
1、2 略
1--Python中数据类型
一、整数
Python可以处理任意大小的整数,当然包括负整数,在Python程序中,整数的表示方法和数学上的写法一模一样,例如:1,100,-8080,0,等等。
二、浮点数
浮点数也就是小数,之所以称为浮点数,是因为按照科学记数法表示时,一个浮点数的小数点位置是可变的,比如,1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮点数可以用数学写法,如1.23,3.14,-9.01,等等。但是对于很大或很小的浮点数,就必须用科学计数法表示,把10用e替代,1.23x10^9就是1.23e9,或者12.3e8,0.000012可以写成1.2e-5,等等。
整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的,整数运算永远是精确的(除法难道也是精确的?是的!),而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。
三、字符串
字符串是以''或""括起来的任意文本,比如'abc',"xyz"等等。请注意,''或""本身只是一种表示方式,不是字符串的一部分,因此,字符串'abc'只有a,b,c这3个字符。
四、布尔值
布尔值和布尔代数的表示完全一致,一个布尔值只有True、False两种值,要么是True,要么是False,在Python中,可以直接用True、False表示布尔值(请注意大小写),也可以通过布尔运算计算出来。
布尔值可以用and、or和not运算。
and运算是与运算,只有所有都为 True,and运算结果才是 True。
or运算是或运算,只要其中有一个为 True,or 运算结果就是 True。
not运算是非运算,它是一个单目运算符,把 True 变成 False,False 变成 True。
五、空值
空值是Python里一个特殊的值,用None表示。None不能理解为0,因为0是有意义的,而None是一个特殊的空值。
此外,Python还提供了列表、字典等多种数据类型,还允许创建自定义数据类型,我们后面会继续讲到
2--Python之print语句
print语句可以向屏幕上输出指定的文字。
--注意:
1.当我们在Python交互式环境下编写代码时,>>>是Python解释器的提示符,不是代码的一部分。
2.当我们在文本编辑器中编写代码时,千万不要自己添加 >>>。
print语句也可以跟上多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出:
print会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格
3--Python的注释
任何时候,我们都可以给程序加上注释。注释是用来说明代码的,给自己或别人看,而程序运行的时候,Python解释器会直接忽略掉注释,所以,有没有注释不影响程序的执行结果,但是影响到别人能不能看懂你的代码。
Python的注释以 # 开头,后面的文字直到行尾都算注释
# 这一行全部都是注释...print 'hello' # 这也是注释
--"""...."""与'''...'''为多行注释
--ctrl+/ 快捷键可以进行注释
4--Python中什么是变量
在Python中,变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的。
例如,对于方程式 y=x*x ,x就是变量。当x=2时,计算结果是4,当x=5时,计算结果是25。
只是在计算机程序中,变量不仅可以是数字,还可以是任意数据类型。
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
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
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。和静态语言相比,动态语言更灵活,就是这个原因。
5--Python中定义字符串
前面我们讲解了什么是字符串。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
类似的,如果字符串包含",我们就可以用' '括起来表
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
6--Python中raw字符串与多行字符串
如果一个字符串包含很多需要转义的字符,对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况,我们可以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。
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
如果要表示多行字符串,可以用'''...'''表示:
'''Line 1Line 2Line 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!'''
