Python学习-2021/3/8

安装

  1. Python

  2. Visual Studio Code文本编辑器（VSC编辑器）

课程1：Hello Python

  1. 在VSC编辑器中新建Hello.py文件；

  2. windows中的命令提示符（cmd）中执行.py文件：注意路径。转换盘符，直接输入D: E:等，之后利用cd进入存储.py文件的文件夹路径。最后运行python Hello.py文件；

  3. cmd是直接运行.py文件 给出最后的结果。而python的交互模式（可通过‘开始’找到）更适用于每行代码运行编译。

  4. 注意把存有.py文件的文件夹路径添加到VSC工作空间（workspace）

  5. print('1','2','3')可以同时输出多个字符串，遇到‘,’输出一个空格

  6. 输入：name = input() 之后可以键盘输入 Jie 给name变量

#class 1
print('Hello, Python')
name = input()
print(name)

课程2：Python语法

  1. Python代码是缩进式的，因此复制粘贴可能容易出问题

  2. 数据类型：整数，10_000=10000`；**浮点数**用科学计数法，`1.2e3=1200,1.2e-3=0.0012`；**字符串**，`'I am OK', "I'm OK", 'I\'m \"OK\"'

  3. 转义字符''：'\n'换行，'\'续写（三引号可以续写字符串），'\t'制表符，r' '表示字符串' '内不转义

  4. 布尔值'True''False'：注意大小写；可以用'and' 'or' 'not'进行与或非运算

  5. 变量：静态语言（赋予变量类型）与动态语言（可以多次赋予不同类型值）

  6. 加减乘除：

    • '//'地板除法，10//3=3;1//3=0；
    • 取余，``10%3=1`；
    • 幂函数，**pow**(3,2) =3\**2=9;
    • 除法曲余，**divmod**(15,6) = (2,3)；
    • 字符串相加，'Jie'+'Xu' = 'JieXu'

  7. Python3是用Unicode编码的因此其支持多语言字符串'讲真的a！'；ord()把字符转变为编码，chr()把编码识别成对应字符

  8. 字符串内格式化：'%s'字符串替换，'%d'整数替换，

    a = 'Hi, %s' %'world'
print(a)  #Hi,world
a = '%d %%' % 7  
print(a)  #7%

  9. f-string:

    r=2.5
s=3.15*r**2
print(f'The area of a circle with radius {r} is {s:.2f}')
#The area of a circle with radius 2.5 is 19.69

  10. 数据类型：List、Tuple、Dict、Set

    • List：有序表'[...]'

      • classmates = ['01','02','03',12,'ola',1.1,None];元素类型可以多样

      • **len**(classmates)=7

      • 索引是从0开始：classmates[0]='01';classmates[-1]='03'—倒数第一个

      • 添加元素：classmates.**append**('04')，添加到list的末尾

      • 插入元素到指定位置：classmates.**insert**(1,'002')-->['01','002','02' ....]

      • 删除特定位置元素：classmates.**pop**(1)

      • 替换list中特定位置元素可以直接赋值：classmates[1]='02'

      • list中可以内嵌另一个list：a = ['01','02','03'];b = ['05',a]；则'01' = a[0]同样'01' = b[1][0]

        #list
classmates = ['01','02','03'];
classmates.pop(1)
classmates.insert(1,'002')
classmates.append('04')
classmates[1]='02'
print(classmates)
print(len(classmates))
print(classmates[0])
classmate = ['05',classmates]
print(classmates[0] == classmate[1][0])

    • Tuple：元组'(...)'

      • classmates = ('01','02',['03','04'])

      • tuple中元素的指向不变，元组中的数据指向的序号不变，因此不可更改（结构不可更改），但是list可以是tuple的一个元素，而list内的数据是可以赋值的

      • tuple没有.append();.insert();.pop()方法

      • tuple更为安全，尽量使用tuple代替list

    • Dict：字典'{...}'（键值对key-value存储）

      • 特点：查找速度快！以空间换时间！
      • score = {'a':60,'b':90}-->a的成绩=score['a']
      • 添加键值对：``score['c']=85`-->c的成绩=score['c']=85
      • 多次添加value给同一个key只能保留最后一次赋值的值：score['c']=85;score['c']=83;score['c']=80;-->c的成绩=score['c']=80
      • 判断key是否存在于dict中：可以用in判断 'd' in score；也可以用get()方法，print(score.get('d'))-->None表示不存在对应的键对；print(score.get('c'))-->80；get()方法也可以score.get('d',70)-->70但无法对已存在于dict中的键值对作用，score.get('c',70)-->80
      • dict中key通常为整数或者字符串，因为要求不可变所以list不行

