变量
在Python程序中,变量是用一个变量名表示,变量名必须是大小写英文、数字和下划线(_)的组合,且不能用数字开头,比如:
a = 1
变量a是一个整数。
t_007 = 'T007'
变量t_007是一个字符串。
在Python中,等号=是赋值语句,可以把任意数据类型赋值给变量,同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量,例如:
a = 123 # a是整数
print a
a = 'imooc' # a变为字符串
print a
这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言,与之对应的是静态语言。
静态语言在定义变量时必须指定变量类型,如果赋值的时候类型不匹配,就会报错。例如Java是静态语言.
字符串变量
字符串可以用''或者""括起来表示。
如果字符串本身包含'怎么办?比如我们要表示字符串 I'm OK ,这时,可以用" "括起来表示:
"I'm OK"
类似的,如果字符串包含",我们就可以用' '括起来表示:
'Learn "Python" '
如果字符串既包含'又包含"怎么办?
这个时候,就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”,Python字符串用\进行转义。
要表示字符串 Bob said "I'm OK".
由于 ' 和 " 会引起歧义,因此,我们在它前面插入一个\表示这是一个普通字符,不代表字符串的起始,因此,这个字符串又可以表示为
'Bob said \"I\'m OK\".'
常用的转义字符还有:
\n 表示换行
\t 表示一个制表符
\\ 表示 \ 字符本身
- raw字符串
在字符串前面加个前缀 r ,表示这是一个 raw 字符串,里面的字符就不需要转义了。
例如:
r'\(~_~)/ \(~_~)/'
但是r'...'表示法不能表示多行字符串,也不能表示包含'和 "的字符串
-多行字符串
可以用'''...'''表示:
'''Line 1
Line 2
Line 3'''
上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的:
'Line 1\nLine 2\nLine 3
还可以在多行字符串前面添加 r ,把这个多行字符串也变成一个raw字符串:
r'''Python is created by "Guido".
It is free and easy to learn.
Let's start learn Python in imooc!'''
Unicode字符串
因为计算机只能处理数字,如果要处理文本,就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),0 - 255被用来表示大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母 A 的编码是65,小写字母 z 的编码是122。
如果要表示中文,显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。
类似的,日文和韩文等其他语言也有这个问题。为了统一所有文字的编码,Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。
Python在后来添加了对Unicode的支持,以Unicode表示的字符串用u'...'表示,比如:
print u'中文'
中文
如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError,这是因为.py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释
# -*- coding: utf-8 -*-
目的是告诉Python解释器,用UTF-8编码读取源代码。然后用Notepad++ 另存为... 并选择UTF-8格式保存。
raw+多行:
ur'''Python的Unicode字符串支持"中文",
"日文",
"韩文"等多种语言'''
字符串切片
字符串 'xxx'和 Unicode字符串 u'xxx'也可以看成是一种list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:
>>> 'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
>>> 'ABCDEFG'[-3:]
'EFG'
>>> 'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'
在很多编程语言中,针对字符串提供了很多各种截取函数,其实目的就是对字符串切片。Python没有针对字符串的截取函数,只需要切片一个操作就可以完成,非常简单。
整数和浮点数
Python支持对整数和浮点数直接进行四则混合运算,运算规则和数学上的四则运算规则完全一致。
基本的运算:
1 + 2 + 3 # ==> 6
4 * 5 - 6 # ==> 14
7.5 / 8 + 2.1 # ==> 3.0375
和数学运算不同的地方是,Python的整数运算结果仍然是整数,浮点数运算结果仍然是浮点数:
1 + 2 # ==> 整数 3
1.0 + 2.0 # ==> 浮点数 3.0
#但是整数和浮点数混合运算的结果就变成浮点数了:
1 + 2.0 # ==> 浮点数 3.0
令很多初学者惊讶的是,Python的整数除法,即使除不尽,结果仍然是整数,余数直接被扔掉。不过,Python提供了一个求余的运算 % 可以计算余数:
11 % 4 # ==> 3
'''如果我们要计算 11 / 4 的精确结果,
按照“整数和浮点数混合运算的结果是浮点数”的法则,
把两个数中的一个变成浮点数再运算就没问题了:'''
11.0 / 4 # ==> 2.75
布尔类型
布尔类型只有True和False两种值,但是布尔类型有以下几种运算:
- 与运算:只有两个布尔值都为 True 时,计算结果才为 True。
True and True # ==> True
True and False # ==> False
False and True # ==> False
False and False # ==> False
- 或运算:只要有一个布尔值为 True,计算结果就是 True。
True or True # ==> True
True or False # ==> True
False or True # ==> True
False or False # ==> False
- 非运算:把True变为False,或者把False变为True:
not True # ==> False
not False # ==> True
布尔运算在计算机中用来做条件判断,根据计算结果为True或者False,计算机可以自动执行不同的后续代码。
短路计算
- 在计算 a and b 时,如果 a 是 False,则根据与运算法则,整个结果必定为 False,因此返回 a;如果 a 是 True,则整个计算结果必定取决与 b,因此返回 b。
- 在计算 a or b 时,如果 a 是 True,则根据或运算法则,整个计算结果必定为 True,因此返回 a;如果 a 是 False,则整个计算结果必定取决于 b,因此返回 b。
所以Python解释器在做布尔运算时,只要能提前确定计算结果,它就不会往后算了,直接返回结果。
List
Python内置的一种数据类型是列表:list。list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。
比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个list表示:
>>> ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
['Michael', 'Bob', 'Tracy']
list是数学意义上的有序集合,也就是说,list中的元素是按照顺序排列的。
构造list非常简单,按照上面的代码,直接用 [ ] 把list的所有元素都括起来,就是一个list对象。通常,我们会把list赋值给一个变量,这样,就可以通过变量来引用list:
由于Python是动态语言,所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型,我们完全可以在list中包含各种数据:
>>> L = ['Michael', 100, True]
- 索引访问list
list[i]
- 倒着数
print L[-1]
- 添加新元素
L.append() \ L.insert(n,' ')
- 删除元素
pop()
- 切片
>>> L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L[::2]
['Adam', 'Bart']#第三个参数表示每N个取一个,上面的 L[::2] 会每两个元素取出一个来,也就是隔一个取一个。
