一、基礎概念
1集合：
集合是一個無序的、不重複的數據組，它的作用：
1）、去重複、把一個列表變成集合，就會自動去重
2）、關係測試，測試兩組數據之間的交集、差集、並集等關係
集合的方法：
a、設置集合
>>>list_1 = [1,3,5,6,77,3,12] #列表1
>>>list_2 = [1,3,88,4,33,77] #列表2
>>>list_1 = set(list_1) #通過set方法可以將列表變爲集合
>>>list_1
{1, 3, 5, 6, 12,77} #集合list_1現在已經去重
>>>list_2 = set(list_2)
>>>list_2
{1, 33, 3, 4, 77,88}
>>>print(list_1,type(list_1))#打印list_1類型，發現爲set類型，證明爲集合
b、取交集 intersection（list_1 list_2共有的元素）
>>>list_1.intersection(list_2)
{1, 3, 77}
>>> print(list_1 & list_2)
{1, 3, 77}
#上述兩種方法均可以取出list_1與list_2的交集
c、取並集union（list_1 與list_2中全部去重元素）
>>>list_1.union(list_2)
{1, 33, 3, 4, 5,6, 12, 77, 88}
>>>list_1 | list_2
{1, 33, 3, 4, 5,6, 12, 77, 88}
#上述兩種方法取兩個集合的全部去重元素
d、取差集（差集是一個集合有，但是另一個集合沒有的元素，所以差集可以得到兩種不同的結果）
>>>list_1.difference(list_2) #list_1中存在但是list_2中不存在
{12, 5, 6}
>>>list_2.difference(list_1) ##list_2中存在但是list_1中不存在
{88, 33, 4}
>>> list_1 - list_2
{12, 5, 6}
>>> list_2 - list_1
{88, 33, 4}
基本操作：
a、添加（集合操作沒有插入動作，只能添加）
>>> list_1
{1, 3, 5, 6, 12,77}
>>>list_1.add(999) #添加單項
>>>list_1.add('wang')
>>>list_1
{1, 3, 5, 6, 999,12, 77, 'wang'}
>>>list_1.update(['alex','john','tom']) #添加多項
>>>list_1
{1, 3, 5, 6, 999,12, 77, 'john', 'tom', 'wang', 'alex'}
b、刪除
>>>list_1
{1, 3, 5, 6, 999,12, 77, 'john', 'tom', 'wang', 'alex'}
>>>list_1.remove(999) #通過remove方法刪除，刪除後不顯示刪除項，刪除需要明確指定刪除項的內容，因爲集合是無序的，沒有索引的概念
>>>list_1
{1, 3, 5, 6, 12,77, 'john', 'tom', 'wang', 'alex'}
>>>list_1.remove(wang) #針對字符串需要加引號
Traceback (mostrecent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'wang'isnot defined
>>>list_1.remove('wang')
>>>list_1
{1, 3, 5, 6, 12,77, 'john', 'tom', 'alex'}
>>> list_1.pop() #pop方法屬於隨機刪除，刪除後顯示刪除的內容
1
>>>list_1.pop()
3
>>>list_1.pop()
5
>>>list_1.pop()
6
>>>list_1.pop()
12
>>>list_1.pop()
77
>>>list_1.pop()
>>>list_1.pop()
'john'
>>>list_1
{'tom', 'alex'}
c、discard刪除
>>>list_1
{'wang', 1, 3, 5, 6, 999, 12, 77, 'john', 'tom', 'alex'}
>>>list_1.discard(999)
>>>list_1
{'wang', 1, 3, 5, 6, 12, 77, 'john', 'tom', 'alex'}
>>>list_1.discard(888) #discard與remove的不同之處在於，discard如果是刪除不存在的內容，不會報錯，但是remove會報錯
>>>list_1.remove(999)
Traceback (mostrecent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 999
d、長度len
>>>len(list_1)
10
>>>list_1
{'wang', 1, 3, 5, 6, 12, 77, 'john', 'tom', 'alex'}
e、成員判斷（in 和not in）
>>>list_1
{'wang', 1, 3, 5, 6, 12, 77, 'john', 'tom', 'alex'}
>>> 'wang'in list_1
True
>>> 11 in list_1
False
>>> 11 notin list_1
True
2、文件操作：
1、文件操作包括以下幾種方式：
1）讀模式
