Python學習筆記（一）基礎，python學習筆記基礎

Python學習筆記（一）基礎，python學習筆記基礎
Python基礎

Python使用縮排來組織代碼塊，請務必遵守約定俗成的習慣，堅持使用4個空格的縮排。

在文字編輯器中，需要設定把Tab自動轉換為4個空格，確保不混用Tab和空格。

整數 浮點數

整數和浮點數在電腦內部的儲存方式是不同的，整數運算永遠是精確的（除法也是），而浮點數運算則可能會有四捨五入的誤差。

字串

字串是以單引號'或雙引號“括起來的任意文本。如果'本身也是一個字元那就可以用“”括起來，如“I'm OK”。

如果字串既包含'又包含“，可以用逸出字元\來標識：

'I\'m \"OK\"!'

表示的字串內容為 I'm "OK"!

逸出字元可以轉義很多字元，如\n表示換行，\t表示定位字元，字元\本身也要轉義，所以\\表示的字元就是\。

如果字串裡面有很多字元都需要轉義，就需要加很多\，為了簡化，Python還允許用r''表示''內部的字串預設不轉義

>>> print('\\\t\\')\       \>>> print(r'\\\t\\')\\\t\\

如果字串內部有很多換行，用\n寫在一行裡不好閱讀，為了簡化，Python允許用'''...'''的格式表示多行內容。

>>> print('''line1... line2... line3''')line1line2line3

如果寫成程式並存為.py檔案，就是：

print('''line1line2line3''')

多行字串'''...'''還可以在前面加上r使用，即多行字串不轉義。

布爾值一個布爾值只有True和False兩種，布爾值可以用and（&）、or（|）和not運算。

>>> TrueTrue>>> FalseFalse>>> 3 > 2True>>> 3 > 5False

>>> True and TrueTrue>>> True and FalseFalse>>> False and FalseFalse>>> 5 > 3 and 3 > 1True

>>> True or TrueTrue>>> True or FalseTrue>>> False or FalseFalse>>> 5 > 3 or 1 > 3True

>>> not TrueFalse>>> not FalseTrue>>> not 1 > 2True

空值

Python的空值用None表示。

變數

在Python中，=是賦值語句，可以把任何資料類型賦給變數，同一個變數可以反覆賦值，而且可以是不同類型的變數，例如：

a=123 #a是整數print(a)a='ABC' #a是字串print(a)

這種變數本身類型不固定的語言叫做動態語言，即不需要聲明標量類型。

理解變數在電腦記憶體中的表示：

a=‘ABC’

Python解譯器幹了兩件事：

1.在記憶體中建立了一個'ABC'的字串；

2.在記憶體中建立了一個名為a的變數，並把它指向'ABC'。

同樣可以把變數a賦值給變數b：

a='ABC'b=aa='XYZ'print(b)

可以得到結果'ABC'。

常量

在Python中有兩種除法，一種除法是/：

>>>10/33.3333333333333335

/除法計算結果是浮點數，即使兩個整數恰好整除，結果也是浮點數：

>>>9/33.0

還一種除法是//，稱為地板除，兩個整數的除法仍然是整數：

>>>10/33

//除法只取結果的整數部分，相當於C語言/除法。

Python提供餘數運算：（%）

>>>10%31

故無論是//還是%，結果永遠是整數，也就是前文所述整數運算永遠是精確的。

注意：Python的整數沒有大小限制。浮點數也沒有大小限制，但是超出一定的範圍就直接表示為inf（無限大）。

字元編碼

UTF-8編碼把一個Unicode（通常是2位元組）字元根據不同的數字大小編碼成1-6個位元組，常用的英文字元被編碼成1位元組，漢字通常是3個位元組，只有很生僻的字元才會編碼成4-6個位元組。如果要傳輸的文本包含大量英文字元，用UTF-8編碼就能節省空間的：

字元	ASCII	Unicode	UTF-8
A	01000001	00000000 01000001	01000001
中	x	01001110 00101101	11100100 10111000 10101101

在電腦記憶體中，統一使用Unicode編碼，當需要儲存到硬碟或者需要傳輸時，就轉換為UTF-8編碼。

即當編輯文本時，UTF-8字元轉換為Unicode字元到記憶體，編輯完成後，儲存或傳輸時，再把Unicode轉換為UTF-8進行儲存或者傳輸。

Python的字串

對於單個字元的編碼，Python提供了ord()函數把字元轉換為字元的編碼數，chr()函數把編碼轉換為對應的字元：

>>> ord('A')65>>> ord('中')20013>>> chr(66)'B'>>> chr(25991)'文'

由於Python的字串類型是str，在記憶體中以Unicode表示，一個字元對應若干個位元組。如果要在網路上傳輸，或者儲存到磁碟上，就需要把str變為以位元組為單位的bytes。