7--Python中Unicode字符串
字符串还有一个编码问题。
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。
Unicode通常用两个字节表示一个字符,原有的英文编码从单字节变成双字节,只需要把高字节全部填为0就可以。
因为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早,所以最早的Python只支持ASCII编码,普通的字符串'ABC'在Python内部都是ASCII编码的。
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
注意: 不加 u ,中文就不能正常显示。
Unicode字符串除了多了一个 u 之外,与普通字符串没啥区别,转义字符和多行表示法仍然有效:
转义:
u'中文n日文n韩文'
多行:
u'''第一行第二行'''
raw+多行:
ur'''Python的Unicode字符串支持"中文","日文","韩文"等多种语言'''
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 -*-
8--Python中整数和浮点数
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 # ==> 64 * 5 - 6 # ==> 147.5 / 8 + 2.1 # ==> 3.0375
使用括号可以提升优先级,这和数学运算完全一致,注意只能使用小括号,但是括号可以嵌套很多层:
(1 + 2) * 3 # ==> 9(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3)) # ==> 0.42145593869731807
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 31.0 + 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
为什么要区分整数运算和浮点数运算呢?这是因为整数运算的结果永远是精确的,而浮点数运算的结果不一定精确,因为计算机内存再大,也无法精确表示出无限循环小数,比如 0.1 换成二进制表示就是无限循环小数。
那整数的除法运算遇到除不尽的时候,结果难道不是浮点数吗?我们来试一下:
11 / 4 # ==> 2
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
9--Python中布尔类型
我们已经了解了Python支持布尔类型的数据,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 # ==> TrueTrue and False # ==> FalseFalse and True # ==> FalseFalse 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 # ==> TrueTrue or False # ==> TrueFalse or True # ==> TrueFalse or False # ==> False
非运算:把True变为False,或者把False变为True:
not True # ==> Falsenot 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。
在Python中,布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算,请看下面的代码:
a = Trueprint a and 'a=T' or 'a=F'
计算结果不是布尔类型,而是字符串 'a=T',这是为什么呢?
因为Python把0、空字符串''和None看成 False,其他数值和非空字符串都看成 True,所以:
True and 'a=T' 计算结果是 'a=T'继续计算 'a=T' or 'a=F' 计算结果还是 'a=T'
要解释上述结果,又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则:短路计算。
1. 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。
2. 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。
1--Python创建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:
>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']>>> classmates # 打印classmates变量的内容['Michael', 'Bob', 'Tracy']
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]
一个元素也没有的list,就是空list:
>>> empty_list = []
2--Python按照索引访问list
由于list是一个有序集合,所以,我们可以用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
那我们如何从list中获取指定第 N 名的同学呢?方法是通过索引来获取list中的指定元素。
需要特别注意的是,索引从 0 开始,也就是说,第一个元素的索引是0,第二个元素的索引是1,以此类推。
因此,要打印第一名同学的名字,用 L[0]:
>>> print L[0]Adam
要打印第二名同学的名字,用 L[1]:
>>> print L[1]Lisa
要打印第三名同学的名字,用 L[2]:
>>> print L[2]Bart
要打印第四名同学的名字,用 L[3]:
>>> print L[3]Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>IndexError: list index out of range
报错了!IndexError意思就是索引超出了范围,因为上面的list只有3个元素,有效的索引是 0,1,2。
所以,使用索引时,千万注意不要越界。
3--Python之倒叙访问list
我们还是用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
这时,老师说,请分数最低的同学站出来。
要写代码完成这个任务,我们可以先数一数这个 list,发现它包含3个元素,因此,最后一个元素的索引是2:
>>> print L[2]Bart
有没有更简单的方法?
有!
Bart同学是最后一名,俗称倒数第一,所以,我们可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素:
>>> print L[-1]Bart
Bart同学表示躺枪。
类似的,倒数第二用 -2 表示,倒数第三用 -3 表示,倒数第四用 -4 表示:
>>> print L[-2]Lisa>>> print L[-3]Adam>>> print L[-4]Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>IndexError: list index out of range
L[-4] 报错了,因为倒数第四不存在,一共只有3个元素。
使用倒序索引时,也要注意不要越界。
4--Python之添加新元素
现在,班里有3名同学:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
今天,班里转来一名新同学 Paul,如何把新同学添加到现有的 list 中呢?
第一个办法是用 list 的 append() 方法,把新同学追加到 list 的末尾:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']>>> L.append('Paul')>>> print L['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] append()总是把新的元素添加到 list 的尾部。
如果 Paul 同学表示自己总是考满分,要求添加到第一的位置,怎么办?
