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Python 簡介

Python 是一種高層次的結合瞭解釋性、編譯性、互動性和麵向物件的指令碼語言。Python 由 Guido van Rossum 於 1989 年底在荷蘭國家數學和電腦科學研究所發明，第一個公開發行版發行於 1991 年。

Python 特點

易於學習：Python 有相對較少的關鍵字，結構簡單，和一個明確定義的語法，學習起來更加簡單。

易於閱讀：Python 程式碼定義的更清晰。

易於維護：Python 的成功在於它的原始碼是相當容易維護的。

一個廣泛的標準庫：Python 的最大的優勢之一是豐富的庫，跨平臺的，在 UNIX，Windows 和 macOS 相容很好。

互動模式：互動模式的支援，您可以從終端輸入執行程式碼並獲得結果的語言，互動的測試和除錯程式碼片斷。

可移植：基於其開放原始碼的特性，Python 已經被移植（也就是使其工作）到許多平臺。

可擴充套件：如果你需要一段執行很快的關鍵程式碼，或者是想要編寫一些不願開放的演算法，你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程式，然後從你的 Python 程式中呼叫。

資料庫：Python 提供所有主要的商業資料庫的介面。

GUI 程式設計：Python 支援 GUI 可以建立和移植到許多系統呼叫。

可嵌入：你可以將 Python 嵌入到 C/C++ 程式，讓你的程式的使用者獲得”指令碼化”的能力。

物件導向：Python 是強物件導向的語言，程式中任何內容統稱為物件，包括數字、字串、函式等。

本人對於Python學習建立了一個小小的學習圈子，為各位提供了一個平臺，大家一起來討論學習Python。歡迎各位到來Python學習群：696541369 一起討論視訊分享學習。Python是未來的發展方向，正在挑戰我們的分析能力及對世界的認知方式，因此，我們與時俱進，迎接變化，並不斷的成長，掌握Python核心技術，才是掌握真正的價值所在。

Python 基礎語法

執行 Python

互動式直譯器

在命令列視窗執行python後，進入 Python 的互動式直譯器。exit() 或 Ctrl + D 組合鍵退出互動式直譯器。

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命令列指令碼

在命令列視窗執行python xxx.py，以執行 Python 指令碼檔案。

指定直譯器

如果在 Python 指令碼檔案首行輸入#!/usr/bin/env python，那麼可以在命令列視窗中執行/path/to/xxx.py以執行該指令碼檔案。

注：該方法不支援 Windows 環境。

編碼

預設情況下，3.x 原始碼檔案都是 UTF-8 編碼，字串都是 Unicode 字元。也可以手動指定檔案編碼：

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

或者

# encoding: utf-8

注意: 該行標註必須位於檔案第一行

識別符號

第一個字元必須是英文字母或下劃線"_" 。

識別符號的其他的部分由字母、數字和下劃線組成。

識別符號對大小寫敏感。

關鍵字

我們不能把關鍵字用作任何識別符號名稱。Python 的標準庫提供了一個 keyword 模組，可以輸出當前版本的所有關鍵字：

>>> import keyword

>>> keyword.kwlist

['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

註釋

單行註釋採用#，多行註釋採用'''或"""。

# 這是單行註釋

'''

這是多行註釋

這是多行註釋

'''

"""

這也是多行註釋

這也是多行註釋

"""

行與縮排

Python 最具特色的就是使用縮排來表示程式碼塊，不需要使用大括號 {}。 縮排的空格數是可變的，但是同一個程式碼塊的語句必須包含相同的縮排空格數。縮排不一致，會導致執行錯誤。

多行語句

Python 通常是一行寫完一條語句，但如果語句很長，我們可以使用反斜槓來實現多行語句。

total = item_one +

item_two +

item_three

在 [], {}, 或 () 中的多行語句，不需要使用反斜槓。

空行

函式之間或類的方法之間用空行分隔，表示一段新的程式碼的開始。類和函式入口之間也用一行空行分隔，以突出函式入口的開始。

空行與程式碼縮排不同，空行並不是 Python 語法的一部分。書寫時不插入空行，Python 直譯器執行也不會出錯。但是空行的作用在於分隔兩段不同功能或含義的程式碼，便於日後程式碼的維護或重構。

記住：空行也是程式程式碼的一部分。

等待使用者輸入

input函式可以實現等待並接收命令列中的使用者輸入。

content = input("請輸入點東西並按 Enter 鍵")

print(content)

