Python #1 速览Guide

一、标识符

• 由字母、数字、下划线组成
• 以字母或者下划线_开头
• 对大小写敏感

二、数据类型

数字|Number

python 的数字包括：

• int（整数）
• float（浮点数）
• complex（复数）
• bool（布尔值）

字符串|String

特性：

• 不可改变

• 单引号''和双引号""的使用完全相同

• 三引号''' '''或者""" """，表示多行字符

• 反斜杠\转义

• r（raw）使转义失效

• 加号+连结字符串，星号*重复

• 两种索引方式：从左往右，0开始；从右往左，-1开始

• 没有单独的字符类型

• 字符串有切片：str[start:end]，结束索引end不包含在切片内

• 切片可以配步长：str[start:end:step]

内建函数：

• len(str)
• max(str)
• min(str)

内置方法：

• count(str,beg=0,end=len(str))
• title()：返回标题化的字符串
• capitalize()：第一个字母大写
• upper()：返回大写化的字符串
• lower()：返回小写化的字符串
• find(str,beg=0,end=len(str))：返回指定范围内查找到的字符串的首索引
• index(str,beg=0,end=len(str))：同find
• swapcase()

列表|List

一个打了激素的数组

性质：

• 元素可重复
• 可包含任意数据类型
• 可嵌套
• 可切片
• 具备连接符+、重复符*

删除列表：

del list

内置函数：

• len(list)
• max(list)
• min(list)
• list(seq)：将元组转换成列表

内置方法：

• clear()

• copy()

• append(obj)

• extend(iterable)：通过iterable 的所有项来扩展列表

• count(obj)：统计对象出现次数

• pop([index])：默认弹出最后一个对象

• insert(index,obj)

• remove(obj)：移除第一个匹配的值，未找到时触发ValueError

• index(obj)：返回第一个匹配的值的零基索引，也可制定范围

• reverse()：翻转列表

• sort(*,key=None,reverse=False)：就地排序列表

元组|Tuple

特性：

• 类似 List
• 内存内容不可变

内建函数：

• len(tuple)
• max(tup)
• min(tup)
• tuple(iterable)：将可迭代系列转换为元组

集合|Set

特性：

• 是序列（seq）

• 元素不重复

• 元素无顺序

内建函数：

• len(set)：计算集合元素个数

内置方法：

• add(hashable)：给集合添加一个hasable的元素
• clear()
• copy()
• pop()：随机移除一个元素
• remove(obj)：移除指定元素
• discard(obj)：删除制定元素
• update(iterable)：给集合添加可迭代的序列

字典|Dictionary

特性：

• 键值可以是任意数据类型

• 键不可变

• 键唯一

• 创建空字典用{}

内建函数：

• len(dict)
• str(dict)：打印字典

内置方法：

• key in dict：判断 key 是否在词典中
• copy()
• clear()
• items()
• keys()
• values()
• fromkeys(seq)
• setdefault(key,default=None)：设置键的默认值，如果键值不存在，则添加键

注意

（1）不可变的数据类型：

• Number
• String
• Tuple

（2）可变数据类型

• List
• Set
• Dictionary

三、流程控制

python 没有 switch...case 语句，

if 语句

if condition1 :
    statements...
elif condition2 :
    statements...
elif condition3 :
    statements...
else
	statements...

match 语句

• 接受一个 expression，将它的 value 同一系列的 pattern 比较。

• 只运行第一个匹配的代码块

• pattern 可以解包赋值（unpacking）

match expression :
    case constant1 : 
        statements...
    case constant2 :
        
    case constant3 :
    
    case _ :
        deault statements

for 语句

Pascal 语言在仅仅在算数过程上进行迭代

C 语言允许用户自定义迭代步骤和终止条件

不同于其他高级语言：

• Python 的 for 语句是在任何 iterable 对象的 item 上按顺序进行迭代

• 迭代对象可以是字符串或者 List

range() 函数

函数重载：

• range(end)
• range(start,end)
• range(start,end,step)

特性：

range() 返回的 object 表现得像一个 list ，但实际上不是 list 而是一个 iterable 对象。也不是一个 iterator ，名叫 range对象

sum() 函数也是接受一个 iterable 对象

loop 中的 else 子句

loop 中的 else 子句与 try 语句中的 else 子句有异曲同工之妙：

a try statement’s else clause runs when no exception occurs, a loop’s else clause runs when no break occurs.