方法是用list的 insert()方法,它接受两个参数,第一个参数是索引号,第二个参数是待添加的新元素:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']>>> L.insert(0, 'Paul')>>> print L['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']
L.insert(0, 'Paul') 的意思是,'Paul'将被添加到索引为 0 的位置上(也就是第一个),而原来索引为 0 的Adam同学,以及后面的所有同学,都自动向后移动一位。
5--Python从list删除元素
Paul同学刚来几天又要转走了,那么我们怎么把Paul 从现有的list中删除呢?
如果Paul同学排在最后一个,我们可以用list的pop()方法删除:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']>>> L.pop()'Paul'>>> print L['Adam', 'Lisa', 'Bart']
pop()方法总是删掉list的最后一个元素,并且它还返回这个元素,所以我们执行 L.pop() 后,会打印出 'Paul'。
如果Paul同学不是排在最后一个怎么办?比如Paul同学排在第三:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']
要把Paul踢出list,我们就必须先定位Paul的位置。由于Paul的索引是2,因此,用 pop(2)把Paul删掉:
>>> L.pop(2)'Paul'>>> print L['Adam', 'Lisa', 'Bart']
6--Python中替换元素
假设现在班里仍然是3名同学:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
现在,Bart同学要转学走了,碰巧来了一个Paul同学,要更新班级成员名单,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']
对list中的某一个索引赋值,就可以直接用新的元素替换掉原来的元素,list包含的元素个数保持不变。
由于Bart还可以用 -1 做索引,因此,下面的代码也可以完成同样的替换工作:
>>> L[-1] = 'Paul'
7--Python之创建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:
>>> t[0] = 'Paul'Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
8--python之创建单元素tuple
tuple和list一样,可以包含 0 个、1个和任意多个元素。
包含多个元素的 tuple,前面我们已经创建过了。
包含 0 个元素的 tuple,也就是空tuple,直接用 ()表示:
>>> t = ()>>> print t()
创建包含1个元素的 tuple 呢?来试试:
>>> t = (1)>>> print t1
好像哪里不对!t 不是 tuple ,而是整数1。为什么呢?
因为()既可以表示tuple,又可以作为括号表示运算时的优先级,结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1,导致我们得到的不是tuple,而是整数 1。
正是因为用()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,)
Python在打印单元素tuple时,也自动添加了一个“,”,为了更明确地告诉你这是一个tuple。
多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的:
>>> t = (1, 2, 3,)>>> print t(1, 2, 3)
9--python之“可变”的tuple
前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在,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']) 不是说tuple一旦定义后就不可变了吗?怎么现在又变了?
别急,我们先看看定义的时候tuple包含的3个元素:
当我们把list的元素'A'和'B'修改为'X'和'Y'后,tuple变为:
表面上看,tuple的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是list的元素。
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。
第五章 条件判断和循环
1--Python之if语句
计算机之所以能做很多自动化的任务,因为它可以自己做条件判断。
比如,输入用户年龄,根据年龄打印不同的内容,在Python程序中,可以用if语句实现:
age = 20if age >= 18:print 'your age is', ageprint 'adult'print 'END'
注意: Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块,上面的3,4行 print 语句就构成一个代码块(但不包括第5行的print)。如果 if 语句判断为 True,就会执行这个代码块。
缩进请严格按照Python的习惯写法:4个空格,不要使用Tab,更不要混合Tab和空格,否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。
注意: if 语句后接表达式,然后用:表示代码块开始。
如果你在Python交互环境下敲代码,还要特别留意缩进,并且退出缩进需要多敲一行回车:
>>> age = 20>>> if age >= 18:... print 'your age is', print 'adult'...your age is 20adult
2--Python之if-else
当 if 语句判断表达式的结果为 True 时,就会执行 if 包含的代码块:
if age >= 18:print 'adult'
如果我们想判断年龄在18岁以下时,打印出 'teenager',怎么办?
