)成 str 的時候,我們纔會關注 str 和 bytes 的區別。
bytes 轉 str:
b'abc'.decode() str(b'abc') str(b'abc', encoding='utf-8')
str 轉 bytes:
'中國'.encode() bytes('中國', encoding='utf-8')
5. 列表(list)
- 列表是一種無序的、可重複的數據序列,可以隨時添加、刪除其中的元素。
- 列表頁的每個元素都分配一個數字索引,從 0 開始
- 列表使用方括號創建,使用逗號分隔元素
- 列表元素值可以是任意類型,包括變量
- 使用方括號對列表進行元素訪問、切片、修改、刪除等操作,開閉合區間爲
[)
形式 - 列表的元素訪問可以嵌套
- 方括號內可以是任意表達式
創建列表
hello = (1, 2, 3) li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]
訪問元素
li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3)] print(li[3]) # (1, 3) print(li[-2]) # [3, 'a']
切片訪問
格式: list_name[begin:end:step]
begin 表示起始位置(默認爲0),end 表示結束位置(默認爲最後一個元素),step 表示步長(默認爲1)
hello = (1, 2, 3) li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello] print(li) # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)] print(li[1:2]) # ['2'] print(li[:2]) # [1, '2'] print(li[:]) # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)] print(li[2:]) # [[3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)] print(li[1:-1:2]) # ['2', (1, 3)]
訪問內嵌 list 的元素:
li = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ['a', 'b', 'c']] print(li[1:-1:2][1:3]) # (3, 5) print(li[-1][1:3]) # ['b', 'c'] print(li[-1][1]) # b
修改列表
通過使用方括號,可以非常靈活的對列表的元素進行修改、替換、刪除等操作。
li = [0, 1, 2, 3, 4, 5] li[len(li) - 2] = 22 # 修改 [0, 1, 2, 22, 4, 5] li[3] = 33 # 修改 [0, 1, 2, 33, 4, 5] li[1:-1] = [9, 9] # 替換 [0, 9, 9, 5] li[1:-1] = [] # 刪除 [0, 5]
刪除元素
可以用 del 語句來刪除列表的指定範圍的元素。
li = [0, 1, 2, 3, 4, 5] del li[3] # [0, 1, 2, 4, 5] del li[2:-1] # [0, 1, 5]
列表操作符
+
用於合併列表*
用於重複列表元素in
用於判斷元素是否存在於列表中for ... in ...
用於遍歷列表元素
[1, 2, 3] + [3, 4, 5] # [1, 2, 3, 3, 4, 5] [1, 2, 3] * 2 # [1, 2, 3, 1, 2, 3] 3 in [1, 2, 3] # True for x in [1, 2, 3]: print(x) # 1 2 3
列表函數
len(list)
列表元素個數max(list)
列表元素中的最大值min(list)
列表元素中的最小值list(seq)
將元組轉換爲列表
li = [0, 1, 5] max(li) # 5 len(li) # 3
注: 對列表使用 max/min 函數,2.x 中對元素值類型無要求,3.x 則要求元素值類型必須一致。
列表方法
- list.append(obj) 在列表末尾添加新的對象
- list.count(obj) 返回元素在列表中出現的次數
- list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值
- list.index(obj) 返回查找對象的索引位置,如果沒有找到對象則拋出異常
- list.insert(index, obj) 將指定對象插入列表的指定位置
- list.pop([index=-1]]) 移除列表中的一個元素(默認最後一個元素),並且返回該元素的值
- list.remove(obj) 移除列表中某個值的第一個匹配項
- list.reverse() 反向排序列表的元素
- list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False) 對原列表進行排序,如果指定參數,則使用比較函數指定的比較函數
- list.clear()
清空列表 還可以使用
del list[:]
、li = []
等方式實現 - list.copy() 複製列表 默認使用等號賦值給另一個變量,實際上是引用列表變量。
列表推導式
列表推導式提供了從序列創建列表的簡單途徑。通常應用程序將一些操作應用於某個序列的每個元素,用其獲得的結果作爲生成新列表的元素,或者根據確定的判定條件創建子序列。
每個列表推導式都在 for 之後跟一個表達式,然後有零到多個 for 或 if 子句。返回結果是一個根據表達從其後的 for 和 if 上下文環境中生成出來的列表。如果希望表達式推導出一個元組,就必須使用括號。
將列表中每個數值乘三,獲得一個新的列表:
vec = [2, 4, 6] [(x, x**2) for x in vec] # [(2, 4), (4, 16), (6, 36)]
對序列裏每一個元素逐個調用某方法:
freshfruit = [' banana', ' loganberry ', 'passion fruit '] [weapon.strip() for weapon in freshfruit] # ['banana', 'loganberry', 'passion fruit']
用 if 子句作爲過濾器:
vec = [2, 4, 6] [3*x for x in vec if x > 3] # [12, 18]
vec1 = [2, 4, 6] vec2 = [4, 3, -9] [x*y for x in vec1 for y in vec2] # [8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54] [vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))] # [8, 12, -54]
列表嵌套解析:
