Python基础学习笔记【廖雪峰】

1. 入门

Python语法采用缩进方式，以#开头的语句是注释，当语句以:为结尾时，缩进的语句视为代码块

Python是动态语言，其变量本身类型不固定。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，Java就属于静态语言

空值None是Python里一个特殊的值，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

a = -1;
if a>=0:
    print(a)
else:       #冒号下相同缩进部分视为在同一个代码块
    print(-a)
    print("hello")
print("你好")
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2. 输入输出

# 单引号引起来是字符串
print('Hello')		
# 逗号隔开输出不同内容，同时会自动填上一个空格
print('100+200=',100+200)		
# 若不想要空格可以在print最后添加参数sep=''，默认情况sep=' '
print('100+200=',100+200,sep='')

num = 15
# 也可以使用这种方式进行格式化输出
print(f"num是{num}")	
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# input()是输入函数，输入结果放入name变量，python不需要手动定义类型
name = input();	
# 在提示语句后输入
name = input('请输入：');	
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3. 数据类型和变量

计算机能处理的远不止数值，还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据,不同的数据，需要定义不同的数据类型。

3.1 整数

1. Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样，例如：1，100，-8080，0
2. 计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用0x前缀和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2
3. 对于很大的数，例如10000000000，很难数清楚0的个数。Python允许在数字中间以_分隔，因此，写成10_000_000_000和10000000000是完全一样的。十六进制数也可以写成0xa1b2_c3d4

3.2 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， $$1.23\times 10^9$$ 和 $12.3\times 10^8$ 是完全相等的。浮点数可以用数学写法，如1.23，3.14，-9.01

• 对于很大或很小的浮点数，必须用科学计数法表示，把10用e替代，$1.23\ast 10^9$ 就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5
• 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，而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差【详情请看计算机组成原理】

3.3 字符串

字符串是以单引号'或双引号"括起来的任意文本，比如'abc'，"xyz"

• 如果字符串内部既包含单引号''又包含双引号""怎么办？可以用转义字符\来标识，使特殊字符失去特殊含义

  s = 'I\'m \"OK\"!'
  # 输出：I'm "OK"!
  print(s)
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• 转义字符\除了使特殊字符失去特殊含义，也能让部分字符得到特殊含义，比如\n表示换行，\t表示制表符，字符\本身也要转义，所以\\表示的字符就是\

• 如果字符串里面有很多字符都需要转义，就需要加很多\，为了简化，Python还允许用r''表示''内部的字符串默认不转义

  # 输出\t
  print(r'\t')	
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• 如果字符串内部有很多换行，用\n写在一行里不好阅读，为了简化，Python允许用'''...'''的格式表示多行内容

  # 输出 line1 line2 line3三行
  print('''line1
  line2
  line3''')
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3.4 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，也可以通过布尔运算计算出来

• 布尔值可以用and【与】、or【或】和not【非】计算

  # 输出False
  print(True and False)		
  # 输出True
  print(not False)		
  # 输出False
  print(17 > 18)				
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3.5 常量

常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量

PI = 3.14159265359
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但事实上PI仍然是一个变量，Python根本没有任何机制保证PI不会被改变，所以，用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法

• /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
• 还有一种除法是//，称为地板除，结果只保留整数部分

# 输出为 3.0
print(9 / 3)	
# 输出为 3
print(10 // 3)	
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3.6 理解变量在内存中的表示

a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
# 最终输出ABC
print(b)		
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• 当a赋给b时，实际上是令b指向了a此时指向的常量数据ABC
• 由于b本质指向的是数据，因此随后a指向了新数据后并不会影响b的指向
• 因此b最终指向的依然是ABC

4. 字符串

Python的字符串类型是str，在内存中以Unicode表示，一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输，或者保存到磁盘上，就需要把str变为以字节为单位的bytes

4.1 编码

在操作字符串时，我们经常遇到str和bytes的互相转换。为了避免乱码问题，应当始终坚持使用UTF-8编码对str和bytes进行转换。

# ord()函数获取字符的Unicode编码
# 输出65【英文字符上Unicode编码与ASKII码一致】
print(ord('A'))		
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# chr()函数把编码转换为对应的字符
# 输出a，因为97对应的是a
print(chr(97))		
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# 如果知道字符的整数编码，也可以直接用十六进制写
# Unicode编码对应'中文'，因此输出'中文'两个字
print('\u4e2d\u6587')	
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# Python对bytes类型的数据用带b前缀的单引号或双引号表示
# 此时x存放的是bytes类型
x=b'ABC'	
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# 通过encode()方法可以编码为指定的bytes
# 将字符串转换为ASKII码对应的bytes存储
print('ABC'.encode('ascii'))	
# 将字符串转换为UTF-8码对应的bytes存储
print('中文'.encode('UTF-8'))	   
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# 通过decode()方法可以将bytes按照指定方式解码
# 以ASKII码的方式解释字节流，输出ABC
print(b'ABC'.decode('ascii'))	
# 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，如下
# 只输出'中'，因为另一个字节码在utf-8编码情况下不对应任何字符
print(b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8', errors='ignore'))
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4.2 其他方法