• loop 中 else 子句一般与 break 配对，用于表示 loop 顺利结束之后执行的代码块

• 在 for 循环中，完成了最后的 iteration 后执行 else

• 在 while 循环中，loop condition 变为 false 后执行

• return 发生不会执行 else

• Exceptions 发生不会执行 else

pass 语句

• pass 语句什么也不干
• 主要用于在需要语法上保持一致，但不需要执行什么任务的地方
• 用在 busy-wait 上，如等待键盘输入
• 用在 create minimal class 上
• 用在待补全的函数体上，占位

四、语法功能

多行语句

一条语句太长，分行写，用反斜杠 \

a=1+2 \
+3 \
+4
print(a)

#输出10

一行多句

一行写多条语句，用分号;分割

a=1;a+=2;print(a)	#输出3

推导式|Comprehension

从一个数据序列构建另一个新的数据序列

内置支持的推导式：

• 列表推导式：[表达式 for 变量 in 列表 if 过滤条件]
• 元组推导式：(表达式 for item in seq if 过滤条件)，返回的是生成器对象
• 集合推导式：{表达式 for item in seq if 过滤条件}
• 字典推导式：{键表达式 : 值表达式 for 值 in 列表 if 过滤条件}

嵌套的推导式：

实现矩阵转置：

matrix=[
    [1,2,3],
    [4,5,6],
    [7,8,9],
]

t=[ [ row[i] for row in matrix] for i in range(3)]

迭代器|Iterator

• 迭代是 Python 最强大的功能之一，是访问集合元素的一种方式。

• 迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。

• 迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。

• 迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()。

• 字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器

#!/usr/bin/python3
 
import sys         # 引入 sys 模块
 
list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 创建迭代器对象
 
while True:
    try:
        print (next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()

生成器|Generator

代码组内部有 yield 语句的函数是一个生成器（generator）

生成器函数是一种特殊的函数，可以在迭代过程中逐步产生值，而不是一次性返回所有结果。

跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。

当在生成器函数中使用 yield 语句时，函数的执行将会暂停，并将 yield 后面的表达式作为当前迭代的值返回。

def countdown(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1
 
# 创建生成器对象
generator = countdown(5)
 
# 通过迭代生成器获取值
print(next(generator))  # 输出: 5
print(next(generator))  # 输出: 4
print(next(generator))  # 输出: 3
 
# 使用 for 循环迭代生成器
for value in generator:
    print(value)  # 输出: 2 1

切片|Slice

• 切片是一个强大的数据操作方式
• 可用于 str，list，tuple等序列类型
• 实现高效的数据访问、数据修改、数据复制
• 切片返回的是新对象

切片赋值（仅支持列表）

list = [0,1,2,3,4]
list[1:3] = [2,1]
print(list)

输出：[0, 2, 1, 3, 4]

切片删除（仅支持列表）

list = [0,1,2,3,4]
del list[1:3]
print(list)

输出：[0, 3, 4]

五、函数

• procedure：代码块
• function：函数有返回值
• method：属于 object 的 function

特性

• python 里面的函数都是 function，而不是 procedure 尽管他没有任何返回值。
• 默认返回值是 None

形式参数

默认参数：

• 默认参数会在函数调用时被共享

特殊参数（Special Arguments）：

• positional-or-keyword
• positional-only：用 / 分割
• keyword-only：用 * 分割

关键字参数后面不能有位置参数

任意参数（Arbitrary Arguments）：

• *用元组

• **用字典

• 在函数定义中，排在任意参数后面的参数，只能用 keyword arguments 传入

解包参数列表（Unpaking Arguments List）：

• * ：解包 list 和tuple
• **：keyword 解包 dictionary

lambda 表达式

特征：

• Small
• Anonymous
• a single expression
• 是一个语法糖（syntatics sugar）
• 当需要一个函数对象时，lambda表达式就派上用场
• 可以当参数传入