matrix = [ [1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], ] new_matrix = [[row[i] for row in matrix] for i in range(len(matrix[0]))] print(new_matrix) # [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]
6. 元組(tuple)
- 元組與列表類似,不同之處在於元組的元素不能修改
- 元組使用小括號,列表使用方括號
- 元組創建很簡單,只需要在括號中添加元素,並使用逗號隔開即可
- 沒有 append(),insert() 這樣進行修改的方法,其他方法都與列表一樣
- 字典中的鍵必須是唯一的同時不可變的,值則沒有限制
- 元組中只包含一個元素時,需要在元素後面添加逗號,否則括號會被當作運算符使用
訪問元組
訪問元組的方式與列表是一致的。 元組的元素可以直接賦值給多個變量,但變量數必須與元素數量一致。
a, b, c = (1, 2, 3) print(a, b, c)
組合元組
元組中的元素值是不允許修改的,但我們可以對元組進行連接組合
tup1 = (12, 34.56); tup2 = ('abc', 'xyz') tup3 = tup1 + tup2; print (tup3) # (12, 34.56, 'abc', 'xyz')
刪除元組
元組中的元素值是不允許刪除的,但我們可以使用 del 語句來刪除整個元組
元組函數
len(tuple)
元組元素個數max(tuple)
元組元素中的最大值min(tuple)
元組元素中的最小值tuple(tuple)
將列表轉換爲元組
元組推導式
t = 1, 2, 3 print(t) # (1, 2, 3) u = t, (3, 4, 5) print(u) # ((1, 2, 3), (3, 4, 5))
7. 字典(dict)
- 字典是另一種可變容器模型,可存儲任意類型對象
- 字典的每個鍵值(key=>value)對用冒號(:)分割,每個對之間用逗號(,)分割,整個字典包括在花括號({})中
- 鍵必須是唯一的,但值則不必
- 值可以是任意數據類型
- 鍵必須是不可變的,例如:數字、字符串、元組可以,但列表就不行
- 如果用字典裏沒有的鍵訪問數據,會報錯
- 字典的元素沒有順序,不能通過下標引用元素,通過鍵來引用
- 字典內部存放的順序和 key 放入的順序是沒有關係的
格式如下:
d = {key1 : value1, key2 : value2 }
訪問字典
dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]} print(dis['b'][2])
修改字典
dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}} dis[9]['name'] = 999 print(dis) # {'a': 1, 9: {'name': 999}, 'b': [1, 2, 3]}
刪除字典
用 del 語句刪除字典或字典的元素。
dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}} del dis[9]['name'] print(dis) del dis # 刪除字典 # {'a': 1, 9: {}, 'b': [1, 2, 3]}
字典函數
len(dict)
計算字典元素個數,即鍵的總數str(dict)
輸出字典,以可打印的字符串表示type(variable)
返回輸入的變量類型,如果變量是字典就返回字典類型key in dict
判斷鍵是否存在於字典中
字典方法
- dict.clear() 刪除字典內所有元素
- dict.copy() 返回一個字典的淺複製
- dict.fromkeys(seq[, value]) 創建一個新字典,以序列 seq 中元素做字典的鍵,value 爲字典所有鍵對應的初始值
- dict.get(key, default=None) 返回指定鍵的值,如果值不在字典中返回默認值
- dict.items() 以列表形式返回可遍歷的(鍵, 值)元組數組
- dict.keys() 以列表返回一個字典所有的鍵
- dict.values() 以列表返回字典中的所有值
- dict.setdefault(key, default=None) 如果 key 在字典中,返回對應的值。如果不在字典中,則插入 key 及設置的默認值 default,並返回 default ,default 默認值爲 None。
- dict.update(dict2)
把字典參數 dict2 的鍵/值對更新到字典 dict 裏
dic1 = {'a': 'a'}
dic2 = {9: 9, 'a': 'b'}
dic1.update(dic2)
print(dic1)
# {'a': 'b', 9: 9}
- dict.pop(key[,default]) 刪除字典給定鍵 key 所對應的值,返回值爲被刪除的值。key 值必須給出,否則返回 default 值。
- dict.popitem() 隨機返回並刪除字典中的一對鍵和值(一般刪除末尾對)
字典推導式
構造函數 dict() 直接從鍵值對元組列表中構建字典。如果有固定的模式,列表推導式指定特定的鍵值對:
>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)]) {'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
此外,字典推導可以用來創建任意鍵和值的表達式詞典:
>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)} {2: 4, 4: 16, 6: 36}
如果關鍵字只是簡單的字符串,使用關鍵字參數指定鍵值對有時候更方便:
>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098) {'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
8. 集合(set)
集合是一個無序不重複元素的序列
創建集合
- 可以使用大括號
{}
或者set()
函數創建集合 - 創建一個空集合必須用
set()
而不是{}
,因爲{}
是用來創建一個空字典 set(value)
方式創建集合,value 可以是字符串、列表、元組、字典等序列類型- 創建、添加、修改等操作,集合會自動去重
{1, 2, 1, 3} # {} {1, 2, 3} set('12345') # 字符串 {'3', '5', '4', '2', '1'} set([1, 'a', 23.4]) # 列表 {1, 'a', 23.4} set((1, 'a', 23.4)) # 元組 {1, 'a', 23.4} set({1:1, 'b': 9}) # 字典 {1, 'b'}
添加元素
將元素 val 添加到集合 set 中,如果元素已存在,則不進行任何操作:
set.add(val)
也可以用 update 方法批量添加元素,參數可以是列表,元組,字典等:
set.update(list1, list2,...)