4.3 格式化

%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

如果不太确定应该用什么，%s永远起作用，它会把任何数据类型转换为字符串

字符串里面的%是一个普通字符时需要转义，用%%来表示一个%

# 输出'Hello, world'
print('Hello, %s' % 'world')	
# 输出'Hi, Michael, you have $1000000.'
print('Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000))
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5. 数据结构

5.1 链表 list

Python内置的一种数据类型是list，可以随时添加和删除其中的元素，将其理解为链表即可，同时Python中的list更加强大，内部可以存放不同类型的元素

# 创建一个list
classmates=['tom','jack','mike']	
# 用下标进行访问，输出tom
print(classmates[0])	
# 负的下标代表倒数第几个，此处输出mike
print(classmates[-1])	
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p = ['asp', 'php']
# 此时s[2][1]等价于p[1]
s = ['python', 'java', p, 'scheme']	
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list方法

# append方法将元素追加至末尾
append('martin')	
# insert方法将元素插入指定索引位置
insert(0,'linda')	
# pop()方法删除末尾元素，也可删除指定索引元素
pop()				
# 移除符合要求的第一个值
remove('xxx')	
# 连接两个列表，这是比+运算符连接效率更高的方法
extend(list)		
# 统计num在list中出现的次数
count(num)	

# 某个元素在不在列表中，返回布尔型
element in/not in listname		

list(reversed(range(5)))	# 生成一个倒序列表[4,3,2,1,0]
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# 二分搜索以及已排序列表的插值【bisect本身不检查列表是否有序】
import bisect
c=[1,2,2,2,3,4,7]
# 返回元素2在c中应当插入的位置
bisect.bisect(c,2)   
# 把元素2插入应当插入的位置
bisect.insort(c,2)   
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5.2 静态链表 tuple

tuple一旦初始化就不能修改【所谓“不变”是说每个元素指向永远不变】，这是其与list的唯一区别

# 当你定义一个tuple时，在定义的时候，tuple的元素就必须被确定下来
t = (1, 2)	
# 定义一个空的tuple
t = ()			
# 只有1个元素的tuple定义时必须加一个逗号，否则会与数学中的小括号歧义
t = (1,)
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# tuple和list还具有拆包特性
seq=(1,2,3,4)		
# 将1赋值给a，将2赋值给b，剩余部分成为列表放入rest
a,b,*rest=seq	
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5.3 字典 dict (map)

# 定义key-value
d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}	
# 取出键值对应的值
d['Michael']	 
# 放入键值对
d['Adam'] = 67    
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dict方法

# 当键值不存在于字典中时会报错，因此取值前最好进行判断
# 若此时不存在这样的键值则返回False
'Thomas' in d	
# 若当前键值对不存在则返回None
d.get('Thomas')		
# 当键值对不存在时返回-1
d.get('Thomas', -1)	
# 删除键值对
d.pop('Bob')		
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5.4 集合 set

set的原理与dict一致，不过其只存储key值

# 得到一个空集合
s=set()				
# set的赋值初始化需要list作为输入集合
s=set([1, 2, 3])	
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set方法

# add方法往集合添加元素
s.add(4)		
# remove方法移除集合中的元素
s.remove(4)		
# 得到交集
s1 & s2			
# 得到并集
s1 | s2			
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6. 基础用法

6.1 条件判断

Python的条件判断是不需要小括号括起来的，同时由于其依靠相同缩进代表同一代码块，因此也无需中括号

age = 3
#只要age是非零数值、非空字符串、非空list等，就判断为True，否则为False
if age >= 18:			#不要少写冒号
    print('adult')
elif age >= 6:			#else if在此处缩写为elif
    print('teenager')
else:
    print('kid')
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6.2 循环

# 定义一个list
nums=[1,2,3]	
# for的用法，不要忘了冒号:，while循环同样需要冒号
for x in nums:	
    # x是nums中的元素
    print(x)

# 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']):
    # i即此元素在list中的下标
    print(i, value)		
    
# 也可以同时引用多个变量，此时就像是有多个索引进行遍历 
for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
    print(x, y)  
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6.3 赋值

# 后边的部分先得到，接着按顺序赋值
a, b = b, a + b
# 上述赋值语句等价于
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