python基础

认识 Python

人生苦短，我用 Python —— Life is short, you need Python

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目标

• Python 的起源
• 为什么要用 Python？
• Python 的特点
• Python 的优缺点

01. Python 的起源

Python 的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）

[外链图片转存失败(img-6pprrvEg-1562837215034)(img/002_%E5%90%89%E5%A4%9A.jpg)]

1. 1989 年的圣诞节期间，吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的解释程序，作为 ABC 语言的一种继承（感觉下什么叫牛人）
2. ABC 是由吉多参加设计的一种教学语言，就吉多本人看来，ABC 这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是 ABC 语言并没有成功，究其原因，吉多认为是非开放造成的。吉多决心在 Python 中避免这一错误，并获取了非常好的效果
3. 之所以选中 Python（蟒蛇） 作为程序的名字，是因为他是 BBC 电视剧——蒙提·派森的飞行马戏团（Monty Python’s Flying Circus）的爱好者
4. 1991 年，第一个 Python 解释器 诞生，它是用 C 语言实现的，并能够调用 C 语言的库文件

1.1 解释器（科普）

计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，所以必须要把程序员所写的程序语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序。将其他语言翻译成机器语言的工具，被称为编译器

编译器翻译的方式有两种：一个是编译，另外一个是解释。两种方式之间的区别在于翻译时间点的不同。当编译器以解释方式运行的时候，也称之为解释器

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• 编译型语言：程序在执行之前需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些。如 C、C++
• 解释型语言：解释型语言编写的程序不进行预先编译，以文本方式存储程序代码，会将代码一句一句直接运行。在发布程序时，看起来省了道编译工序，但是在运行程序的时候，必须先解释再运行

编译型语言和解释型语言对比

• 速度 —— 编译型语言比解释型语言执行速度快
• 跨平台性 —— 解释型语言比编译型语言跨平台性好

1.2 Python 的设计目标

1999 年，吉多·范罗苏姆向 DARPA 提交了一条名为 “Computer Programming for Everybody” 的资金申请，并在后来说明了他对 Python 的目标：

• 一门简单直观的语言并与主要竞争者一样强大
• 开源，以便任何人都可以为它做贡献
• 代码像纯英语那样容易理解
• 适用于短期开发的日常任务

这些想法中的基本都已经成为现实，Python 已经成为一门流行的编程语言

1.3 Python 的设计哲学

1. 优雅
2. 明确
3. 简单

• Python 开发者的哲学是：用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事
• 如果面临多种选择，Python 开发者一般会拒绝花俏的语法，而选择明确没有或者很少有歧义的语法

在 Python 社区，吉多被称为“仁慈的独裁者”

02. 为什么选择 Python？

• 代码量少
• ……

同一样问题，用不同的语言解决，代码量差距还是很多的，一般情况下 Python 是 Java 的 1/5，所以说 人生苦短，我用 Python

03. Python 特点

• Python 是完全面向对象的语言
  • 函数、模块、数字、字符串都是对象，在 Python 中一切皆对象
  • 完全支持继承、重载、多重继承
  • 支持重载运算符，也支持泛型设计
• Python 拥有一个强大的标准库，Python 语言的核心只包含 数字、字符串、列表、字典、文件 等常见类型和函数，而由 Python 标准库提供了 系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理 等额外的功能
• Python 社区提供了大量的第三方模块，使用方式与标准库类似。它们的功能覆盖 科学计算、人工智能、机器学习、Web 开发、数据库接口、图形系统 多个领域

面向对象的思维方式

• 面向对象 是一种 思维方式，也是一门 程序设计技术
• 要解决一个问题前，首先考虑 由谁 来做，怎么做事情是 谁 的职责，最后把事情做好就行！
  • 对象 就是 谁
• 要解决复杂的问题，就可以找多个不同的对象，各司其职，共同实现，最终完成需求

04. Python 的优缺点

4.1 优点

• 简单、易学
• 免费、开源
• 面向对象
• 丰富的库
• 可扩展性
  • 如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以把这部分程序用 C 或 C++ 编写，然后在 Python 程序中使用它们
• ……

4.2 缺点

• 运行速度
• 国内市场较小
• 中文资料匮乏

第一个 Python 程序

目标

• 第一个 HelloPython 程序
• Python 2.x 与 3​​.x 版本简介
• 执行 Python 程序的三种方式
  • 解释器 —— python / python3
  • 交互式 —— ipython
  • 集成开发环境 —— PyCharm

01. 第一个 HelloPython 程序

1.1 Python 源程序的基本概念

1. Python 源程序就是一个特殊格式的文本文件，可以使用任意文本编辑软件做 Python 的开发
2. Python 程序的 文件扩展名 通常都是 .py

1.2 演练步骤

• 在桌面下，新建 认识Python 目录
• 在 认识Python 目录下新建 01-HelloPython.py 文件
• 使用 gedit 编辑 01-HelloPython.py 并且输入以下内容：

print("hello python")
print("hello world")
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• 在终端中输入以下命令执行 01-HelloPython.py

$ python 01-HelloPython.py
1

print 是 python 中我们学习的第一个 函数

print 函数的作用，可以把 “” 内部的内容，输出到屏幕上

1.3 演练扩展 —— 认识错误（BUG）

关于错误

• 编写的程序不能正常执行，或者执行的结果不是我们期望的
• 俗称 BUG，是程序员在开发时非常常见的，初学者常见错误的原因包括：
  1. 手误
  2. 对已经学习过的知识理解还存在不足
  3. 对语言还有需要学习和提升的内容
• 在学习语言时，不仅要学会语言的语法，而且还要学会如何认识错误和解决错误的方法

每一个程序员都是在不断地修改错误中成长的

第一个演练中的常见错误

• 1> 手误，例如使用 pirnt("Hello world")

NameError: name 'pirnt' is not defined

名称错误：'pirnt' 名字没有定义
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• 2> 将多条 print 写在一行

SyntaxError: invalid syntax

语法错误：语法无效
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每行代码负责完成一个动作

• 3> 缩进错误

IndentationError: unexpected indent

缩进错误：不期望出现的缩进
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• Python 是一个格式非常严格的程序设计语言
• 目前而言，大家记住每行代码前面都不要增加空格

• 4> python 2.x 默认不支持中文

目前市场上有两个 Python 的版本并存着，分别是 Python 2.x 和 Python 3.x

• Python 2.x 默认不支持中文，具体原因，等到介绍 字符编码 时给大家讲解
• Python 2.x 的解释器名称是 python
• Python 3.x 的解释器名称是 python3

SyntaxError: Non-ASCII character '\xe4' in file 01-HelloPython.py on line 3, 
but no encoding declared; 
see http://python.org/dev/peps/pep-0263/ for details

语法错误： 在 01-HelloPython.py 中第 3 行出现了非 ASCII 字符 '\xe4'，但是没有声明文件编码
请访问 http://python.org/dev/peps/pep-0263/ 了解详细信息
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• ASCII 字符只包含 256 个字符，不支持中文
• 有关字符编码的问题，后续会讲

单词列表

* error 错误
* name 名字
* defined 已经定义
* syntax 语法
* invalid 无效
* Indentation 索引
* unexpected 意外的，不期望的
* character 字符
* line 行
* encoding 编码
* declared 声明
* details 细节，详细信息
* ASCII 一种字符编码
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02. Python 2.x 与 3​​.x 版本简介

目前市场上有两个 Python 的版本并存着，分别是 Python 2.x 和 Python 3.x

新的 Python 程序建议使用 Python 3.0 版本的语法

• Python 2.x 是 过去的版本
  • 解释器名称是 python
• Python 3.x 是 现在和未来 主流的版本
  • 解释器名称是 python3
  • 相对于 Python 的早期版本，这是一个 较大的升级
  • 为了不带入过多的累赘，Python 3.0 在设计的时候 没有考虑向下兼容
    • 许多早期 Python 版本设计的程序都无法在 Python 3.0 上正常执行
  • Python 3.0 发布于 2008 年
  • 到目前为止，Python 3.0 的稳定版本已经有很多年了
    • Python 3.3 发布于 2012
    • Python 3.4 发布于 2014
    • Python 3.5 发布于 2015
    • Python 3.6 发布于 2016
• 为了照顾现有的程序，官方提供了一个过渡版本 —— Python 2.6
  • 基本使用了 Python 2.x 的语法和库
  • 同时考虑了向 Python 3.0 的迁移，允许使用部分 Python 3.0 的语法与函数
  • 2010 年中推出的 Python 2.7 被确定为 最后一个Python 2.x 版本

提示：如果开发时，无法立即使用 Python 3.0（还有极少的第三方库不支持 3.0 的语法），建议

• 先使用 Python 3.0 版本进行开发
• 然后使用 Python 2.6、Python 2.7 来执行，并且做一些兼容性的处理

03. 执行 Python 程序的三种方式

3.1. 解释器 python / python3

Python 的解释器

# 使用 python 2.x 解释器
$ python xxx.py

# 使用 python 3.x 解释器
$ python3 xxx.py
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其他解释器（知道）

Python 的解释器 如今有多个语言的实现，包括：

• CPython —— 官方版本的 C 语言实现
• Jython —— 可以运行在 Java 平台
• IronPython —— 可以运行在 .NET 和 Mono 平台
• PyPy —— Python 实现的，支持 JIT 即时编译

3.2. 交互式运行 Python 程序

• 直接在终端中运行解释器，而不输入要执行的文件名
• 在 Python 的 Shell 中直接输入 Python 的代码，会立即看到程序执行结果

1) 交互式运行 Python 的优缺点

优点

• 适合于学习/验证 Python 语法或者局部代码

缺点

• 代码不能保存
• 不适合运行太大的程序

2) 退出 官方的解释器

1> 直接输入 exit()

>>> exit()
1

2> 使用热键退出

在 python 解释器中，按热键 ctrl + d 可以退出解释器

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3) IPython

• IPython 中 的 “I” 代表 交互 interactive

特点

• IPython 是一个 python 的 交互式 shell，比默认的 python shell 好用得多
  • 支持自动补全
  • 自动缩进
  • 支持 bash shell 命令
  • 内置了许多很有用的功能和函数
• IPython 是基于 BSD 开源的

版本

• Python 2.x 使用的解释器是 ipython
• Python 3.x 使用的解释器是 ipython3
• 要退出解释器可以有以下两种方式：

1> 直接输入 exit

In [1]: exit
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2> 使用热键退出

在 IPython 解释器中，按热键 ctrl + d，IPython 会询问是否退出解释器

IPython 的安装

$ sudo apt install ipython
1

3.3. Python 的 IDE —— PyCharm

1） 集成开发环境（IDE）

集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）—— 集成了开发软件需要的所有工具，一般包括以下工具：