移除元素
如果存在元素 val 則移除,不存在就報錯:
set.remove(val)
如果存在元素 val 則移除,不存在也不會報錯:
set.discard(val)
隨機移除一個元素:
set.pop()
元素個數
與其他序列一樣,可以用 len(set)
獲取集合的元素個數。
清空集合
set.clear() set = set()
判斷元素是否存在
val in set
其他方法
- set.copy() 複製集合
- set.difference(set2) 求差集,在 set 中卻不在 set2 中
- set.intersection(set2) 求交集,同時存在於 set 和 set2 中
- set.union(set2) 求並集,所有 set 和 set2 的元素
- set.symmetric_difference(set2) 求對稱差集,不同時出現在兩個集合中的元素
- set.isdisjoint(set2) 如果兩個集合沒有相同的元素,返回 True
- set.issubset(set2) 如果 set 是 set2 的一個子集,返回 True
- set.issuperset(set2) 如果 set 是 set2 的一個超集,返回 True
集合計算
a = set('abracadabra') b = set('alacazam') print(a) # a 中唯一的字母 # {'a', 'r', 'b', 'c', 'd'} print(a - b) # 在 a 中的字母,但不在 b 中 # {'r', 'd', 'b'} print(a | b) # 在 a 或 b 中的字母 # {'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} print(a & b) # 在 a 和 b 中都有的字母 # {'a', 'c'} print(a ^ b) # 在 a 或 b 中的字母,但不同時在 a 和 b 中 # {'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
集合推導式
a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'} print(a) # {'d', 'r'}
06 流程控制
1. if 控制
if 表達式1: 語句 if 表達式2: 語句 elif 表達式3: 語句 else: 語句 elif 表達式4: 語句 else: 語句
- 每個條件後面要使用冒號
:
,表示接下來是滿足條件後要執行的語句塊。 - 使用縮進來劃分語句塊,相同縮進數的語句在一起組成一個語句塊。
- 在 Python 中沒有 switch - case 語句。
三元運算符:
<表達式1> if <條件> else <表達式2>
編寫條件語句時,應該儘量避免使用嵌套語句。嵌套語句不便於閱讀,而且可能會忽略一些可能性。
2. for 遍歷
for <循環變量> in <循環對象>: <語句1> else: <語句2>
else 語句中的語句2只有循環正常退出(遍歷完所有遍歷對象中的值)時執行。
在字典中遍歷時,關鍵字和對應的值可以使用 items()
方法同時解讀出來:
knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'} for k, v in knights.items(): print(k, v)
在序列中遍歷時,索引位置和對應值可以使用 enumerate()
函數同時得到:
for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']): print(i, v)
同時遍歷兩個或更多的序列,可以使用 zip()
組合:
questions = ['name', 'quest', 'favorite color'] answers = ['lancelot', 'the holy grail', 'blue'] for q, a in zip(questions, answers): print('What is your {0}? It is {1}.'.format(q, a))
要反向遍歷一個序列,首先指定這個序列,然後調用 reversed()
函數:
for i in reversed(range(1, 10, 2)): print(i)
要按順序遍歷一個序列,使用 sorted()
函數返回一個已排序的序列,並不修改原值:
basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'] for f in sorted(set(basket)): print(f)
3. while 循環
while<條件>: <語句1> else: <語句2>
4. break、continue、pass
break 語句用在 while 和 for 循環中,break 語句用來終止循環語句,即循環條件沒有 False 條件或者序列還沒被完全遞歸完,也會停止執行循環語句。
continue 語句用在 while 和 for 循環中,continue 語句用來告訴 Python 跳過當前循環的剩餘語句,然後繼續進行下一輪循環。 continue 語句跳出本次循環,而 break 跳出整個循環。
pass 是空語句,是爲了保持程序結構的完整性。pass 不做任何事情,一般用做佔位語句。
07 迭代器
- 迭代器是一個可以記住遍歷的位置的對象。
- 迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問,直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會後退。
- 迭代器有兩個基本的方法:
iter()
和next()
。 - 字符串,列表或元組對象都可用於創建迭代器。
迭代器可以被 for 循環進行遍歷:
li = [1, 2, 3] it = iter(li) for val in it: print(val)
迭代器也可以用 next() 函數訪問下一個元素值:
import sys li = [1,2,3,4] it = iter(li) while True: try: print (next(it)) except StopIteration: sys.exit()
08 生成器
- 在 Python 中,使用了 yield 的函數被稱爲生成器(generator)。
- 跟普通函數不同的是,生成器是一個返回迭代器的函數,只能用於迭代操作,更簡單點理解生成器就是一個迭代器。
- 在調用生成器運行的過程中,每次遇到 yield 時函數會暫停並保存當前所有的運行信息,返回 yield 的值, 並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續運行。
- 調用一個生成器函數,返回的是一個迭代器對象。
import sys def fibonacci(n): # 生成器函數 - 斐波那契 a, b, counter = 0, 1, 0 while True: if (counter > n): return yield a a, b = b, a + b counter += 1 f = fibonacci(10) # f 是一個迭代器,由生成器返回生成 while True: try: print(next(f)) except StopIteration: sys.exit()
09 函數
1. 自定義函數
函數(Functions)是指可重複使用的程序片段。它們允許你爲某個代碼塊賦予名字,允許你通過這一特殊的名字在你的程序任何地方來運行代碼塊,並可重複任何次數。這就是所謂的調用(Calling)函數。