六、数据结构

List实现栈

两个内置方法实现栈的后进先出：

• list.pop([index])：弹栈，若不指定index，默认返回列表最后一个元素
• list.append(obj)：进栈，在列表末尾添加元素obj

队列的实现

用 collections.deque实现快速从两端添加或删除元素。

from collections import deque

queue=deque([1,2,3,4])

queue.append(5)    # 5到了
queue.append(6)	   # 6到了
queue.popleft()    # 1出队
queue.popleft()    # 2出队

七、模块

模块导入

特性：

• module 如果有 excutable statements，在导入时执行一次，用来初始化模块
• 以 _ 开头的函数，不会被导入
• module 在每个 interpreter session 只会被导入一次

变种：

• import somemodule：导入整个模块
• from somemodule import func1,func2：从某个模块导入函数，（并加入到当前的命名空间）

搜索路径

• sys.builtin_module_names：内置模块
• sys.path：可以被修改，初始化为以下三种
  • current directory
  • PYTHONPATH
  • installation dependent default ：通常包含 site-packages

Compiled Python File

• 存储在 __pycache__/module.version.pyc 路径下
• pyc 比 py 快在装载速度上

八、输入输出

输出格式

输出的3种方法：

• expression statements
• print() 函数
• fileobject.write()：文件对象的 write() 方法

格式控制的方法：

• formatted string literal：以f 开头
• str.format()：可以位置参数给入，也可以关键字参数给入，
• format % values

例子：

names={"Louis": 20, "John": 30, "Alice": 25}

for name, age in names.items():
    print(f'{name:10} is {age:5.1f}')

文件读写

特性：

• for statement 可以迭代文件对象 f

• open(filename,mode,encoding=None) 函数返回 file object

  mode 有

  • r：只读（默认）

  • w：只写（会覆盖原有文件）

  • a：添加

  • r+：读写

  • a+：读写（添加）

  • w+：读写（覆盖）

• 使用 with 关键词操作文件，会在它的 suite （代码块）结束后自动正确地关闭文件

with open('workfile', encoding="utf-8") as f:
    # this is suite
    read_data = f.read()

# We can check that the file has been automatically closed.
f.closed
True 	

文件方法：

• f.read(size=-1)：读 size 大小的数据（单位是字节），不指定则默认读取整个文件

• f.readline(size=-1)：读 size 大小的数据（单位是字节），不指定则默认读取整行数据（包括换行符）

• f.write(str)：返回写入字数

• f.tell()：返回文件对象的当前位置

• f.seek(offset,whence)：修改文件对象的 current position，由 whence 指定相对位置，offset 指定偏移量

  whence 参数：

  • 0：开始
  • 1：当前位置
  • 2：文件尾部

JSON支持

• 导入 json 库
• json.dumps(x)：简单序列化
• json.dump(x,f)：序列化到文件 f
• json.load(f)：从文件 f 反序列化

九、错误处理

• except 语句最多执行一次
• break 、continue 、return 出现在 try 子句中 ， finally 子句先执行，再 raise
• break 、continue 、return 出现在 finally 子句中，

十、类

创建语法

class Class_Name(Base_Class1,Base_Class2):
	attr1="1"
    attr2="2"
    
    def __init__(self,attr1,attr2): 
        self.attr1=attr1
        self.attr2=attr2
    
example=Class_Name(attr_1,attr_2)    

专有方法

1. __init__
2. __del__
3. __repr__
4. __setitem__
5. __getitem__
6. __len__
7. __cmp__
8. __call__
9. __add__
10. __sub__
11. __mul__
12. __truediv__
13. __mod__
14. __pow__

标准库

使用技巧

查看库的信息：

• dir(module)
• help(module)

random

• random.choice(seq)：从非空序列 seq 返回一个随机元素
• random.sample(population, k, *, counts=None)：从总体，
• random.random()：返回 [0.0,1.0) 之间的随机浮点数
• random.randrange()：
• random.shuffle(x: MutableSequence)：将可写的序列随机打乱位置

struct

• struct.pack()

• struct.unpack(format, buffer)：将从 buffer 读入的数据，转换为python内置的数据类型

gzip

gzip.open(path, mode, encoding)

pickle

• pickle.dump(obj, file_obj)：将对象序列化为字节流，保存到文件
• pickle.dumps(obj)：将对象序列化成字节流，返回该字节流
• pickle.load(data)：
• pickle.loads(bytes)：将字节流反序列化成对象，返回该对象

json