>>> L[-2:]['Bart', 'Paul']#同样支持倒数切片
dict
Python的 dict 就是专门干这件事的。用 dict 表示“名字”-“成绩”的查找表如下:
d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}
我们把名字称为key,对应的成绩称为value,dict就是通过 key 来查找 value。
花括号 {} 表示这是一个dict,然后按照 key: value, 写出来即可。最后一个 key: value 的逗号可以省略。
由于dict也是集合,len() 函数可以计算任意集合的大小:
>>> len(d)
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注意: 通过 key 访问 dict 的value,只要 key 存在,dict就返回对应的value。如果key不存在,会直接报错:KeyError。
要避免 KeyError 发生,有两个办法:
- 一是先判断一下 key 是否存在,用 in 操作符:
if 'Paul' in d:
print d['Paul'
- get 方法
二是使用dict本身提供的一个 get 方法,在Key不存在的时候,返回None:
>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None
替换元素
- 更新班级成员名单,我们可以先把Bart删掉,再把Paul添加进来。
- 另一个办法是直接用Paul把Bart给替换掉:
>>> L[2] = 'Paul'
>>> print LL = ['Adam', 'Lisa', 'Paul']
dict的特点
- 第一个特点是查找速度快,无论dict有10个元素还是10万个元素,查找速度都一样。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。不过dict的查找速度快不是没有代价的,dict的缺点是占用内存大,还会浪费很多内容,list正好相反,占用内存小,但是查找速度慢。 由于dict是按 key 查找,所以,在一个dict中,key不能重复。
- dict的第二个特点就是存储的key-value序对是没有顺序的!这和list不一样:
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59}
当我们试图打印这个dict时:
>>> print d`
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}
打印的顺序不一定是我们创建时的顺序,而且,不同的机器打印的顺序都可能不同,这说明dict内部是无序的,不能用dict存储有序的集合。
- 作为 key 的元素必须不可变,Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。
不可变这个限制仅作用于key,value是否可变无所谓:
{
'123': [1, 2, 3], # key 是 str,value是list
123: '123', # key 是 int,value 是 str
('a', 'b'): True # key 是 tuple,并且tuple的每个元素都是不可变对象,value是 boolean
}
遍历dict
由于dict也是一个集合,所以,遍历dict和遍历list类似,都可以通过 for 循环实现。
直接使用for循环可以遍历 dict 的 key:
>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> for key in d:
... print key
...
Lisa
Adam
Bart
set
dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系,dict的key是不能重复的。
有的时候,我们只想要 dict 的 key,不关心 key 对应的 value,目的就是保证这个集合的元素不会重复,这时,set就派上用场了。
set 持有一系列元素,这一点和 list 很像,但是set的元素没有重复,而且是无序的,这点和 dict 的 key很像。
创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list,list的元素将作为set的元素:
>>> s = set(['A', 'B', 'C'])
#可以查看 set 的内容:
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的,因为set内部存储的元素是无序的。
因为set不能包含重复的元素,所以,当我们传入包含重复元素的 list 会怎么样呢?
>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
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访问set访问
set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。
我们可以用 in 操作符判断:
Bart是该班的同学吗?
>>> 'Bart' in s
True
#Bill是该班的同学吗?
>>> 'Bill' in s
False
set的特点
- set的内部结构和dict很像,唯一区别是不存储value,因此,判断一个元素是否在set中速度很快。
- set存储的元素和dict的key类似,必须是不变对象,因此,任何可变对象是不能放入set中的。
- 最后,set存储的元素也是没有顺序的。
遍历set
直接使用 for 循环可以遍历 set 的元素:
>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
... print name
...
Lisa
Adam
Bart
更新set
由于set存储的是一组不重复的无序元素,因此,更新set主要做两件事:
一是把新的元素添加到set中,二是把已有元素从set中删除。
- 添加元素时,用set的add()方法:
>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])
- 删除set中的元素时,用set的remove()方法:
>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])
tuple
tuple是另一种有序的列表,中文翻译为“ 元组 ”。tuple 和 list 非常类似,但是,tuple一旦创建完毕,就不能修改了。
同样是表示班里同学的名称,用tuple表示如下:
>>> t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')
创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]。
现在,这个 t 就不能改变了,tuple没有 append()方法,也没有insert()和pop()方法。所以,新同学没法直接往 tuple 中添加,老同学想退出 tuple 也不行。
获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的,我们可以正常使用 t[0],t[-1]等索引方式访问元素,但是不能赋值成别的元素,不信可以试试:
单元素tuple
用()定义单元素的tuple有歧义,所以 Python 规定,单元素 tuple 要多加一个逗号“,”,这样就避免了歧义:
>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)
“可变”的tuple
我们来看一个“可变”的tuple:
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
注意到 t 有 3 个元素:'a','b'和一个list:['A', 'B']。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到:
>>> L = t[2]
然后,我们把list的两个元素改一改:
>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'
再看看tuple的内容:
>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])
tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以, tuple所谓的“不变”是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即指向'a',就不能改成指向'b',指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的!
理解了“指向不变”后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。