• 图形用户界面
• 代码编辑器（支持 代码补全／自动缩进）
• 编译器／解释器
• 调试器（断点／单步执行）
• ……

2）PyCharm 介绍

• PyCharm 是 Python 的一款非常优秀的集成开发环境
• PyCharm 除了具有一般 IDE 所必备功能外，还可以在 Windows、Linux、macOS 下使用
• PyCharm 适合开发大型项目
  • 一个项目通常会包含 很多源文件
  • 每个 源文件 的代码行数是有限的，通常在几百行之内
  • 每个 源文件 各司其职，共同完成复杂的业务功能

3）PyCharm 快速体验

[外链图片转存失败(img-mJana0n1-1562837215037)(img/001_PyCharm%E7%9A%84%E7%95%8C%E9%9D%A2%E7%BB%93%E6%9E%84.png)]

• 文件导航区域 能够 浏览／定位／打开 项目文件
• 文件编辑区域 能够 编辑 当前打开的文件
• 控制台区域 能够：
  • 输出程序执行内容
  • 跟踪调试代码的执行
• 右上角的 工具栏 能够 执行(SHIFT + F10) / 调试(SHIFT + F9) 代码

[外链图片转存失败(img-2mmT3TGe-1562837215038)(img/002_PyCharm%E8%BF%90%E8%A1%8C%E5%B7%A5%E5%85%B7%E6%A0%8F.png)]

• 通过控制台上方的单步执行按钮(F8)，可以单步执行代码

[外链图片转存失败(img-zsQO8ykK-1562837215040)(img/003_PyCharm%E8%B0%83%E8%AF%95%E5%99%A8.png)]

PyCharm 的初始设置（知道）

目标

• 恢复 PyCharm 的初始设置
• 第一次启动 PyCharm
• 新建一个 Python 项目
• 设置 PyCharm 的字体显示
• PyCharm 的升级以及其他

PyCharm 的官方网站地址是：https://www.jetbrains.com/pycharm/

01. 恢复 PyCharm 的初始设置

PyCharm 的 配置信息 是保存在 用户家目录下 的 .PyCharmxxxx.x 目录下的，xxxx.x 表示当前使用的 PyCharm 的版本号

如果要恢复 PyCharm 的初始设置，可以按照以下步骤进行：

• 1. 关闭正在运行的 PyCharm
• 1. 在终端中执行以下终端命令，删除 PyCharm 的配置信息目录：

$ rm -r ~/.PyCharm2016.3
1

• 1. 重新启动 PyCharm

02. 第一次启动 PyCharm

1. 导入配置信息
2. 选择许可协议
3. 配置初始界面

2.1 导入配置信息

• 在第一次启动 PyCharm 时，会首先提示用户是否导入 之前的配置信息
• 如果是第一次使用，直接点击 OK 按钮

[外链图片转存失败(img-QGqx9kV3-1562837215041)(img/001_PyCharm%E5%AF%BC%E5%85%A5%E9%85%8D%E7%BD%AE%E4%BF%A1%E6%81%AF.png)]

2.2 选择许可协议

• PyCharm 是一个付费软件，购买费用为 199$ / 年 或者 19.90$ ／ 月
• 不过 PyCharm 提供了对 学生和教师免费使用的版本
  • 下载地址是：https://www.jetbrains.com/pycharm-edu/download/#section=linux
• 商业版本会提示输入注册信息，或者选择免费评估

[外链图片转存失败(img-Y9wzO7Y5-1562837215041)(img/002_%E6%BF%80%E6%B4%BB%E8%AE%B8%E5%8F%AF%E8%AF%81.png)]

2.3 PyCharm 的配置初始界面

• 在初始配置界面，可以通过 Editor colors and fonts 选择 编辑器的配色方案

[外链图片转存失败(img-v3DV1Nw1-1562837215042)(img/003_PyCharm%E5%88%9D%E5%A7%8B%E9%85%8D%E7%BD%AE%E7%95%8C%E9%9D%A2.png)]

2.4 欢迎界面

• 所有基础配置工作结束之后，就可以看到 PyCharm 的 欢迎界面了，通过 欢迎界面 就可以开始开发 Python 项目了

[外链图片转存失败(img-newZy6jU-1562837215042)(img/004_PyCharm%E6%AC%A2%E8%BF%8E%E9%A1%B5%E9%9D%A2.png)]

03. 新建/打开一个 Python 项目

3.1 项目简介

• 开发 项目 就是开发一个 专门解决一个复杂业务功能的软件
• 通常每 一个项目 就具有一个 独立专属的目录，用于保存 所有和项目相关的文件
  • 一个项目通常会包含 很多源文件

3.2 打开 Python 项目

• 直接点击 Open 按钮，然后浏览到之前保存 Python 文件的目录，既可以打开项目
• 打开之后，会在目录下新建一个 .idea 的目录，用于保存 项目相关的信息，例如：解释器版本、项目包含的文件等等
• 第一次打开项目，需要耐心等待 PyCharm 对项目进行初始设置

[外链图片转存失败(img-1W6BdH6R-1562837215043)(img/005_%E6%89%93%E5%BC%80%E5%B7%B2%E6%9C%89Python%E9%A1%B9%E7%9B%AE.png)]

设置项目使用的解释器版本

• 打开的目录如果不是由 PyCharm 建立的项目目录，有的时候 使用的解释器版本是 Python 2.x 的，需要单独设置解释器的版本
• 通过 File / Settings… 可以打开设置窗口，如下图所示：

[外链图片转存失败(img-q5RV6YDi-1562837215043)(img/006_%E9%80%89%E6%8B%A9%E9%A1%B9%E7%9B%AE%E7%9A%84%E8%A7%A3%E9%87%8A%E5%99%A8%E7%89%88%E6%9C%AC.png)]

3.3 新建项目

1) 命名规则

• 以后 项目名 前面都以 数字编号，随着知识点递增，编号递增
  • 例如：01_Python 基础、02_分支、03_循环…
• 每个项目下的 文件名 都以 hm_xx_知识点 方式来命名
  • 其中 xx 是演练文件的序号
• 注意
  • 1. 命名文件名时建议只使用 小写字母、数字 和 下划线
  • 1. 文件名不能以数字开始
• 通过 欢迎界面 或者菜单 File / New Project 可以新建项目

2) 演练步骤

• 新建 01_Python基础 项目，使用 Python 3.x 解释器
• 在项目下新建 hm_01_hello.py Python 文件
• 编写 print("Hello Python") 代码

04. 设置 PyCharm 的字体显示

[外链图片转存失败(img-iMwuexRf-1562837215044)(img/007_PyCharm%E8%AE%BE%E7%BD%AE%E7%BC%96%E8%BE%91%E5%99%A8%E5%AD%97%E4%BD%93.png)]

[外链图片转存失败(img-fLVRbKZt-1562837215044)(img/008_PyCharm%E8%AE%BE%E7%BD%AE%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8F%B0%E5%AD%97%E4%BD%93.png)]

05. PyCharm 的升级以及其他

PyCharm 提供了对 学生和教师免费使用的版本

• 教育版下载地址：https://www.jetbrains.com/pycharm-edu/download/#section=linux
• 专业版下载地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=linux

5.1 安装和启动步骤

• 1. 执行以下终端命令，解压缩下载后的安装包

$ tar -zxvf pycharm-professional-2017.1.3.tar.gz
1

• 1. 将解压缩后的目录移动到 /opt 目录下，可以方便其他用户使用

/opt 目录用户存放给主机额外安装的软件

$ sudo mv pycharm-2017.1.3/ /opt/
1

• 1. 切换工作目录

$ cd /opt/pycharm-2017.1.3/bin
1

• 1. 启动 PyCharm

$ ./pycharm.sh
1

5.2 设置专业版启动图标

• 在专业版中，选择菜单 Tools / Create Desktop Entry… 可以设置任务栏启动图标
  • 注意：设置图标时，需要勾选 Create the entry for all users

[外链图片转存失败(img-nnrHBjfj-1562837215045)(img/009_%E5%88%9B%E5%BB%BA%E6%A1%8C%E9%9D%A2%E5%9B%BE%E6%A0%87.png)]

5.3 卸载之前版本的 PyCharm

1) 程序安装

• 1. 程序文件目录
     • 将安装包解压缩，并且移动到 /opt 目录下
     • 所有的相关文件都保存在解压缩的目录中
• 1. 配置文件目录
     • 启动 PyCharm 后，会在用户家目录下建立一个 .PyCharmxxx 的隐藏目录
     • 保存 PyCharm 相关的配置信息
• 1. 快捷方式文件
     • /usr/share/applications/jetbrains-pycharm.desktop

在 ubuntu 中，应用程序启动的快捷方式通常都保存在 /usr/share/applications 目录下

2) 程序卸载

• 要卸载 PyCharm 只需要做以下两步工作：
• 1. 删除解压缩目录

$ sudo rm -r /opt/pycharm-2016.3.1/
1

• 1. 删除家目录下用于保存配置信息的隐藏目录

$ rm -r ~/.PyCharm2016.3/
1

如果不再使用 PyCharm 还需要将 /usr/share/applications/ 下的 jetbrains-pycharm.desktop 删掉

5.4 教育版安装演练

# 1. 解压缩下载后的安装包
$ tar -zxvf pycharm-edu-3.5.1.tar.gz

# 2. 将解压缩后的目录移动到 `/opt` 目录下，可以方便其他用户使用
$ sudo mv pycharm-edu-3.5.1/ /opt/

# 3. 启动 `PyCharm`
/opt/pycharm-edu-3.5.1/bin/pycharm.sh
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后续课程都使用专业版本演练

设置启动图标

• 1. 编辑快捷方式文件

$ sudo gedit /usr/share/applications/jetbrains-pycharm.desktop
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• 1. 按照以下内容修改文件内容，需要注意指定正确的 pycharm 目录

[Desktop Entry]
Version=1.0
Type=Application
Name=PyCharm
Icon=/opt/pycharm-edu-3.5.1/bin/pycharm.png
Exec="/opt/pycharm-edu-3.5.1/bin/pycharm.sh" %f
Comment=The Drive to Develop
Categories=Development;IDE;
Terminal=false
StartupWMClass=jetbrains-pycharm
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多文件项目的演练