方法是再写一个 if:
if age < 18:print 'teenager'
或者用 not 运算:
if not age >= 18:print 'teenager'
细心的同学可以发现,这两种条件判断是“非此即彼”的,要么符合条件1,要么符合条件2,因此,完全可以用一个 if ... else ... 语句把它们统一起来:
if age >= 18:print 'adult'else:print 'teenager'
利用 if ... else ... 语句,我们可以根据条件表达式的值为 True 或者 False ,分别执行 if 代码块或者 else 代码块。
注意: else 后面有个“:”。
3--Python之if-elif-else
有的时候,一个 if ... else ... 还不够用。比如,根据年龄的划分:
条件1:18岁或以上:adult条件2:6岁或以上:teenager条件3:6岁以下:kid
我们可以用一个 if age >= 18 判断是否符合条件1,如果不符合,再通过一个 if 判断 age >= 6 来判断是否符合条件2,否则,执行条件3:
if age >= 18:print 'adult'else:if age >= 6:print 'teenager'else:print 'kid'
这样写出来,我们就得到了一个两层嵌套的 if ... else ... 语句。这个逻辑没有问题,但是,如果继续增加条件,比如3岁以下是 baby:
if age >= 18:print 'adult'else:if age >= 6:print 'teenager'else:if age >= 3:print 'kid'else:print 'baby'
这种缩进只会越来越多,代码也会越来越难看。
要避免嵌套结构的 if ... else ...,我们可以用 if ... 多个elif ... else ...的结构,一次写完所有的规则:
if age >= 18:print 'adult'elif age >= 6:print 'teenager'elif age >= 3:print 'kid'else:print 'baby'
elif 意思就是 else if。这样一来,我们就写出了结构非常清晰的一系列条件判断。
特别注意: 这一系列条件判断会从上到下依次判断,如果某个判断为 True,执行完对应的代码块,后面的条件判断就直接忽略,不再执行了。
4--Python之for循环
list或tuple可以表示一个有序集合。如果我们想依次访问一个list中的每一个元素呢?比如 list:
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']print L[0]print L[1]print L[2]
如果list只包含几个元素,这样写还行,如果list包含1万个元素,我们就不可能写1万行print。
这时,循环就派上用场了。
Python的 for 循环就可以依次把list或tuple的每个元素迭代出来:
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']for name in L:print name
注意: name 这个变量是在 for 循环中定义的,意思是,依次取出list中的每一个元素,并把元素赋值给 name,然后执行for循环体(就是缩进的代码块)。
这样一来,遍历一个list或tuple就非常容易了。
5--Python之while循环
和 for 循环不同的另一种循环是 while 循环,while 循环不会迭代 list 或 tuple 的元素,而是根据表达式判断循环是否结束。
比如要从 0 开始打印不大于 N 的整数:
N = 10x = 0while x < N:print xx = x + 1
while循环每次先判断 x < N,如果为True,则执行循环体的代码块,否则,退出循环。
在循环体内,x = x + 1 会让 x 不断增加,最终因为 x < N 不成立而退出循环。
如果没有这一个语句,while循环在判断 x < N 时总是为True,就会无限循环下去,变成死循环,所以要特别留意while循环的退出条件。
6--Python之break退出循环
用 for 循环或者 while 循环时,如果要在循环体内直接退出循环,可以使用 break 语句。
比如计算1至100的整数和,我们用while来实现:
sum = 0x = 1while True:sum = sum + xx = x + 1if x > 100:breakprint sum
咋一看, while True 就是一个死循环,但是在循环体内,我们还判断了 x > 100 条件成立时,用break语句退出循环,这样也可以实现循环的结束。
7--Python之continue继续循环
在循环过程中,可以用break退出当前循环,还可以用continue跳过后续循环代码,继续下一次循环。
假设我们已经写好了利用for循环计算平均分的代码:
L = [75, 98, 59, 81, 66, 43, 69, 85]sum = 0.0n = 0for x in L:sum = sum + xn = n + 1print sum / n
现在老师只想统计及格分数的平均分,就要把 x < 60 的分数剔除掉,这时,利用 continue,可以做到当 x < 60的时候,不继续执行循环体的后续代码,直接进入下一次循环:
for x in L:if x < 60:continuesum = sum + xn = n + 1
