Python基础笔记

一、数据类型和变量

数据类型

Python3中有六个标准的数据类型：

  • Number(数字)：int、float、bool、complex(复数)
  • String(字符串)
  • List(列表)
  • Tuple(元组)
  • Set(集合)
  • Dictionary(字典)
    不可变数据:Number、String、Tuple。
    可变数据:List、Set、Dictionary。

布尔值可以用and、or和not运算。
and（和运算）：都为True，运算结果才为True。
or（或运算）：其中一个为True，运算结果就为True。
not（非运算）：是一个单目运算，把True变为False，False变为True：not True输出 False
注：字符串可以用'''...'''的格式表示多行。

变量

变量不仅可以是数字，也可以是任何数据类型。
变量名必须是大小写英文、数字和_的组合，且不能是数字开头。

image.png

同一个变量可以反复赋值，可以是不同类型的变量。

image.png

a = "abc"
python解释器做的事情：
1.在内存中创建了一个"abc"的字符串；
2.在内存中创建了一个名为a的变量，并指向'abc'。
把变量a赋值给另一个变量b：


image.png
常量

就是不能变的变量，例如数学常数Π。在Python中，通常全部大写的变量名表示常量：
PI = 2.14159265339
但PI仍然是一个变量

整数的除法为什么也是精确的。在Python中有两种触发，一种是/
/除法计算结果是浮点数，即使是两个整数恰好整除，结果也是浮点数。
还有一种是//,称为地板除，两个整数的除法仍然是整数，永远都整数，不管除不除得尽。所以要做精确除法使用/，因为//只取整数部分。
余数运算%

image.png

注：对于变量x = y是把x指向真正得对象，该对象是变量y所指向的。随后对变量y的赋值不影响变量x的指向。
Python的整数没有大小限制。Python的浮点数也没有大小限制，但是超出一定范围就直接表示为inf(无限大)

image.png

二、字符串和编码

字符编码

字符串是数据类型，但是字符串比较特殊的是有一个编码问题。

因为计算机只能处理数字，如果处理文本，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），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535，4个字节可以表示的最大整数是4294967295。

在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或需要传输的时候，就转换为UTF-8编码。
用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换成Unicode字符到内存中，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件。

Python的字符串

在最新的Python 3版本中，字符串是以Unicode编码的，也就是说，Python的字符串支持多语言。

获取字符码：
单个字符：ord()
例：
ord("A") #65
ord("中") #20013
把编码转换成对应的字符：chr()
例：
chr(20013) #中
str转bytes
由于Python的字符串类型是str,在内存中以Unicode表示，一个字符串对应若干个字节（bytes）。
所以对于bytes类型的数据自带b前缀的单引号或双引号表示：
x = b'ABC' "ABC"和b"ABC"是不一样的。

以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes，例如：

image.png

英文的str可以用ASCII编码为bytes，内容是一样的。含中文的str可以用UTF-8编码为bytes。含有中文的str无法用ASCII编码，会报错。
bytes转str
要把bytes变为str，就需要用decode()方法。如果bytes中包含无法解码的字节，decode()方法会报错。
如果bytes中只有一小部分无效的字节，可以传入errors='ignore'忽略错误的字节。

image.png

获取str的字符长度，可以用len()函数,也可以用来计算字节数。

image.png

Python的源代码是一个文本文件，所以在源码中包含中文的时候，在保存源码的时，就要指定UTF-8编码。在文件开头写这两句：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows会忽略这行注释。
第二行就是指定文件是UTF-8编码，否则在源码中方写的中文输可能会乱码。
格式化

  • %运算符
    %运算符用来格式化字符串。在字符串内部，%s表示用字符串替换，%d表示用整数替换，有几个%?占位符，后面就跟几个变量或者值，顺序要对应好。如果只有一个%?，括号可以省略。
    image.png