同一行寫多條語句

Python 可以在同一行中使用多條語句，語句之間使用分號;分割。

import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '')

多個語句構成程式碼組

縮排相同的一組語句構成一個程式碼塊，我們稱之程式碼組。

像if、while、def和class這樣的複合語句，首行以關鍵字開始，以冒號:結束，該行之後的一行或多行程式碼構成程式碼組。

我們將首行及後面的程式碼組稱為一個子句(clause)。

print 輸出

print 預設輸出是換行的，如果要實現不換行需要在變數末尾加上end=""或別的非換行符字串：

print('123') # 預設換行

print('123', end = "") # 不換行

import 與 from…import

在 Python 用 import 或者 from...import 來匯入相應的模組。

將整個模組匯入，格式為：import module_name

從某個模組中匯入某個函式,格式為：from module_name import func1

從某個模組中匯入多個函式,格式為：from module_name import func1, func2, func3

將某個模組中的全部函式匯入，格式為：from module_name import *

Python 運算子

算術運算子

比較運算子

賦值運算子

位運算子

邏輯運算子

成員運算子

身份運算子

運算子優先順序

具有相同優先順序的運算子將從左至右的方式依次進行。用小括號()可以改變運算順序。

Python 變數

變數在使用前必須先”定義”（即賦予變數一個值），否則會報錯（如下圖）：

>>> name

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

NameError: name 'name' is not defined

Python 資料型別

布林(bool)

只有 True 和 False 兩個值，表示真或假。

數字(number)

整型(int)

整數值，可正數亦可複數，無小數。 3.x 整型是沒有限制大小的，可以當作 Long 型別使用，所以 3.x 沒有 2.x 的 Long 型別。

浮點型(float)

浮點型由整數部分與小數部分組成，浮點型也可以使用科學計數法表示（2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250）

複數(complex)

複數由實數部分和虛數部分構成，可以用a + bj，或者complex(a,b)表示，複數的實部 a 和虛部 b 都是浮點型。

數字運算

不同型別的數字混合運算時會將整數轉換為浮點數

在不同的機器上浮點運算的結果可能會不一樣

在整數除法中，除法 / 總是返回一個浮點數，如果只想得到整數的結果，丟棄可能的分數部分，可以使用運算子 //。

// 得到的並不一定是整數型別的數，它與分母分子的資料型別有關係

在互動模式中，最後被輸出的表示式結果被賦值給變數 _，_ 是個只讀變數

數學函式

注：以下函式的使用，需先匯入 math 包。

隨機數函式

注：以下函式的使用，需先匯入 random 包。

三角函式

注：以下函式的使用，需先匯入 math 包。

數學常量

字串(string)

單引號和雙引號使用完全相同

使用三引號('''或""")可以指定一個多行字串

轉義符(反斜槓)可以用來轉義，使用r可以讓反斜槓不發生轉義，如r"this is a line with "，則會顯示，並不是換行

按字面意義級聯字串，如"this " "is " "string"會被自動轉換為this is string

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字串可以用 + 運算子連線在一起，用 * 運算子重複

字串有兩種索引方式，從左往右以 0 開始，從右往左以 -1 開始

字串不能改變

沒有單獨的字元型別，一個字元就是長度為 1 的字串

字串的擷取的語法格式如下：變數[頭下標:尾下標]

轉義字元

字串運算子

字串格式化

在 Python 中，字串格式化不是 sprintf 函式，而是用 % 符號。例如：

print("我叫%s， 今年 %d 歲！" % ('小明', 10))

// 輸出:

我叫小明， 今年 10 歲！

格式化符號:

輔助指令：

Python 2.6 開始，新增了一種格式化字串的函式 str.format()，它增強了字串格式化的功能。

多行字串

用三引號(''' 或 """)包裹字串內容

多行字串內容支援轉義符，用法與單雙引號一樣

三引號包裹的內容，有變數接收或操作即字串，否則就是多行註釋

例項：

string = '''

print(math.fabs(-10))

print(random.choice(li))

'''

print(string)

輸出：

print( math.fabs(-10))

print(

random.choice(li))

Unicode

在 2.x 中，普通字串是以 8 位 ASCII 碼進行儲存的，而 Unicode 字串則儲存為 16 位 Unicode 字串，這樣能夠表示更多的字符集。使用的語法是在字串前面加上字首 u。

