Python基础01 Hello World!

print ("hello world")
name="sky"
print (name)
print (name,type(name))
type(): 查询数据类型

print 默认输出是换行的,如果要实现不换行需要在变量末尾加上 end="":

输入 input()

language = input("请输入数字:")

注释

多行注释可以用多个 # 号,还有 ''' 和 """:

多行语句

Python 通常是一行写完一条语句,但如果语句很长,我们可以使用反斜杠 来实现多行语句,例如:

total =( 'item_one +\
item_two +\
item_three')
print (total)

在 [], {}, 或 () 中的多行语句,不需要使用反斜杠 ,

同一行显示多条语句
Python 可以在同一行中使用多条语句,语句之间使用分号 ; 分割,以下是一个简单的实例:
import sys; x = 'runoob'; sys.stdout.write(x + 'n')

总结

print

命令行模式: 运行Python,在命令行输入命令并执行。

程序模式: 写一段Python程序并运行。

Python基础02 基本数据类型

变量不需要声明

>>>a = 10

回收变量名

如果你想让a存储不同的数据,你不需要删除原有变量就可以直接赋值。

基本数据类型

=10         # int 整数

a=1.3        # float 浮点数

a=True       # 真值 (True/False)

a='Hello!'   # 字符串。字符串也可以用双引号。
字符串(String)
-----------

-   Python 中单引号 ' 和双引号 " 使用完全相同。
-   使用三引号(''' 或 """)可以指定一个多行字符串。
-   转义符 \。
-   反斜杠可以用来转义,使用 r 可以让反斜杠不发生转义。 如 **r"this is a line with \n"** 则 \n 会显示,并不是换行。
-   按字面意义级联字符串,如 **"this " "is " "string"** 会被自动转换为 **this is string**。
-   字符串可以用 + 运算符连接在一起,用 * 运算符重复。
-   Python 中的字符串有两种索引方式,从左往右以 0 开始,从右往左以 -1 开始。
-   Python 中的字符串不能改变。
-   Python 没有单独的字符类型,一个字符就是长度为 1 的字符串。
-   字符串的截取的语法格式如下:变量[头下标:尾下标:步长]

标准数据类型
Python3 中常见的数据类型有:

Number(数字)
String(字符串)
bool(布尔类型)
List(列表)
Tuple(元组)
Set(集合)
Dictionary(字典)
Python3 的六个标准数据类型中:

不可变数据(3 个):Number(数字)、String(字符串)、Tuple(元组);
可变数据(3 个):List(列表)、Dictionary(字典)、Set(集合)。

总结

变量不需要声明,不需要删除,可以直接回收适用。

type(): 查询数据类型

整数,浮点数,真值,字符串

Python基础03 序列

sequence 序列

序列有两种:tuple(定值表; 也有翻译为元组) 和 list (表)

s1 = (2, 1.3, 'love', 5.6, 9, 12, False)         # s1是一个tuple

s2 = [True, 5, 'smile']                          # s2是一个list

print(s1,type(s1))

print(s2,type(s2))

tuple和list的主要区别在于,一旦建立,tuple的各个元素不可再变更,而list的各个元素可以再变更。
一个序列作为另一个序列的元素

s3 = [1,[3,4,5]]
### 元素的引用
序列元素的下标从0开始:

print(s1[0])

print(s2[2])

print(s3[1][2])

由于list的元素可变更,你可以对list的某个元素赋值:

s2[1] = 3.0

print(s2)

其他引用方式

范围引用: 基本样式[下限:上限:步长]

print(s1[:5])             # 从开始到下标4 (下标5的元素 不包括在内)

print(s1[2:])             # 从下标2到最后

print(s1[0:5:2])          # 从下标0到下标4 (下标5不包括在内),每隔2取一个元素 (下标为0,2,4的元素)

print(s1[2:0:-1])         # 从下标2到下标1

从上面可以看到,在范围引用的时候,如果写明上限,那么这个上限本身不包括在内。

list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2 ]
tinylist = [123, 'runoob']

print (list)            # 输出完整列表
print (list[0])         # 输出列表第一个元素
print (list[1:3])       # 从第二个开始输出到第三个元素
print (list[2:])        # 输出从第三个元素开始的所有元素
print (tinylist * 2)    # 输出两次列表
print (list + tinylist) # 连接列表

Python基础04 运算

数学运算

>>>print (1+9)       # 加法

>>>print 1.3-4      # 减法

>>>print 3*5        # 乘法

>>>print 4.5/1.5    # 除法

>>>print 3**2       # 乘方     

>>>print (10%3)       # 求余数

判断

判断是真还是假,返回True/False

>>>print (5==6)              # =, 相等

>>>print 8.0!=8.0           # !=, 不等

>>>print 3<3, 3<=3          # <, 小于; <=, 小于等于

>>>print 4>5, 4>=0          # >, 大于; >=, 大于等于

>>>print 5 in [1,3,5]       # 5是list [1,3,5]的一个元素

(还有is, is not等, 暂时不深入)