    • Set：无序不重复的集合'([...])' 需提供一个list作为输入 是一组key的集合但是不存储value

      1. number = set([1,2,3])-->{1,2,3};number = set([1,2,2,4,3,3])-->{1,2,3,4}；
      2. 添加key：number.add(5)
      3. 删除key：number.remove(5)
      4. 两个set之间可以进行交集并集处理：交集，number & numbers；并集，number | numbers
      5. set中的key也是不可变的，因此同样不能是List。
      6. set与dict中可以用不包含list的tuple（如(1,2,3)）作为key，但是成分中包含list的（如(1,[2,3])）不可

  11. 判断语句：if ;elif ;else

    age = input()
A = int(age)
if A < 20:
    print('小年轻！')
elif A < 30:
    print('不小了！')
else:
    print('0.0！')

  12. 循环

    • for-in循环

      #for in
ages = [1,2,3,4,5]
for age in ages:
    print(age)
sum = 0
for age in ages:
    sum = sum+age
print(sum)

* `range(101)`：生成0-100的序列,`list(range(101))`：变成有序表

* **while循环**

  ```python
  ages = list(range(11))
  a=0
  while ages[a]<=10:
      print(ages[a])
      a+=1 
  ```

* **break：结束循环**

  ```python
  ages = [1,2,5,4,6,15,26,14]
  a = 0
  while ages[a]<=100:
      print(ages[a])
      if a >= 5:
          print('END')
          break
      a = a+1
  ```

* **continue：跳过当前循环进入下一次循环**

  ```python
  num = range(11)
  a = 0
  while num[a]<10:
      a = a+1
      if num[a]%2 == 0:
          continue
      print(num[a])
  ```

  死循环可用Ctrl+c退出；注释代码块可用三个单引号或者三个双引号，即'''代码块'''或者"""代码块"""；单行代码块注释用'#'

课程3：函数

  1. 函数是一种代码抽象的方式，可以让程序员更加关注结果而不是底层计算过程

  2. Python内置函数：具体函数参考Built-in Functions

  3. 运算函数：abs()；max()；min()

  4. 数据类型转换函数：str()；int()；float()；bool(x)（只有当x为false或者忽略/空时返回false）

  5. 可以把函数名赋予一个变量，之后直接调用这个别名即可。p = print;p('Hello')-->Hello

  6. 定义新函数

    • def function_1(parameter1,2,3...): 以return结束函数的运行

    • 没想好具体怎么写函数 可以用pass代替return 防止程序运行不出错

    • 定义的函数可以同时返回多个值，因为Python函数返回值类型是一个tuple，只是代码中省略了'()'

    • 导入包，后续可以使用包里的函数：如import math

      def my_func1(a):
    pass

def my_func2(b):
    if b >= 0:
        return b, 0
    else:
        return 0
p = print
p(my_func2(2))
p(my_func2(-2))

  7. 函数的参数

    • 定义函数时参数可以定义明确的数量，通常是按照顺序取入参数值（即取入位置参数），也可以定义一些默认参数

    • 设置默认参数后，调用函数时，参数输入如果是乱序的需要注意添加参数名赋值my_func3(n=3,a=2)

    • 可变参数：参数可变的函数可以将输入的参数需要封装在一个list或者tuple中实现，同样也可以在参数前加入*实现。如果想将一个list或者tuple作为参数传入这个可变参数的函数，只需在调用时在list和tuple前加上*即可。可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。

      def my_func4(numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum+n*n
    return sum
print(my_func4([1,2,3,4]))

def my_func5(*numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum+n*n
    return sum
print(my_func5(1,2,3,4))
print(my_func5(*[1,2,3,4]))
print(my_func5(*(1,2,3,4)))

    • 关键字参数：关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。传入的city='Beijing'被组装成了一个dict；而单独的dict可以直接用加的方式调用；关键字参数后不能再添加参数，不然会报错**

      def person(name,age,**x):
    print('name:',name,'age:',age,'other:',x)

person('xj',12,city='Beijing')
a = {'city':'Beijing','gender':'男'}
person('xj',12,city=a['city'],gender=a['gender'])
person('xj',12,**a)

    • 命名关键字参数：函数参数中'*,'后参数为关键字参数，如果没有输入对应的关键字参数则Python会报错提醒；命名关键字参数必须传入参数名，否则会报错；如果函数定义中已经有了一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了；命名关键字参数可以有默认值（city='Beijing'）

      def person3(name,age,*x,city='Beijing',gender):
    print(name,age,x,city,gender)
person3('a',12,*['teacher'],gender='男')