• 开发 项目 就是开发一个 专门解决一个复杂业务功能的软件
• 通常每 一个项目 就具有一个 独立专属的目录，用于保存 所有和项目相关的文件
  • 一个项目通常会包含 很多源文件

目标

• 在项目中添加多个文件，并且设置文件的执行

多文件项目演练

1. 在 01_Python基础 项目中新建一个 hm_02_第2个Python程序.py
2. 在 hm_02_第2个Python程序.py 文件中添加一句 print("hello")
3. 点击右键执行 hm_02_第2个Python程序.py

[外链图片转存失败(img-r3beBU8t-1562837215045)(img/001_%E8%AE%A9%E9%80%89%E4%B8%AD%E7%9A%84%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%8F%AF%E4%BB%A5%E6%89%A7%E8%A1%8C.png)]

提示

• 在 PyCharm 中，要想让哪一个 Python 程序能够执行，必须首先通过 鼠标右键的方式执行 一下
• 对于初学者而言，在一个项目中设置多个程序可以执行，是非常方便的，可以方便对不同知识点的练习和测试
• 对于商业项目而言，通常在一个项目中，只有一个 可以直接执行的 Python 源程序

注释

目标

• 注释的作用
• 单行注释（行注释）
• 多行注释（块注释）

01. 注释的作用

使用用自己熟悉的语言，在程序中对某些代码进行标注说明，增强程序的可读性

[外链图片转存失败(img-NO09TcmU-1562837215046)(img/001_%E6%9C%AA%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%B3%A8%E9%87%8A%E7%9A%84python%E7%A8%8B%E5%BA%8F.gif)]

02. 单行注释(行注释)

• 以 # 开头，# 右边的所有东西都被当做说明文字，而不是真正要执行的程序，只起到辅助说明作用
• 示例代码如下：

# 这是第一个单行注释
print("hello python")
1
2

为了保证代码的可读性，# 后面建议先添加一个空格，然后再编写相应的说明文字

在代码后面增加的单行注释

• 在程序开发时，同样可以使用 # 在代码的后面（旁边）增加说明性的文字
• 但是，需要注意的是，为了保证代码的可读性，注释和代码之间 至少要有 两个空格
• 示例代码如下：

print("hello python")  # 输出 `hello python`
1

03. 多行注释（块注释）

• 如果希望编写的 注释信息很多，一行无法显示，就可以使用多行注释
• 要在 Python 程序中使用多行注释，可以用 一对 连续的 三个 引号(单引号和双引号都可以)
• 示例代码如下：

"""
这是一个多行注释

在多行注释之间，可以写很多很多的内容……
""" 
print("hello python")
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什么时候需要使用注释？

1. 注释不是越多越好，对于一目了然的代码，不需要添加注释
2. 对于 复杂的操作，应该在操作开始前写上若干行注释
3. 对于 不是一目了然的代码，应在其行尾添加注释（为了提高可读性，注释应该至少离开代码 2 个空格）
4. 绝不要描述代码，假设阅读代码的人比你更懂 Python，他只是不知道你的代码要做什么

在一些正规的开发团队，通常会有 代码审核 的惯例，就是一个团队中彼此阅读对方的代码

关于代码规范

• Python 官方提供有一系列 PEP（Python Enhancement Proposals） 文档
• 其中第 8 篇文档专门针对 Python 的代码格式 给出了建议，也就是俗称的 PEP 8
• 文档地址：https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/
• 谷歌有对应的中文文档：http://zh-google-styleguide.readthedocs.io/en/latest/google-python-styleguide/python_style_rules/

任何语言的程序员，编写出符合规范的代码，是开始程序生涯的第一步

算数运算符

计算机，顾名思义就是负责进行 数学计算 并且 存储计算结果 的电子设备

目标

• 算术运算符的基本使用

01. 算数运算符

• 算数运算符是 运算符的一种
• 是完成基本的算术运算使用的符号，用来处理四则运算

• 在 Python 中 * 运算符还可以用于字符串，计算结果就是字符串重复指定次数的结果

In [1]: "-" * 50
Out[1]: '----------------------------------------' 
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02. 算数运算符的优先级

• 和数学中的运算符的优先级一致，在 Python 中进行数学计算时，同样也是：
  • 先乘除后加减
  • 同级运算符是 从左至右 计算
  • 可以使用 () 调整计算的优先级
• 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列

• 例如：
  • 2 + 3 * 5 = 17
  • (2 + 3) * 5 = 25
  • 2 * 3 + 5 = 11
  • 2 * (3 + 5) = 16

程序执行原理（科普）

目标

• 计算机中的 三大件
• 程序执行的原理
• 程序的作用

01. 计算机中的三大件

计算机中包含有较多的硬件，但是一个程序要运行，有 三个 核心的硬件，分别是：

1. CPU
   • 中央处理器，是一块超大规模的集成电路
   • 负责 处理数据／计算
2. 内存
   • 临时 存储数据（断电之后，数据会消失）
   • 速度快
   • 空间小（单位价格高）
3. 硬盘
   • 永久 存储数据
   • 速度慢
   • 空间大（单位价格低）

思考题

1. 计算机中哪一个硬件设备负责执行程序？
   • CPU
2. 内存 的速度快还是 硬盘 的速度快？
   • 内存
3. 我们的程序是安装在内存中的，还是安装在硬盘中的？
   • 硬盘
4. 我买了一个内存条，有 500G 的空间！！！，这句话对吗？
   • 不对，内存条通常只有 4G / 8G / 16G / 32G
5. 计算机关机之后，内存中的数据都会消失，这句话对吗？
   • 正确

02. 程序执行的原理

[外链图片转存失败(img-imAiGUFL-1562837215046)(img/001_%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E6%89%A7%E8%A1%8C%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

1. 程序 运行之前，程序是 保存在硬盘 中的
2. 当要运行一个程序时
   • 操作系统会首先让 CPU 把程序复制到 内存 中
   • CPU 执行 内存 中的 程序代码

程序要执行，首先要被加载到内存

2.1 Python 程序执行原理

[外链图片转存失败(img-uTsGOQPY-1562837215047)(img/003_Python%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E6%89%A7%E8%A1%8C%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

1. 操作系统会首先让 CPU 把 Python 解释器 的程序复制到 内存 中
2. Python 解释器 根据语法规则，从上向下 让 CPU 翻译 Python 程序中的代码
3. CPU 负责执行翻译完成的代码

Python 的解释器有多大？

• 执行以下终端命令可以查看 Python 解释器的大小

# 1. 确认解释器所在位置
$ which python

# 2. 查看 python 文件大小(只是一个软链接)
$ ls -lh /usr/bin/python

# 3. 查看具体文件大小
$ ls -lh /usr/bin/python2.7
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提示：建立 软链接 的目的，是为了方便使用者不用记住使用的解释器是 哪一个具体版本

03. 程序的作用

程序就是 用来处理数据 的！

• 新闻软件 提供的 新闻内容、评论…… 是数据
• 电商软件 提供的 商品信息、配送信息…… 是数据
• 运动类软件 提供的 运动数据…… 是数据
• 地图类软件 提供的 地图信息、定位信息、车辆信息…… 是数据
• 即时通讯软件 提供的 聊天信息、好友信息…… 是数据
• ……

3.1 思考 QQ 程序的启动过程

1. QQ 在运行之前，是保存在 硬盘 中的
2. 运行之后，QQ 程序就会被加载到 内存 中了

[外链图片转存失败(img-rrCn6lJX-1562837215047)(img/003_QQ%E7%99%BB%E9%99%86%E7%95%8C%E9%9D%A2.png)]

3.2 思考 QQ 程序的 登录 过程

1. 读取用户输入的 QQ 号码
2. 读取用户输入的 QQ 密码
3. 将 QQ 号码 和 QQ 密码 发送给腾讯的服务器，等待服务器确认用户信息

思考 1

在 QQ 这个程序将 QQ 号码 和 QQ 密码 发送给服务器之前，是否需要先存储一下 QQ 号码 和 密码?

答案

肯定需要！—— 否则 QQ 这个程序就不知道把什么内容发送给服务器了！

思考 2

QQ 这个程序把 QQ 号码 和 QQ 密码 保存在哪里？

答案

保存在 内存 中，因为 QQ 程序自己就在内存中

思考 3

QQ 这个程序是怎么保存用户的 QQ 号码 和 QQ 密码 的？

答案

1. 在内存中为 QQ 号码 和 QQ 密码 各自分配一块空间
   • 在 QQ 程序结束之前，这两块空间是由 QQ 程序负责管理的，其他任何程序都不允许使用
   • 在 QQ 自己使用完成之前，这两块空间始终都只负责保存 QQ 号码 和 QQ 密码
2. 使用一个 别名 标记 QQ 号码 和 QQ 密码 在内存中的位置

[外链图片转存失败(img-OFWbMh64-1562837215047)(img/004_QQ%E5%8F%B7%E7%A0%81%E5%92%8C%E5%AF%86%E7%A0%81%E5%86%85%E5%AD%98%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

• 在程序内部，为 QQ 号码 和 QQ 密码 在内存中分配的空间就叫做 变量
• 程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的

变量的基本使用

程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的

目标

• 变量定义
• 变量的类型
• 变量的命名

01. 变量定义

• 在 Python 中，每个变量 在使用前都必须赋值，变量 赋值以后 该变量 才会被创建
• 等号（=）用来给变量赋值
  • = 左边是一个变量名
  • = 右边是存储在变量中的值

变量名 = 值
1

变量定义之后，后续就可以直接使用了

1) 变量演练1 —— iPython

# 定义 qq_number 的变量用来保存 qq 号码
In [1]: qq_number = "1234567"

# 输出 qq_number 中保存的内容
In [2]: qq_number
Out[2]: '1234567'

# 定义 qq_password 的变量用来保存 qq 密码
In [3]: qq_password = "123"

# 输出 qq_password 中保存的内容
In [4]: qq_password
Out[4]: '123'
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使用交互式方式，如果要查看变量内容，直接输入变量名即可，不需要使用 print 函数

2) 变量演练 2 —— PyCharm

# 定义 qq 号码变量
qq_number = "1234567"

# 定义 qq 密码变量
qq_password = "123"

# 在程序中，如果要输出变量的内容，需要使用 print 函数
print(qq_number)
print(qq_password)
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使用解释器执行，如果要输出变量的内容，必须要要使用 print 函数