8--Python之 多重循环
在循环内部,还可以嵌套循环,我们来看一个例子:
for x in ['A', 'B', 'C']:for y in ['1', '2', '3']:print x + y
x 每循环一次,y 就会循环 3 次,这样,我们可以打印出一个全排列:
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3
第六章 Dict和Set类型
1--Python之什么是dict
我们已经知道,list 和 tuple 可以用来表示顺序集合,例如,班里同学的名字:
['Adam', 'Lisa', 'Bart']
或者考试的成绩列表:
[95, 85, 59]
但是,要根据名字找到对应的成绩,用两个 list 表示就不方便。
如果把名字和分数关联起来,组成类似的查找表:
'Adam' ==> 95'Lisa' ==> 85'Bart' ==> 59
给定一个名字,就可以直接查到分数。
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)3
注意: 一个 key-value 算一个,因此,dict大小为3。
2--Python之访问dict
我们已经能创建一个dict,用于表示名字和成绩的对应关系:
d = {'Adam': 95,'Lisa': 85,'Bart': 59} 那么,如何根据名字来查找对应的成绩呢?
可以简单地使用 d[key] 的形式来查找对应的 value,这和 list 很像,不同之处是,list 必须使用索引返回对应的元素,而dict使用key:
>>> print d['Adam']95>>> print d['Paul']Traceback (most recent call last):File "index.py", line 11, in <module>print d['Paul']KeyError: 'Paul'
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']
如果 'Paul' 不存在,if语句判断为False,自然不会执行 print d['Paul'] ,从而避免了错误。
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:
>>> ('Bart')59>>> ('Paul')None
3--Python中dict的特点
dict的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。
dict的第三个特点是作为 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。
可以试试用list作为key时会报什么样的错误。
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list123: '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} 最常用的key还是字符串,因为用起来最方便。
4--Python更新dict
dict是可变的,也就是说,我们可以随时往dict中添加新的 key-value。比如已有dict:
d = {'Adam': 95,'Lisa': 85,'Bart': 59} 要把新同学'Paul'的成绩 72 加进去,用赋值语句:
>>> d['Paul'] = 72
再看看dict的内容:
>>> print d{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 59} 如果 key 已经存在,则赋值会用新的 value 替换掉原来的 value:
>>> d['Bart'] = 60>>> print d{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 60} 5--Python之 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:... LisaAdamBart 由于通过 key 可以获取对应的 value,因此,在循环体内,可以获取到value的值。
6--Python中什么是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 sset(['A', 'C', 'B'])
请注意,上述打印的形式类似 list, 但它不是 list,仔细看还可以发现,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 sset(['A', 'C', 'B'])>>> len(s)3
结果显示,set会自动去掉重复的元素,原来的list有4个元素,但set只有3个元素。
7--Python之访问set
由于set存储的是无序集合,所以我们没法通过索引来访问。
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。
例如,存储了班里同学名字的set:
>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])
我们可以用 in 操作符判断:
Bart是该班的同学吗?
>>> 'Bart' in sTrue
Bill是该班的同学吗?
>>> 'Bill' in sFalse
bart是该班的同学吗?