>>> data= open('yesterday.txt', 'r') #open函數默認是讀默認，所以r可以省略，但是爲了規範最好寫清楚已哪種方式打開
>>> print(data) #當打開這個文件後，print會返回該文件名字，默認與默認編碼等文件本身屬性
<_io.TextIOWrappername='yesterday.txt' mode='r' encoding='UTF-8'>
2）寫模式
>>> data= open('yesterday1.txt', 'w') #文件已寫模式打開
>>>data.write('1234\n') #當打開後，可以使用wirite方法進行寫入操作，如果需要每行結束後換行，需要手動添加“\n” 這樣保證在輸入後進行換行操作，當寫入後，會自動提示寫了多少個字符
5
>>> f =data.read() #由於模式之間不兼容，如果只以寫模式打開文件，進行讀操作會報錯
Traceback (mostrecent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
io.UnsupportedOperation:not readable
3）追加模式
>>> data= open('yesterday1.txt', 'a') #和寫模式不同，已追加模式打開文件，不會覆蓋原文件內容，只會在文件後面進行添加，如果以w模式打開，會將文件原有內容全部清空，重新編寫
>>>
>>>
>>>data.write('wwwyy\n') #對於寫與追加模式，都可以進行write操作
6
>>> f =data.read() #追加模式也同樣不能進行讀操作
Traceback (mostrecent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
io.UnsupportedOperation:not readable
總結：
文件打開最常用三種模式爲讀、寫、追加。默認爲open函數以讀模式方式工作，在讀模式中可以讀取文件內容，寫與追加模式均可以對文件進行修改，不同的是，讀模式打開文件後，會將原有文件內容清空，添加新內容，而追加模式不會清空原有內容，會在文件最後添加新的需要追加的內容，至於如何在將r、w和a模式進行結合操作，會在修改文件時進行介紹
2、讀模式的相關操作
1)read操作
>>>data= open('yesterday.txt', 'r')
>>>data.read() #read操作會一次性將文件全部內容讀取到內存中
'往日重現\n\n當我年輕的時候\n聽着收音機\n等待着我最喜愛的歌\n當它播放時我獨自跟唱\n讓我心情愉快起來\n\n就像那些快樂時光\n驚訝消失的無影無蹤\n但當它們回來時\n就像是久沒聯絡的朋友一樣\n這都是我喜歡的歌\n\n每個Sha-la-la-la\n每個Wo-o-wo-o\n記憶依鮮明\n每個shing-a-ling-a-ling\n節奏依然美好\n\n當故事到了那個段落\n他傷了她的心\n讓我流下淚來\n就像從前\n往日重現'
>>>data.read() # 由於文件指針的存在，當一次性讀取文件到內存後如果不進行指針回退操作前再次讀取，會返回空值，表示該內容上一次已經讀取完畢，本次讀取沒有內容顯示
2）readline操作
>>>data= open('yesterday.txt', 'r')
>>>data.readline() #與read操作一次性讀取不同，readline操作每次只會讀取一行內容存儲到內存中，readline方法可以針對每行內容進行操作
>>>data.readline()
'往日重現\n'
3）readlines操作
>>>data= open('yesterday.txt', 'r')
>>> data.readlines()#區別於read於readline操作，readlines操作也是一次性讀取，不同的是它會將讀取的內容放入到一個列表中，這樣後續可以操作列表的方式對該文件內容進行需要的操作
4)close操作
>>>data.close() #在r、w、a操作的最後需要將文件關閉，採用close方法進行關閉，這樣纔會將文件修改保存到硬盤中，如果沒有關閉操作，默認情況下都是在內存中進行操作的
5）文件的編碼格式
>>>data= open('yesterday.txt', 'r',encoding='utf-8') #在打開文件時需要跟文件的編碼格式，python3中默認是採用utf-8格式的編碼，所以可以省略
>>> print(data)
<_io.TextIOWrappername='yesterday.txt' mode='r' encoding='utf-8'>
3、文件的其他操作
1）encoding：打印文件編碼
>>>data.encoding
'utf-8'
2) fino（）返回文件句柄所在操作系統的編碼 基本不使用操作
3）isatty（）該文件是否是一個終端設備，linux系統中可以用來判斷是否是一個tty文件
4）name打印文件名稱
>>>data.name
'yesterday.txt'
5) seekable() 是否可以移動指針
>>>data.seekable()
True
6) flush()刷新操作：
如果以寫模式打開文件，寫完後不一定立即寫入磁盤，如果此時突然斷電可能沒有及時寫入進文件，所以可以通過flush方法刷新進磁盤
例子：可以在安裝程序時，打印進度條
importtime,sys
for i in range(50):
sys.stdout.write('#')