逻辑运算

True/False之间的运算

>>>print True and True, True and False      # and, "与"运算, 两者都为真才是真

>>>print True or False                      # or, "或"运算, 其中之一为真即为真

>>>print not True                           # not, "非"运算, 取反

可以和上一部分结合做一些练习,比如:

>>>print 5==6 or 3>=3

总结

数学 +, -, *, /, **, %

判断 ==, !=, >, >=, <, <=, in

逻辑 and, or, not

Python基础05 缩进和选择

在Python中,同样的目的,这段话是这样的

if i > 0:
    x = 1
    y = 2
在Python中, 去掉了i > 0周围的括号,去除了每个语句句尾的分号,表示块的花括号也消失了。

多出来了if ...之后的:(冒号), 还有就是x = 1 和 y =2前面有四个空格的缩进。通过缩进,Python识别出这两个语句是隶属于if。
Python这样设计的理由纯粹是为了程序好看。

if语句

写一个完整的程序,命名为ifDemo.py。这个程序用于实现if结构。

i = 1
x = 1
if i > 0:
    x = x+1
print x

if ...elif...else...

i = 1
if i > 0:
    print ('positive i')
    i = i + 1
elif i == 0:
    print ('i is 0')
    i = i * 10
else:
    print ('negative i')
    i = i - 1
print ('new i:',i)i

这里有三个块,分别属于if, elif, else引领。
Python检测条件,如果发现if的条件为假,那么跳过后面紧跟的块,检测下一个elif的条件; 如果还是假,那么执行else块。
通过上面的结构将程序分出三个分支。程序根据条件,只执行三个分支中的一个。

if结构的嵌套

i  = 5
if i > 1:
    print ('i bigger than 1')
    print ('good')
    if i > 2:
        print ('i bigger than 2')
        print ('even better')

if i > 2 后面的块相对于该if缩进了四个空格,以表明其隶属于该if,而不是外层的if。

总结

if语句之后的冒号

以四个空格的缩进来表示隶属关系, Python中不能随意缩进

if  <条件1>:

    statement

elif <条件2>:

    statement

elif <条件3>:

    statement

else:

    statement

Python基础06 循环

for循环

for循环需要预先设定好循环的次数(n),然后执行隶属于for的语句n次。

基本构造是

for 元素 in 序列: 
    statement
 

举例来说,我们编辑一个叫forDemo.py的文件

for a in [3,4.4,'life']:
    print (a)

这个循环就是每次从表[3,4.4,'life'] 中取出一个元素(回忆:表是一种序列),然后将这个元素赋值给a,之后执行隶属于for的操作(print)。

介绍一个新的Python函数range(),来帮助你建立表
这个函数的功能是新建一个表。这个表的元素都是整数,从0开始,下一个元素比前一个大1, 直到函数中所写的上限 (不包括该上限本身)

for a in range(10):
    print (a**2) ##0-9的平方

while循环

while的用法是

while 条件:
    statement
while会不停地循环执行隶属于它的语句,直到条件为假(False)

举例

i=0
while i < 10:
    print (i)
    i = i + 1

中断循环

continue   # 在循环的某一次执行中,如果遇到continue, 那么跳过这一次执行,进行下一次的操作

break      # 停止执行整个循环
for i in range(10):
    if i == 2: 
        continue
    print (i)
### i是2的话跳过print

当循环执行到i = 2的时候,if条件成立,触发continue, 跳过本次执行(不执行print),继续进行下一次执行(i = 3)。

for i in range(10):
    if i == 2:
        break
    print (i)

当循环执行到i = 2的时候,if条件成立,触发break, 整个循环停止。

总结

range()

for 元素 in 序列:

while 条件:

continue

break

Python基础07 函数

函数最重要的目的是方便我们重复使用相同的一段程序。

将一些操作隶属于一个函数,以后你想实现相同的操作的时候,只用调用函数名就可以,而不需要重复敲所有的语句。

函数的定义

首先,我们要定义一个函数, 以说明这个函数的功能。

def square_sum(a,b):
    c = a**2 + b**2
    return c
这个函数的功能是求两个数的平方和。

首先,def,这个关键字通知python:我在定义一个函数。square_sum是函数名。

括号中的a, b是函数的参数,是对函数的输入。参数可以有多个,也可以完全没有(但括号要保留)。

我们已经在循环和选择中见过冒号和缩进来表示的隶属关系。

c = a**2 + b**2        # 这一句是函数内部进行的运算

return c               # 返回c的值,也就是输出的功能。Python的函数允许不返回值,也就是不用return。

return可以返回多个值,以逗号分隔。相当于返回一个tuple(定值表)。

return a,b,c          # 相当于 return (a,b,c)

