2020-03-24 16:23 已编辑长江大学 C++

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python第一部分学习

一、python基础

1、数据类型和变量

内存机制：自动回收
常用数据类型：int 、float、str、list、typle（元组）、set（集合）、dict（字典）、空值

命名习惯
转义字符
调试工具

debug，打断点

2、字符串和编码

Unicode，utf8，
str ，bytes
# -*- coding: utf-8 -*-
进制转换
对于单个字符的编码，Python提供了ord()函数获取字符的整数表示，chr()函数把编码转换为对应的字符
ecode()和decode(),len()

%运算符用来格式化字符串的及相关格式化

%d	整数
%f	浮点数
%s	字符串
%x	十六进制整数

3、使用list和tuple

（1）、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。
用len()函数可以获得list元素的个数：
当索引超出了范围时，Python会报一个IndexError错误，所以，要确保索引不要越界，记得最后一个元素的索引是len(classmates) - 1
list是一个可变的有序表，所以，可以往list中追加元素到末尾：append()方法
也可以把元素插入到指定的位置，比如索引号为1的位置：insert（）方法
要删除list末尾的元素，用pop()方法：
要删除指定位置的元素，用pop(i)方法，其中i是索引位置：
要把某个元素替换成别的元素，可以直接赋值给对应的索引位置：
list元素也可以是另一个list s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']
如果一个list中一个元素也没有，就是一个空的list，它的长度为0：

（2）、tuple

另一种有序列表叫元组：tuple。tuple和list非常类似，但是tuple一旦初始化就不能修改，它也没有append()，insert()这样的方法。其他获取元素的方法和list是一样的
如果要定义一个空的tuple，可以写成()
要定义一个只有1个元素的tuple ，加逗号消除歧义 t = (1,)
“可变的”tuple：变的不是tuple的元素，而是list的元素

4、条件判断

条件循环缩进控制代码块
if....elif......else 注意不要少写了冒号:
input 和print

5、循环

第一种循环是for...in循环，依次把list或tuple中的每个元素迭代出来，注意不要少写了冒号:
第二种循环是while循环，只要条件满足，就不断循环，条件不满足时退出循环
range()函数
break和continue

6、dict和set

（1）dict

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 d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
由于一个key只能对应一个value，所以，多次对一个key放入value，后面的值会把前面的值冲掉：
如果key不存在，dict就会报错：
要避免key不存在的错误，有两种办法，

一是通过in判断key是否存在： 'Thomas' in d

二是通过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：

要删除一个key，用pop(key)方法，对应的value也会从dict中删除：
和list比较，dict有以下几个特点：

查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢；
需要占用大量的内存，内存浪费多。

而list相反：

查找和插入的时间随着元素的增加而增加；
占用空间小，浪费内存很少。
（2）set

set和dict类似，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])
重复元素在set中自动被过滤：
通过add(key)方法可以添加元素到set中，可以重复添加，但不会有效果：
通过remove(key)方法可以删除元素：
set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合，因此，两个set可以做数学意义上的交集、并集等操作：
不可变对象：转换之后本身是不可变得，变化的是转换之后的变量
字符串replace()方法

二、函数

1、调用函数

Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数，比如int()函数可以把其他数据类型转换为整数
函数名其实就是指向一个函数对象的引用，完全可以把函数名赋给一个变量，相当于给这个函数起了一个“别名”

2、定义函数

在Python中，定义一个函数要使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用return语句返回。
如果想定义一个什么事也不做的空函数，可以用pass语句：
import
参数检查：调用函数时，如果参数个数不对，Python解释器会自动检查出来，并抛出TypeError,但是如果参数类型不对，Python解释器就无法帮我们检查
数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现：
返回多个值

3、函数的参数

这里是重点

位置参数
默认参数，使用默认参数要注意两点：

一是必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；

二是如何设置默认参数。

当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

使用默认参数有什么好处？最大的好处是能降低调用函数的难度。

可变参数，定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个*号，def calc(*numbers)

Python允许你在list或tuple前面加一个*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。这种写法相当有用，而且很常见。

关键字参数

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。而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