- 函數代碼塊以
def
關鍵詞開頭,後接函數標識符名稱和圓括號()
。 - 任何傳入參數和自變量必須放在圓括號中間,圓括號之間可以用於定義參數。
- 函數的第一行語句可以選擇性地使用文檔字符串—用於存放函數說明。
- 函數內容以冒號起始,並且縮進。
return [表達式]
結束函數,選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的 return 相當於返回 None。return
可以返回多個值,此時返回的數據未元組類型。- 定義參數時,帶默認值的參數必須在無默認值參數的後面。
def 函數名(參數列表): 函數體
2. 參數傳遞
在 Python 中,類型屬於對象,變量是沒有類型的:
a = [1,2,3] a = "Runoob"
以上代碼中,[1,2,3] 是 List 類型,”Runoob” 是 String 類型,而變量 a 是沒有類型,她僅僅是一個對象的引用(一個指針),可以是指向 List 類型對象,也可以是指向 String 類型對象。
可更改與不可更改對象
在 Python 中,字符串,數字和元組是不可更改的對象,而列表、字典等則是可以修改的對象。
- 不可變類型:變量賦值 a=5 後再賦值 a=10,這裏實際是新生成一個 int 值對象 10,再讓 a 指向它,而 5 被丟棄,不是改變a的值,相當於新生成了a。
- 可變類型:變量賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改,本身la沒有動,只是其內部的一部分值被修改了。
Python 函數的參數傳遞:
- 不可變類型:類似 c++ 的值傳遞,如 整數、字符串、元組。如fun(a),傳遞的只是a的值,沒有影響a對象本身。比如在 fun(a)內部修改 a 的值,只是修改另一個複製的對象,不會影響 a 本身。
- 可變類型:類似 c++ 的引用傳遞,如 列表,字典。如 fun(la),則是將 la 真正的傳過去,修改後fun外部的la也會受影響
Python 中一切都是對象,嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞,我們應該說傳不可變對象和傳可變對象。
3. 參數
必需參數
必需參數須以正確的順序傳入函數。調用時的數量必須和聲明時的一樣。
關鍵字參數
關鍵字參數和函數調用關係緊密,函數調用使用關鍵字參數來確定傳入的參數值。 使用關鍵字參數允許函數調用時參數的順序與聲明時不一致,因爲 Python 解釋器能夠用參數名匹配參數值。
def print_info(name, age): "打印任何傳入的字符串" print("名字: ", name) print("年齡: ", age) return print_info(age=50, name="john")
默認參數
調用函數時,如果沒有傳遞參數,則會使用默認參數。
def print_info(name, age=35): print ("名字: ", name) print ("年齡: ", age) return print_info(age=50, name="john") print("------------------------") print_info(name="john")
不定長參數
- 加了星號
*
的參數會以元組的形式導入,存放所有未命名的變量參數。 - 如果在函數調用時沒有指定參數,它就是一個空元組。我們也可以不向函數傳遞未命名的變量。
def print_info(arg1, *vartuple): print("輸出: ") print(arg1) for var in vartuple: print (var) return print_info(10) print_info(70, 60, 50)
- 加了兩個星號
**
的參數會以字典的形式導入。變量名爲鍵,變量值爲字典元素值。
def print_info(arg1, **vardict): print("輸出: ") print(arg1) print(vardict) print_info(1, a=2, b=3)
4. 匿名函數
Python 使用 lambda 來創建匿名函數。
所謂匿名,意即不再使用 def
語句這樣標準的形式定義一個函數。
lambda 只是一個表達式,函數體比 def 簡單很多。 lambda 的主體是一個表達式,而不是一個代碼塊。僅僅能在 lambda 表達式中封裝有限的邏輯進去。 lambda 函數擁有自己的命名空間,且不能訪問自己參數列表之外或全局命名空間裏的參數。 雖然 lambda 函數看起來只能寫一行,卻不等同於 C 或 C++ 的內聯函數,後者的目的是調用小函數時不佔用棧內存從而增加運行效率。
# 語法格式 lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
10 變量作用域
- L (Local) 局部作用域
- E (Enclosing) 閉包函數外的函數中
- G (Global) 全局作用域
- B (Built-in) 內建作用域
以 L –> E –> G –> B 的規則查找,即:在局部找不到,便會去局部外的局部找(例如閉包),再找不到就會去全局找,再者去內建中找。
Python 中只有模塊(module),類(class)以及函數(def、lambda)纔會引入新的作用域,其它的代碼塊(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不會引入新的作用域的,也就是說這些語句內定義的變量,外部也可以訪問。
定義在函數內部的變量擁有一個局部作用域,定義在函數外的擁有全局作用域。
局部變量只能在其被聲明的函數內部訪問,而全局變量可以在整個程序範圍內訪問。調用函數時,所有在函數內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。
當內部作用域想修改外部作用域的變量時,就要用到global和nonlocal關鍵字。
num = 1 def fun1(): global num # 需要使用 global 關鍵字聲明 print(num) num = 123 print(num) fun1()
如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外層非全局作用域)中的變量則需要 nonlocal 關鍵字。
def outer(): num = 10 def inner(): nonlocal num # nonlocal關鍵字聲明 num = 100 print(num) inner() print(num) outer()
11 模塊
編寫模塊有很多種方法,其中最簡單的一種便是創建一個包含函數與變量、以 .py 爲後綴的文件。
另一種方法是使用撰寫 Python 解釋器本身的本地語言來編寫模塊。舉例來說,你可以使用 C 語言來撰寫 Python 模塊,並且在編譯後,你可以通過標準 Python 解釋器在你的 Python 代碼中使用它們。
模塊是一個包含所有你定義的函數和變量的文件,其後綴名是.py
。模塊可以被別的程序引入,以使用該模塊中的函數等功能。這也是使用 Python 標準庫的方法。
當解釋器遇到 import 語句,如果模塊在當前的搜索路徑就會被導入。
搜索路徑是一個解釋器會先進行搜索的所有目錄的列表。如想要導入模塊,需要把命令放在腳本的頂端。
一個模塊只會被導入一次,這樣可以防止導入模塊被一遍又一遍地執行。
搜索路徑被存儲在 sys 模塊中的 path 變量。當前目錄指的是程序啓動的目錄。
1. 導入模塊
導入模塊:
import module1[, module2[,... moduleN]]
從模塊中導入一個指定的部分到當前命名空間中:
from modname import name1[, name2[, ... nameN]]
把一個模塊的所有內容全都導入到當前的命名空間:
from modname import *
2. __name__ 屬性
每個模塊都有一個 __name__
屬性,當其值是'__main__'
時,表明該模塊自身在運行,否則是被引入。
一個模塊被另一個程序第一次引入時,其主程序將運行。如果我們想在模塊被引入時,模塊中的某一程序塊不執行,我們可以用 __name__
屬性來使該程序塊僅在該模塊自身運行時執行。
if __name__ == '__main__': print('程序自身在運行') else: print('我來自另一模塊')
3. dir 函數
內置的函數 dir()
可以找到模塊內定義的所有名稱。以一個字符串列表的形式返回。
如果沒有給定參數,那麼 dir()
函數會羅列出當前定義的所有名稱。
在 Python 中萬物皆對象,int
、str
、float
、list
、tuple
等內置數據類型其實也是類,也可以用 dir(int)
查看int
包含的所有方法。也可以使用help(int)
查看int
類的幫助信息。
4. 包
包是一種管理 Python 模塊命名空間的形式,採用”點模塊名稱”。
比如一個模塊的名稱是 A.B, 那麼他表示一個包 A中的子模塊 B 。
就好像使用模塊的時候,你不用擔心不同模塊之間的全局變量相互影響一樣,採用點模塊名稱這種形式也不用擔心不同庫之間的模塊重名的情況。
在導入一個包的時候,Python 會根據 sys.path 中的目錄來尋找這個包中包含的子目錄。
目錄只有包含一個叫做 __init__.py
的文件纔會被認作是一個包,主要是爲了避免一些濫俗的名字(比如叫做 string)不小心的影響搜索路徑中的有效模塊。
最簡單的情況,放一個空的 __init__.py
文件就可以了。當然這個文件中也可以包含一些初始化代碼或者爲__all__
變量賦值。
5. 第三方模塊
- easy_install 和 pip 都是用來下載安裝 Python 一個公共資源庫 PyPI 的相關資源包的,pip 是 easy_install 的改進版,提供更好的提示信息,刪除 package 等功能。老版本的 python 中只有 easy_install,沒有pip。
- easy_install 打包和發佈 Python 包,pip 是包管理。
easy_install 的用法:
- 安裝一個包
easy_install 包名 easy_install "包名 == 包的版本號"
- 升級一個包
easy_install -U "包名 >= 包的版本號"
pip 的用法:
- 安裝一個包
pip install 包名pip install 包名 == 包的版本號
- 升級一個包 (如果不提供version號,升級到最新版本)
pip install —upgrade 包名 >= 包的版本號
- 刪除一個包
pip uninstall 包名
- 已安裝包列表
pip list
12 面向對象
類與對象是面向對象編程的兩個主要方面。一個類(Class)能夠創建一種新的類型(Type),其中對象(Object)就是類的實例(Instance)。可以這樣來類比:你可以擁有類型 int
的變量,也就是說存儲整數的變量是 int
類的實例(對象)。
- 類(Class):用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。
- 方法:類中定義的函數。
- 類變量:類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體之外。類變量通常不作爲實例變量使用。
- 數據成員:類變量或者實例變量用於處理類及其實例對象的相關的數據。
- 方法重寫:如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求,可以對其進行改寫,這個過程叫方法的覆蓋(override),也稱爲方法的重寫。
- 實例變量:定義在方法中的變量,只作用於當前實例的類。
- 繼承:即一個派生類(derived class)繼承基類(base class)的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作爲一個基類對象對待。例如,有這樣一個設計:一個Dog類型的對象派生自Animal類,這是模擬”是一個(is-a)”關係(例圖,Dog是一個Animal)。
- 實例化:創建一個類的實例,類的具體對象。
- 對象:通過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員(類變量和實例變量)和方法。
Python 中的類提供了面向對象編程的所有基本功能:類的繼承機制允許多個基類,派生類可以覆蓋基類中的任何方法,方法中可以調用基類中的同名方法。
對象可以包含任意數量和類型的數據。
1. self
self
表示的是當前實例,代表當前對象的地址。類由 self.__class__
表示。
self
不是關鍵字,其他名稱也可以替代,但 self
是個通用的標準名稱。
2. 類
類由 class
關鍵字來創建。 類實例化後,可以使用其屬性,實際上,創建一個類之後,可以通過類名訪問其屬性。
3. 對象方法
方法由 def
關鍵字定義,與函數不同的是,方法必須包含參數 self
, 且爲第一個參數,self
代表的是本類的實例。
4. 類方法
裝飾器 @classmethod
可以將方法標識爲類方法。類方法的第一個參數必須爲 cls
,而不再是 self
。
5. 靜態方法
裝飾器 @staticmethod
可以將方法標識爲靜態方法。靜態方法的第一個參數不再指定,也就不需要 self
或 cls
。
6. __init__ 方法
__init__
方法即構造方法,會在類的對象被實例化時先運行,可以將初始化的操作放置到該方法中。
如果重寫了 __init__
,實例化子類就不會調用父類已經定義的 __init__
。
7. 變量
類變量
(Class Variable)是共享的(Shared)——它們可以被屬於該類的所有實例訪問。該類變量只擁有一個副本,當任何一個對象對類變量作出改變時,發生的變動將在其它所有實例中都會得到體現。
對象變量
(Object variable)由類的每一個獨立的對象或實例所擁有。在這種情況下,每個對象都擁有屬於它自己的字段的副本,也就是說,它們不會被共享,也不會以任何方式與其它不同實例中的相同名稱的字段產生關聯。
在 Python 中,變量名類似 __xxx__
的,也就是以雙下劃線開頭,並且以雙下劃線結尾的,是特殊變量,特殊變量是可以直接訪問的,不是 private 變量,所以,不能用 __name__
、__score__
這樣的變量名。
8. 訪問控制
- 私有屬性
__private_attr
:兩個下劃線開頭,聲明該屬性爲私有,不能在類地外部被使用或直接訪問。 - 私有方法
__private_method
:兩個下劃線開頭,聲明該方法爲私有方法,只能在類的內部調用,不能在類地外部調用。
我們還認爲約定,一個下劃線開頭的屬性或方法爲受保護
的。比如,_protected_attr
、_protected_method
。
9. 繼承
類可以繼承,並且支持繼承多個父類。在定義類時,類名後的括號中指定要繼承的父類,多個父類之間用逗號分隔。
子類的實例可以完全訪問所繼承所有父類的非私有屬性和方法。
若是父類中有相同的方法名,而在子類使用時未指定,Python 從左至右搜索,即方法在子類中未找到時,從左到右查找父類中是否包含方法。
10. 方法重寫
子類的方法可以重寫父類的方法。重寫的方法參數不強制要求保持一致,不過合理的設計都應該保持一致。
super()