sys.stdout.flush() #將#號實時刷新到屏幕上來
time.sleep(0.1)
7）closed 判斷文件是否關閉
>>>data.closed
False
>>>data.close()
>>>data.closed
True
8) truncate()如果不寫入任何東西就是清空文件
data.truncate(10)會只保留10個字節，其餘的會刪除，同時truncate自帶文件指針，無論通過seek移到任何位置，truncate都會按照初始位置來刪除與保留
4、修改文件：
修改文件分爲兩種模式：
1、將文件全部讀入內存中，然後修改，該方式典型代表就是vim程序
2、將文件按照行模式讀，然後每行操作完畢後再放入新文件，這種方式節約內存佔用，類似與sed與awk操作
對於文件操作，除了典型r/w/a方式外還有其他操作，下面來簡要介紹這幾種更常用操作：
1）r+ 讀寫操作，表示又能讀又能寫，這個表示以讀與追加模式開始，如果寫，會將寫的內容放入最後
2）w+寫讀模式，創建新文件，輸入內容，然後讀取文件指針所在位置，在回退，再輸入，會發現插入的內容，仍然在最後而不是通過seek調轉
3）a+追加讀模式，在追加的過程中可以進行讀
5、二進制文件
針對二進制文件有兩種方式，rb與wb，其中兩種情況下使用rb：
1、網絡傳輸，socket傳輸時只能使用二進制格式編碼
2、視頻文件打開，也必須使用二進制格式打開
6、with語句
當with代碼執行完畢後，內部會自動關閉並釋放文件所在內存，同時也可以同時打開多個文件
with open('tes2.txt','w') as f, open('test3.txt','w') as f2:#兩個文件之間用‘，’來分割
f.write('nnn\n')
f2.write('mmmm\n')
3、字符編碼與轉碼
知識點：
1.在python2默認編碼是ASCII, python3裏默認是unicode
2.unicode 分爲 utf-32(佔4個字節),utf-16(佔兩個字節)，utf-8(佔1-4個字節)， soutf-16就是現在最常用的unicode版本，不過在文件裏存的還是utf-8，因爲utf8省空間
3.在py3中encode,在轉碼的同時還會把string 變成bytes類型，decode在解碼的同時還會把bytes變回string
在介紹編碼之前先介紹下計算機語言與人類可識別語言轉換：
計算機只能識別二進制編碼，即0和1，在二進制編碼中採用bit（位）來表示，但是這種方式對人類來講是不可讀的，所以初始階段，發明了ASII碼，即採用一個byte（8個bits）方式來表示人類可識別字母，2的8次方-1也就是使用255個ASII碼來表示A-Za-z0-9這些數字與字母，但是對於非英語國家來說，255個字符表示沒法完全表示自己本國語言，對於中國來說，本身採用了gbk gbk2308 gbk2312等編碼方式來進行特定的編碼，但是這種方式到了其他國家由於編碼格式未統一，所以導致本國的程序到其他國家未必會被採用，基於這種情況，標註化組織開發了unicode即萬國碼的方式來代替了原有的各自爲政的局面，unicode要求：最少已2個資金來表示，這樣又引入了新的問題，就是比較浪費資源，所以最後統一使用utf-8編碼方式：英語國家採用ASII編碼，一個字節，歐洲等國家採用兩個字節，而中國這種亞洲國家採用3個字節來表示自己的編碼，至此解決了編碼方式的問題
在說的編碼與解碼，由於類似bgk與utf-8之間沒法直接轉換，都需要經過unicode作爲中轉編碼，所以需要編碼與解碼過程
import sys
print(sys.getdefaultencoding()) #打印得出默認編碼爲utf-8
utf-8
s = '你好' #在python3中默認編碼爲unicode
s_gbk = s.encode('gbk') #由於默認編碼爲unicode,所以這裏從unicode到gbk編碼採用的是encode模式,因爲unicode沒有decode過程了,可以直接encode
print(s_gbk) #這裏輸出爲gbk編碼格式
b'\xc4\xe3\xba\xc3'
s_to_utf8 =s.encode('gbk').decode('gbk').encode('utf-8') '''從bgk變爲utf-8:需要先把編碼encode爲bgk,然後在解碼decode,解碼是告訴自己爲bgk，這時已經轉換爲unicode了,再從unicode狀態encode成utf-8'''
print(s_to_utf8)
b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'
s_to_unicode =s.encode('gbk').decode('gbk').encode('utf-8').decode('utf-8') #在上面的基礎上再使用decode模式解碼到unicode
print(s_to_unicode)
你好
4、函數
1、編程方式
1）面向對象：類 ，定義用class
2）面向過程：過程，定義用def
3）函數式編程：函數，定義用def
其中函數式編程，其中沒有任何變量，對於某一輸入一定存在確定的輸出，這種編程語言包括Lisp、relang，這裏對函數式編碼不做過多討論
2、定義函數
def func1(): #通過def方式定義函數
'''testing'''
print('func1')
return 0 #函數可以有返回值
a = func1() #調用該函數
3、定義過程
def func2(): #定義過程與定義函數的區別在於定義過程是沒有返回值的