Python對bytes類型的資料用帶b首碼的單引號或雙引號表示：

x=b'ABC'

要注意區分'ABC'和b'ABC'，前者是str，Unicode編碼，後者雖然內容顯示一致，但每個字元都只佔用一個位元組。

以Unicode表示的str通過encode（）方法可以編碼為指定的bytes，例如：（' '.encode(' ')）

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

注意：含有中文的str無法用ASCII編碼。

反過來，如果我們從網路或磁碟上讀取了位元組流，那麼讀到的資料就是bytes。要把bytes變為str，就需要用decode（）方法：（' '.decode(' ')）

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

len()函數

要計算str包含多少個字元，可以用len()函數：

>>> len('ABC')3>>> len('中文')2

len()Function Compute的是str的字元數，如果換成bytes，len()函數就計算位元組數：

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

在操作字串時，，經常遇到str和bytes的互相轉換，為了避免亂碼問題，應當始終堅持使用UTF-8編碼對str和bytes進行轉換。

由於Python原始碼也是一個文字檔，所以當原始碼中包含中文字元時，在儲存原始碼時就需要務必指定儲存為UTF-8編碼。當Python解譯器讀取原始碼時，為了讓它按照UTF-8讀取，我們通常在檔案開頭寫上這兩行：

#!/usr/bin/env python3

# -*- coding: utf-8 -*-

(如果原始碼中含有中文：

1.確保文字編輯器使用UTF-8 without BOM；

2.原始碼開頭寫上2行注釋。)

格式化

在Python中，採用格式化的方式和C語言一致，用%實現，例如：

>>> 'Hello, %s' % 'world''Hello, world'>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)'Hi, Michael, you have $1000000.'

有幾個%？預留位置，後面就跟幾個變數或者值，順序一一對應。如果只有一個%？，括弧可以省略。

常見的預留位置：

%d	整數
%f	浮點數
%s	字串
%x	十六進位整數

其中，格式化整數和浮點數還可以指定是否補0和整數與小數的位元：

>>> print('%2d-%02d' % (3, 1))3-01>>> print('%.2f' % 3.1415926)3.14

如果不確定用什麼，%s永遠起作用，它會把任何類型轉換為字串：

>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)'Age: 25. Gender: True'

當字串裡的%是一個一般字元時，這是用%%轉義來表示一個%：

>>> 'growth rate: %d %%' % 7'growth rate: 7 %'

list 和 tuplelist

Python內建的一種資料類型是列表：list。list是一種有序的集合，可以隨時添加和刪除其中的元素。（list=[ ， ，]）

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']>>> classmates['Michael', 'Bob', 'Tracy']

變數classmates就是一個list。

用len()函數可以擷取list元素的個數：

>>> len(classmates)3

用索引來訪問list中每一個位置的元素，記得索引是從0開始的：

>>> classmates[0]'Michael'>>> classmates[1]'Bob'>>> classmates[2]'Tracy'>>> classmates[3]Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>IndexError: list index out of range

注意：確保索引不越界。

如果要取最後一個元素，出了計算索引位置外，還可以用-1做索引，直接擷取最後一個元素：

>>> classmates[-1]'Tracy'

以此類推，可以擷取倒數第二個、第三個：

>>> classmates[-2]'Bob'>>> classmates[-3]'Michael'>>> classmates[-4]Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>IndexError: list index out of range

同樣不能越界。

list函數

除len()函數擷取list元素個數外，還有以下函數：

.append( )可以往list中追加元素至末尾：

>>> classmates.append('Adam')>>> classmates['Michael', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

.insert(n, )可以把元素插入到指定的第n個位置：

>>> classmates.insert(1, 'Jack')>>> classmates['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

.pop()刪除list末尾的元素：

>>> classmates.pop()'Adam'>>> classmates['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy']

.pop(i)刪除指定位置的元素：

>>> classmates.pop(1)'Jack'>>> classmates['Michael', 'Bob', 'Tracy']

把某個元素替換成別的元素，可以直接賦值給隊友的索引位置：

>>> classmates[1] = 'Sarah'>>> classmates['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

list裡的元素的資料類型也可以不同：

>>> L = ['Apple', 123, True]

list元素也可以是另一個list：

>>> s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']>>> len(s)4

要注意s只有4個元素，其中s[2]又是一個list。

要拿到'php'可以寫s[2][1]，因此s可以看成是一個二維數組。累死的還有三維、四維……

如果list中一個元素也沒有，就是一個空的list，長度為0。

tuple

另一種有序列表叫元組：tuple。（tuple=( , , )）。tuple一旦初始化就不能修改：

>>> classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')