函數可以調用父類的一個方法,以多繼承問題。
類的專有方法:
__init__
: 構造函數,在生成對象時調用__del__
: 析構函數,釋放對象時使用__repr__
: 打印,轉換__setitem__
: 按照索引賦值__getitem__
: 按照索引獲取值__len__
: 獲得長度__cmp__
: 比較運算__call__
: 函數調用__add__
: 加運算__sub__
: 減運算__mul__
: 乘運算__div__
: 除運算__mod__
: 求餘運算__pow__
: 乘方
類的專有方法也支持重載。
11. 實例
class Person: """人員信息""" # 姓名(共有屬性) name = '' # 年齡(共有屬性) age = 0 def __init__(self, name='', age=0): self.name = name self.age = age # 重載專有方法: __str__ def __str__(self): return "這裏重載了 __str__ 專有方法, " + str({'name': self.name, 'age': self.age}) def set_age(self, age): self.age = age class Account: """賬戶信息""" # 賬戶餘額(私有屬性) __balance = 0 # 所有賬戶總額 __total_balance = 0 # 獲取賬戶餘額 # self 必須是方法的第一個參數 def balance(self): return self.__balance # 增加賬戶餘額 def balance_add(self, cost): # self 訪問的是本實例 self.__balance += cost # self.__class__ 可以訪問類 self.__class__.__total_balance += cost # 類方法(用 @classmethod 標識,第一個參數爲 cls) @classmethod def total_balance(cls): return cls.__total_balance # 靜態方法(用 @staticmethod 標識,不需要類參數或實例參數) @staticmethod def exchange(a, b): return b, a class Teacher(Person, Account): """教師""" # 班級名稱 _class_name = '' def __init__(self, name): # 第一種重載父類__init__()構造方法 # super(子類,self).__init__(參數1,參數2,....) super(Teacher, self).__init__(name) def get_info(self): # 以字典的形式返回個人信息 return { 'name': self.name, # 此處訪問的是父類Person的屬性值 'age': self.age, 'class_name': self._class_name, 'balance': self.balance(), # 此處調用的是子類重載過的方法 } # 方法重載 def balance(self): # Account.__balance 爲私有屬性,子類無法訪問,所以父類提供方法進行訪問 return Account.balance(self) * 1.1 class Student(Person, Account): """學生""" _teacher_name = '' def __init__(self, name, age=18): # 第二種重載父類__init__()構造方法 # 父類名稱.__init__(self,參數1,參數2,...) Person.__init__(self, name, age) def get_info(self): # 以字典的形式返回個人信息 return { 'name': self.name, # 此處訪問的是父類Person的屬性值 'age': self.age, 'teacher_name': self._teacher_name, 'balance': self.balance(), } # 教師 John john = Teacher('John') john.balance_add(20) john.set_age(36) # 子類的實例可以直接調用父類的方法 print("John's info:", john.get_info()) # 學生 Mary mary = Student('Mary', 18) mary.balance_add(18) print("Mary's info:", mary.get_info()) # 學生 Fake fake = Student('Fake') fake.balance_add(30) print("Fake's info", fake.get_info()) # 三種不同的方式調用靜態方法 print("john.exchange('a', 'b'):", john.exchange('a', 'b')) print('Teacher.exchange(1, 2)', Teacher.exchange(1, 2)) print('Account.exchange(10, 20):', Account.exchange(10, 20)) # 類方法、類屬性 print('Account.total_balance():', Account.total_balance()) print('Teacher.total_balance():', Teacher.total_balance()) print('Student.total_balance():', Student.total_balance()) # 重載專有方法 print(fake)
輸出:
John's info: {'name': 'John', 'age': 36, 'class_name': '', 'balance': 22.0}Mary's info: {'name': 'Mary', 'age': 18, 'teacher_name': '', 'balance': 18}Fake's info {'name': 'Fake', 'age': 18, 'teacher_name': '', 'balance': 30}john.exchange('a', 'b'): ('b', 'a')Teacher.exchange(1, 2) (2, 1)Account.exchange(10, 20): (20, 10)Account.total_balance(): 0Teacher.total_balance(): 20Student.total_balance(): 48這裏重載了 __str__ 專有方法, {'name': 'Fake', 'age': 18}
13 錯誤和異常
1. 語法錯誤
SyntaxError 類表示語法錯誤,當解釋器發現代碼無法通過語法檢查時會觸發的錯誤。語法錯誤是無法用 try...except...
捕獲的。
>>> print: File "<stdin>", line 1 print: ^ SyntaxError: invalid syntax
2. 異常
即便程序的語法是正確的,在運行它的時候,也有可能發生錯誤。運行時發生的錯誤被稱爲異常。 錯誤信息的前面部分顯示了異常發生的上下文,並以調用棧的形式顯示具體信息。
>>> 1 + '0' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
3. 異常處理
Python 提供了 try ... except ...