在 3.x 中，所有的字串都是 Unicode 字串。

字串函式

位元組(bytes)

在 3.x 中，字串和二進位制資料完全區分開。文字總是 Unicode，由 str 型別表示，二進位制資料則由 bytes 型別表示。Python 3 不會以任意隱式的方式混用 str 和 bytes，你不能拼接字串和位元組流，也無法在位元組流裡搜尋字串（反之亦然），也不能將字串傳入引數為位元組流的函式（反之亦然）。

bytes 型別與 str 型別，二者的方法僅有 encode() 和 decode() 不同。

bytes 型別資料需在常規的 str 型別前加個 b 以示區分，例如 b'abc'。

只有在需要將 str 編碼(encode)成 bytes 的時候，比如：通過網路傳輸資料；或者需要將 bytes 解碼(decode)成 str 的時候，我們才會關注 str 和 bytes 的區別。

bytes 轉 str：

b'abc'.decode()

str(b'abc')

str(b'abc', encoding='utf-8')

str 轉 bytes：

'中國'.encode()

bytes('中國', encoding='utf-8')

列表(list)

列表是一種無序的、可重複的資料序列，可以隨時新增、刪除其中的元素。

列表頁的每個元素都分配一個數字索引，從 0 開始

列表使用方括號建立，使用逗號分隔元素

列表元素值可以是任意型別，包括變數

使用方括號對列表進行元素訪問、切片、修改、刪除等操作，開閉合區間為[)形式

列表的元素訪問可以巢狀

方括號內可以是任意表示式

建立列表

hello = (1, 2, 3)

li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]

訪問元素

li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3)]

print(li[3]) # (1, 3)

print(li[-2]) # [3, 'a']

切片訪問

格式: list_name[begin:end:step] begin 表示起始位置(預設為0)，end 表示結束位置(預設為最後一個元素)，step 表示步長(預設為1)

hello = (1, 2, 3)

li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]

print(li) # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]

print(li[1:2]) # ['2']

print(li[:2]) # [1, '2']

print(li[:]) # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]

print(li[2:]) # [[3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]

print(li[1:-1:2]) # ['2', (1, 3)]

訪問內嵌 list 的元素：

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ['a', 'b', 'c']]

print(li[1:-1:2][1:3]) # (3, 5)

print(li[-1][1:3]) # ['b', 'c']

print(li[-1][1]) # b

修改列表

通過使用方括號，可以非常靈活的對列表的元素進行修改、替換、刪除等操作。

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

li[len(li) - 2] = 22 # 修改 [0, 1, 2, 22, 4, 5]

li[3] = 33 # 修改 [0, 1, 2, 33, 4, 5]

li[1:-1] = [9, 9] # 替換 [0, 9, 9, 5]

li[1:-1] = [] # 刪除 [0, 5]

刪除元素

可以用 del 語句來刪除列表的指定範圍的元素。

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

del li[3] # [0, 1, 2, 4, 5]

del li[2:-1] # [0, 1, 5]

列表操作符

+ 用於合併列表

* 用於重複列表元素

in 用於判斷元素是否存在於列表中

for ... in ... 用於遍歷列表元素

[1, 2, 3] + [3, 4, 5] # [1, 2, 3, 3, 4, 5]

[1, 2, 3] * 2 # [1, 2, 3, 1, 2, 3]

3 in [1, 2, 3] # True

for x in [1, 2, 3]: print(x) # 1 2 3

列表函式

len(list) 列表元素個數

max(list) 列表元素中的最大值

min(list) 列表元素中的最小值

list(seq) 將元組轉換為列表

li = [0, 1, 5]

max(li) # 5

len(li) # 3

注: 對列表使用 max/min 函式，2.x 中對元素值型別無要求，3.x 則要求元素值型別必須一致。

列表方法

list.append(obj)

在列表末尾新增新的物件

list.count(obj)

返回元素在列表中出現的次數

list.extend(seq)

在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值

list.index(obj)

返回查詢物件的索引位置，如果沒有找到物件則丟擲異常

list.insert(index, obj)

將指定物件插入列表的指定位置

list.pop([index=-1]])

移除列表中的一個元素（預設最後一個元素），並且返回該元素的值

list.remove(obj)