3) 变量演练 3 —— 超市买苹果

• 可以用 其他变量的计算结果 来定义变量
• 变量定义之后，后续就可以直接使用了

需求

• 苹果的价格是 8.5 元/斤
• 买了 7.5 斤 苹果
• 计算付款金额

# 定义苹果价格变量
price = 8.5

# 定义购买重量
weight = 7.5

# 计算金额
money = price * weight

print(money)
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思考题

• 如果 只要买苹果，就返 5 块钱
• 请重新计算购买金额

# 定义苹果价格变量
price = 8.5

# 定义购买重量
weight = 7.5

# 计算金额
money = price * weight

# 只要买苹果就返 5 元
money = money - 5
print(money)
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提问

• 上述代码中，一共定义有几个变量？
  • 三个：price／weight／money
• money = money - 5 是在定义新的变量还是在使用变量？
  • 直接使用之前已经定义的变量
  • 变量名 只有在 第一次出现 才是 定义变量
  • 变量名 再次出现，不是定义变量，而是直接使用之前定义过的变量
• 在程序开发中，可以修改之前定义变量中保存的值吗？
  • 可以
  • 变量中存储的值，就是可以 变 的

02. 变量的类型

• 在内存中创建一个变量，会包括：
  1. 变量的名称
  2. 变量保存的数据
  3. 变量存储数据的类型
  4. 变量的地址（标示）

2.1 变量类型的演练 —— 个人信息

需求

• 定义变量保存小明的个人信息
• 姓名：小明
• 年龄：18 岁
• 性别：是男生
• 身高：1.75 米
• 体重：75.0 公斤

利用 单步调试 确认变量中保存数据的类型

提问

1. 在演练中，一共有几种数据类型？
   • 4 种
   • str —— 字符串
   • bool —— 布尔（真假）
   • int —— 整数
   • float —— 浮点数（小数）
2. 在 Python 中定义变量时需要指定类型吗？
   • 不需要
   • Python 可以根据 = 等号右侧的值，自动推导出变量中存储数据的类型

2.2 变量的类型

• 在 Python 中定义变量是 不需要指定类型（在其他很多高级语言中都需要）
• 数据类型可以分为 数字型 和 非数字型
• 数字型
  • 整型 (int)
  • 浮点型（float）
  • 布尔型（bool）
    • 真 True 非 0 数 —— 非零即真
    • 假 False 0
  • 复数型 (complex)
    • 主要用于科学计算，例如：平面场问题、波动问题、电感电容等问题
• 非数字型
  • 字符串
  • 列表
  • 元组
  • 字典

提示：在 Python 2.x 中，整数 根据保存数值的长度还分为：

• int（整数）
• long（长整数）

• 使用 type 函数可以查看一个变量的类型

In [1]: type(name)
1

2.3 不同类型变量之间的计算

1) 数字型变量 之间可以直接计算

• 在 Python 中，两个数字型变量是可以直接进行 算数运算的
• 如果变量是 bool 型，在计算时
  • True 对应的数字是 1
  • False 对应的数字是 0

演练步骤

1. 定义整数 i = 10
2. 定义浮点数 f = 10.5
3. 定义布尔型 b = True

• 在 iPython 中，使用上述三个变量相互进行算术运算

2) 字符串变量 之间使用 + 拼接字符串

• 在 Python 中，字符串之间可以使用 + 拼接生成新的字符串

In [1]: first_name = "三"

In [2]: last_name = "张"

In [3]: first_name + last_name
Out[3]: '三张'
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3) 字符串变量 可以和 整数 使用 * 重复拼接相同的字符串

In [1]: "-" * 50
Out[1]: '--------------------------------------------------'
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4) 数字型变量 和 字符串 之间 不能进行其他计算

In [1]: first_name = "zhang"

In [2]: x = 10

In [3]: x + first_name
---------------------------------------------------------------------------
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
类型错误：`+` 不支持的操作类型：`int` 和 `str`
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2.4 变量的输入

• 所谓 输入，就是 用代码 获取 用户通过 键盘 输入的信息
• 例如：去银行取钱，在 ATM 上输入密码
• 在 Python 中，如果要获取用户在 键盘 上的输入信息，需要使用到 input 函数

1) 关于函数

• 一个 提前准备好的功能(别人或者自己写的代码)，可以直接使用，而 不用关心内部的细节
• 目前已经学习过的函数

2) input 函数实现键盘输入

• 在 Python 中可以使用 input 函数从键盘等待用户的输入
• 用户输入的 任何内容 Python 都认为是一个 字符串
• 语法如下：

字符串变量 = input("提示信息：")
1

3) 类型转换函数

4) 变量输入演练 —— 超市买苹果增强版

需求

• 收银员输入 苹果的价格，单位：元／斤
• 收银员输入 用户购买苹果的重量，单位：斤
• 计算并且 输出 付款金额

演练方式 1

# 1. 输入苹果单价
price_str = input("请输入苹果价格：")

# 2. 要求苹果重量
weight_str = input("请输入苹果重量：")

# 3. 计算金额
# 1> 将苹果单价转换成小数
price = float(price_str)

# 2> 将苹果重量转换成小数
weight = float(weight_str)

# 3> 计算付款金额
money = price * weight

print(money)
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提问

1. 演练中，针对 价格 定义了几个变量？
   • 两个
   • price_str 记录用户输入的价格字符串
   • price 记录转换后的价格数值
2. 思考 —— 如果开发中，需要用户通过控制台 输入 很多个 数字，针对每一个数字都要定义两个变量，方便吗？

演练方式 2 —— 买苹果改进版

1. 定义 一个 浮点变量 接收用户输入的同时，就使用 float 函数进行转换

price = float(input("请输入价格:"))
1

• 改进后的好处：

1. 节约空间，只需要为一个变量分配空间
2. 起名字方便，不需要为中间变量起名字

• 改进后的“缺点”：

1. 初学者需要知道，两个函数能够嵌套使用，稍微有一些难度

提示

• 如果输入的不是一个数字，程序执行时会出错，有关数据转换的高级话题，后续会讲！

2.5 变量的格式化输出

苹果单价 9.00 元／斤，购买了 5.00 斤，需要支付 45.00 元

• 在 Python 中可以使用 print 函数将信息输出到控制台
• 如果希望输出文字信息的同时，一起输出 数据，就需要使用到 格式化操作符
• % 被称为 格式化操作符，专门用于处理字符串中的格式
  • 包含 % 的字符串，被称为 格式化字符串
  • % 和不同的 字符 连用，不同类型的数据 需要使用 不同的格式化字符

• 语法格式如下：

print("格式化字符串" % 变量1)

print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))
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格式化输出演练 —— 基本练习

需求

1. 定义字符串变量 name，输出 我的名字叫 小明，请多多关照！
2. 定义整数变量 student_no，输出 我的学号是 000001
3. 定义小数 price、weight、money，输出 苹果单价 9.00 元／斤，购买了 5.00 斤，需要支付 45.00 元
4. 定义一个小数 scale，输出 数据比例是 10.00%

print("我的名字叫 %s，请多多关照！" % name)
print("我的学号是 %06d" % student_no)
print("苹果单价 %.02f 元／斤，购买 %.02f 斤，需要支付 %.02f 元" % (price, weight, money))
print("数据比例是 %.02f%%" % (scale * 100))
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课后练习 —— 个人名片

需求

• 在控制台依次提示用户输入：姓名、公司、职位、电话、邮箱
• 按照以下格式输出：

**************************************************
公司名称

姓名 (职位)

电话：电话
邮箱：邮箱
**************************************************
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实现代码如下：

"""
在控制台依次提示用户输入：姓名、公司、职位、电话、电子邮箱
"""
name = input("请输入姓名：")
company = input("请输入公司：")
title = input("请输入职位：")
phone = input("请输入电话：")
email = input("请输入邮箱：")

print("*" * 50)
print(company)
print()
print("%s (%s)" % (name, title))
print()
print("电话：%s" % phone)
print("邮箱：%s" % email)
print("*" * 50)

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变量的命名

目标

• 标识符和关键字
• 变量的命名规则

0.1 标识符和关键字

1.1 标识符

标示符就是程序员定义的 变量名、函数名

名字 需要有 见名知义 的效果，见下图：

[外链图片转存失败(img-APqxYlhi-1562837215048)(img/001_%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E5%B1%B1%E4%B8%9C%E6%89%BE%E8%93%9D%E7%BF%94.jpg)]

• 标示符可以由 字母、下划线 和 数字 组成
• 不能以数字开头
• 不能与关键字重名

思考：下面的标示符哪些是正确的，哪些不正确为什么？

fromNo12
from#12
my_Boolean
my-Boolean
Obj2
2ndObj
myInt
My_tExt
_test
test!32
haha(da)tt
jack_rose
jack&rose
GUI
G.U.I
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1.2 关键字

• 关键字 就是在 Python 内部已经使用的标识符
• 关键字 具有特殊的功能和含义
• 开发者 不允许定义和关键字相同的名字的标示符

通过以下命令可以查看 Python 中的关键字

In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)
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提示：关键字的学习及使用，会在后面的课程中不断介绍

• import 关键字 可以导入一个 “工具包”
• 在 Python 中不同的工具包，提供有不同的工具

02. 变量的命名规则

命名规则 可以被视为一种 惯例，并无绝对与强制
目的是为了 增加代码的识别和可读性

注意 Python 中的 标识符 是 区分大小写的

[外链图片转存失败(img-uzavOu5R-1562837215049)(img/002_%E6%A0%87%E8%AF%86%E7%AC%A6%E5%8C%BA%E5%88%86%E5%A4%A7%E5%B0%8F%E5%86%99.jpg)]

1. 在定义变量时，为了保证代码格式，= 的左右应该各保留一个空格

2. 在 Python 中，如果 变量名 需要由 二个 或 多个单词 组成时，可以按照以下方式命名

   1. 每个单词都使用小写字母
   2. 单词与单词之间使用 _下划线 连接
   • 例如：first_name、last_name、qq_number、qq_password

驼峰命名法

• 当 变量名 是由二个或多个单词组成时，还可以利用驼峰命名法来命名
• 小驼峰式命名法
  • 第一个单词以小写字母开始，后续单词的首字母大写
  • 例如：firstName、lastName
• 大驼峰式命名法
  • 每一个单词的首字母都采用大写字母
  • 例如：FirstName、LastName、CamelCase

[外链图片转存失败(img-wKNhi8M4-1562837215050)(img/003_%E9%A9%BC%E5%B3%B0%E5%91%BD%E5%90%8D%E6%B3%95.jpg)]

