Python学习笔记(一)
专业技术,文章
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23 分钟
本文最后更新于 444 天前，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

1.Python缩进

elements = ["Tom","Jack","Anne"]
for elem in elements:
    print("Hello",elem) #缩进表示一个代码块
    print("I love you",elem)
print("Bye My",elements)#不缩进代表一个独立的语句，不在for循环体内

2.基本类型

  • 整数

  • 浮点数

    1.23e9可以表示很大的浮点数

  • 字符串

    可以使用"或者'括起来的，字符串内可用转义字符\标识

  • 布尔值

    True和 False 布尔值还可以用布尔运算，有三种：and，or， not与之对应的逻辑是数理逻辑上的与或非

  • 空值

    是Python一个特殊值，用 None表示

  • 列表、字典等

2.1变量

大小写英文、数字和_的组合，且不能用数字开头

2.2常量

Python里通常用全大写变量名表示常量，但不强制

2.3字符串编码

  • Python3采用Unicode编码，常见计算机系统内存统一采用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者传输时，就转化为UTF-8编码，反之转化回Unicode。

  • Python对于 bytes 类型的数据用带 b 前缀的单引号或双引号表示：

    x = b'ABC'

  • 字符串可用encode( )方法可以编码为指定的bytes

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

  • len( )函数计算str字符数

    >>> print(len("你好"))
2
>>> print(len("nihao"))
5

    如果是计算bytes，则是字节数

    >>> len(b'ABC')
3
>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6
>>> len('中文'.encode('utf-8'))
6

    坚持使用UTF-8编码避免乱码问题

3.格式化

>>> print("hello ,%s,I'm %d years old,my score is %f"%("jack",18,95.00))
hello ,jack,I'm 18 years old,my score is 95.000000

另外一种是str.format( )方法，不推荐

4.list 和tuple

  • list是一种有序的集合，可以增删，

    elements = ["A",123,["C","D"],True]
elements.append("abcd")
elements.insert(2,("2","3"))
elements.pop(0)
print(elements)
print(elements[-3][0])#如果是elements[-2][0]会报TypeErrorw
###########输出结果自行理解
[123, ('2', '3'), ['C', 'D'], True, 'abcd']
C

  • tuple一旦初始化不能修改，没有append( ), insert( )这种方法，能使用-1...表示索引

    tuple用 () 表示(注意和数学符号意义上的区别，通常用 , 如（ 1,）加以区分)

    tuple里面若有指向别的元素如list，指向的list不可改变，但是list指向的可以改变

    tuple = ("A", "B", ["C","D"])#tuple里面的元素["C","D"]是一个list，list可以改变

5.dict和set

  • dict

6.Python小结

列表list []、元组tuple ()、字典 dict {key: value}、无序不重复集合 set (list[])

7.函数

  • 参数

    • 位置参数

    平时常用的按照顺序进行传参的参数

    def power(x,n):
    temp = 1
    if n<0:
        for t in range(n,0):#t表示n到-1的整数
            temp = temp/x
    elif n>0:
        for t in range(0,n):#range(n,m)表示返回n到m-1的整数list
            temp = temp*x
    return temp
print("power(5,3):",power(5,3))#power(5,3): 125
print("power(5,-2):",power(5,-2))#power(5,-2): 0.04
    • 默认参数

    默认参数在后面，默认参数必须指向不变对象，不然下次调用时默认参数内容就变了

    def enroll(name,age,city="北京",sex="保密"):
    print("My name is ",name,",I`m ",age)
    print("I`m come from ",city,",my sex is",sex)
enroll("李华",23,sex = "女")
#My name is  李华 ,I`m  23 
#I`m come from  北京 ,my sex is 女   
enroll("张三",18)
#My name is  张三 ,I`m  18
#I`m come from  北京 ,my sex is 保密  
enroll("李四",45,"上海","男")
#My name is  李四 ,I`m  45
#I`m come from  上海 ,my sex is 男
    • 可变参数

    在参数前加一个 * ，参数接收到的可以是一个tuple，也可以是任意个参数包括0个

    对于已有的tuple和list，在前面加一个 * 就可变成可变参数传入函数

    def calc(*numbers):
    sum = 0
    for number in numbers:
        sum = sum + number
    return sum
nums1 = [1,3,5,7]
nums2 = (1,3,5,7)
print(calc(1,3,5,7)) #16
print(calc(*nums2))  #16
print(calc(*nums1))  #16
    • 关键字参数