現在classmates這個tuple不能變了，也沒有append(),insert()這樣的方法。其他擷取元素的方法和list一樣，可以正常使用classmates[0],classmates[-1]，但不能複製成另外的元素。因為tuple不可變，所以代碼不可變。

tuple陷阱：當定義一個tuple時，在定義的時候，tuple就必須被確定下來，如：

>>> t = (1, 2)>>> t(1, 2)

要定義一個空的tuple，可以寫成（）：

>>> t = ()>>> t()

但是，定義一個只有一個元素的tuple時，必須要加一個逗號，來消除歧義（因為當t=(1)時，定義的不是tuple，而是1這個數）：

>>> t = (1,)>>> t(1,)

Python在顯示只有一個元素的tuple時，也會加一個逗號。

“可變的”tuple：

當tuple內涵list類元素時，list內元素可變：

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])>>> t[2][0] = 'X'>>> t[2][1] = 'Y'>>> t('a', 'b', ['X', 'Y'])

這是因為，變的是list內元素，而tuple指向的list並沒有變成其他的list。所謂的“不變”是說，tuple每個元素，指向永遠不變。即指向'a'，就不能改成指向'b'，指向一個list就不能改成指向其他對象，但指向的這個list本身是可以變的。（list內可變，指向的list不可變）

條件判斷

基本語句：

if 條件 :    執行語句elif 條件 :    執行語句else :    執行語句

elif是else if的縮寫。注意不要少寫了冒號。例如：

age = 20if age >= 6:    print('teenager')elif age >= 18:    print('adult')else:    print('kid')

input()

有下面程式：

birth = input('birth: ')if birth < 2000:    print('00前')else:    print('00後')

輸入1982，結果報錯。

這是因為input()返回的資料類型是str，str不能直接和整數比較，必須先把str轉換成整數。int()函數完成了這件事：

s = input('birth: ')birth = int(s)if birth < 2000:    print('00前')else:    print('00後')

再次運行，得到正確結果。但是如果輸入abc，又會錯誤，，因為int()函數發現一個字串不是合法數字時就會報錯。

同樣float()將整數和字串轉換為浮點數。

迴圈

Python的迴圈有兩種，一種是for...in迴圈，依次把list或tuple中的每個元素迭代出來：

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']for name in names:    print(name)

range(n)函數可以產生一個整數序列，再通過list函數就可以產生list。整數範圍為0~n-1。

>>> list(range(5))[0, 1, 2, 3, 4]

利用range，可以計算1~100的和：

sum = 0for x in range(101):    sum = sum + xprint(sum)

range還可以指定起始數值：

>>>for num in range(2,6):           print(num)2345

另外，range可以指定步長，在第三個數值標明步長：

>>>for num in range(2,10,2)           print(num)2468

即在2~9範圍內每次加2。
第二種迴圈是while迴圈，只要條件滿足就一直迴圈，條件不滿足時退出。

sum = 0n = 99while n > 0:    sum = sum + n    n = n - 2print(sum)

dict和setdict

dict是python裡的dictionary，即是字典的意思，可以存放key和對應的value，便於搜尋。

初始化dict：

>>>d={'a':95,'b':85,'c':5}>>>d['a']95

還可以直接添加：

>>>d['d']=75>>>d['d']75

可以直接修改key對應的value：

>>>d['a']=55>>>d['a']55

如果key不存在，程式就會報錯，要確定key存在不存在，有兩種方法：

第一種是通過in：

>>>'e' in dFalse

第二種是get（）函數，如果key不存在返回None，或者自己指定的數值：

>>>d.get('e')>>>d.get('e',0)0

要刪除一個key，可以用pop（key），對應的value也會被刪除：

>>>d.pop('a')95>>>d{'b':85,'c':5,'d'75}

注意：dict的key必須是不可變的，在Python中，字串、數字都是不可變的，而list可變，所以list不可以作為dict的key：

>>> key = [1, 2, 3]>>> d[key] = 'a list'Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: unhashable type: 'list'

set

set和dict一樣也是儲存一組key，但不同的是不儲存value，所以set裡的key值也必須是唯一的。

要建立一個set，需要提供一個list作為輸入集合：

>>> s = set([1, 2, 3])>>> s{1, 2, 3}

注意，傳入的[1,2,3]是一個list，而顯示的{1,2,3}則表明set裡有1,2,3這三個元素。
重複元素在set中被自動過濾：

>>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])>>> s{1, 2, 3}

可以使用add（key）向set中添加元素：

>>> s.add(4)>>> s{1, 2, 3, 4}>>> s.add(4)>>> s{1, 2, 3, 4}

使用remove（key）移除元素：

>>> s.remove(4)>>> s{1, 2, 3}

set可以看成是數學上無序和無重複元素的集合，因此可以使用交集、並集等操作（&、|）

>>> s1 = set([1, 2, 3])>>> s2 = set([2, 3, 4])>>> s1 & s2{2, 3}>>> s1 | s2{1, 2, 3, 4}

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