Python第一周 基礎文法和概念

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執行Python命令的兩種方式

1. 互動式模式下執行

安裝好了Python程式以後，在windows的命令列或linux、mac的終端介面輸入python命令即可進入python的互動模式，在這個模式裡輸入python語句，按斷行符號即可返回執行結果。一般用於調試。

2. 指令碼執行

在.py檔案中寫好python語句，然後使用python script.py這樣的格式來執行python指令碼，或者在linux平台上給指令碼添加可執行許可權，使用絕對路徑或相對路徑的方式來執行指令碼。

Python程式的執行流程

我們編寫的.py檔案稱為python指令碼，在我們使用python命令執行python指令碼的時候，python解譯器首先將python指令碼中的語句翻譯成一組位元組碼命令，儲存在指令碼相同目錄下的__pycache__目錄下，以.pyc結尾的檔案中，然後再將python位元組碼發送到PVM（Python virtual machine，python虛擬機器）中，由PVM執行並返回最終的結果。PVM是Python程式的一部分。

Python程式的基本概念：

1. 程式由模組構成

2. 模組包含語句

3. 語句包含運算式

4. 運算式建立並處理對象

一. 內建對象

數字、字串、列表、字典、元組、檔案、集合、其他類型（type，None、bool）、編程單元類型（函數、模組、類）、與實現相關的類型（編譯的代碼堆疊追蹤traceback）。

內建對象的特點：

• 內建對象使程式更容易編寫，對於簡單的任務，使用內建類型就可以完成工作。

• 內建對象是擴充的組件，可以使用內建資料類型來組合出更複雜的資料類型。

• 內建對象比自訂的資料結構更有效率，內建對象一般用C語言實現，效率更高。

• 內建對象是語言標準的一部分，因此對不同平台的相容性更好。

常見的內建對象：

1. 數字

Python支援的數字類型有整數、浮點數、複數、八位元、固定精度的十進位數、十六進位數、帶分子和分母的有理分數等。某些特定的數字可能需要特定的模組或第三方庫的支援。

數字裡的常用模組math、random，前者用來提供數字裡常見的常量例如pi、e等，後者用於提供隨機數產生器和隨機數選取器。

2. 字串

用來記錄文本資訊，再Python中作為序列的一個子集，支援序列的常見操作，例如len()函數、索引、分區等。

字串的一個重要特性——不可變性，建立後就不能就地改變。

字串內建的一些常見方法：find()、replace()、split()、rstrip()、格式化操作等。

r開頭的字串表示字串自身，沒有特殊含義，逸出字元在這樣的字串中不起作用。

u開頭的字串表示unicode字串，Python3.x預設支援Unicode字串，不需要加u。

re模組用於處理字串的模式比對。

3. 列表

列表是這個語言提供的最通用的序列，是一個任意類型的對象的位置相關的有序集合，沒用固定大小，大小可變，可根據索引對元素複製，支援各種列表的方法進行調用。

支援常見序列操作，例如索引、分區等。

列表內建方法append()、sort()、reverse()、pop()等。

4. 字典

字典不是序列，而是一種映射，通過鍵來進行儲存，將鍵映射到值。字典的鍵具有唯一性，而鍵對應的值可以是多種的對象，例如字串、數字、列表、集合，甚至是字典本身。

5. 元組

相當於不可變列表，也是一種序列，但是具有不可變性。也支援混合和嵌套多種元素。

6. 檔案

在Python中，檔案被當作對象來處理。檔案對象是Python代碼對電腦上外部檔案的主要介面。沒有特定的常量文法建立檔案。要建立一個檔案對象，需要調用處理檔案對象的open函數並傳給它一個檔案名稱和檔案處理模式字串。

檔案對象支援的方法read、readline、readlines、write、writelines、seek、close等。

額外的類檔案工具：管道（PIPE）、先進先出隊列（FIFO）、通訊端（socket）、通過鍵訪問檔案、對象持久、基於描述符的檔案、關聯式資料庫和物件導向資料庫介面。

7. 集合

不是映射也不是序列，是唯一的不可變的對象的無序集合。通過調用內建函數set函數建立，或者使用Python3.0中新的集合常量和運算式建立，支援一般的數學集合操作，集合更像是一個無值的字典的鍵。

X = set(‘spam‘)