    常见占位符：
    image.png

    其中，格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数：
    image.png

不确定用什么，%s永远起作用，会把任何数据类型转换成字符串：

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

%是普通字符串，需要转义用%%表示

  • format()

另一种格式化字符串的方法是使用字符串的format()方法，它会用传入的参数依次替换字符串内的占位符{0}、{1}……，不过这种方式写起来比%要麻烦得多：

>>> 'Hello, {0}, 成绩提升了 {1:.1f}%'.format('小明', 17.125)
'Hello, 小明, 成绩提升了 17.1%'
  • f-string
    最后一种格式化字符串的方法是使用以f开头的字符串，称之为f-string，它和普通字符串不同之处在于，字符串如果包含{xxx}，就会以对应的变量替换：
>>> r = 2.5
>>> s = 3.14 * 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 19.62

上述代码中，{r}被变量r的值替换，{s:.2f}被变量s的值替换，并且:后面的.2f指定了格式化参数（即保留两位小数），因此，{s:.2f}的替换结果是19.62。
练习
小明的成绩从去年的72分提升到了今年的85分，请计算小明成绩提升的百分点，并用字符串格式化显示出'xx.x%'，只保留小数点后1位：

s1 = 72
s2 = 85
r = ???
print("xxx" % r)

解题：

s1 = 72
s2 = 85
r = (s2 - s1)/s1*100
print(r)
#%运算符
print("小明的成绩提高了 %.1f %%" % r)
#format
print("小明的成绩提高了 {0:.1f}%".format(r))
#f-string
print(f"小明的成绩提高了 {r:.1f} %")

三、list和tuple

list数组 []

list是一种有序集合，可以随时添加和删除其中的元素。

>>> classmates = ["xiaoming","xiaofang","xiaoli"]
>>> classmates
['xiaoming', 'xiaofang', 'xiaoli']
  • 获取元素个数 len() 
>>> len(classmates)
3
  • 通过索引来获取元素，可以是负数，-1就是最后一个，以此类推
>>> classmates[0]
'xiaoming'

索引超出范围会报错 IndexError

  • 添加元素 append() 
>>> classmates.append("xiaoxiao")
>>> classmates
['xiaoming', 'xiaofang', 'xiaoli', 'xiaoxiao']
  • 把元素插入指定位置 insert(索引,插入元素) 
>>> classmates.insert(0,"xiaoying")
>>> classmates
['xiaoying', 'xiaoming', 'xiaofang', 'xiaoli', 'xiaoxiao']
  • 删除末尾元素 pop() 
>>> classmates.pop()
'xiaoxiao'
>>> classmates
['xiaoying', 'xiaoming', 'xiaofang', 'xiaoli']
  • 删除指定位置的元素 pop(i) 
>>> classmates.pop(1)
'xiaoming'
>>> classmates
['xiaoying', 'xiaofang', 'xiaoli']
  • 重新赋值
>>> classmates[2] = "xiaoxiao"
>>> classmates
['xiaoying', 'xiaofang', 'xiaoxiao']
  • list的元素可以是不同数据类型，也可以是多维数组
>>> L = ["string",123,True]
tuple元组 ()

tuple和list非常相似，但是一旦初始化就不能修改，比如：

>>> classmates = ("xiaoying","xiaofang","xiaoxiao")

但是tuple的元素不能变了，没有append(),insert()这些方法。

  • tuple存在的意义？
    因为tuple不可变，所以代码更安全。所以能用tuple就不用list
  • 空的tuple
>>> t = ()
  • 定义一个元素的tuple
>>> t = (1)
>>> t
1

定义的不是tuple，是1这个数，因为括号既可以表示tuple，又可以表示数学公式的(),这就有歧义了。所以，Python规定，这种情况下，按小括号进行计算，所以结果是1。
所以定义tuple定义时必须加上一个逗号,，来消除歧义。

>>> t = (1,)
>>> t
(1,)
>>>
  • tuple的每个元素的指向不变
    即指向了'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本身时可变的！
>>> t = ("a","b",["A","B"])
>>> t[2][0] = "X"
>>> t[2][1] = "Y"
>>> t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

练习
请用索引取出下面的list的指定元素：

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

L = [
    ['Apple', 'Google', 'Microsoft'],
    ['Java', 'Python', 'Ruby', 'PHP'],
    ['Adam', 'Bart', 'Lisa']
]
# 打印Apple:
print(?)
# 打印Python:
print(?)
# 打印Lisa:
print(?)