在Python中,当程序执行到return的时候,程序将停止执行函数内余下的语句。return并不是必须的,当没有return, 或者return后面没有返回值时,函数将自动返回None。None是Python中的一个特别的数据类型,用来表示什么都没有,相当于C中的NULL。None多用于关键字参数传递的默认值。

函数调用和参数传递

定义过函数后,就可以在后面程序中使用这一函数

print (square_sum(3,4))
Python通过位置,知道3对应的是函数定义中的第一个参数a, 4对应第二个参数b,然后把参数传递给函数square_sum。

(Python有丰富的参数传递方式,还有关键字传递、表传递、字典传递等,基础教程将只涉及位置传递)

函数经过运算,返回值25, 这个25被print打印出来。

 a= 1

def change_integer(a):
    a = a + 1
    return a

print (change_integer(a))
print (a)
###结果 2  1
b = [1,2,3]

def change_list(b):
    b[0] = b[0] + 1
    return b

print (change_list(b))
print (b)

结果:
[2, 2, 3]
[2, 2, 3]
第一个例子,我们将一个整数变量传递给函数,函数对它进行操作,但原整数变量a不发生变化。

第二个例子,我们将一个表传递给函数,函数进行操作,原来的表b发生变化。

对于基本数据类型的变量,变量传递给函数后,函数会在内存中复制一个新的变量,从而不影响原来的变量。(我们称此为值传递)

但是对于表来说,表传递给函数的是一个指针,指针指向序列在内存中的位置,在函数中对表的操作将在原有内存中进行,从而影响原有变量。 (我们称此为指针传递)

总结

def function_name(a,b,c):
    statement
    return something  # return不是必须的

函数的目的: 提高程序的重复可用性。

return None

通过位置,传递参数。

基本数据类型的参数:值传递

表作为参数:指针传递

Python基础08 面向对象的基本概念

Python使用类(class)和对象(object),进行面向对象(object-oriented programming,简称OOP)的编程。

面向对象的最主要目的是提高程序的重复使用性。我们这么早切入面向对象编程的原因是,Python的整个概念是基于对象的。了解OOP是进一步学习Python的关键。

下面是对面向对象的一种理解,基于分类。

相近对象,归为类
在人类认知中,会根据属性相近把东西归类,并且给类别命名。比如说,鸟类的共同属性是有羽毛,通过产卵生育后代。任何一只特别的鸟都在鸟类的原型基础上的。

面向对象就是模拟了以上人类认知过程。在Python语言,为了听起来酷,我们把上面说的“东西”称为对象(object)。

先定义鸟类

class Bird(object):
    have_feather = True
    way_of_reproduction = 'egg'

我们定义了一个类别(class),就是鸟(Bird)。在隶属于这个类比的语句块中,我们定义了两个变量,一个是有羽毛(have_feather),一个是生殖方式(way_of_reproduction),这两个变量对应我们刚才说的属性(attribute)。我们暂时先不说明括号以及其中的内容,记为问题1。

假设我养了一只小鸡,叫summer。它是个对象,且属于鸟类。使用前面定义的类:

summer = Bird() print summer.way_of_reproduction

通过第一句创建对象,并说明summer是类别鸟中的一个对象,summer就有了鸟的类属性,对属性的引用是通过 对象.属性(object.attribute) 的形式实现的。

动作

日常认知中,我们在通过属性识别类别的时候,有时根据这个东西能做什么事情来区分类别。比如说,鸟会移动。这样,鸟就和房屋的类别区分开了。这些动作会带来一定的结果,比如移动导致位置的变化。

这样的一些"行为"属性为方法(method)。Python中通过在类的内部定义函数,来说明方法。

class Bird(object):
    have_feather = True
    way_of_reproduction = 'egg'
    def move(self, dx, dy):
        position = [0,0]
        position[0] = position[0] + dx
        position[1] = position[1] + dy
        return position

summer = Bird()
print 'after move:',summer.move(5,8)

我们重新定义了鸟这个类别。鸟新增一个方法属性,就是表示移动的方法move。(我承认这个方法很傻,你可以在看过下一讲之后定义个有趣些的方法)

(它的参数中有一个self,它是为了方便我们引用对象自身。方法的第一个参数必须是self,无论是否用到。有关self的内容会在下一讲展开)

另外两个参数,dx, dy表示在x、y两个方向移动的距离。move方法会最终返回运算过的position。

在最后调用move方法的时候,我们只传递了dx和dy两个参数,不需要传递self参数(因为self只是为了内部使用)。

子类

类别本身还可以进一步细分成子类

比如说,鸟类可以进一步分成鸡,大雁,黄鹂。

在OOP中,我们通过继承(inheritance)来表达上述概念。

class Chicken(Bird):

    way_of_move = 'walk'

    possible_in_KFC = True

class Oriole(Bird):

    way_of_move = 'fly'

    possible_in_KFC = False

summer = Chicken()

print summer.have_feather

print summer.move(5,8)