的語法結構來捕獲和處理異常。
try 語句執行流程大致如下:
- 首先,執行 try 子句(在關鍵字 try 和關鍵字 except 之間的語句)
- 如果沒有異常發生,忽略 except 子句,try 子句執行後結束。
- 如果在執行 try 子句的過程中發生了異常,那麼 try 子句餘下的部分將被忽略。如果異常的類型和 except 之後的名稱相符,那麼對應的 except 子句將被執行。最後執行 try 語句之後的代碼。
- 如果一個異常沒有與任何的 except 匹配,那麼這個異常將會傳遞給上層的 try 中。
- 一個 try 語句可能包含多個 except 子句,分別來處理不同的特定的異常。
- 最多隻有一個 except 子句會被執行。
- 處理程序將只針對對應的 try 子句中的異常進行處理,而不是其他的 try 的處理程序中的異常。
- 一個 except 子句可以同時處理多個異常,這些異常將被放在一個括號裏成爲一個元組。
- 最後一個 except 子句可以忽略異常的名稱,它將被當作通配符使用。可以使用這種方法打印一個錯誤信息,然後再次把異常拋出。
- try except 語句還有一個可選的 else 子句,如果使用這個子句,那麼必須放在所有的 except 子句之後。這個子句將在 try 子句沒有發生任何異常的時候執行。
- 異常處理並不僅僅處理那些直接發生在 try 子句中的異常,而且還能處理子句中調用的函數(甚至間接調用的函數)裏拋出的異常。
- 不管 try 子句裏面有沒有發生異常,finally 子句都會執行。
- 如果一個異常在 try 子句裏(或者在 except 和 else 子句裏)被拋出,而又沒有任何的 except 把它截住,那麼這個異常會在 finally 子句執行後再次被拋出。
4. 拋出異常
使用 raise
語句拋出一個指定的異常。
raise 唯一的一個參數指定了要被拋出的異常。它必須是一個異常的實例或者是異常的類(也就是 Exception 的子類)。
如果你只想知道這是否拋出了一個異常,並不想去處理它,那麼一個簡單的 raise 語句就可以再次把它拋出。
5. 自定義異常
可以通過創建一個新的異常類來擁有自己的異常。異常類繼承自 Exception 類,可以直接繼承,或者間接繼承。
當創建一個模塊有可能拋出多種不同的異常時,一種通常的做法是爲這個包建立一個基礎異常類,然後基於這個基礎類爲不同的錯誤情況創建不同的子類。
大多數的異常的名字都以”Error”結尾,就跟標準的異常命名一樣。
6. 實例
import sys class Error(Exception): """Base class for exceptions in this module.""" pass # 自定義異常 class InputError(Error): """Exception raised for errors in the input. Attributes: expression -- input expression in which the error occurred message -- explanation of the error """ def __init__(self, expression, message): self.expression = expression self.message = message try: print('code start running...') raise InputError('input()', 'input error') # ValueError int('a') # TypeError s = 1 + 'a' dit = {'name': 'john'} # KeyError print(dit['1']) except InputError as ex: print("InputError:", ex.message) except TypeError as ex: print('TypeError:', ex.args) pass except (KeyError, IndexError) as ex: """支持同時處理多個異常, 用括號放到元組裏""" print(sys.exc_info()) except: """捕獲其他未指定的異常""" print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0]) # raise 用於拋出異常 raise RuntimeError('RuntimeError') else: """當無任何異常時, 會執行 else 子句""" print('"else" 子句...') finally: """無論有無異常, 均會執行 finally""" print('finally, ending')
14 文件操作
1. 打開文件
open()
函數用於打開/創建一個文件,並返回一個 file 對象:
open(filename, mode)
- filename:包含了你要訪問的文件名稱的字符串值
- mode:決定了打開文件的模式:只讀,寫入,追加等
文件打開模式:
模式 | 描述 |
---|---|
r | 以只讀方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭。這是默認模式。 |
rb | 以二進制格式打開一個文件用於只讀。文件指針將會放在文件的開頭。 |
r+ | 打開一個文件用於讀寫。文件指針將會放在文件的開頭。 |
rb+ | 以二進制格式打開一個文件用於讀寫。文件指針將會放在文件的開頭。 |
w | 打開一個文件只用於寫入。如果該文件已存在則打開文件,並從開頭開始編輯,即原有內容會被刪除。如果該文件不存在,創建新文件。 |
wb | 以二進制格式打開一個文件只用於寫入。如果該文件已存在則打開文件,並從開頭開始編輯,即原有內容會被刪除。如果該文件不存在,創建新文件。 |
w+ | 打開一個文件用於讀寫。如果該文件已存在則打開文件,並從開頭開始編輯,即原有內容會被刪除。如果該文件不存在,創建新文件。 |
wb+ | 以二進制格式打開一個文件用於讀寫。如果該文件已存在則打開文件,並從開頭開始編輯,即原有內容會被刪除。如果該文件不存在,創建新文件。 |
a | 打開一個文件用於追加。如果該文件已存在,文件指針將會放在文件的結尾。也就是說,新的內容將會被寫入到已有內容之後。如果該文件不存在,創建新文件進行寫入。 |
ab | 以二進制格式打開一個文件用於追加。如果該文件已存在,文件指針將會放在文件的結尾。也就是說,新的內容將會被寫入到已有內容之後。如果該文件不存在,創建新文件進行寫入。 |
a+ | 打開一個文件用於讀寫。如果該文件已存在,文件指針將會放在文件的結尾。文件打開時會是追加模式。如果該文件不存在,創建新文件用於讀寫。 |
ab+ | 以二進制格式打開一個文件用於追加。如果該文件已存在,文件指針將會放在文件的結尾。如果該文件不存在,創建新文件用於讀寫。 |
2. 文件對象方法
- fileObject.close() close() 方法用於關閉一個已打開的文件。關閉後的文件不能再進行讀寫操作,否則會觸發 ValueError 錯誤。 close() 方法允許調用多次。 當 file 對象,被引用到操作另外一個文件時,Python 會自動關閉之前的 file 對象。 使用 close() 方法關閉文件是一個好的習慣。
- fileObject.flush() flush() 方法是用來刷新緩衝區的,即將緩衝區中的數據立刻寫入文件,同時清空緩衝區,不需要是被動的等待輸出緩衝區寫入。 一般情況下,文件關閉後會自動刷新緩衝區,但有時你需要在關閉前刷新它,這時就可以使用 flush() 方法。
- fileObject.fileno() fileno() 方法返回一個整型的文件描述符(file descriptor FD 整型),可用於底層操作系統的 I/O 操作。
- fileObject.isatty() isatty() 方法檢測文件是否連接到一個終端設備,如果是返回 True,否則返回 False。
- next(iterator[,default])
Python 3 中的 File 對象不支持 next() 方法。 Python 3 的內置函數
next()
通過迭代器調用__next__()
方法返回下一項。在循環中,next()
函數會在每次循環中調用,該方法返回文件的下一行,如果到達結尾(EOF),則觸發 StopIteration。 - fileObject.read() read() 方法用於從文件讀取指定的字節數,如果未給定或爲負則讀取所有。
- fileObject.readline() readline() 方法用於從文件讀取整行,包括 “ ” 字符。如果指定了一個非負數的參數,則返回指定大小的字節數,包括 “ ” 字符。
- fileObject.readlines()
readlines() 方法用於讀取所有行(直到結束符 EOF)並返回列表,該列表可以由 Python 的
for... in ...