>>> 'bart' in sFalse
看来大小写很重要,'Bart' 和 'bart'被认为是两个不同的元素。
s = set([name.lower() for name in ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']])
8--Python之 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。
9--Python之 遍历set
由于 set 也是一个集合,所以,遍历 set 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 set 的元素:
>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])>>> for name in s:... LisaAdamBart
注意: 观察 for 循环在遍历set时,元素的顺序和list的顺序很可能是不同的,而且不同的机器上运行的结果也可能不同。
10--Python 之更新set
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 sset([1, 2, 3, 4])
如果添加的元素已经存在于set中,add()不会报错,但是不会加进去了:
>>> s = set([1, 2, 3])>>> s.add(3)>>> print sset([1, 2, 3])
删除set中的元素时,用set的remove()方法:
>>> s = set([1, 2, 3, 4])>>> s.remove(4)>>> print sset([1, 2, 3])
如果删除的元素不存在set中,remove()会报错:
>>> s = set([1, 2, 3])>>> s.remove(4)Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>KeyError: 4
所以用add()可以直接添加,而remove()前需要判断。
s = set(['Adam', 'Lisa', 'Paul'])
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
for name in L:
if name in s:
s.remove(name)
else:
s.add(name)
print s
或
m = set(L)
p = s -m
q = m -s
s = p | q
print s
第七章 函数
1--Python之什么是函数
函数就是最基本的一种代码抽象的方式
2--Python之调用函数
Python内置了很多有用的函数,我们可以直接调用。
要调用一个函数,需要知道函数的名称和参数,比如求绝对值的函数 abs,它接收一个参数。
可以直接从Python的官方网站查看文档:.html#abs
也可以在交互式命令行通过 help(abs) 查看abs函数的帮助信息。
--sum()函数接受一个list作为参数,并返回list所有元素之和。请计算 1*1 + 2*2 + 3*3 + ... + 100*100。
L = xrange(1, 101)
print sum([i*i for i in L])
3--Python之编写函数
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。
我们以自定义一个求绝对值的 my_abs 函数为例:
def my_abs(x):if x >= 0:return xelse:return -x
请注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为 None。
return None可以简写为return。
4--Python函数之返回多值
函数可以返回多个值吗?答案是肯定的。
比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的坐标:
# math包提供了sin()和 cos()函数,我们先用import引用它:
import mathdef move(x, y, step, angle):nx = x + step * s(angle)ny = y - step * math.sin(angle)return nx, ny
这样我们就可以同时获得返回值:
>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)>>> print x, y151.961524227 70.0
但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:
>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)>>> print r(151.96152422706632, 70.0)
用print打印返回结果,原来返回值是一个tuple!
但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。
5--Python之递归函数
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。
def fact(n):if n==1:return 1return n * fact(n - 1)
递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。
使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。可以试试计算 fact(10000)。
#-*- coding:utf-8 -*-
# move(n, a, b, c)表示的是有n个盘子在a柱子上,将要移到b柱子上面去
def move(n, a, b, c):
# 如果a柱子上面只有一个盘子,则直接移到c柱子上面去并输出路径,结束递归
if n == 1:
print a, '-->', c
return
# 表示的是将n-1的盘子从a柱子上面移到b柱子上面去
move(n-1, a, c, b)
# 输出最下面个盘子移从a移到c的路径
print a, '-->', c
# 将b柱子上面的n-1个盘子移动到c柱子上面
move(n-1, b, a, c)
move(4, 'A', 'B', 'C')
6--Python之定义默认参数
定义函数的时候,还可以有默认参数。
例如Python自带的 int() 函数,其实就有两个参数,我们既可以传一个参数,又可以传两个参数:
>>> int('123')123>>> int('123', 8)83 int()函数的第二个参数是转换进制,如果不传,默认是十进制 (base=10),如果传了,就用传入的参数。
可见,函数的默认参数的作用是简化调用,你只需要把必须的参数传进去。但是在需要的时候,又可以传入额外的参数来覆盖默认参数值。
由于函数的参数按从左到右的顺序匹配,所以默认参数只能定义在必需参数的后面
7--Python之定义可变参数
如果想让一个函数能接受任意个参数,我们就可以定义一个可变参数:
def fn(*args):print args
可变参数的名字前面有个 * 号,我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数:
>>> fn()()>>> fn('a')('a',)>>> fn('a', 'b')('a', 'b')>>> fn('a', 'b', 'c')('a', 'b', 'c') 可变参数也不是很神秘,Python解释器会把传入的一组参数组装成一个tuple传递给可变参数,因此,在函数内部,直接把变量 args 看成一个 tuple 就好了。
定义可变参数的目的也是为了简化调用。假设我们要计算任意个数的平均值,就可以定义一个可变参数: def average(*args):
...
def average(*args):
if len(args)!=0:
return sum(args)*1.0/len(args)
else:
return 0.0
print average()
print average(1, 2)
print average(1, 2, 2, 3, 4)
第八章 切片
1--对list进行切片
取一个list的部分元素是非常常见的操作。比如,一个list如下:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
取前3个元素,应该怎么做?