命名关键字参数
参数组合

4、递归函数

在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。
汉诺塔

三、高级特性

1、切片

L[0:3]表示，从索引0开始取，直到索引3为止，但不包括索引3。即索引0，1，2，正好是3个元素。
如果第一个索引是0，还可以省略： L[:3]
也可以从索引1开始，取出2个元素出来：L[1:3]
既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素，那么它同样支持倒数切片，记住倒数第一个元素的索引是-1。 L[-2:] L[-2:-1]
可以通过切片轻松取出某一段数列。

比如前10个数：L[:10] ，

后10个数：L[-10:]，

前11-20个数：L[10:20]，

前10个数，每两个取一个：L[:10:2]，

所有数，每5个取一个：L[::5]

甚至什么都不写，只写[:]就可以原样复制一个list：L[:]

tuple也是一种list，唯一区别是tuple不可变。因此，tuple也可以用切片操作，只是操作的结果仍是tuple：
字符串'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：

2、迭代

如果给定一个list或tuple，我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple，这种遍历我们称为迭代（Iteration）。
在Python中，迭代是通过for ... in来完成的，而很多语言比如C语言，迭代list是通过下标完成的
因为dict的存储不是按照list的方式顺序排列，所以，迭代出的结果顺序很可能不一样。
默认情况下，dict迭代的是key。如果要迭代value，可以用for value in d.values()，如果要同时迭代key和value，可以用for k, v in d.items()。
如何判断一个对象是可迭代对象呢？方法是通过collections模块的Iterable类型判断： isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代
如果要对list实现类似Java那样的下标循环怎么办？Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对，这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身：for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']):
for循环里，同时引用了两个变量，在Python里是很常见的 for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:

3、列表生成式

列表生成式即List Comprehensions，是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。
写列表生成式时，把要生成的元素x * x放到前面，后面跟for循环，就可以把list创建出来 [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
还可以使用两层循环，可以生成全排列 [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
for循环其实可以同时使用两个甚至多个变量，比如dict的items()可以同时迭代key和value： for k, v in d.items():
列表生成式也可以使用两个变量来生成list： [k + '=' + v for k, v in d.items()]
使用列表生成式的时候，if...else的用法。

在一个列表生成式中，for前面的if ... else是表达式，而for后面的if是过滤条件，不能带else

[x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] [x if x % 2 == 0 else -x for x in range(1, 11)]

str有lower()方法，大写转小写

4、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。
第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator： g = (x * x for x in range(10))
可以通过next()函数获得generator的下一个返回值：，正确的方法是使用for循环，因为generator也是可迭代对象：
斐波拉契数列（Fibonacci），除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到：
yield。如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator：

这里，最难理解的就是generator和函数的执行流程不一样。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。

但是用for循环调用generator时，发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中：

杨辉三角

5、迭代器

我们已经知道，可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种：

一类是集合数据类型，如list、tuple、dict、set、str等；

一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。

这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象： isinstance([], Iterable)

四、函数式编程

1、高阶函数

变量可以指向函数
函数名也是变量
变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。add(-5, 6, abs)
map/reduce:

map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。 r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上，这个函数必须接收两个参数，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是： reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

filter:

Python内建的filter()函数用于过滤序列。 list(filter(is_odd, [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15]))

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，然后根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素

注意到filter()函数返回的是一个Iterator，也就是一个惰性序列，所以要强迫filter()完成计算结果，需要用list()函数获得所有结果并返回list。

sorted:

Python内置的sorted()函数就可以对list进行排序

sorted()函数也是一个高阶函数，它还可以接收一个key函数来实现自定义的排序 sorted([36, 5, -12, 9, -21], key=abs)

2、返回函数

高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。

3、匿名函数

当我们在传入函数时，有些时候，不需要显式地定义函数，直接传入匿名函数更方便。 list(map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))

关键字lambda表示匿名函数，冒号前面的x表示函数参数

匿名函数有个限制，就是只能有一个表达式，不用写return，返回值就是该表达式的结果。

4、装饰器

由于函数也是一个对象，而且函数对象可以被赋值给变量，所以，通过变量也能调用该函数。
函数对象有一个__name__属性，可以拿到函数的名字： f.__name__
假设我们要增强now()函数的功能，比如，在函数调用前后自动打印日志，但又不希望修改now()函数的定义，这种在代码运行期间动态增加功能的方式，称之为“装饰器”（Decorator）。本质上，decorator就是一个返回函数的高阶函数
Python的@语法
import functools