新定义的鸡(Chicken)类的,增加了两个属性:移动方式(way_of_move),可能在KFC找到(possible_in_KFC)

在类定义时,括号里为了Bird。这说明,Chicken是属于鸟类(Bird)的一个子类,即Chicken继承自Bird。自然而然,Bird就是Chicken的父类。Chicken将享有Bird的所有属性。尽管我只声明了summer是鸡类,它通过继承享有了父类的属性(无论是变量属性have_feather还是方法属性move)

新定义的黄鹂(Oriole)类,同样继承自鸟类。在创建一个黄鹂对象时,该对象自动拥有鸟类的属性。

通过继承制度,我们可以减少程序中的重复信息和重复语句。如果我们分别定义两个类,而不继承自鸟类,就必须把鸟类的属性分别输入到鸡类和黄鹂类的定义中。整个过程会变得繁琐,因此,面向对象提高了程序的可重复使用性。

(回到问题1, 括号中的object,当括号中为object时,说明这个类没有父类(到头了))

将各种各样的东西分类,从而了解世界,从人类祖先开始,我们就在练习了这个认知过程,面向对象是符合人类思维习惯的。所谓面向过程,也就是执行完一个语句再执行下一个,更多的是机器思维。通过面向对象的编程,我们可以更方便的表达思维中的复杂想法。

总结

将东西根据属性归类 ( 将object归为class )

方法是一种属性,表示动作

用继承来说明父类-子类关系。子类自动具有父类的所有属性。

self代表了根据类定义而创建的对象。

建立对一个对象: 对象名 = 类名()

引用对象的属性: object.attribute

Python基础09 面向对象的进一步拓展 

调用类的其它信息
上一讲中提到,在定义方法时,必须有self这一参数。这个参数表示某个对象。对象拥有类的所有性质,那么我们可以通过self,调用类属性。

class Human(object):
    laugh = 'hello'
    def show_laugh(self):
        print (self.laugh)
    def laugh_100th(self):
        for i in range(10):
            self.show_laugh()
li_lei = Human()
print(li_lei.laugh_100th())

这里有一个类属性laugh。在方法show_laugh()中,通过self.laugh,调用了该属性的值。

还可以用相同的方式调用其它方法。方法show_laugh(),在方法laugh_100th中()被调用。

通过对象可以修改类属性值。但这是危险的。类属性被所有同一类及其子类的对象共享。类属性值的改变会影响所有的对象。

__init__()方法

__init__()是一个特殊方法(special method)。Python有一些特殊方法。Python会特殊的对待它们。特殊方法的特点是名字前后有两个下划线。

如果你在类中定义了__init__()这个方法,创建对象时,Python会自动调用这个方法。这个过程也叫初始化。

class happyBird(Bird):
    def __init__(self,more_words):
        print ('We are happy birds.',more_words)

summer = happyBird('Happy,Happy!')

屏幕上打印:

We are happy birds.Happy,Happy!
我们看到,尽管我们只是创建了summer对象,但__init__()方法被自动调用了。最后一行的语句(summer = happyBird...)先创建了对象,然后执行:

Summer.__init__(more_words)

'Happy,Happy!' 被传递给了__init__()的参数more_words

对象的性质

我们讲到了许多属性,但这些属性是类的属性。所有属于该类的对象会共享这些属性。比如说,鸟都有羽毛,鸡都不会飞。

在一些情况下,我们定义对象的性质,用于记录该对象的特别信息。比如说,人这个类。性别是某个人的一个性质,不是所有的人类都是男,或者都是女。这个性质的值随着对象的不同而不同。李雷是人类的一个对象,性别是男;韩美美也是人类的一个对象,性别是女。

当定义类的方法时,必须要传递一个self的参数。这个参数指代的就是类的一个对象。我们可以通过操纵self,来修改某个对象的性质。比如用类来新建一个对象,即下面例子中的li_lei, 那么li_lei就被self表示。我们通过赋值给self.attribute,给li_lei这一对象增加一些性质,比如说性别的男女。self会传递给各个方法。在方法内部,可以通过引用self.attribute,查询或修改对象的性质。

这样,在类属性的之外,又给每个对象增添了各自特色的性质,从而能描述多样的世界。

class Human(object):
    def __init__(self, input_gender):
        self.gender = input_gender
    def printGender(self):
        print (self.gender)

li_lei = Human('male') # 这里,'male'作为参数传递给__init__()方法的input_gender变量。
print (li_lei.gender)
li_lei.printGender()