    允许传入0至多个参数，在函数内部自动组装为一个dict

    def info(name, age, **more):
    print(name," ",age," ",more)
    if "city" in more:
        pass 
    if "addr" in more:
        print("my city:",more.get("addr")) #more相当于一个字典

info("李华",12,addr="钦州市",sex = "男")
#结果都为：李华   12   {'addr': '钦州市', 'sex': '男'} my city: 钦州市
extra = { "addr":"钦州市","sex":"男"}
info("李华",12,**extra)#这里相当于把extra的一份拷贝给函数info的关键字参数more

    小结：对于任意函数，都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它，无论它的参数是如何定义的。

  • 递归

  • 元信息

    #为函数添加元数据,描述函数的参数类型和返回类型
def add(x:int, y:int) -> int:
  return x+y

    元信息只是为了帮助源码阅读。python解释器不会对这些注解添加任何的语义。即使返回类型不一致，程序也不会出错，因为它们不会被类型检查。

8.高级特性

  • 切片

    : 用来取list或tuple的部分元素

    L = list(range(100,200))
print(L[:3])#取list前三个元素
print(L[1:3])#取list中索引值为1到索引值为3的元素
print(L[-20:-10])#取倒数第十到倒数第二十也就是180-190（不包括190）之间的十个整数
print(L[:10:2])#前十个元素，每隔2个元素取一个，结果为100,102,104,106,108
print(L[::-1])#实现切片逆序

  • 迭代

    1、 通过for...in来完成迭代，不仅可以在 tuple 、 list 和 dict 上进行迭代，还可以作用于可迭代对象（可通过collections.abc 模块的 Iterable 类型判断)

    >>>isinstance('abc',Iterable)#str是否能迭代
True
>>>isinstance(123,Iterable)#整数是否能迭代
False

    2、实现Java下标循环

    >>>for i,x in enumerate(['A','B','C']):
>>>    print(i,x)
0 A
1 B
2 C

  • 列表生成式

    1. 列表生成式可以嵌套一层至多层循环

      #列表生成式直接一行代码生成list
>>>print([x*x for x in range(1,5)])
[1,4,9,16]
#还可以使用像for循环那样的两个变量即以上
>>>dictItem = {'A':'a','B':'b','C':'c'}
>>>print([a+'='+b for a,b in dictItem.items])
['A=a','B=b','C=c']
#for循环后还能添加if判断条件，注意！！这是筛选条件，和下面的if...else不一样
>>>print([x*x for x in range(1,10) if x%2==0])
[4, 16, 36, 64]
#还可以添加多层循环
>>>print([a+b for a in ['1','2','3'] for b in ['A','B','C']])
['1A', '1B', '1C', '2A', '2B', '2C', '3A', '3B', '3C']

    2. if...else的使用(使用方法为在for循环前加上if...else)

      >>>dictItem = {'A':2,'B':'b','C':'c','D':3}
>>>print([a+'='+b if isinstance(b,str) else a+'='+str(b) for a,b in dictItem.items()])
['A=2', 'B=b', 'C=c','D=3']

  • 生成器(Generator)

    next()、yelid、StopIteration

    generator函数返回一个generator对象

9. 高阶函数

  • map() 、 reduce() 和 filter()

    1. map()

      接收一个函数和Iterator，将函数作用到所有Iterator元素上并将结果返回到新的Iterator，最终结果返回新的Iterator。

      >>> def f(x):
     return x * x
>>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
>>> list(r)#最后要用list函数将Iterator转换为list
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

    2. reduce

      接收一个函数和一个序列，该函数必须接收两个参数，reduce 负责将函数结果继续和 序列下一个元素 作为两个参数继续执行下一次函数，直到后序无元素，最终结果为计算结果

      >>>def add(x,y):
>>>    return x+y
>>>reduce(add,[1,3,5,7])
16

    思考题：利用map和reduce编写一个str2float函数，把字符串'123.456'转换成浮点数123.456

    1. filter

      接收一个函数和一个序列，将 函数作用于每个元素 ，然后根据返回值是 True 还是 False 决定保留或者丢弃元素。

      >>>def not_empty(s):
>>>    return s and s.strip()
>>>print(list(filter(not_empty,['A',None,'B','']))
['A', 'B']

  • sorted()

    sorted() 可以对list进行排序，也是一个高阶函数，可以接收一个 key 函数自定义排序顺序

    >>>sorted([9,-1,2,4,-5],key=abs)
[-1, 2, 4, -5, 9]

    sorted()函数负责将key函数返回的结果进行排序，并按对应关系返回list中的元素

    此外，要实现反向排序还可以传入 reverse 的值为 True

    >>>print(sorted([9,-1,2,4,-5],key=abs,reverse=True))
[9, -5, 4, 2, -1]

    sorted() 返回结果为list

10. 函数式编程

  • 返回函数

    1. 一个函数可以返回值，也可以返回函数

      def  lazy_sum(L):
  def sum(L):
         result = 0
         for x in L:
             result = result + x
         return result
  return sum #注意返回sum和sum()的区别！！！
test = lazy_sum([1,2,3,4,5])
print(test())#返回的是sum，则需要调用test();如果返回的是sum(),则直接调用test

