Python基礎(chǔ)

一、數(shù)據(jù)類型和變量

1.在Python中，等號=是賦值語句，可以把任意數(shù)據(jù)類型賦值給變量，同一個變量可以反復(fù)賦值，而且可以是不同類型的變量。

例如：

a =520# a是整數(shù)print(a)

a ='LOVE'# a變?yōu)樽址畃rint(a)

這種變量本身類型不固定的語言稱之為動態(tài)語言，與之對應(yīng)的是靜態(tài)語言。靜態(tài)語言在定義變量時必須指定變量類型，如果賦值的時候類型不匹配，就會報錯。例如Java是靜態(tài)語言，賦值語句如下(// 表示注釋)：

inta =520;// a是整數(shù)類型變量a ="LOVE";// 錯誤：不能把字符串賦給整型變量

和靜態(tài)語言相比，動態(tài)語言更靈活，就是這個原因。

2.理解變量在計算機內(nèi)存中的表示也非常重要。

當(dāng)我們寫：

a = 'ABC'

時，Python解釋器干了兩件事情：

在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個'ABC'的字符串；

在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個名為a的變量，并把它指向'ABC'。

3.最后解釋一下整數(shù)的除法為什么也是精確的。

在Python中，有兩種除法，一種除法是/：

>>>10 / 3

3.3333333333333335

/除法計算結(jié)果是浮點數(shù)，即使是兩個整數(shù)恰好整除，結(jié)果也是浮點數(shù)：

>>>9 / 3

3.0

還有一種除法是//，稱為地板除，兩個整數(shù)的除法仍然是整數(shù)：

>>> 10 // 3

3

你沒有看錯，整數(shù)的地板除//永遠是整數(shù)，即使除不盡。要做精確的除法，使用/就可以。

因為//除法只取結(jié)果的整數(shù)部分，所以Python還提供一個余數(shù)運算，可以得到兩個整數(shù)相除的余數(shù)：

>>>10 % 3

1

無論整數(shù)做//除法還是取余數(shù)，結(jié)果永遠是整數(shù)，所以，整數(shù)運算結(jié)果永遠是精確的。

二、字符串和變量

1.Python的字符串

在最新的Python 3版本中，字符串是以Unicode編碼的，也就是說，Python的字符串支持多語言，例如：

>>>print('可以顯示中文的str')

可以顯示中文的str

對于單個字符的編碼，Python提供了ord()函數(shù)獲取字符的整數(shù)表示，chr()函數(shù)把編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的字符：

>>>ord('B')66>>> chr(32654)'美'>>>ord('美')32654

由于Python的字符串類型是str，在內(nèi)存中以Unicode表示，一個字符對應(yīng)若干個字節(jié)。如果要在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，或者保存到磁盤上，就需要把str變?yōu)橐宰止?jié)為單位的bytes。

Python對bytes類型的數(shù)據(jù)用帶b前綴的單引號或雙引號表示：

x = b'ABC'

要注意區(qū)分'ABC'和b'ABC'，前者是str，后者雖然內(nèi)容顯示得和前者一樣，但bytes的每個字符都只占用一個字節(jié)。

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

>>> 'ABC'.encode('ascii')

b'ABC'

>>> '中文'.encode('utf-8')

b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

>>> '中文'.encode('ascii')

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

純英文的str可以用ASCII編碼為bytes，內(nèi)容是一樣的，含有中文的str可以用UTF-8編碼為bytes。含有中文的str無法用ASCII編碼，因為中文編碼的范圍超過了ASCII編碼的范圍，Python會報錯。

在bytes中，無法顯示為ASCII字符的字節(jié)，用\x##顯示。

反過來，如果我們從網(wǎng)絡(luò)或磁盤上讀取了字節(jié)流，那么讀到的數(shù)據(jù)就是bytes。要把bytes變?yōu)閟tr，就需要用decode()方法：

>>>b'ABC'.decode('ascii')

'ABC'

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

'中文'

要計算str包含多少個字符，可以用len()函數(shù)：

>>>len('ABC')

3

>>>len('中文')

2

len()函數(shù)計算的是str的字符數(shù)，如果換成bytes，len()函數(shù)就計算字節(jié)數(shù)：

>>>len(b'ABC')

3

>>>len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')

6

>>>len('中文'.encode('utf-8'))

6

可見，1個中文字符經(jīng)過UTF-8編碼后通常會占用3個字節(jié)，而1個英文字符只占用1個字節(jié)。

在操作字符串時，我們經(jīng)常遇到str和bytes的互相轉(zhuǎn)換。為了避免亂碼問題，應(yīng)當(dāng)始終堅持使用UTF-8編碼對str和bytes進行轉(zhuǎn)換。

由于Python源代碼也是一個文本文件，所以，當(dāng)你的源代碼中包含中文的時候，在保存源代碼時，就需要務(wù)必指定保存為UTF-8編碼。當(dāng)Python解釋器讀取源代碼時，為了讓它按UTF-8編碼讀取，我們通常在文件開頭寫上這兩行：

#!/usr/bin/env python3

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

第一行注釋是為了告訴Linux/OS X系統(tǒng)，這是一個Python可執(zhí)行程序，Windows系統(tǒng)會忽略這個注釋；

第二行注釋是為了告訴Python解釋器，按照UTF-8編碼讀取源代碼，否則，你在源代碼中寫的中文輸出可能會有亂碼。

2.格式化

在Python中，采用的格式化方式和C語言是一致的，用%實現(xiàn)，舉例如下：

>>>'Hello, %s' % 'Python'

'Hello, Python'

>>>'Hi, %s, you have $%d.' % ('hadas', 2000000)

'Hi, hadas, you have $2000000.'