在初始化中,将参数input_gender,赋值给对象的性质,即self.gender。

li_lei拥有了对象性质gender。gender不是一个类属性。Python在建立了li_lei这一对象之后,使用li_lei.gender这一对象性质,专门储存属于对象li_lei的特有信息。

对象的性质也可以被其它方法调用,调用方法与类属性的调用相似,正如在printGender()方法中的调用。

总结

通过self调用类属性

__init__(): 在建立对象时自动执行

类属性和对象的性质的区别

Python基础10 反过头来看看

需要先要介绍两个内置函数,dir()和help()

dir()用来查询一个类或者对象所有属性。你可以尝试一下

print dir(list)

help()用来查询的说明文档。你可以尝试一下

print help(list)

(list是Python内置的一个类,对应于我们之前讲解过的列表)

list是一个类

在上面以及看到,表是Python已经定义好的一个类。当我们新建一个表时,比如:

nl = [1,2,5,3,5]

实际上,nl是类list的一个对象。

实验一些list的方法:

>>>print (nl.count(5))       # 计数,看总共有多少个5

>>>print (nl.index(3))       # 查询 nl 的第一个3的下标

>>>nl.append(6)            # 在 nl 的最后增添一个新元素6

>>>nl.sort()               # 对nl的元素排序

>>>print nl.pop()          # 从nl中去除最后一个元素,并将该元素返回。

>>>nl.remove(2)            # 从nl中去除第一个2

>>>nl.insert(0,9)          # 在下标为0的位置插入9

总之,list是一个类。每个列表都属于该类。

Python补充中有list常用方法的附录。

运算符是特殊方法

使用dir(list)的时候,能看到一个属性,是__add__()。从形式上看是特殊方法(下划线,下划线)。它特殊在哪呢?

这个方法定义了"+"运算符对于list对象的意义,两个list的对象相加时,会进行的操作。

>>>print [1,2,3] + [5,6,9]
#[1, 2, 3, 5, 6, 9]

运算符,比如+, -, >, <, 以及下标引用[start:end]等等,从根本上都是定义在类内部的方法。

def __sub__(self, b):
        a = self[:]     # 这里,self是supeList的对象。由于superList继承于list,它可以利用和list[:]相同的引用方法来表示整个对象。
  b = b[:]
        while len(b) > 0:
            element_b = b.pop()
            if element_b in a:
                a.remove(element_b)
        return a

print (superList([1,2,3,4,6]) - superList([1,5,3,4]))

#[2, 6]

内置函数len()用来返回list所包含的元素的总数。内置函数__sub__()定义了"-"的操作:从第一个表中去掉第二个表中出现的元素。如果__sub__()已经在父类中定义,你又在子类中定义了,那么子类的对象会参考子类的定义,而不会载入父类的定义。任何其他的属性也是这样。

(教程最后也会给出一个特殊方法的清单)
Python的强大很大一部分原因在于,它提供有很多已经写好的,可以现成用的对象。

总结

len() dir() help()

数据结构list(列表)是一个类。

运算符是方法

Python进阶01 词典

之前我们说了,列表是Python里的一个类。一个特定的表,比如说nl = [1,3,8],就是这个类的一个对象。我们可以调用这个对象的一些方法,比如 nl.append(15)。
我们要介绍一个新的类,词典 (dictionary)。与列表相似,词典也可以储存多个元素。这种储存多个元素的对象称为容器(container)。

基本概念

常见的创建词典的方法:

>>>dic = {'tom':11, 'sam':57,'lily':100}

>>>print type(dic)

词典和表类似的地方,是包含有多个元素,每个元素以逗号分隔。但词典的元素包含有两部分,键和值,常见的是以字符串来表示键,也可以使用数字或者真值来表示键(不可变的对象可以作为键)。值可以是任意对象。键和值两者一一对应。

比如上面的例子中,'tom'对应11,'sam对应57,'lily'对应100

与表不同的是,词典的元素没有顺序。你不能通过下标引用元素。词典是通过键来引用。

>>>print dic['tom']

>>>dic['tom'] = 30

>>>print dic

构建一个新的空的词典:

>>>dic = {}

>>>print dic

在词典中增添一个新元素的方法:

>>>dic['lilei'] = 99

>>>print dic

这里,我们引用一个新的键,并赋予它对应的值。

词典元素的循环调用

dic = {'lilei': 90, 'lily': 100, 'sam': 57, 'tom': 90}
for key in dic:
    print dic[key]
# 结果 90 100 57 90

在循环中,dict的每个键,被提取出来,赋予给key变量。

通过print的结果,我们可以再次确认,dic中的元素是没有顺序的。

词典的常用方法

>>>print dic.keys()           # 返回dic所有的键

>>>print dic.values()         # 返回dic所有的值

>>>print dic.items()          # 返回dic所有的元素(键值对)