      ​ 上述例子，如果函数内只是返回函数名而不是返回执行函数，则为 闭包运算 ；此外，返回闭包时，要注意返回函数不能引用任何循环变量或者后续会发生变化的变量。

    2. nonlocal

      声明该变量不是当前函数的局部变量

  • 匿名函数(lambda)

    关键字 lambda 参数 x,y : 函数返回值 x+y

    lambda x,y: x+y

    多数时候配合高阶函数 map()、filter()、reduce()、sorted() 使用

  • 装饰器(decorator)

    在代码运行期间动态增加功能的方式。(动态语言的函数和类的定义，是在运行时动态创建的。)

    要借助Python的 @ 语法，把decorator放在函数 定义处：

    import time

def log(func):
  def wrapper(*args,**kw):
      print('call %s()'%func.__name__)
      return func(*args,**kw)
  return wrapper
@log   #相当于执行 now = log(now)
def now():
  print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

  • 偏函数

    当函数的参数个数太多，需要简化时，使用functools.partial可以创建一个新的函数，这个新函数可以固定住原函数的部分参数，从而在调用时更简单

    >>> import functools
>>> int2 = functools.partial(int, base=2)
>>> int2('1000000')
64
>>> int2('1010101')
85

11. 模块

  • 作用域

    _xxx 或者 _xxx_ 表示的 函数 或者 变量 一般为非公开的(private)，不应该被直接引用(但依然可以在其它模块强制引用)。

    #这是工具类.py模块
>>>import datetime
>>>import time
>>>def showtime():
>>>    print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
>>>__t = time.strftime("%Y")
>>>def __showyear():
>>>    print(__t)

#这是test.py模块
>>>from 工具类 import showtime,__showyear,__t
>>>showtime()
>>>print(__t)#不推荐直接使用其它模块的private变量或函数，即使可以正常使用
>>>__showyear()
2022-02-26 18:36:49
2022
2022

    只有外部需要的函数或者变量才定义为public。

  • 安装第三方模块

    包管理工具 pip

12.面向对象编程

  • 类和实例及其访问权限

    #新建Student类，并继承Object类
class Student(object):
  #__init__方法初始化对象，相当于java的构造子
  #定义类时，self代表"实例的引用"
  def __init__(self, name, gender):
  #__xxx习惯上设置访问权限为private，但还是可以强制访问
      self.__name = name
      self.__gender = gender
  #设置对象里的方法
  def get_gender(self):
      return self.__gender

  def set_gender(self,s):
      if s =='male'or'female':
          print(self.__gender)
          self.__gender = s
          print(self.__gender)
      else:
          raise ValueError('值错啦')
# 测试:
bart = Student('Bart', 'male')
if bart.get_gender() != 'male':
  print('测试失败!')
else:
  bart.set_gender('female')
  if bart.get_gender() != 'female':
      print('测试失败!')
  else:
      print('测试成功!')

  • 方法

    Python中的方法分为三种：实例方法、类方法、静态方法。

    • 实例方法

    参数里面有 self ，如：

    def set_self(self,name):
    self.__name = name
    • 类方法

    前面带有装饰器 @classmethod ,且参数里面有 cls ，如：

    @classmethod
def class_func(cls):
    cls.name = "我是类名"
    print("my name is %s"%(cls.name))
    • 静态方法

    形参中没有 cls 和 self，甚至没有参数，如：

    import random
@staticmethod
def static_func():
    #返回0-9的随机数
    randomNum = random.randint(0,9)
    return randomNum

    类方法和静态方法都可以通过类名和实例名调用

  • 获取对象信息

    1. type()方法

      >>> type(123)==int
True
>>> type('abc')==type('123')
True
>>> type('abc')==str
True

      该方法返回对应的Class类型

    2. id()方法

      >>>str1 = 'test'
>>>str2 = "test"
>>>str3 = str1
>>>int1 = 123
>>>list1 = [1,2,'3']
>>>tuple1 = (1,2,3,[1,2,'3'])
>>>total =['test',str2,str3,int1,list1,tuple1]
>>>print(list(id(i) for i in total[:3] if >>>type(i)==str))
>>>print(list(id(i) for i in total))
[2408464217968, 2408464217968, 2408464217968]
[2408464217968, 2408464217968, 2408464217968, 2408455690416, 2408507421120, 2408507410448]