你可能猜到了，%運算符就是用來格式化字符串的。在字符串內(nèi)部，%s表示用字符串替換，%d表示用整數(shù)替換，有幾個%?占位符，后面就跟幾個變量或者值，順序要對應(yīng)好。如果只有一個%?，括號可以省略。

常見的占位符有：

%d

整數(shù)

%f

浮點數(shù)

%s

字符串

%x

十六進制整數(shù)

其中，格式化整數(shù)和浮點數(shù)還可以指定是否補0和整數(shù)與小數(shù)的位數(shù)：

>>>'%2d-%02d'% (3,8)' 3-08'>>>'%.5f'%3.1415926'3.14159'

如果你不太確定應(yīng)該用什么，%s永遠起作用，它會把任何數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為字符串：

>>>'Age: %s. Gender: %s'% (24,False)'Age: 25. Gender: False'

有些時候，字符串里面的%是一個普通字符怎么辦？這個時候就需要轉(zhuǎn)義，用%%來表示一個%：

>>>'growth rate: %d %%'%200'growth rate: 200 %'

三、使用list和tuple

1.列表list

Python內(nèi)置的一種數(shù)據(jù)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。

當(dāng)索引超出了范圍時，Python會報一個IndexError錯誤，所以，要確保索引不要越界，記得最后一個元素的索引是len(classmates) - 1。

如果要取最后一個元素，除了計算索引位置外，還可以用-1做索引，直接獲取最后一個元素：

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

>>>classmates

['hsdas', 'Bob', 'Tracy']

>>>classmates[-1]

'Tracy'

其中，"-"號后面跟的是幾就是倒數(shù)第幾個元素。

2.元組tuple

另一種有序列表叫元組：tuple。tuple和list非常類似，但是tuple一旦初始化就不能修改。因為tuple不可變，所以代碼更安全。如果可能，能用tuple代替list就盡量用tuple。

最后來看一個“可變的”tuple：

>>>t = ('w', 'e', ['W', 'E'])

>>>t[2][0] = 'X'

>>>t[2][1] = 'Y'

>>>t

('w', 'e', ['X', 'Y'])

表面上看，tuple的元素確實變了，但其實變的不是tuple的元素，而是list的元素。tuple一開始指向的list并沒有改成別的list，所以，tuple所謂的“不變”是說，tuple的每個元素，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本身是可變的！

3.條件判斷

這是因為input()返回的數(shù)據(jù)類型是str，str不能直接和整數(shù)比較，必須先把str轉(zhuǎn)換成整數(shù)。Python提供了int()函數(shù)來完成這件事情:

s = input('input a integer: ')

age = int(s)

if age >=18:

print('adult')

else:

print('teenager')

4.循環(huán)

Python提供一個range()函數(shù)，可以生成一個整數(shù)序列，再通過list()函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為list。比如range(5)生成的序列是從0開始小于5的整數(shù)：

>>> list(range(6))

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

range(101)就可以生成0-100的整數(shù)序列，計算如下：

sum =0forxinrange(101): //這里也可以寫為：for x inlist(range(101))sum = sum + x

print(sum)

5.使用dict和set

dict

通過dict提供的get方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value，但這個key和指定的value不會出現(xiàn)在dict中：

>>>d.get('James')>>>d.get('James', 100)100

>>>d['James']

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in KeyError: 'James'

注意，dict內(nèi)部存放的順序和key放入的順序是沒有關(guān)系的。

和list比較，dict有以下幾個特點：

查找和插入的速度極快，不會隨著key的增加而增加；

需要占用大量的內(nèi)存，內(nèi)存浪費多。

而list相反：

查找和插入的時間隨著元素的增加而增加；

占用空間小，浪費內(nèi)存很少。

所以，dict是用空間來換取時間的一種方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代碼中幾乎無處不在，正確使用dict非常重要，需要牢記的第一條就是dict的key必須是不可變對象。

這是因為dict根據(jù)key來計算value的存儲位置，如果每次計算相同的key得出的結(jié)果不同，那dict內(nèi)部就完全混亂了。這個通過key計算位置的算法稱為哈希算法(Hash)。

要保證hash的正確性，作為key的對象就不能變。在Python中，字符串、整數(shù)等都是不可變的，因此，可以放心地作為key。而list是可變的，就不能作為key：

>>> key = ['A', 'B', 'C']

>>> d[key]

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in TypeError: unhashable type: 'list'

set

對于不可變對象，比如str，對str進行操作：

>>>a = 'love'

>>>b = a.replace('l', 'L')

>>>b

'Love'

>>>a

'love'

雖然

字符串有個

replace()

方法，也確實變出了

'Abc'

，但變量

a

最后仍是'abc'，要始終牢記的是，a是變量，而'abc'才是字符串對象！對象a的內(nèi)容是'abc'，但其實是指，a本身是一個變量，它指向的對象的內(nèi)容才是'abc'。

當(dāng)我們調(diào)用a.replace('a', 'A')時，實際上調(diào)用方法replace是作用在字符串對象'abc'上的，而這個方法雖然名字叫replace，但卻沒有改變字符串'abc'的內(nèi)容。相反，replace方法創(chuàng)建了一個新字符串'Abc'并返回，如果我們用變量b指向該新字符串，就容易理解了，變量a仍指向原有的字符串'abc'，但變量b卻指向新字符串'Abc'了。

所以，對于不變對象來說，調(diào)用對象自身的任意方法，也不會改變該對象自身的內(nèi)容。相反，這些方法會創(chuàng)建新的對象并返回，這樣，就保證了不可變對象本身永遠是不可變的。

總結(jié)

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