移除列表中某個值的第一個匹配項

list.reverse()

反向排序列表的元素

list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)

對原列表進行排序，如果指定引數，則使用比較函式指定的比較函式

list.clear()

清空列表 還可以使用 del list[:]、li = [] 等方式實現

list.copy()

複製列表 預設使用等號賦值給另一個變數，實際上是引用列表變數。如果要實現

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列表推導式

列表推導式提供了從序列建立列表的簡單途徑。通常應用程式將一些操作應用於某個序列的每個元素，用其獲得的結果作為生成新列表的元素，或者根據確定的判定條件建立子序列。

每個列表推導式都在 for 之後跟一個表示式，然後有零到多個 for 或 if 子句。返回結果是一個根據表達從其後的 for 和 if 上下文環境中生成出來的列表。如果希望表示式推匯出一個元組，就必須使用括號。

將列表中每個數值乘三，獲得一個新的列表：

vec = [2, 4, 6]

[(x, x**2) for x in vec]

# [(2, 4), (4, 16), (6, 36)]

對序列裡每一個元素逐個呼叫某方法：

freshfruit = [' banana', ' loganberry ', 'passion fruit ']

[weapon.strip() for weapon in freshfruit]

# ['banana', 'loganberry', 'passion fruit']

用 if 子句作為過濾器：

vec = [2, 4, 6]

[3*x for x in vec if x > 3]

# [12, 18]

vec1 = [2, 4, 6]

vec2 = [4, 3, -9]

[x*y for x in vec1 for y in vec2]

# [8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54]

[vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))]

# [8, 12, -54]

列表巢狀解析：

matrix = [

[1, 2, 3],

[4, 5, 6],

[7, 8, 9],

]

new_matrix = [[row[i] for row in matrix] for i in range(len(matrix[0]))]

print(new_matrix)

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

元組(tuple)

元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改

元組使用小括號，列表使用方括號

元組建立很簡單，只需要在括號中新增元素，並使用逗號隔開即可

沒有 append()，insert() 這樣進行修改的方法，其他方法都與列表一樣

字典中的鍵必須是唯一的同時不可變的，值則沒有限制

元組中只包含一個元素時，需要在元素後面新增逗號，否則括號會被當作運算子使用

訪問元組

訪問元組的方式與列表是一致的。 元組的元素可以直接賦值給多個變數，但變數數必須與元素數量一致。

a, b, c = (1, 2, 3)

print(a, b, c)

組合元組

元組中的元素值是不允許修改的，但我們可以對元組進行連線組合

tup1 = (12, 34.56);

tup2 = ('abc', 'xyz')

tup3 = tup1 + tup2;

print (tup3)

# (12, 34.56, 'abc', 'xyz')

刪除元組

元組中的元素值是不允許刪除的，但我們可以使用 del 語句來刪除整個元組

元組函式

len(tuple) 元組元素個數

max(tuple) 元組元素中的最大值

min(tuple) 元組元素中的最小值

tuple(tuple) 將列表轉換為元組

元組推導式

t = 1, 2, 3

print(t)

# (1, 2, 3)

u = t, (3, 4, 5)

print(u)

# ((1, 2, 3), (3, 4, 5))

字典(dict)

字典是另一種可變容器模型，可儲存任意型別物件

字典的每個鍵值(key=>value)對用冒號(:)分割，每個對之間用逗號(,)分割，整個字典包括在花括號({})中

鍵必須是唯一的，但值則不必

值可以是任意資料型別

鍵必須是不可變的，例如：數字、字串、元組可以，但列表就不行

如果用字典裡沒有的鍵訪問資料，會報錯

字典的元素沒有順序，不能通過下標引用元素，通過鍵來引用

字典內部存放的順序和 key 放入的順序是沒有關係的

格式如下:

d = {key1 : value1, key2 : value2 }

訪問字典

dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}

print(dis['b'][2])

修改字典

dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}}

dis[9]['name'] = 999

print(dis)

# {'a': 1, 9: {'name': 999}, 'b': [1, 2, 3]}

刪除字典

用 del 語句刪除字典或字典的元素。

dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}}

del dis[9]['name']

print(dis)

del dis # 刪除字典

# {'a': 1, 9: {}, 'b': [1, 2, 3]}

字典函式

len(dict) 計算字典元素個數，即鍵的總數

str(dict) 輸出字典，以可列印的字串表示

type(variable) 返回輸入的變數型別，如果變數是字典就返回字典型別

key in dict 判斷鍵是否存在於字典中

字典方法

dict.clear()