'''testing'''
print('in the func2')
4、調用函數與調用過程，查看返回值
def func1():
'''testing'''
print('func1')
return 0
def func2():
'''testing'''
print('in the func2')
a = func1() #調用函數1
b = func2() #調用過程2
print(a)
#打印返回值爲0
print(b)
#打印沒有返回值，按照默認來定義：None
5、使用函數的好處
1）代碼的重複利用
2）程序容易擴展
3）保持代碼的一致性
6、函數的返回值
def func1():
'''testing1'''
def func2():
'''testing2'''
return 1
def func3():
'''testing3'''
return 1,[1,2,3,4,5,6,7],(1,2,4,3,3,'wang'),{'name':'gavin','age':99}
a = func1()
b = func2()
c = func3()
print(a)
None
print(b)
1
print(c)
(1, [1, 2, 3, 4,5, 6, 7], (1, 2, 4, 3, 3, 'wang'), {'age': 99, 'name': 'gavin'})
返回值個數=0，返回None，系統默認返回空
返回值個數=1，反正object，定義哪個返回值，就返回哪個
反正值個數>1，返回tuple，當返回值個數大於1時，返回一個元組包含哪些需要返回的數值
7、形參與實參
def func1(x,y): #x與y時函數的形參，在沒有調用該函數時，x與y不代表任何變量，不佔用內存
'''testing1'''
x = x + y
return x
a =func1(10,20) #10與20是在調用該函數式傳遞給該函數的實參，目的是代替形參傳入函數得到預期的結果
print(a) #在沒有默認參數的情況下，形參與實參是需要一一對應的，如果調用時不一一對應會導致報錯
30
8、默認參數
def func1(x,y=20):#y有默認參數，但是實際調用時沒有實參對y賦值，y將採用默認參數，需要注意的是，默認參數要放在最後
def func1(x,y=20):#y有默認參數，但是實際調用時沒有實參對y賦值，y將採用默認參數，需要注意的是，默認參數要放在最後
'''testing1'''
x = x + y
return x
a = func1(10)
print(a)
30
b = func1(11,21)
print(b)
32
默認參數特點：
調用函數時，默認參數可有可無，默認參數的用途是1在默認安裝軟件時使用，2在連接數據庫端口號時使用
9、局部變量與全局變量
局部變量只在函數中生效，而全部變量是在整個程序中都生效的變量，代碼頂層定義的變量，局部變量變成全局變量需要在函數中global這個局部變量，但是千萬不要這麼使用，但是需要注意的是，列表、字典、集合、類都是可以在函數中修改內容的，字符串與整數在局部變量中不能修改
name = 'gavin'
def my(name,age):
name = 'jack' #局部變量
age = 23
return name,age
a =my(name,44) #name的局部變量在函數中生效變爲jack,但是函數結束後仍然爲gavin這個全局變量
print(a) #傳入的44在函數中沒有生效
('jack', 23)
print(type(a)) #返回值多於一個，反正的是tuple
<class 'tuple'>
print(a[0]) #可以按照元組方式調用返回值
jack
print(a[1])
23
print(name)
gavin
a = 'gavin'
def my(name):
global a #將a變爲全局變量
name = 'jack' #局部變量
a = 'john'
print(name,a)
my('a')
jack john
print(a)
john
names = ['alex','gavin','tom']
def my():
print(names)
names[1] = 'jack' #將全局變量中的names[1]修改爲jack
return names
my()
['alex', 'gavin', 'tom']
print(names) #在打印時發現局部變量中的jack替換了全部變量中的gavin
['alex', 'jack', 'tom']
10、遞歸
在函數內部，可以調用其他函數，如果一個函數在內部調用函數本身，這個函數就叫做遞歸函數
遞歸的特點：
1）必須有一個明確的結束條件
2）每次進入更深的一層遞歸時，問題規模相比上一次遞歸應有所減少
3）遞歸效率不高，遞歸層次過多會導致棧溢出（在計算機中，函數調用是通過棧這種數據結構實現的，每當進入一個函數調用，棧會增加一層棧幀，每當函數返回會減少一層棧幀，由於棧的大小不是無限的，所以遞歸次數過多會導致棧的溢出）
defcalc(n):
print(n)
if int(n/2) > 0:
returncalc(int(n/2))
print('--->', n)
calc(10)
10
5
2
1
---> 1
11、高階函數
變量可以指向函數，函數的參數能接受變量，那麼一個函數就能接收另一個函數作爲參數，這種函數叫做高階函數
def add(a,b,f):
return f(a) + f(b)
res =add(3,-10,abs)
print(res)
13