>>>dic.clear()                # 清空dic,dict变为{}

另外有一个很常用的用法:

del dic['tom']             # 删除 dic 的‘tom’元素

del是Python中保留的关键字,用于删除对象。
与表类似,你可以用len()查询词典中的元素总数。
print(len(dic))

总结

词典的每个元素是键值对。元素没有顺序。

dic = {'tom':11, 'sam':57,'lily':100}

dic['tom'] = 99

for key in dic: ...

del, len()

Python进阶02 文本文件的输入输出 

Python具有基本的文本文件读写功能。Python的标准库提供有更丰富的读写功能。

文本文件的读写主要通过open()所构建的文件对象来实现
创建文件对象
我们打开一个文件,并使用一个对象来表示该文件:

f = open(文件名,模式)

最常用的模式有:

"r"     # 只读

“w”     # 写入

比如

>>>f = open("test.txt","r")

文件对象的方法

读取:只能是r权限,下面命令才有用

content = f.read(N)          # 读取N bytes的数据

content = f.readline()       # 读取一行

content = f.readlines()      # 读取所有行,储存在列表中,每个元素是一行。

写入:

f.write('I like apple')      # 将'I like apple'写入文件

关闭文件:
f.close()

练习

建立一个test.txt的文档,写入内容如下:

tom, 12, 86
Lee, 15, 99
Lucy, 11, 58
Joseph, 19, 56
再从test.txt中读取文件并打印。

f = open("test.txt","w")

f.write('tom, 12,86\n')
f.write('Lee,15,99\n')
f.write('Lucy,11,8\n')
f.write('Joseph,19,56')
f = open("test.txt","r")
for i in range(4):
    context= f.readline()
    print(context)

总结

f = open(name, "r")

line = f.readline()

f.write('abc')

f.close()

Python进阶03 模块

我们之前看到了函数和对象。从本质上来说,它们都是为了更好的组织已经有的程序,以方便重复利用。

模块(module)也是为了同样的目的。在Python中,一个.py文件就构成一个模块。通过模块,你可以调用其它文件中的程序。

引入模块

我们先写一个first.py文件,内容如下:

def laugh(): print 'HaHaHaHa'

再写一个second.py,并引入first中的程序:

import first for i in range(10):
    first.laugh()

在second.py中,我们使用了first.py中定义的laugh()函数。

引入模块后,可以通过模块.对象的方式来调用引入模块中的某个对象。上面例子中,first为引入的模块,laugh()是我们所引入的对象。

Python中还有其它的引入方式,

import a as b             # 引入模块a,并将模块a重命名为b

from a import function1   # 从模块a中引入function1对象。调用a中对象时,我们不用再说明模块,即直接使用function1,而不是a.function1。

from a import *           # 从模块a中引入所有对象。调用a中对象时,我们不用再说明模块,即直接使用对象,而不是a.对象。

这些引用方式,可以方便后面的程序书写。

搜索路径

Python会在以下路径中搜索它想要寻找的模块:

  1. 程序所在的文件夹
  2. 标准库的安装路径
  3. 操作系统环境变量PYTHONPATH所包含的路径

如果你有自定义的模块,或者下载的模块,可以根据情况放在相应的路径,以便Python可以找到。

模块包

可以将功能相似的模块放在同一个文件夹(比如说this_dir)中,构成一个模块包。通过

import this_dir.module

引入this_dir文件夹中的module模块。

该文件夹中必须包含一个__init__.py的文件,提醒Python,该文件夹为一个模块包。__init__.py可以是一个空文件。

总结

import module

module.object

__init__.py

Python进阶04 函数的参数对应

关键字传递

有些情况下,用位置传递会感觉比较死板。关键字(keyword)传递是根据每个参数的名字传递参数。关键字并不用遵守位置的对应关系。依然沿用上面f的定义,更改调用方式:

print(f(c=3,b=2,a=1))

关键字传递可以和位置传递混用。但位置参数要出现在关键字参数之前:

print(f(1,c=3,b=2))

参数默认值

在定义函数的时候,使用形如a=19的方式,可以给参数赋予默认值(default)。如果该参数最终没有被传递值,将使用该默认值。

def f(a,b,c=10):
    return a+b+c

print(f(3,2))
print(f(3,2,1))

在第一次调用函数f时, 我们并没有足够的值,c没有被赋值,c将使用默认值10.