判断（if）语句

目标

• 开发中的应用场景
• if 语句体验
• if 语句进阶
• 综合应用

01. 开发中的应用场景

生活中的判断几乎是无所不在的，我们每天都在做各种各样的选择，如果这样？如果那样？……

[外链图片转存失败(img-6UufjTnZ-1562837215050)(img/001_%E6%9C%AA%E6%88%90%E5%B9%B4%E4%BA%BA%E7%A6%81%E6%AD%A2%E5%85%A5%E5%86%85.jpg)]

[外链图片转存失败(img-WiCOdlKq-1562837215051)(img/002_%E7%81%AB%E8%BD%A6%E7%AB%99%E5%AE%89%E6%A3%80.png)]

程序中的判断

[外链图片转存失败(img-qAGOFlc0-1562837215051)(img/003_%E5%88%A4%E6%96%AD%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

if 今天发工资:

    先还信用卡的钱

    if 有剩余:

        又可以happy了，O(∩_∩)O哈哈~

    else:

        噢，no。。。还的等30天
else:

    盼着发工资
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判断的定义

• 如果 条件满足，才能做某件事情，
• 如果 条件不满足，就做另外一件事情，或者什么也不做

正是因为有了判断，才使得程序世界丰富多彩，充满变化！

判断语句 又被称为 “分支语句”，正是因为有了判断，才让程序有了很多的分支

02. if 语句体验

2.1 if 判断语句基本语法

在 Python 中，if 语句 就是用来进行判断的，格式如下：

if 要判断的条件:
    条件成立时，要做的事情
    ……
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注意：代码的缩进为一个 tab 键，或者 4 个空格 —— 建议使用空格

• 在 Python 开发中，Tab 和空格不要混用！

我们可以把整个 if 语句看成一个完整的代码块

[外链图片转存失败(img-0eAnyU7R-1562837215051)(img/004_if%E8%AF%AD%E5%8F%A5%E6%98%AF%E4%B8%80%E4%B8%AA%E5%AE%8C%E6%95%B4%E7%9A%84%E4%BB%A3%E7%A0%81%E5%9D%971.png)]

2.2 判断语句演练 —— 判断年龄

需求

1. 定义一个整数变量记录年龄
2. 判断是否满 18 岁 （>=）
3. 如果满 18 岁，允许进网吧嗨皮

# 1. 定义年龄变量
age = 18

# 2. 判断是否满 18 岁
# if 语句以及缩进部分的代码是一个完整的代码块
if age >= 18:
    print("可以进网吧嗨皮……")

# 3. 思考！- 无论条件是否满足都会执行
print("这句代码什么时候执行?")
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注意：

• if 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

2.3 else 处理条件不满足的情况

思考

在使用 if 判断时，只能做到满足条件时要做的事情。那如果需要在 不满足条件的时候，做某些事情，该如何做呢？

答案

else，格式如下：

if 要判断的条件:
    条件成立时，要做的事情
    ……
else:
    条件不成立时，要做的事情
    ……
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注意：

• if 和 else 语句以及各自的缩进部分共同是一个 完整的代码块

2.4 判断语句演练 —— 判断年龄改进

需求

1. 输入用户年龄
2. 判断是否满 18 岁 （>=）
3. 如果满 18 岁，允许进网吧嗨皮
4. 如果未满 18 岁，提示回家写作业

# 1. 输入用户年龄
age = int(input("今年多大了？"))

# 2. 判断是否满 18 岁
# if 语句以及缩进部分的代码是一个完整的语法块
if age >= 18:
    print("可以进网吧嗨皮……")
else:
    print("你还没长大，应该回家写作业！")

# 3. 思考！- 无论条件是否满足都会执行
print("这句代码什么时候执行?")
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[外链图片转存失败(img-XIMWz4Nh-1562837215052)(img/005_ifelse%E8%AF%AD%E5%8F%A5%E6%98%AF%E4%B8%80%E4%B8%AA%E5%AE%8C%E6%95%B4%E7%9A%84%E4%BB%A3%E7%A0%81%E5%9D%971.png)]

03. 逻辑运算

• 在程序开发中，通常 在判断条件时，会需要同时判断多个条件
• 只有多个条件都满足，才能够执行后续代码，这个时候需要使用到 逻辑运算符
• 逻辑运算符 可以把 多个条件 按照 逻辑 进行 连接，变成 更复杂的条件
• Python 中的 逻辑运算符 包括：与 and／或 or／非 not 三种

3.1 and

条件1 and 条件2
1

• 与／并且
• 两个条件同时满足，返回 True
• 只要有一个不满足，就返回 False

3.2 or

条件1 or 条件2
1

• 或／或者
• 两个条件只要有一个满足，返回 True
• 两个条件都不满足，返回 False

3.3 not

not 条件
1

• 非／不是

逻辑运算演练

1. 练习1: 定义一个整数变量 age，编写代码判断年龄是否正确
   • 要求人的年龄在 0-120 之间
2. 练习2: 定义两个整数变量 python_score、c_score，编写代码判断成绩
   • 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
3. 练习3: 定义一个布尔型变量 is_employee，编写代码判断是否是本公司员工
   • 如果不是提示不允许入内

答案 1：

# 练习1: 定义一个整数变量 age，编写代码判断年龄是否正确
age = 100

# 要求人的年龄在 0-120 之间
if age >= 0 and age <= 120:
    print("年龄正确")
else:
    print("年龄不正确")

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答案 2：

# 练习2: 定义两个整数变量 python_score、c_score，编写代码判断成绩
python_score = 50
c_score = 50

# 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
if python_score > 60 or c_score > 60:
    print("考试通过")
else:
    print("再接再厉！")
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答案 3：

# 练习3: 定义一个布尔型变量 `is_employee`，编写代码判断是否是本公司员工
is_employee = True

# 如果不是提示不允许入内
if not is_employee:
    print("非公勿内")
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04. if 语句进阶

4.1 elif

• 在开发中，使用 if 可以 判断条件
• 使用 else 可以处理 条件不成立 的情况
• 但是，如果希望 再增加一些条件，条件不同，需要执行的代码也不同 时，就可以使用 elif
• 语法格式如下：

if 条件1:
    条件1满足执行的代码
    ……
elif 条件2:
    条件2满足时，执行的代码
    ……
elif 条件3:
    条件3满足时，执行的代码
    ……
else:
    以上条件都不满足时，执行的代码
    ……
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• 对比逻辑运算符的代码

if 条件1 and 条件2:
    条件1满足 并且 条件2满足 执行的代码
    ……
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注意

1. elif 和 else 都必须和 if 联合使用，而不能单独使用
2. 可以将 if、elif 和 else 以及各自缩进的代码，看成一个 完整的代码块

elif 演练 —— 女友的节日

需求

1. 定义 holiday_name 字符串变量记录节日名称
2. 如果是 情人节 应该 买玫瑰／看电影
3. 如果是 平安夜 应该 买苹果／吃大餐
4. 如果是 生日 应该 买蛋糕
5. 其他的日子每天都是节日啊……

holiday_name = "平安夜"

if holiday_name == "情人节":
    print("买玫瑰")
    print("看电影")
elif holiday_name == "平安夜":
    print("买苹果")
    print("吃大餐")
elif holiday_name == "生日":
    print("买蛋糕")
else:
    print("每天都是节日啊……")

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4.2 if 的嵌套

[外链图片转存失败(img-YxV2TShA-1562837215053)(img/002_%E7%81%AB%E8%BD%A6%E7%AB%99%E5%AE%89%E6%A3%80.png)]

elif 的应用场景是：同时 判断 多个条件，所有的条件是 平级 的

• 在开发中，使用 if 进行条件判断，如果希望 在条件成立的执行语句中 再 增加条件判断，就可以使用 if 的嵌套
• if 的嵌套 的应用场景就是：在之前条件满足的前提下，再增加额外的判断
• if 的嵌套 的语法格式，除了缩进之外 和之前的没有区别
• 语法格式如下：

if 条件 1:
    条件 1 满足执行的代码
    ……
    
    if 条件 1 基础上的条件 2:
        条件 2 满足时，执行的代码
        ……    
        
    # 条件 2 不满足的处理
    else:
        条件 2 不满足时，执行的代码
        
# 条件 1 不满足的处理
else:
    条件1 不满足时，执行的代码
    ……
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if 的嵌套 演练 —— 火车站安检

需求

1. 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
2. 定义整型变量 knife_length 表示刀的长度，单位：厘米
3. 首先检查是否有车票，如果有，才允许进行 安检
4. 安检时，需要检查刀的长度，判断是否超过 20 厘米
   • 如果超过 20 厘米，提示刀的长度，不允许上车
   • 如果不超过 20 厘米，安检通过
5. 如果没有车票，不允许进门

# 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
has_ticket = True

# 定义整数型变量 knife_length 表示刀的长度，单位：厘米
knife_length = 20

# 首先检查是否有车票，如果有，才允许进行 安检
if has_ticket:
    print("有车票，可以开始安检...")

    # 安检时，需要检查刀的长度，判断是否超过 20 厘米
    # 如果超过 20 厘米，提示刀的长度，不允许上车
    if knife_length >= 20:
        print("不允许携带 %d 厘米长的刀上车" % knife_length)
    # 如果不超过 20 厘米，安检通过
    else:
        print("安检通过，祝您旅途愉快……")

# 如果没有车票，不允许进门
else:
    print("大哥，您要先买票啊")

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05. 综合应用 —— 石头剪刀布

目标

1. 强化 多个条件 的 逻辑运算
2. 体会 import 导入模块（“工具包”）的使用

需求

1. 从控制台输入要出的拳 —— 石头（1）／剪刀（2）／布（3）
2. 电脑 随机 出拳 —— 先假定电脑只会出石头，完成整体代码功能
3. 比较胜负

5.1 基础代码实现

• 先 假定电脑就只会出石头，完成整体代码功能

# 从控制台输入要出的拳 —— 石头（1）／剪刀（2）／布（3）
player = int(input("请出拳 石头（1）／剪刀（2）／布（3）："))

# 电脑 随机 出拳 - 假定电脑永远出石头
computer = 1

# 比较胜负
# 如果条件判断的内容太长，可以在最外侧的条件增加一对大括号
# 再在每一个条件之间，使用回车，PyCharm 可以自动增加 8 个空格
if ((player == 1 and computer == 2) or
        (player == 2 and computer == 3) or
        (player == 3 and computer == 1)):

    print("噢耶！！！电脑弱爆了！！！")
elif player == computer:
    print("心有灵犀，再来一盘！")
else:
    print("不行，我要和你决战到天亮！")