    • 参数组合：在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数，这5种参数都可以组合使用。但是请注意，参数定义的顺序必须是：必选参数（位置参数）、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数

      def f1(a,b,c=0,*d,**e):
    print('a=',a,'b=',b,'c=',c,'d=',d,'e=',e)

    • 递归函数：汉诺塔问题，将n个盘从a搬到b

      def move(n,a,b,c):
    if n==1:
        print(a,'-->',b)
    else:
        move(n-1,a,c,b)
        print(a,'-->',b)
        move(n-1,c,b,a)

课程4：高级特性

  1. 切片：Slice

    • names = [...,'a','b','c','d']；names[n:N]指取names中的序号为n到N-1的值总共N-n（n,N>0正序）或者N-n+1（n,N<0反序）个量；names[0:2] == names[:2]

    • 也可以按倒序切片：names[-2:]-->['c','d']

    • 间隔取数，names[::n]：所有数每n个取1个；names[:10:2]：前十个数每2个取1个

    • tuple和字符串都可以进行切片，切片后都是相应的类型

    • 字符串s=''时s[0]、s[-1]都会报错，但是可以通过s[:1]和s[-1:]return自身

      names = ['a','b','c','d']
print(names[1:3])
numbers = list(range(101))
a = numbers[::5]
num_tup = tuple(range(11))
b = num_tup[-5:]
num_str = '0123456789'
a = num_str[0:5]

  2. 迭代：Iteration

    • Python迭代是通过for...in...实现的，相较于java的下标控制迭代更加抽象

    • list,tuple,dict,set,string都可以迭代。其中dict默认迭代key，value迭代可以使用num.values()，同时迭代key,value使用num.items()，且dict迭代结果顺序很可能不一样。

    • 如何判断一个对象是可迭代对象呢？方法是通过collections.abc模块的Iterable类型判断

    • enumerate函数把list变成序号-元素对，使得在for循环中可以同时迭代序号及元素数据

      num1 = [1,2,3,4,5]
num2 = (1,2,3,4,5)
num3 = {'a':1,'b':2,'c':3}
num4 = set([1,2,3,4])
num5 = 'abc123'
print(num1,num2,num3,num4,num5)

for a in num1:#list
    print(a)
for a,b in enumerate(num1):
    print(a,b)  
for a in num2:#tuple
    print(a)
for a in num3:#dict: key
    print(a)
for a in num3.values():#dict: value
    print(a)
for a,b in num3.items():#dict: key,value
    print(a,b)
for a in num4:#set
    print(a)
for a in num5:#string
    print(a)
#判断数据是否可以迭代
from collections.abc import Iterable
print(isinstance('ab',Iterable))
print(isinstance(12,Iterable))
print(isinstance([1,2],Iterable))
#for循环中同时迭代两个变量
num7 = [(1,2),(3,4),(5,6)]
for a,b in num7:
    print(a,b)

  3. 列表生成式

  • 它是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式

  • 在list内部使用for循环，dict类型的可以同时迭代两个变量来生成list；dic1 = [m+'='+str(n) for m,n in d.items()]；字符串可以同时大小写用lower()和upper()函数

  • if...else...放在for循环前面，是对list元素的判定及操作；注意与for循环后面的if判定（对循环内主体的判定）区分；前者相当于对数学函数中的结果的处理（根据x的判定），后者相当于对数学函数定义域的处理

    L1 = [x*x for x in range(1,11)]
L2 = [x*x for x in range(1,11) if x%2==0]
L3 = [x*x if x%2==0 else -x*x for x in range(1,11)]
L4 = [x+y for x in range(1,11) for y in range(2,12)]
print(L1)
print(L2)
print(L3)
print(len(L4))

import os
dir1 = [d for d in os.listdir('.')]#列出当前文件夹下的文件和目录
print(dir1)

d={'x':1.'y':2}
dic1 = [m+'='+str(n) for m,n in d.items()]
dic2 = [m+'='+str(n).upper() for m,n in d.items()]
print(dic1)
print(dic2)
  1. 生成器：如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator

  • 把列表生成式中的'[]'改成'()'即可

  • 生成器保存的是一种算法 而不是具体的数据

  • 一个个打印生成的list用next()函数，g=(x*x for x in range(0,11)); print(next(g));print(next(g))

  • for循环输出g中的数据，因为generator也是可迭代的；for x in g:...