      从输出结果可以看出程序运行时str1、str2、str3的id值是一样的

    3. isinstance()方法

      如果有继承关系：Object ->Animal ->Dog ->Husky

      那么则

      a = Animal()
b = Dog()
h = Husky()
>>>isinstance(h,Husky)
True
>>>isinstance(h,Animal)
True

      isinstance()还可以判断其类型及其子类,一般情况下优先使用isinstance()判断类型

      isinstance()还可以判断是否为某些变量其一

      >>> isinstance([1, 2, 3], (list, tuple))
True
>>> isinstance((1, 2, 3), (list, tuple))
True

    4. __doc__属性

      >>>print(len.__doc__)
Return the number of items in a container.

      用于查看某对象支持的方法或属性清单

    此外还有 help()方法，可以帮助显示方法或属性信息

  • 类属性

    直接定义在类中，区别于实例属性self.xxx

  • 动态绑定

    动态绑定允许我们在程序运行的过程中动态给class加上功能

    class Student(object):
  def __init__(self,name):
      self.__name__ = name
stu1 = Student('张三')
#动态绑定给实例绑定一个属性
stu1.sex = 'male'
print(stu1.sex)
# 动态绑定给实例绑定一个方法
def  set_name(self,name):
  self.__name__ = name
from types import MethodType
stu1.set_name = MethodType(set_name, stu1) 
stu1.set_name('李四')
print(stu1.__name__)

    为了限制类外动态绑定属性或方法，可以定义在定义类时用__slots__变量，来限制该class实例能添加的属性。

    class Student(object):
  __slots__ = ('name','__name__')
  def __init__(self,name):
      self.__name__ = name

    此时如果向Student类添加sex属性则会报AttributeError

    image-20220312211908812

    注意：__slots__定义的属性仅对当前类实例起作用，对继承的子类是不起作用

    练习：利用@property给一个Screen对象加上width和height属性，以及一个只读属性resolution

    class Screen(object):
  @property
  def  width(self):
      return self.__width__ 
  @width.setter
  def width(self,size):
      if isinstance(size,(int,float))==False:
          raise TypeError('请输入正确的int或其它数值类型')
      if size < 0 or size > 2048:
          raise ValueError('请输入正确范围的数')
      self.__width__ = size
  @property
  def  height(self):
      return self.__height__
  @height.setter
  def height(self,size):
      if isinstance(size,(int,float))==False:
         raise TypeError('请输入正确的int或其它数值类型')
      if size < 0 or size > 2048:
         raise ValueError('请输入正确范围的数')
      self.__height__ = size   
  @property
  def  resolution(self):
      return self.__width__*self.__height__

  • 多重继承

    通过多重继承，一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能

    class Dog(Mammal,Runnable):
  def __init__():
      pass

    MixIn 用于分清主父类和额外功能(类似于Java的继承单一父类和多继承接口)

    class Dog(Mammal,RunnableMixIn):
   def __init__():
      pass

  • __str__

    Python里面的 __str__ 相当于Java 的 toString()方法

    class Student(object):
  __slots__ = ('name','__name__')
  def __init__(self,name):
      self.__name__ = name
  def __str__(self) -> str:
      return 'my name is%s '%(self.__name__)
stu1 = Student('张三')
print(stu1)  #结果为：my name is 张三

    同样的还有 __getattr__、 __call__、 __iter__、 __getitem__ 等

    可根据需要前往官网文档查阅相关资料，不再赘述。

13. 异常、错误、调试

  • 错误与错误

    高级语言通常都内置了一套try...except...finally...的错误处理机制，Python也不例外

    try:
  #可能发生异常的语句
except IOError as e :
  #发生IOError异常时要执行的语句
  print("An EOF error occurred.")
  raise e
except (Ex2,Ex3):
  #发生异常Ex2或Ex3时要执行的语句
except Exception:
  #发生其它异常时要执行的语句
else:
  #无异常时要执行的语句
finally:
  #无论有没有异常都要执行的语句
  #如文件资源、数据库、图形句柄资源的释放

  • 调试

    有三种方式：Python Debugger、%xmode、assert

    Python学习笔记(二)

本人本着学习交流的态度，希望大家友好留言。
内容为个人笔记和记录，不保证其正确性和时效性，请慎用。
如有不足，望指正。如有侵权，请在留言板联系我。
文章作者：秃秃不是兔兔，如需引用，请标注原文地址：https://wangwangyz.site/archives/253
Python

评论

  1. L
    Windows Chrome
    8月前
    2022-10-03 19:08:10

    牛！

发表评论 编辑评论 


				

			

						

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