笨办法:i
>>> [L[0], L[1], L[2]]['Adam', 'Lisa', 'Bart']
之所以是笨办法是因为扩展一下,取前N个元素就没辙了。
取前N个元素,也就是索引为0-(N-1)的元素,可以用循环:
>>> r = []>>> n = 3>>> for i in range(n):... r.append(L[i])... >>> r['Adam', 'Lisa', 'Bart']
对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。
对应上面的问题,取前3个元素,用一行代码就可以完成切片:
>>> L[0:3]['Adam', 'Lisa', 'Bart']
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]['Adam', 'Lisa', 'Bart']
也可以从索引1开始,取出2个元素出来:
>>> L[1:3]['Lisa', 'Bart']
只用一个 : ,表示从头到尾:
>>> L[:]['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
因此,L[:]实际上复制出了一个新list。
切片操作还可以指定第三个参数:
>>> 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。
把list换成tuple,切片操作完全相同,只是切片的结果也变成了tuple。
2--倒叙切片
对于list,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,试试:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']>>> L[-2:] ['Bart', 'Paul']>>> L[:-2] ['Adam', 'Lisa']>>> L[-3:-1] ['Lisa', 'Bart']>>> L[-4:-1:2] ['Adam', 'Bart']
记住倒数第一个元素的索引是-1。倒序切片包含起始索引,不包含结束索引。
3--对字符串切片
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。
第九章 迭代
1--什么是迭代
在Python中,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,这种遍历我们成为迭代(Iteration)。
在Python中,迭代是通过 for ... in 来完成的,而很多语言比如C或者Java,迭代list是通过下标完成的,比如Java代码:
for (i=0; i<list.length; i++) {n = list[i];} 可以看出,Python的for循环抽象程度要高于Java的for循环。
因为 Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上,还可以作用在其他任何可迭代对象上。
因此,迭代操作就是对于一个集合,无论该集合是有序还是无序,我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素。
注意: 集合是指包含一组元素的数据结构,我们已经介绍的包括:1. 有序集合:list,tuple,str和unicode;2. 无序集合:set3. 无序集合并且具有 key-value 对:dict
而迭代是一个动词,它指的是一种操作,在Python中,就是 for 循环。
迭代与按下标访问数组最大的不同是,后者是一种具体的迭代实现方式,而前者只关心迭代结果,根本不关心迭代内部是如何实现的。
2--索引迭代
Python中,迭代永远是取出元素本身,而非元素的索引。
对于有序集合,元素确实是有索引的。有的时候,我们确实想在 for 循环中拿到索引,怎么办?
方法是使用 enumerate() 函数:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']>>> for index, name in enumerate(L):... print index, '-', 0 - Adam1 - Lisa2 - Bart3 - Paul
使用 enumerate() 函数,我们可以在for循环中同时绑定索引index和元素name。但是,这不是 enumerate() 的特殊语法。实际上,enumerate() 函数把:
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
变成了类似:
[(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')]
因此,迭代的每一个元素实际上是一个tuple:
for t in enumerate(L):index = t[0]name = t[1]print index, '-', name
如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素,for循环又可以进一步简写为:
for index, name in enumerate(L):print index, '-', name
这样不但代码更简单,而且还少了两条赋值语句。
可见,索引迭代也不是真的按索引访问,而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple,再迭代,就同时获得了索引和元素本身。
3--迭代dict的value
我们已经了解了dict对象本身就是可迭代对象,用 for 循环直接迭代 dict,可以每次拿到dict的一个key。
如果我们希望迭代 dict 对象的value,应该怎么做?