解答：

print(L[0][0])
print(L[1][1])
print(L[2][-1])

四、条件判断

  • if else else if(缩写elif)
    注意有冒号 :
    语法：
if <条件判断1>:
   <执行1>
elif <条件判断2>:
   <执行2>
elif <条件判断3>:
   <执行3>
else:
   <执行4>

例：

age = 3
if age >= 18:
    print("adult")
elif age >= 6:
    print("teenager")
else:
    print("kid")
  • 结合输入input()
    input()返回的数据类型是str，str不能和整数比较，必须先转化成整数。
    int()函数，将其他类型转换成整数，转换之后就只能输入整数了，不然会报错。
age = 3
if age >= 18:
    print("adult")
elif age >= 6:
    print("teenager")
else:
    print("kid")
s = input("生日：")
birth = int(s)
if birth < 2000:
    print("00前")
else:
    print("00后")

练习
小明身高1.75，体重80.5kg。请根据BMI公式（体重除以身高的平方）帮小明计算他的BMI指数，并根据BMI指数：

低于18.5：过轻
18.5-25：正常
25-28：过重
28-32：肥胖
高于32：严重肥胖

用 if-elif判断并打印结果：

height = 1.75
weight = 80.5
bmi = ???
if ???:
    pass

解答：

height = 1.75
weight = 80.5
bmi = weight/height**2 #**n表示n次平方
if bmi < 18.5:
    print("过轻")
elif bmi <= 25:
    print("正常")
elif bmi <= 28:
    print("过重")
elif bmi <= 32:
    print("肥胖")
else:
    print("严重肥胖")

五、循环

  • for ... in循环
names = ["xiaoying","xiaofang","xiaoxiao"]
for name in names:
    print(name)

①循环相加

sum = 0 
for num in [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]:
    sum = sum + num
print(sum)

②通过range()函数生成整数序列,再用list()转换成list。

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

计算 1-100的整数相加：

sum = 0
for x in list(range(101)):
    sum = sum + x
print(sum)
  • while循环
    只要条件满足，就不断循环，条件不满足时就退出循环。
    计算100以内的奇数之和：
sum = 0
x = 99
while x > 0:
    sum = sum + x
    x = x - 2
print(sum)
  • 练习
    请利用循环依次对list中的每个名字打印Hello,xxx! 
L = ['Bart', 'Lisa', 'Adam']

解答：

L = ['Bart', 'Lisa', 'Adam']
for name in L:
    print("Hello,"+name+"!")
  • break提前退出循环
    打印1-100之间的1-10
n = 1
while n <= 100:
    if n > 10:  #当n>10的时候，就会退出循环
        break
    print(n)
    n = n + 1
  • continue 跳出当前循环，进入下一次循环
    打印 1-10之间的奇数
n = 0
while n < 10:
    n = n + 1
    if n % 2 == 0: #当n为偶数时
        continue
    print(n)

六、dict和set

dict字典

Python内置了字典：dict的支持，dict全称dictionary，在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度。
例：

>>> d = {"xiaoming":98,"xiaofang":78,"xiaoxiao":99}
>>> d["xiaoming"]
98
  • 写入值，通过key
>>> d["xiaoqian"] = 87
>>> d
{'xiaoming': 98, 'xiaofang': 78, 'xiaoxiao': 99, 'xiaoqian': 87}
  • 获取值
    如果key不存在的话会报错
>>> d["xiaoqian"]
87
  • 避免key不存在的错误
    ①通过in判断key是否存在
>>> "xiao" in d
False