Y = {‘h‘, ‘a‘, ‘m‘}

上面是兩種建立集合的方式。

這些對象很多都支援對象特有的方法，具體內容會在單獨介紹對象時講解。在python命令列介面中，有幾個命令可以用來查看對象的協助資訊，分別時：

• dir(obj) 方法可以看到對象的所有屬性

• ord(obj)方法查看對象的ASCII編碼

• help(obj)或 help(obj.fn) 查看對象的協助資訊或者對象方法的協助資訊。

上面介紹的都是Python核心物件類型，以及可以對它們進行的一些簡單操作。

二、動態類型

1. 常量/變數

• 字面常量

• 變數，是一個指標，指向一塊分配好的記憶體。

  • 變數的建立，給變數賦值時即建立了該對象

  • 變數的類型（type），變數沒有類型，類型是和變數相關聯的對象的屬性。變數的指標指向不同的對象時，就關聯到不同類型的對象上。

  • 變數的命名規則

1. 1. 只能包含字母、數字和底線

   2. 只能以字母或者底線開頭

   3. 不能是Python解譯器的保留字

對象的垃圾收集：當沒有指標指向一個對象時，對象的引用計數器就會置零，此時對象所佔用的記憶體空間就會放入到自由記憶體空間，等待後面的對象使用。這個機制的好處是不用考慮釋放記憶體空間。

對象的引用：將一個不可變對象，如數字、字串賦值給一個變數時，改變對象，比如說將數字+1，或者將字串加上一個新的字串，此時實際執行的是產生一個新的數字對象或字串對象，然後將變數的指標重新指向新的對象。

共用引用：將一個可變對象賦值給變數時，改變可變對象時，並不會改變這個變數的指標指向。因此當兩個相同的變數指向同一個可變對象時，其中一個變數進行了修改對象的操作，另一個變數的值也會發生改變。例如：

>>>L1=[1,2,3]

>>>L2=L1

>>>L2[0]=24

>>>L2

[24,2,3]

>>>L1

[24,2,3]

此時如果不想因為L2改變了列表的值而導致L1也發生改變，應該使用拷貝（copy和deepcopy方法）。在列表中講到該知識點。

is和 ‘==‘，只有兩個變數的指標指向同一塊記憶體時，兩個變數才是is關係，沒有指向同一塊記憶體，但是兩個變數指向的對象完全相同，此時兩個變數才是 ‘==‘ 關係。

補充內容：變數與對象之間的關係

• 變數是一個系統資料表元素，擁有指向對象的串連的空間，即儲存指標的空間。

• 對象是系統分配的一塊記憶體，有足夠的空間去表示它們所代表的值，一個對象都有兩個標準的頭部資訊，一個類型標識符去標識這個對象的類型，一個引用計數器，來決定是不是可以回收這個對象

• 引用是自動形成的從變數到對象的指標s

2. 運算子/運算式

算術運算子：+、-、*、/（py2和py3中意義不一樣）、//、%、**；

比較子：>,<,=,!=,>=,<=,==；

邏輯運算子：and、or、not

• 參與運算的成員只能是bool類型，或者可以隱式轉換為bool類型的類型（0，1）；

• and兩正得正，兩負得負，一正一負均為負

• or 兩正得正，兩負得負，一正一負均為負

• not 正得負，負得正

• 短路操作：總是從左至右的計算，一旦能夠決定運算式最終的值，將立刻停止計算並返回。即當使用and操作符時，左邊的值為負則立即結束運算，使用or操作符時，當左邊為正時，立即結束運算。當這種情況下需要運算操作符兩邊的運算式時，可以將運算子兩邊的運算式用臨時變數代替。

位元運算符：

• bin(num) 返回num的二進位表示

• &（按位與）、|（按位或）、^（按位異或，同為1或同為0時為0，不同時為1）、~（按位取反~x=-(x+1)）

• >>，<<（左移和右移操作符）

其他運算子：

• 賦值運算子=

• 成員運算子in（內建資料結構的內容）

• 身份運算子is、is not（物件導向的內容）

運算子的優先順序：運算子根據優先順序來計算。

• 算術運算子高於比較子

• 比較子高於邏輯運算子

表示式是由常量/變數和運算子組成的公式。

3. 程式控制結構

順序結構：自上而下執行的運算式組合；

分支結構：

• 單分支：if condition: block

• 雙分支：if....else....

• 多分支：if...elif...else

分支結構裡永遠只有一個分支會被執行

迴圈結構：

• for element in iterator: block

• while condition: block

• break、continue，break用於提前結束迴圈，continue用於跳過當前迴圈剩下的部分。

* 迴圈體中絕對不要修改可迭代對象。

for _ in range（0，3）  #表示不使用 _ 這個變數，只是進行三次迴圈。

嵌套結構：if、for、while等多種結構結合的結構。

0、空的內建結構、None bool的結構都是False，非0、非空的內建結構都是True

本節知識點：

1. 知道Python中常見的內建類型和這些內建類型常用的方法（len、索引、分區等）。

2. 掌握Python中建立變數的規則，變數引用不同對象時，變數和對象之間的關係。包括以下幾點：

• 變數命名規則

• 變數引用不可變對象時，更改對象之後，變數指標的變化

• 變數引用可變對象時，更改對象之後，變數和對象的關係。

3. 熟悉簡單的運算子操作。

4. 熟悉Python中基本的控制結構。

本文出自 “無飛天下” 部落格，請務必保留此出處http://hf1208.blog.51cto.com/8957433/1881621

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