dict 对象有一个 values() 方法,这个方法把dict转换成一个包含所有value的list,这样,我们迭代的就是 dict的每一个 value:
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }print d.values()# [85, 95, 59]for v in d.values():print v# 85# 95# 59 如果仔细阅读Python的文档,还可以发现,dict除了values()方法外,还有一个 itervalues() 方法,用 itervalues() 方法替代 values() 方法,迭代效果完全一样:
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }print d.itervalues()# <dictionary-valueiterator object at 0x106adbb50>for v in d.itervalues():print v# 85# 95# 59 那这两个方法有何不同之处呢?
1. values() 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。
2. 但是 itervalues() 方法不会转换,它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value,所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。
3. 打印 itervalues() 发现它返回一个 <dictionary-valueiterator> 对象,这说明在Python中,for 循环可作用的迭代对象远不止 list,tuple,str,unicode,dict等,任何可迭代对象都可以作用于for循环,而内部如何迭代我们通常并不用关心。
如果一个对象说自己可迭代,那我们就直接用 for 循环去迭代它,可见,迭代是一种抽象的数据操作,它不对迭代对象内部的数据有任何要求。
4--迭代dict的key和value
我们了解了如何迭代 dict 的key和value,那么,在一个 for 循环中,能否同时迭代 key和value?答案是肯定的。
首先,我们看看 dict 对象的 items() 方法返回的值:
>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }>>> print d.items()[('Lisa', 85), ('Adam', 95), ('Bart', 59)] 可以看到,items() 方法把dict对象转换成了包含tuple的list,我们对这个list进行迭代,可以同时获得key和value:
>>> for key, value in d.items():... print key, ':', Lisa : 85Adam : 95Bart : 59
和 values() 有一个 itervalues() 类似, items() 也有一个对应的 iteritems(),iteritems() 不把dict转换成list,而是在迭代过程中不断给出 tuple,所以, iteritems() 不占用额外的内存。
第十章 列表生成式
1--生成列表
要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10],我们可以用range(1, 11):
>>> range(1, 11)[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做?方法一是循环:
>>> L = []>>> for x in range(1, 11):... L.append(x * x)... >>> L[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:
>>> [x * x for x in range(1, 11)][1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
这种写法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式,可以以非常简洁的代码生成 list。
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,十分有用,多写几次,很快就可以熟悉这种语法。
2--复杂表达式
使用for循环的迭代不仅可以迭代普通的list,还可以迭代dict。
假设有如下的dict:
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 } 完全可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格:
tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]print '<table>'print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'print 'n'.join(tds)print '</table>'
注:字符串可以通过 % 进行格式化,用指定的参数替代 %s。字符串的join()方法可以把一个 list 拼接成一个字符串。
把打印出来的结果保存为一个html文件,就可以在浏览器中看到效果了:
<table border="1"><tr><th>Name</th><th>Score</th><tr><tr><td>Lisa</td><td>85</td></tr><tr><td>Adam</td><td>95</td></tr><tr><td>Bart</td><td>59</td></tr></table>
3.条件过滤
列表生成式的 for 循环后面还可以加上 if 判断。例如:
>>> [x * x for x in range(1, 11)][1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
如果我们只想要偶数的平方,不改动 range()的情况下,可以加上 if 来筛选:
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0][4, 16, 36, 64, 100]
有了 if 条件,只有 if 判断为 True 的时候,才把循环的当前元素添加到列表中。
4.多层表达式
for循环可以嵌套,因此,在列表生成式中,也可以用多层 for 循环来生成列表。
对于字符串 'ABC' 和 '123',可以使用两层循环,生成全排列:
>>> [m + n for m in 'ABC' for n in '123']['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']
翻译成循环代码就像下面这样:
L = []for m in 'ABC':for n in '123':L.append(m + n)
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