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5.2 随机数的处理

• 在 Python 中，要使用随机数，首先需要导入 随机数 的 模块 —— “工具包”

import random
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• 导入模块后，可以直接在 模块名称 后面敲一个 . 然后按 Tab 键，会提示该模块中包含的所有函数
• random.randint(a, b) ，返回 [a, b] 之间的整数，包含 a 和 b
• 例如：

random.randint(12, 20)  # 生成的随机数n: 12 <= n <= 20   
random.randint(20, 20)  # 结果永远是 20   
random.randint(20, 10)  # 该语句是错误的，下限必须小于上限
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运算符

目标

• 算数运算符
• 比较（关系）运算符
• 逻辑运算符
• 赋值运算符
• 运算符的优先级

数学符号表链接：https://zh.wikipedia.org/wiki/数学符号表

01. 算数运算符

• 是完成基本的算术运算使用的符号，用来处理四则运算

• 在 Python 中 * 运算符还可以用于字符串，计算结果就是字符串重复指定次数的结果

In [1]: "-" * 50
Out[1]: '----------------------------------------' 
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02. 比较（关系）运算符

Python 2.x 中判断 不等于 还可以使用 <> 运算符

!= 在 Python 2.x 中同样可以用来判断 不等于

03. 逻辑运算符

04. 赋值运算符

• 在 Python 中，使用 = 可以给变量赋值
• 在算术运算时，为了简化代码的编写，Python 还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符
• 注意：赋值运算符中间不能使用空格

05. 运算符的优先级

• 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列

循环

目标

• 程序的三大流程
• while 循环基本使用
• break 和 continue
• while 循环嵌套

01. 程序的三大流程

• 在程序开发中，一共有三种流程方式：

  • 顺序 —— 从上向下，顺序执行代码
  • 分支 —— 根据条件判断，决定执行代码的 分支
  • 循环 —— 让 特定代码 重复 执行

  [外链图片转存失败(img-KvpMr47R-1562837215053)(img/001_%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E4%B8%89%E5%A4%A7%E6%B5%81%E7%A8%8B.png)]

02. while 循环基本使用

• 循环的作用就是让 指定的代码 重复的执行
• while 循环最常用的应用场景就是 让执行的代码 按照 指定的次数 重复 执行
• 需求 —— 打印 5 遍 Hello Python
• 思考 —— 如果要求打印 100 遍怎么办？

2.1 while 语句基本语法

初始条件设置 —— 通常是重复执行的 计数器

while 条件(判断 计数器 是否达到 目标次数):
    条件满足时，做的事情1
    条件满足时，做的事情2
    条件满足时，做的事情3
    ...(省略)...
    
    处理条件(计数器 + 1)
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注意：

• while 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

第一个 while 循环

需求

• 打印 5 遍 Hello Python

# 1. 定义重复次数计数器
i = 1

# 2. 使用 while 判断条件
while i <= 5:
    # 要重复执行的代码
    print("Hello Python")

    # 处理计数器 i
    i = i + 1

print("循环结束后的 i = %d" % i)
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注意：循环结束后，之前定义的计数器条件的数值是依旧存在的

死循环

由于程序员的原因，忘记 在循环内部 修改循环的判断条件，导致循环持续执行，程序无法终止！

2.2 赋值运算符

• 在 Python 中，使用 = 可以给变量赋值
• 在算术运算时，为了简化代码的编写，Python 还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符
• 注意：赋值运算符中间不能使用空格

2.3 Python 中的计数方法

常见的计数方法有两种，可以分别称为：

• 自然计数法（从 1 开始）—— 更符合人类的习惯
• 程序计数法（从 0 开始）—— 几乎所有的程序语言都选择从 0 开始计数

因此，大家在编写程序时，应该尽量养成习惯：除非需求的特殊要求，否则 循环 的计数都从 0 开始

2.4 循环计算

在程序开发中，通常会遇到 利用循环 重复计算 的需求

遇到这种需求，可以：

1. 在 while 上方定义一个变量，用于 存放最终计算结果
2. 在循环体内部，每次循环都用 最新的计算结果，更新 之前定义的变量

需求

• 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果

# 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
# 0. 定义最终结果的变量
result = 0

# 1. 定义一个整数的变量记录循环的次数
i = 0

# 2. 开始循环
while i <= 100:
    print(i)

    # 每一次循环，都让 result 这个变量和 i 这个计数器相加
    result += i

    # 处理计数器
    i += 1

print("0~100之间的数字求和结果 = %d" % result)

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需求进阶

• 计算 0 ~ 100 之间 所有 偶数 的累计求和结果

开发步骤

1. 编写循环 确认 要计算的数字
2. 添加 结果 变量，在循环内部 处理计算结果

# 0. 最终结果
result = 0

# 1. 计数器
i = 0

# 2. 开始循环
while i <= 100:

    # 判断偶数
    if i % 2 == 0:
        print(i)
        result += i

    # 处理计数器
    i += 1

print("0~100之间偶数求和结果 = %d" % result)

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03. break 和 continue

break 和 continue 是专门在循环中使用的关键字

• break 某一条件满足时，退出循环，不再执行后续重复的代码
• continue 某一条件满足时，不执行后续重复的代码

break 和 continue 只针对 当前所在循环 有效

[外链图片转存失败(img-XHUHla2y-1562837215054)(img/002_%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%9B%BE.png)]

3.1 break

• 在循环过程中，如果 某一个条件满足后，不 再希望 循环继续执行，可以使用 break 退出循环

i = 0

while i < 10:

    # break 某一条件满足时，退出循环，不再执行后续重复的代码
    # i == 3
    if i == 3:
        break

    print(i)

    i += 1

print("over")
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break 只针对当前所在循环有效

3.2 continue

• 在循环过程中，如果 某一个条件满足后，不 希望 执行循环代码，但是又不希望退出循环，可以使用 continue
• 也就是：在整个循环中，只有某些条件，不需要执行循环代码，而其他条件都需要执行

i = 0

while i < 10:

    # 当 i == 7 时，不希望执行需要重复执行的代码
    if i == 7:
        # 在使用 continue 之前，同样应该修改计数器
        # 否则会出现死循环
        i += 1

        continue

    # 重复执行的代码
    print(i)

    i += 1

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• 需要注意：使用 continue 时，条件处理部分的代码，需要特别注意，不小心会出现 死循环

continue 只针对当前所在循环有效

04. while 循环嵌套

4.1 循环嵌套

• while 嵌套就是：while 里面还有 while

while 条件 1:
    条件满足时，做的事情1
    条件满足时，做的事情2
    条件满足时，做的事情3
    ...(省略)...
    
    while 条件 2:
        条件满足时，做的事情1
        条件满足时，做的事情2
        条件满足时，做的事情3
        ...(省略)...
    
        处理条件 2
    
    处理条件 1
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4.2 循环嵌套演练 —— 九九乘法表

第 1 步：用嵌套打印小星星

需求

• 在控制台连续输出五行 *，每一行星号的数量依次递增

*
**
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*****
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• 使用字符串 * 打印

# 1. 定义一个计数器变量，从数字1开始，循环会比较方便
row = 1

while row <= 5:

    print("*" * row)

    row += 1

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第 2 步：使用循环嵌套打印小星星

知识点 对 print 函数的使用做一个增强

• 在默认情况下，print 函数输出内容之后，会自动在内容末尾增加换行
• 如果不希望末尾增加换行，可以在 print 函数输出内容的后面增加 , end=""
• 其中 "" 中间可以指定 print 函数输出内容之后，继续希望显示的内容
• 语法格式如下：

# 向控制台输出内容结束之后，不会换行
print("*", end="")

# 单纯的换行
print("")
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end="" 表示向控制台输出内容结束之后，不会换行

假设 Python 没有提供 字符串的 * 操作 拼接字符串

需求

• 在控制台连续输出五行 *，每一行星号的数量依次递增

*
**
***
****
*****
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开发步骤

• 1> 完成 5 行内容的简单输出
• 2> 分析每行内部的 * 应该如何处理？
  • 每行显示的星星和当前所在的行数是一致的
  • 嵌套一个小的循环，专门处理每一行中 列 的星星显示

row = 1

while row <= 5:

    # 假设 python 没有提供字符串 * 操作
    # 在循环内部，再增加一个循环，实现每一行的 星星 打印
    col = 1

    while col <= row:
        print("*", end="")

        col += 1

    # 每一行星号输出完成后，再增加一个换行
    print("")

    row += 1

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第 3 步： 九九乘法表

需求 输出 九九乘法表，格式如下：

1 * 1 = 1	
1 * 2 = 2	2 * 2 = 4	
1 * 3 = 3	2 * 3 = 6	3 * 3 = 9	
1 * 4 = 4	2 * 4 = 8	3 * 4 = 12	4 * 4 = 16	
1 * 5 = 5	2 * 5 = 10	3 * 5 = 15	4 * 5 = 20	5 * 5 = 25	
1 * 6 = 6	2 * 6 = 12	3 * 6 = 18	4 * 6 = 24	5 * 6 = 30	6 * 6 = 36	
1 * 7 = 7	2 * 7 = 14	3 * 7 = 21	4 * 7 = 28	5 * 7 = 35	6 * 7 = 42	7 * 7 = 49	
1 * 8 = 8	2 * 8 = 16	3 * 8 = 24	4 * 8 = 32	5 * 8 = 40	6 * 8 = 48	7 * 8 = 56	8 * 8 = 64	
1 * 9 = 9	2 * 9 = 18	3 * 9 = 27	4 * 9 = 36	5 * 9 = 45	6 * 9 = 54	7 * 9 = 63	8 * 9 = 72	9 * 9 = 81

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开发步骤

• 1. 打印 9 行小星星

*
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*******
********
*********
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• 1. 将每一个 * 替换成对应的行与列相乘

# 定义起始行
row = 1

# 最大打印 9 行
while row <= 9:
    # 定义起始列
    col = 1

    # 最大打印 row 列
    while col <= row:

        # end = ""，表示输出结束后，不换行
        # "\t" 可以在控制台输出一个制表符，协助在输出文本时对齐
        print("%d * %d = %d" % (col, row, row * col), end="\t")