結構進行處理。如果碰到結束符 EOF,則返回空字符串。 - fileObject.seek(offset[, whence])
seek() 方法用於移動文件讀取指針到指定位置。
whence 的值, 如果是 0 表示開頭, 如果是 1 表示當前位置, 2 表示文件的結尾。whence 值爲默認爲0,即文件開頭。例如:
seek(x, 0)
:從起始位置即文件首行首字符開始移動 x 個字符seek(x, 1)
:表示從當前位置往後移動 x 個字符seek(-x, 2)
:表示從文件的結尾往前移動 x 個字符 - fileObject.tell(offset[, whence]) tell() 方法返回文件的當前位置,即文件指針當前位置。
- fileObject.truncate([size]) truncate() 方法用於從文件的首行首字符開始截斷,截斷文件爲 size 個字符,無 size 表示從當前位置截斷;截斷之後 V 後面的所有字符被刪除,其中 Widnows 系統下的換行代表2個字符大小。
- fileObject.write([str])
write() 方法用於向文件中寫入指定字符串。
在文件關閉前或緩衝區刷新前,字符串內容存儲在緩衝區中,這時你在文件中是看不到寫入的內容的。
如果文件打開模式帶 b,那寫入文件內容時,str (參數)要用 encode 方法轉爲 bytes 形式,否則報錯:
TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'
。 - fileObject.writelines([str])
writelines() 方法用於向文件中寫入一序列的字符串。這一序列字符串可以是由迭代對象產生的,如一個字符串列表。換行需要指定換行符
\n
。
3. 實例
filename = 'data.log' # 打開文件(a+ 追加讀寫模式) # 用 with 關鍵字的方式打開文件,會自動關閉文件資源 with open(filename, 'w+', encoding='utf-8') as file: print('文件名稱: {}'.format(file.name)) print('文件編碼: {}'.format(file.encoding)) print('文件打開模式: {}'.format(file.mode)) print('文件是否可讀: {}'.format(file.readable())) print('文件是否可寫: {}'.format(file.writable())) print('此時文件指針位置爲: {}'.format(file.tell())) # 寫入內容 num = file.write("第一行內容 ") print('寫入文件 {} 個字符'.format(num)) # 文件指針在文件尾部,故無內容 print(file.readline(), file.tell()) # 改變文件指針到文件頭部 file.seek(0) # 改變文件指針後,讀取到第一行內容 print(file.readline(), file.tell()) # 但文件指針的改變,卻不會影響到寫入的位置 file.write('第二次寫入的內容 ') # 文件指針又回到了文件尾 print(file.readline(), file.tell()) # file.read() 從當前文件指針位置讀取指定長度的字符 file.seek(0) print(file.read(9)) # 按行分割文件,返回字符串列表 file.seek(0) print(file.readlines()) # 迭代文件對象,一行一個元素 file.seek(0) for line in file: print(line, end='') # 關閉文件資源 if not file.closed: file.close()
輸出:
文件名稱: data.log 文件編碼: utf-8 文件打開模式: w+ 文件是否可讀: True 文件是否可寫: True 此時文件指針位置爲: 0 寫入文件 6 個字符 16 第一行內容 16 41 第一行內容 第二次 ['第一行內容 ', '第二次寫入的內容 '] 第一行內容 第二次寫入的內容
15 序列化
在 Python 中 pickle 模塊實現對數據的序列化和反序列化。pickle 支持任何數據類型,包括內置數據類型、函數、類、對象等。
1. 方法
dump
將數據對象序列化後寫入文件
pickle.dump(obj, file, protocol=None, fix_imports=True)
必填參數 obj 表示將要封裝的對象。 必填參數 file 表示 obj 要寫入的文件對象,file 必須以二進制可寫模式打開,即wb
。 可選參數 protocol 表示告知 pickle 使用的協議,支持的協議有 0,1,2,3,默認的協議是添加在 Python 3 中的協議3。
load
從文件中讀取內容並反序列化
pickle.load(file, fix_imports=True, encoding='ASCII', errors='strict')
必填參數 file 必須以二進制可讀模式打開,即rb
,其他都爲可選參數。
dumps
以字節對象形式返回封裝的對象,不需要寫入文件中
pickle.dumps(obj, protocol=None, fix_imports=True)
loads
從字節對象中讀取被封裝的對象,並返回
pickle.loads(bytes_object, fix_imports=True, encoding='ASCII', errors='strict')
2. 實例
import pickle data = [1, 2, 3] # 序列化數據並以字節對象返回 dumps_obj = pickle.dumps(data) print('pickle.dumps():', dumps_obj) # 從字節對象中反序列化數據 loads_data = pickle.loads(dumps_obj) print('pickle.loads():', loads_data) filename = 'data.log' # 序列化數據到文件中 with open(filename, 'wb') as file: pickle.dump(data, file) # 從文件中加載並反序列化 with open(filename, 'rb') as file: load_data = pickle.load(file) print('pickle.load():', load_data)
輸出:
pickle.dumps(): b']q(KKKe.' pickle.loads(): [1, 2, 3] pickle.load(): [1, 2, 3]
16 命名規範
Python 之父 Guido 推薦的規範
Type | Public | Internal |
---|---|---|
Modules | lower_with_under | _lower_with_under |
Packages | lower_with_under | |
Classes | CapWords | _CapWords |
Exceptions | CapWords | |
Functions | lower_with_under() | _lower_with_under() |
Global/Class Constants | CAPS_WITH_UNDER | _CAPS_WITH_UNDER |
Global/Class Variables | lower_with_under | _lower_with_under |
Instance Variables | lower_with_under | _lower_with_under (protected) or __lower_with_under (private) |
Method Names | lower_with_under() | _lower_with_under() (protected) or __lower_with_under() (private) |
Function/Method Parameters | lower_with_under | |
Local Variables | lower_with_under |
一份來自谷歌的 Python 風格規範:
http://zh-google-styleguide.readthedocs.io/en/latest/google-python-styleguide/python_style_rules/