刪除字典內所有元素

dict.copy()

返回一個字典的淺複製

dict.fromkeys(seq[, value])

建立一個新字典，以序列 seq 中元素做字典的鍵，value 為字典所有鍵對應的初始值

dict.get(key, default=None)

返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回預設值

dict.items()

以列表形式返回可遍歷的(鍵, 值)元組陣列

dict.keys()

以列表返回一個字典所有的鍵

dict.values()

以列表返回字典中的所有值

dict.setdefault(key, default=None)

如果 key 在字典中，返回對應的值。如果不在字典中，則插入 key 及設定的預設值 default，並返回 default ，default 預設值為 None。

dict.update(dict2)

把字典引數 dict2 的鍵/值對更新到字典 dict 裡

dic1 = {'a': 'a'}

dic2 = {9: 9, 'a': 'b'}

dic1.update(dic2)

print(dic1)

# {'a': 'b', 9: 9}

dict.pop(key[,default])

刪除字典給定鍵 key 所對應的值，返回值為被刪除的值。key 值必須給出，否則返回 default 值。

dict.popitem()

隨機返回並刪除字典中的一對鍵和值(一般刪除末尾對)

字典推導式

建構函式 dict() 直接從鍵值對元組列表中構建字典。如果有固定的模式，列表推導式指定特定的鍵值對：

>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])

{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

此外，字典推導可以用來建立任意鍵和值的表示式詞典：

>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}

{2: 4, 4: 16, 6: 36}

如果關鍵字只是簡單的字串，使用關鍵字引數指定鍵值對有時候更方便：

>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)

{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

集合(set)

集合是一個無序不重複元素的序列

建立集合

可以使用大括號 {} 或者 set() 函式建立集合

建立一個空集合必須用 set() 而不是 {}，因為 {} 是用來建立一個空字典

set(value) 方式建立集合，value 可以是字串、列表、元組、字典等序列型別

建立、新增、修改等操作，集合會自動去重

{1, 2, 1, 3} # {} {1, 2, 3}

set('12345') # 字串 {'3', '5', '4', '2', '1'}

set([1, 'a', 23.4]) # 列表 {1, 'a', 23.4}

set((1, 'a', 23.4)) # 元組 {1, 'a', 23.4}

set({1:1, 'b': 9}) # 字典 {1, 'b'}

新增元素

將元素 val 新增到集合 set 中，如果元素已存在，則不進行任何操作：

set.add(val)

也可以用 update 方法批量新增元素，引數可以是列表，元組，字典等：

set.update(list1, list2,...)

移除元素

如果存在元素 val 則移除，不存在就報錯：

set.remove(val)

如果存在元素 val 則移除，不存在也不會報錯：

set.discard(val)

隨機移除一個元素：

set.pop()

元素個數

與其他序列一樣，可以用 len(set) 獲取集合的元素個數。

清空集合

set.clear()

set = set()

判斷元素是否存在

val in set

其他方法

set.copy()

複製集合

set.difference(set2)

求差集，在 set 中卻不在 set2 中

set.intersection(set2)

求交集，同時存在於 set 和 set2 中

set.union(set2)

求並集，所有 set 和 set2 的元素

set.symmetric_difference(set2)

求對稱差集，不同時出現在兩個集合中的元素

set.isdisjoint(set2)

如果兩個集合沒有相同的元素，返回 True

set.issubset(set2)

如果 set 是 set2 的一個子集，返回 True

set.issuperset(set2)

如果 set 是 set2 的一個超集，返回 True

集合計算

a = set('abracadabra')

b = set('alacazam')

print(a) # a 中唯一的字母

# {'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}

print(a - b) # 在 a 中的字母，但不在 b 中

# {'r', 'd', 'b'}

print(a | b) # 在 a 或 b 中的字母

# {'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

print(a & b) # 在 a 和 b 中都有的字母

# {'a', 'c'}

print(a ^ b) # 在 a 或 b 中的字母，但不同時在 a 和 b 中

# {'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

集合推導式

a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}

print(a)

# {'d', 'r'}

命名規範

好了，到最後了，我們來看看Python語言的命名規範吧--來自Python 之父 Guido 的推薦

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