②通过dict提供的get()方法，如果key不存在，就返回None(不会显示),或者自己指定的值

>>> d.get("xiao",-1)
-1
  • 删除key，pop(key) 
>>> d.pop("xiaoxiao")
99
>>> d
{'xiaoming': 98, 'xiaofang': 78, 'xiaoqian': 87}

注：dict存放的顺序可key放入的顺序没有关系。

和list比较，dict有以下几个特点：
1.查找的插入的速度快，不会随着key的增加而变慢；
2.占用空间小。浪费内存少。
所以dict是用空间来换取时间的一种方法。

注：dict的key必须是不可变对象。
因为dict根据key计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法（Hash）。

要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，可以放心地作为key。而list是可变的，就不能作为key：

set

set和dict相似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以在set中，没有重复的key。
要创建一个set，需要提供一个list作为输入集合：

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

注：传入的是[],显示的{}只是告诉你这个set内部有这几个元素，显示的顺序也不代表set是有序的。
重复的元素在set中自动过滤：

>>> s = set([1,2,4,5,7,8,2,5,7])
>>> s
{1, 2, 4, 5, 7, 8}
  • 添加元素 add(set) 
>>> s.add(9)
>>> s
{1, 2, 4, 5, 7, 8, 9}
  • 删除元素 remove(key)
>>> s.remove(9)
>>> s
{1, 2, 4, 5, 7, 8}

set可以看作是数学意义上的无序和无重复的集合，所以可以做交集、并集操作：

>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}

set和dict的原理是一样的，不可以放入可变对象，因为无法判断两个可变对象是否相等。也就无法保证set内部不会有重复元素，会报错。区别在于set没有存储对应的value。

  • 不可变对象
    str不可变对象，list可变对象。
    对可变对象进行操作，内容有可能会发生变化，而不可变对象是不会有改变的。
>>> a = ["c","b","a"]
>>> a.sort()
>>> a
['a', 'b', 'c']

>>> a = "abc"
>>> a.replace("a","A")
'Abc'
>>> a
'abc'
>>>

为什么a的值仍然是"abc"呢？
因为 a是变量，指向的是"abc"这个字符串对象。
而replace()方法作用在"abc"这个对象上会创建一个新的字符串"Abc"并返回，"abc"这个对象是不可变的，所以用另一个变量b赋值就让b指向"Abc"了。

>>> a = "abc"
>>> b = a.replace("a","A")
>>> a
'abc'
>>>b
'Abc'

结：
在dict中的key-value存储结构，选择不可变对象作为key很重要，最常用的key是字符串。

试一试把(1,2,3)和(1,[2,3])放入dict或set中，并解释结果。

>>> key = (1,2,3)
>>> d[key] = "a dict"
>>> d
{'xiaoming': 98, 'xiaofang': 78, 'xiaoqian': 87, (1, 2, 3): 'a dict'}
>>> key = (1,[2,3])
>>> d[key] = "a dict"
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

>>> s.add((1,2,3))
>>> s
{1, 2, 4, 5, 7, 8, (1, 2, 3)}
>>> s.add((1,[2,3]))
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

解释：
tuple是不可变对象，list是可变对象，在set和dict中都不可以放入可变对象，因为无法判断两个可变对象是否相等，无法判断key是否是唯一的了。

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 226,828评论 6赞 526
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 97,669评论 3赞 412
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 174,467评论 0赞 373
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 62,238评论 1赞 306
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 71,039评论 6赞 405
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 54,561评论 1赞 319
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 42,658评论 3赞 433
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 41,806评论 0赞 285
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 48,316评论 1赞 329
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 40,293评论 3赞 353
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 42,443评论 1赞 364
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 37,998评论 5赞 355
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 43,698评论 3赞 342
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 34,097评论 0赞 25
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 35,333评论 1赞 281
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 51,012评论 3赞 385
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 47,434评论 2赞 370