        # 列数 + 1
        col += 1

    # 一行打印完成的换行
    print("")

    # 行数 + 1
    row += 1

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字符串中的转义字符

• \t 在控制台输出一个 制表符，协助在输出文本时 垂直方向 保持对齐
• \n 在控制台输出一个 换行符

制表符 的功能是在不使用表格的情况下在 垂直方向 按列对齐文本

高级变量类型

目标

• 列表
• 元组
• 字典
• 字符串
• 公共方法
• 变量高级

知识点回顾

• Python 中数据类型可以分为 数字型 和 非数字型
• 数字型
  • 整型 (int)
  • 浮点型（float）
  • 布尔型（bool）
    • 真 True 非 0 数 —— 非零即真
    • 假 False 0
  • 复数型 (complex)
    • 主要用于科学计算，例如：平面场问题、波动问题、电感电容等问题
• 非数字型
  • 字符串
  • 列表
  • 元组
  • 字典
• 在 Python 中，所有 非数字型变量 都支持以下特点：
  1. 都是一个 序列 sequence，也可以理解为 容器
  2. 取值 []
  3. 遍历 for in
  4. 计算长度、最大/最小值、比较、删除
  5. 链接 + 和 重复 *
  6. 切片

01. 列表

1.1 列表的定义

• List（列表） 是 Python 中使用 最频繁 的数据类型，在其他语言中通常叫做 数组
• 专门用于存储 一串 信息
• 列表用 [] 定义，数据 之间使用 , 分隔
• 列表的 索引 从 0 开始
  • 索引 就是数据在 列表 中的位置编号，索引 又可以被称为 下标

注意：从列表中取值时，如果 超出索引范围，程序会报错

name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]
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[外链图片转存失败(img-O9BVgghX-1562837215055)(img/001_%E5%88%97%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

1.2 列表常用操作

• 在 ipython3 中定义一个 列表，例如：name_list = []
• 输入 name_list. 按下 TAB 键，ipython 会提示 列表 能够使用的 方法 如下：

In [1]: name_list.
name_list.append   name_list.count    name_list.insert   name_list.reverse
name_list.clear    name_list.extend   name_list.pop      name_list.sort
name_list.copy     name_list.index    name_list.remove 
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| | | 列表.append(数据) | 在末尾追加数据
| | | 列表.extend(列表2) | 将列表2 的数据追加到列表 |
| 2 | 修改 | 列表[索引] = 数据 | 修改指定索引的数据 |
| 3 | 删除 | del 列表[索引] | 删除指定索引的数据 |
| | | 列表.remove[数据] | 删除第一个出现的指定数据 |
| | | 列表.pop | 删除末尾数据 |
| | | 列表.pop(索引) | 删除指定索引数据 |
| | | 列表.clear | 清空列表 |
| 4 | 统计 | len(列表) | 列表长度 |
| | | 列表.count(数据) | 数据在列表中出现的次数 |
| 5 | 排序 | 列表.sort() | 升序排序 |
| | | 列表.sort(reverse=True) | 降序排序 |
| | | 列表.reverse() | 逆序、反转 |

del 关键字（科普）

• 使用 del 关键字(delete) 同样可以删除列表中元素
• del 关键字本质上是用来 将一个变量从内存中删除的
• 如果使用 del 关键字将变量从内存中删除，后续的代码就不能再使用这个变量了

del name_list[1]
1

在日常开发中，要从列表删除数据，建议 使用列表提供的方法

关键字、函数和方法（科普）

• 关键字 是 Python 内置的、具有特殊意义的标识符

In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)
In [3]: print(len(keyword.kwlist))
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关键字后面不需要使用括号

• 函数 封装了独立功能，可以直接调用

函数名(参数)
1

函数需要死记硬背

• 方法 和函数类似，同样是封装了独立的功能
• 方法 需要通过 对象 来调用，表示针对这个 对象 要做的操作

对象.方法名(参数)
1

在变量后面输入 .，然后选择针对这个变量要执行的操作，记忆起来比函数要简单很多

1.3 循环遍历

• 遍历 就是 从头到尾 依次 从 列表 中获取数据
  • 在 循环体内部 针对 每一个元素，执行相同的操作
• 在 Python 中为了提高列表的遍历效率，专门提供的 迭代 iteration 遍历
• 使用 for 就能够实现迭代遍历

# for 循环内部使用的变量 in 列表
for name in name_list:

    循环内部针对列表元素进行操作
    print(name)

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[外链图片转存失败(img-mFP0zNL3-1562837215056)(img/002_forin%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%9B%BE.png)]

1.4 应用场景

• 尽管 Python 的 列表 中可以 存储不同类型的数据
• 但是在开发中，更多的应用场景是
  1. 列表 存储相同类型的数据
  2. 通过 迭代遍历，在循环体内部，针对列表中的每一项元素，执行相同的操作

02. 元组

2.1 元组的定义

• Tuple（元组）与列表类似，不同之处在于元组的 元素不能修改
  • 元组 表示多个元素组成的序列
  • 元组 在 Python 开发中，有特定的应用场景
• 用于存储 一串 信息，数据 之间使用 , 分隔
• 元组用 () 定义
• 元组的 索引 从 0 开始
  • 索引 就是数据在 元组 中的位置编号

info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75)
1

创建空元组

info_tuple = ()
1

元组中 只包含一个元素 时，需要 在元素后面添加逗号

info_tuple = (50, )
1

[外链图片转存失败(img-SUx9Wsb8-1562837215057)(img/003_%E5%85%83%E7%BB%84%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

2.2 元组常用操作

• 在 ipython3 中定义一个 元组，例如：info = ()
• 输入 info. 按下 TAB 键，ipython 会提示 元组 能够使用的函数如下：

info.count  info.index
1

有关 元组 的 常用操作 可以参照上图练习

2.3 循环遍历

• 取值 就是从 元组 中获取存储在指定位置的数据
• 遍历 就是 从头到尾 依次 从 元组 中获取数据

# for 循环内部使用的变量 in 元组
for item in info:

    循环内部针对元组元素进行操作
    print(item)

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• 在 Python 中，可以使用 for 循环遍历所有非数字型类型的变量：列表、元组、字典 以及 字符串
• 提示：在实际开发中，除非 能够确认元组中的数据类型，否则针对元组的循环遍历需求并不是很多

2.4 应用场景

• 尽管可以使用 for in 遍历 元组
• 但是在开发中，更多的应用场景是：
  • 函数的 参数 和 返回值，一个函数可以接收 任意多个参数，或者 一次返回多个数据
    • 有关 函数的参数 和 返回值，在后续 函数高级 给大家介绍
  • 格式字符串，格式化字符串后面的 () 本质上就是一个元组
  • 让列表不可以被修改，以保护数据安全

info = ("zhangsan", 18)

print("%s 的年龄是 %d" % info)

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元组和列表之间的转换

• 使用 list 函数可以把元组转换成列表

list(元组) 
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• 使用 tuple 函数可以把列表转换成元组

tuple(列表)
1

03. 字典

3.1 字典的定义

• dictionary（字典） 是 除列表以外 Python 之中 最灵活 的数据类型
• 字典同样可以用来 存储多个数据
  • 通常用于存储 描述一个 物体 的相关信息
• 和列表的区别
  • 列表 是 有序 的对象集合
  • 字典 是 无序 的对象集合
• 字典用 {} 定义
• 字典使用 键值对 存储数据，键值对之间使用 , 分隔
  • 键 key 是索引
  • 值 value 是数据
  • 键 和 值 之间使用 : 分隔
  • 键必须是唯一的
  • 值 可以取任何数据类型，但 键 只能使用 字符串、数字或 元组

xiaoming = {"name": "小明",
            "age": 18,
            "gender": True,
            "height": 1.75}
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[外链图片转存失败(img-4p5yi8xR-1562837215057)(img/002_%E5%AD%97%E5%85%B8%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

3.2 字典常用操作

• 在 ipython3 中定义一个 字典，例如：xiaoming = {}
• 输入 xiaoming. 按下 TAB 键，ipython 会提示 字典 能够使用的函数如下：

In [1]: xiaoming.
xiaoming.clear       xiaoming.items       xiaoming.setdefault
xiaoming.copy        xiaoming.keys        xiaoming.update
xiaoming.fromkeys    xiaoming.pop         xiaoming.values
xiaoming.get         xiaoming.popitem    
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有关 字典 的 常用操作 可以参照上图练习

3.3 循环遍历

• 遍历 就是 依次 从 字典 中获取所有键值对

# for 循环内部使用的 `key 的变量` in 字典
for k in xiaoming:

    print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))
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提示：在实际开发中，由于字典中每一个键值对保存数据的类型是不同的，所以针对字典的循环遍历需求并不是很多

3.4 应用场景

• 尽管可以使用 for in 遍历 字典
• 但是在开发中，更多的应用场景是：
  • 使用 多个键值对，存储 描述一个 物体 的相关信息 —— 描述更复杂的数据信息
  • 将 多个字典 放在 一个列表 中，再进行遍历，在循环体内部针对每一个字典进行 相同的处理

card_list = [{"name": "张三",
              "qq": "12345",
              "phone": "110"},
             {"name": "李四",
              "qq": "54321",
              "phone": "10086"}
             ]

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04. 字符串

4.1 字符串的定义

• 字符串 就是 一串字符，是编程语言中表示文本的数据类型
• 在 Python 中可以使用 一对双引号 " 或者 一对单引号 ' 定义一个字符串
  • 虽然可以使用 \" 或者 \' 做字符串的转义，但是在实际开发中：
    • 如果字符串内部需要使用 "，可以使用 ' 定义字符串
    • 如果字符串内部需要使用 '，可以使用 " 定义字符串
• 可以使用 索引 获取一个字符串中 指定位置的字符，索引计数从 0 开始
• 也可以使用 for 循环遍历 字符串中每一个字符

大多数编程语言都是用 " 来定义字符串

string = "Hello Python"

for c in string:
    print(c)

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[外链图片转存失败(img-8n3YXP5s-1562837215058)(img/005_%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

4.2 字符串的常用操作

• 在 ipython3 中定义一个 字符串，例如：hello_str = ""
• 输入 hello_str. 按下 TAB 键，ipython 会提示 字符串 能够使用的 方法 如下：

In [1]: hello_str.
hello_str.capitalize    hello_str.isidentifier  hello_str.rindex
hello_str.casefold      hello_str.islower       hello_str.rjust
hello_str.center        hello_str.isnumeric     hello_str.rpartition
hello_str.count         hello_str.isprintable   hello_str.rsplit
hello_str.encode        hello_str.isspace       hello_str.rstrip
hello_str.endswith      hello_str.istitle       hello_str.split
hello_str.expandtabs    hello_str.isupper       hello_str.splitlines
hello_str.find          hello_str.join          hello_str.startswith
hello_str.format        hello_str.ljust         hello_str.strip
hello_str.format_map    hello_str.lower         hello_str.swapcase
hello_str.index         hello_str.lstrip        hello_str.title
hello_str.isalnum       hello_str.maketrans     hello_str.translate
hello_str.isalpha       hello_str.partition     hello_str.upper
hello_str.isdecimal     hello_str.replace       hello_str.zfill
hello_str.isdigit       hello_str.rfind
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提示：正是因为 python 内置提供的方法足够多，才使得在开发时，能够针对字符串进行更加灵活的操作！应对更多的开发需求！