第二次调用函数的时候,c被赋值为1,不再使用默认值。

包裹传递

在定义函数时,我们有时候并不知道调用的时候会传递多少个参数。这时候,包裹(packing)位置参数,或者包裹关键字参数,来进行参数传递,会非常有用。

下面是包裹位置传递的例子:

def func(*name):
    print (type(name))
    print (name)
func(1,2,3)
func(3,4,5,2,1)

两次调用,尽管参数个数不同,都基于同一个func定义。在func的参数表中,所有的参数被name收集,根据位置合并成一个元组(tuple),这就是包裹位置传递。

为了提醒Python参数,name是包裹位置传递所用的元组名,在定义func时,在name前加*号。

下面是包裹关键字传递的例子:

def func(**dict):
    print (type(dict))
    print (dict)

func(a=1,b=9)
func(m=2,n=1,c=11)

与上面一个例子类似,dict是一个字典,收集所有的关键字,传递给函数func。为了提醒Python,参数dict是包裹关键字传递所用的字典,在dict前加**。

包裹传递的关键在于定义函数时,在相应元组或字典前加*。

解包裹

*,也可以在调用的时候使用,即解包裹(unpacking), 下面为例:

def func(a,b,c):
    print (a,b,c)

args = (1,3,4)
func(*args)

在这个例子中,所谓的解包裹,就是在传递tuple时,让tuple的每一个元素对应一个位置参数。在调用func时使用,是为了提醒Python:我想要把args拆成分散的三个元素,分别传递给a,b,c。(设想一下在调用func时,args前面没有会是什么后果?)

相应的,也存在对词典的解包裹,使用相同的func定义,然后:

dict = {'a':1,'b':2,'c':3}
func(**dict)

在传递词典dict时,让词典的每个键值对作为一个关键字传递给func。

混合

在定义或者调用参数时,参数的几种传递方式可以混合。但在过程中要小心前后顺序。基本原则是,先位置,再关键字,再包裹位置,再包裹关键字,并且根据上面所说的原理细细分辨。

注意:请注意定义时和调用时的区分。包裹和解包裹并不是相反操作,是两个相对独立的过程。

Python进阶05 循环设计 

range()

在Python中,for循环后的in跟随一个序列的话,循环每次使用的序列元素,而不是序列的下标。

之前我们已经使用过range()来控制for循环。现在,我们继续开发range的功能,以实现下标对循环的控制:

S = 'abcdefghijk'
for i in range(0,len(S),2):
    print (S[i])

在该例子中,我们利用len()函数和range()函数,用i作为S序列的下标来控制循环。在range函数中,分别定义上限,下限和每次循环的步长。这就和C语言中的for循环相类似了。

enumerate()

利用enumerate()函数,可以在每次循环中同时得到下标和元素

S = 'abcdefghijk'
for (index,char) in enumerate(S):
    print (index)
    print (char)

实际上,enumerate()在每次循环中,返回的是一个包含两个元素的定值表(tuple),两个元素分别赋予index和char

zip()

如果你多个等长的序列,然后想要每次循环时从各个序列分别取出一个元素,可以利用zip()方便地实现:

ta = [1,2,3]
tb = [9,8,7]
tc = ['a','b','c']
for (a,b,c) in zip(ta,tb,tc):
    print(a,b,c)

每次循环时,从各个序列分别从左到右取出一个元素,合并成一个tuple,然后tuple的元素赋予给a,b,c

zip()函数的功能,就是从多个列表中,依次各取出一个元素。每次取出的(来自不同列表的)元素合成一个元组,合并成的元组放入zip()返回的列表中。zip()函数起到了聚合列表的功能。

Python进阶06 循环对象

什么是循环对象

循环对象是这样一个对象,它包含有一个next()方法(__next__()方法,在python 3x中), 这个方法的目的是进行到下一个结果,而在结束一系列结果之后,举出StopIteration错误。

当一个循环结构(比如for)调用循环对象时,它就会每次循环的时候调用next()方法,直到StopIteration出现,for循环接收到,就知道循环已经结束,停止调用next()。

假设我们有一个test.txt的文件:

1234
abcd
efg
我们运行一下python命令行:

f = open('test.txt')

f.__next__()
f.__next__()
f.__next__()
f.__next__()

不断输入f.__next__(),直到最后出现StopIteration

open()返回的实际上是一个循环对象,包含有next()方法。而该next()方法每次返回的就是新的一行的内容,到达文件结尾时举出StopIteration。这样,我们相当于手工进行了循环。

自动进行的话,就是:

for line in open('test.txt'):

print (line)

在这里,for结构自动调用next()方法,将该方法的返回值赋予给line。循环知道出现StopIteration的时候结束。

相对于序列,用循环对象的好处在于:不用在循环还没有开始的时候,就生成好要使用的元素。所使用的元素可以在循环过程中逐次生成。这样,节省了空间,提高了效率,编程更灵活。

迭代器

从技术上来说,循环对象和for循环调用之间还有一个中间层,就是要将循环对象转换成迭代器(iterator)。这一转换是通过使用iter()函数实现的。但从逻辑层面上,常常可以忽略这一层,所以循环对象和迭代器常常相互指代对方。