  • 复杂函数不能直接用'()'定义出来的话就需要重新定义一个generator函数，关键词用'yield'代替普通函数中的'return'

  • 函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

    #生成器generator
g = (x*x for x in range(0,11))
print(next(g))
for x in g:
    print(x)
    
#generator函数
def fib(x):
    n,a,b = 0,0,1
    while n<x:
        yield(b)
        a,b = b, a+b
        n = n+1
for x in fib(6):
    print(x)
    
#10行杨辉三角
def triangles():
    n = [1]
    x = 0
    while True:
        yield n[:]#返回此刻n的全部值后续对n的操作不影响返回值
        n.append(0)
        n = [n[i]+n[i-1] for i in range(len(n))]
        x = x+1
        if x==10:
            break

results = []
for x in triangles():
    results.append(x)

for y in results:
    print(y)
  1. 迭代器

  • list tuple dict set str包括generator生成器及包含yield语句的函数都是可迭代的（Iterable）或者说可以在for循环中使用的对象类型都是Iterable的；from collections.abc import Iterable;isinstance([],Iterable);-->True

  • 生成器不但可以作用于for循环，还可以被next()函数不断调用并返回下一个值，直到最后抛出StopIteration错误表示无法继续返回下一个值了。可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器：Iterator。可以使用isinstance判断一个对象是否是Iterator对象

  • list tuple str等类型可以通过Iterator包中iter()函数转为迭代器

  • for循环--迭代性Iterable next()---迭代器

    #迭代器
from collections.abc import Iterable,Iterator
isinstance('abc',Iterable)
print(isinstance(iter('abc'),Iterator))
a = iter('abc')
while True:
    try:
        print(next(a))
    except StopIteration:   #遇到停止迭代则跳出循环
        break
  1. 高阶函数

  • 函数本身可以赋值给变量：f = abs;

  • 函数作为变量传入另一个函数：def abc_a(x,y,f):#f可以是一个函数

    #高阶函数
f = abs
def num_cal(x,y,f):
    return x+f(y)
print(num_cal(1,-2,f))
  1. Python内置函数：map()和reduce()
  • map()接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable量（只能有一层迭代关系，L1 = ['ac','bd']这个不能直接作为输入，得使用L[0]/L[1]作为输入的Iterable量）；返回一个Iterator量
  • map()返回的量可以通过list把返回的Iterator直接生成列表
  • reduce()接收两个参数，将结果继续与序列的下一个元素做累积；from functools import reduce;
  • map可以作为reduce的第二输入参数
#map
from collections.abc import Iterable,Iterator
def f1(x):
    return x*x
map1 = map(f1,[1,2,3,4])
print(next(map1))
map2 = list(map1)#直接生成list
print(map2)
print(isinstance(map1,Iterable))
print(isinstance(map1,Iterator))
#map函数返回一个Iterator
L1 = list(map(str,[1,2,3,4]))
#将一个list中的数字转变成str然后再返回一个list
print(L1)
L2 = list(map(str.upper,['a','b']))
print(L2)

#reduce
from functools import reduce
def sum1(x,y):
    return x+y
Re1 = reduce(sum1,[1,2,3,4,5])#15
Re2 = reduce(sum1,['a','b'])#ab
print(Re1)
print(Re2)

def math1(x,y):
    return x*10+y
Re3 = reduce(math1,[1,3,5,7,9])#13579
print(Re3)

dict1 = {'0':0,'1':1,'2':2,'3':3,'4':4,'5':5,'6':6,'7':7,'8':8,'9':9}
def char2num(x):
    return dict1[x]

reduce(math1,map(char2num,'13579'))#'13579'-->13579
  1. filter

  • 和map()类似，filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的是，filter把传入的函数依次作用于每个元素，然后根据返回值True还是False决定保留还是丢弃该元素

  • filter返回的也是一个Iterator，同样可以用list(filter(f,a))的方式将其保留到一个list中

    #filter
def is_odd(x):
    return x%2==1
Od = filter(is_odd,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
print(list(Od))

#filter练习 输出1-1000中的回数 121 242 131等
def numb1():#全体整数1-1000
    n = 1
    while True:
        n = n+1
        yield n
        if n>=1000:
            break
def num_rev(x):#整数的倒序
    x1 = str(x)
    n = len(x1)
    x2 = 0
    for n1 in range(n):
        x2 = x2+int(x1[n1])*10**n1
    return x2

def is_palindrome(x):
    return x==num_rev(x)
L_fi = list(filter(is_palindrome,numb1()))
print(L_fi)
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