生成器

生成器(generator)的主要目的是构成一个用户自定义的循环对象。

生成器的编写方法和函数定义类似,只是在return的地方改为yield。生成器中可以有多个yield。当生成器遇到一个yield时,会暂停运行生成器,返回yield后面的值。当再次调用生成器的时候,会从刚才暂停的地方继续运行,直到下一个yield。生成器自身又构成一个循环器,每次循环使用一个yield返回的值。

下面是一个生成器:

def gen():
    a = 100
    yield a
    a = a*8
    yield a
    yield 1000
#该生成器共有三个yield, 如果用作循环器时,会进行三次循环。

for i in gen():
    print (i)

再考虑如下一个生成器:

def gen():
    for i in range(4):
        yield i

它又可以写成生成器表达式(Generator Expression):

G = (x for x in range(4))
for i in G:
    print (i)

生成器表达式是生成器的一种简便的编写方式。读者可进一步查阅。

表推导

表推导(list comprehension)是快速生成表的方法。它的语法简单,很有实用价值。

假设我们生成表L:

L = [] for x in range(10):
    L.append(x**2)

以上产生了表L,但实际上有快捷的写法,也就是表推导的方式:

L = [x**2 for x in range(10)]

这与生成器表达式类似,只不过用的是中括号。

(表推导的机制实际上是利用循环对象,有兴趣可以查阅。)

练习 下面的表推导会生成什么?

xl = [1,3,5]
yl = [9,12,13]
L = [ x**2 for (x,y) in zip(xl,yl) if y > 10]
结果:[9, 25]

Python进阶07 函数对象

秉承着一切皆对象的理念,我们再次回头来看函数(function)。函数也是一个对象,具有属性(可以使用dir()查询)。作为对象,它还可以赋值给其它对象名,或者作为参数传递。

lambda函数

在展开之前,我们先提一下lambda函数。可以利用lambda函数的语法,定义函数。lambda例子如下:

func = lambda x,y: x + y
print (func(3,4))

lambda生成一个函数对象。该函数参数为x,y,返回值为x+y。函数对象赋给func。func的调用与正常函数无异。

以上定义可以写成以下形式:

def func(x, y): 
    return x + y

函数作为参数传递

函数可以作为一个对象,进行参数传递。函数名(比如func)即该对象。比如说:

def test(f, a, b): print 'test'
    print f(a, b)

test(func, 3, 5)

test函数的第一个参数f就是一个函数对象。将func传递给f,test中的f()就拥有了func()的功能。

我们因此可以提高程序的灵活性。可以使用上面的test函数,带入不同的函数参数。比如:

test((lambda x,y: x**2 + y), 6, 9)

map()函数

map()是Python的内置函数。它的第一个参数是一个函数对象。

re = map((lambda x: x+3),[1,3,5,6])
这里,map()有两个参数,一个是lambda所定义的函数对象,一个是包含有多个元素的表。map()的功能是将函数对象依次作用于表的每一个元素,每次作用的结果储存于返回的表re中。map通过读入的函数(这里是lambda函数)来操作数据(这里“数据”是表中的每一个元素,“操作”是对每个数据加3)。

在Python 3.X中,map()的返回值是一个循环对象。可以利用list()函数,将该循环对象转换成表。

如果作为参数的函数对象有多个参数,可使用下面的方式,向map()传递函数参数的多个参数:

re = map((lambda x,y: x+y),[1,2,3],[6,7,9])
map()将每次从两个表中分别取出一个元素,带入lambda所定义的函数。

filter()函数

filter函数的第一个参数也是一个函数对象。它也是将作为参数的函数对象作用于多个元素。如果函数对象返回的是True,则该次的元素被储存于返回的表中。filter通过读入的函数来筛选数据。同样,在Python 3.X中,filter返回的不是表,而是循环对象。

filter函数的使用如下例:

def func(a):
    if a > 100:
        return True
    else:
        return False

print filter(func,[10,56,101,500])

reduce()函数

reduce函数的第一个参数也是函数,但有一个要求,就是这个函数自身能接收两个参数。reduce可以累进地将函数作用于各个参数。如下例:

print reduce((lambda x,y: x+y),[1,2,5,7,9])

reduce的第一个参数是lambda函数,它接收两个参数x,y, 返回x+y。

reduce将表中的前两个元素(1和2)传递给lambda函数,得到3。该返回值(3)将作为lambda函数的第一个参数,而表中的下一个元素(5)作为lambda函数的第二个参数,进行下一次的对lambda函数的调用,得到8。依次调用lambda函数,每次lambda函数的第一个参数是上一次运算结果,而第二个参数为表中的下一个元素,直到表中没有剩余元素。

上面例子,相当于(((1+2)+5)+7)+9

根据mmufhy的提醒: reduce()函数在3.0里面不能直接用的,它被定义在了functools包里面,需要引入包,见评论区。

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