1) 判断类型 - 9

2) 查找和替换 - 7

3) 大小写转换 - 5

4) 文本对齐 - 3

5) 去除空白字符 - 3

6) 拆分和连接 - 5

4.3 字符串的切片

• 切片 方法适用于 字符串、列表、元组
  • 切片 使用 索引值 来限定范围，从一个大的 字符串 中 切出 小的 字符串
  • 列表 和 元组 都是 有序 的集合，都能够 通过索引值 获取到对应的数据
  • 字典 是一个 无序 的集合，是使用 键值对 保存数据

[外链图片转存失败(img-C8ESI527-1562837215059)(img/006_%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E7%B4%A2%E5%BC%95%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

字符串[开始索引:结束索引:步长]
1

注意：

1. 指定的区间属于 左闭右开 型 [开始索引, 结束索引) => 开始索引 >= 范围 < 结束索引
   • 从 起始 位开始，到 结束位的前一位 结束（不包含结束位本身)
2. 从头开始，开始索引 数字可以省略，冒号不能省略
3. 到末尾结束，结束索引 数字可以省略，冒号不能省略
4. 步长默认为 1，如果连续切片，数字和冒号都可以省略

索引的顺序和倒序

• 在 Python 中不仅支持 顺序索引，同时还支持 倒序索引
• 所谓倒序索引就是 从右向左 计算索引
  • 最右边的索引值是 -1，依次递减

演练需求

• 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
• 1. 截取从 2 ~ 末尾 的字符串
• 1. 截取从 开始 ~ 5 位置 的字符串
• 1. 截取完整的字符串
• 1. 从开始位置，每隔一个字符截取字符串
• 1. 从索引 1 开始，每隔一个取一个
• 1. 截取从 2 ~ 末尾 - 1 的字符串
• 1. 截取字符串末尾两个字符
• 1. 字符串的逆序（面试题）

答案

num_str = "0123456789"

# 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[2:6])

# 2. 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串
print(num_str[2:])

# 3. 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[:6])

# 4. 截取完整的字符串
print(num_str[:])

# 5. 从开始位置，每隔一个字符截取字符串
print(num_str[::2])

# 6. 从索引 1 开始，每隔一个取一个
print(num_str[1::2])

# 倒序切片
# -1 表示倒数第一个字符
print(num_str[-1])

# 7. 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串
print(num_str[2:-1])

# 8. 截取字符串末尾两个字符
print(num_str[-2:])

# 9. 字符串的逆序（面试题）
print(num_str[::-1])

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05. 公共方法

5.1 Python 内置函数

Python 包含了以下内置函数：

注意

• 字符串 比较符合以下规则： “0” < “A” < “a”

5.2 切片

• 切片 使用 索引值 来限定范围，从一个大的 字符串 中 切出 小的 字符串
• 列表 和 元组 都是 有序 的集合，都能够 通过索引值 获取到对应的数据
• 字典 是一个 无序 的集合，是使用 键值对 保存数据

5.3 运算符

注意

• in 在对 字典 操作时，判断的是 字典的键
• in 和 not in 被称为 成员运算符

成员运算符

成员运算符用于 测试 序列中是否包含指定的 成员

注意：在对 字典 操作时，判断的是 字典的键

5.4 完整的 for 循环语法

• 在 Python 中完整的 for 循环 的语法如下：

for 变量 in 集合:
    
    循环体代码
else:
    没有通过 break 退出循环，循环结束后，会执行的代码
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应用场景

• 在 迭代遍历 嵌套的数据类型时，例如 一个列表包含了多个字典
• 需求：要判断 某一个字典中 是否存在 指定的 值
  • 如果 存在，提示并且退出循环
  • 如果 不存在，在 循环整体结束 后，希望 得到一个统一的提示

students = [
    {"name": "阿土",
     "age": 20,
     "gender": True,
     "height": 1.7,
     "weight": 75.0},
    {"name": "小美",
     "age": 19,
     "gender": False,
     "height": 1.6,
     "weight": 45.0},
]

find_name = "阿土"

for stu_dict in students:

    print(stu_dict)

    # 判断当前遍历的字典中姓名是否为find_name
    if stu_dict["name"] == find_name:
        print("找到了")

        # 如果已经找到，直接退出循环，就不需要再对后续的数据进行比较
        break

else:
    print("没有找到")

print("循环结束")

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变量进阶（理解）

目标

• 变量的引用
• 可变和不可变类型
• 局部变量和全局变量

01. 变量的引用

• 变量 和 数据 都是保存在 内存 中的
• 在 Python 中 函数 的 参数传递 以及 返回值 都是靠 引用 传递的

1.1 引用的概念

在 Python 中

• 变量 和 数据 是分开存储的
• 数据 保存在内存中的一个位置
• 变量 中保存着数据在内存中的地址
• 变量 中 记录数据的地址，就叫做 引用
• 使用 id() 函数可以查看变量中保存数据所在的 内存地址

注意：如果变量已经被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上是 修改了数据的引用

• 变量 不再 对之前的数据引用
• 变量 改为 对新赋值的数据引用

1.2 变量引用 的示例

在 Python 中，变量的名字类似于 便签纸 贴在 数据 上

• 定义一个整数变量 a，并且赋值为 1

• 将变量 a 赋值为 2

• 定义一个整数变量 b，并且将变量 a 的值赋值给 b

变量 b 是第 2 个贴在数字 2 上的标签

1.3 函数的参数和返回值的传递

在 Python 中，函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的

def test(num):

    print("-" * 50)
    print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num)))

    result = 100

    print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result)))
    print("-" * 50)

    return  result

a = 10
print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a))

r = test(a)

print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a))
print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % id(r))

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02. 可变和不可变类型

• 不可变类型，内存中的数据不允许被修改：
  • 数字类型 int, bool, float, complex, long(2.x)
  • 字符串 str
  • 元组 tuple
• 可变类型，内存中的数据可以被修改：
  • 列表 list
  • 字典 dict

a = 1
a = "hello"
a = [1, 2, 3]
a = [3, 2, 1]
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demo_list = [1, 2, 3]

print("定义列表后的内存地址 %d" % id(demo_list))

demo_list.append(999)
demo_list.pop(0)
demo_list.remove(2)
demo_list[0] = 10

print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_list))

demo_dict = {"name": "小明"}

print("定义字典后的内存地址 %d" % id(demo_dict))

demo_dict["age"] = 18
demo_dict.pop("name")
demo_dict["name"] = "老王"

print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_dict))

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注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据

注意

1. 可变类型的数据变化，是通过 方法 来实现的
2. 如果给一个可变类型的变量，赋值了一个新的数据，引用会修改
   • 变量 不再 对之前的数据引用
   • 变量 改为 对新赋值的数据引用

哈希 (hash)

• Python 中内置有一个名字叫做 hash(o) 的函数
  • 接收一个 不可变类型 的数据作为 参数
  • 返回 结果是一个 整数
• 哈希 是一种 算法，其作用就是提取数据的 特征码（指纹）
  • 相同的内容 得到 相同的结果
  • 不同的内容 得到 不同的结果
• 在 Python 中，设置字典的 键值对 时，会首先对 key 进行 hash 已决定如何在内存中保存字典的数据，以方便 后续 对字典的操作：增、删、改、查
  • 键值对的 key 必须是不可变类型数据
  • 键值对的 value 可以是任意类型的数据

03. 局部变量和全局变量

• 局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用
• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

3.1 局部变量

• 局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用
• 函数执行结束后，函数内部的局部变量，会被系统回收
• 不同的函数，可以定义相同的名字的局部变量，但是 彼此之间 不会产生影响

局部变量的作用

• 在函数内部使用，临时 保存 函数内部需要使用的数据

def demo1():

    num = 10

    print(num)

    num = 20

    print("修改后 %d" % num)


def demo2():

    num = 100

    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

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局部变量的生命周期

• 所谓 生命周期 就是变量从 被创建 到 被系统回收 的过程
• 局部变量 在 函数执行时 才会被创建
• 函数执行结束后 局部变量 被系统回收
• 局部变量在生命周期 内，可以用来存储 函数内部临时使用到的数据

3.2 全局变量

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量，所有函数内部都可以使用这个变量

# 定义一个全局变量
num = 10


def demo1():

    print(num)


def demo2():

    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

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注意：函数执行时，需要处理变量时 会：

1. 首先 查找 函数内部 是否存在 指定名称 的局部变量，如果有，直接使用
2. 如果没有，查找 函数外部 是否存在 指定名称 的全局变量，如果有，直接使用
3. 如果还没有，程序报错！

1) 函数不能直接修改 全局变量的引用

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

• 在函数内部，可以 通过全局变量的引用获取对应的数据
• 但是，不允许直接修改全局变量的引用 —— 使用赋值语句修改全局变量的值

num = 10


def demo1():

    print("demo1" + "-" * 50)

    # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已
    num = 100
    print(num)


def demo2():

    print("demo2" + "-" * 50)
    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

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注意：只是在函数内部定义了一个局部变量而已，只是变量名相同 —— 在函数内部不能直接修改全局变量的值

2) 在函数内部修改全局变量的值

• 如果在函数中需要修改全局变量，需要使用 global 进行声明

num = 10


def demo1():

    print("demo1" + "-" * 50)

    # global 关键字，告诉 Python 解释器 num 是一个全局变量
    global num
    # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已
    num = 100
    print(num)


def demo2():

    print("demo2" + "-" * 50)
    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

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3) 全局变量定义的位置

• 为了保证所有的函数都能够正确使用到全局变量，应该 将全局变量定义在其他函数的上方

a = 10


def demo():
    print("%d" % a)
    print("%d" % b)
    print("%d" % c)

b = 20
demo()
c = 30

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注意

• 由于全局变量 c，是在调用函数之后，才定义的，在执行函数时，变量还没有定义，所以程序会报错！

代码结构示意图如下

[外链图片转存失败(img-86QBgvGM-1562837215061)(img/001_%E4%BB%A3%E7%A0%81%E7%BB%93%E6%9E%84%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

4) 全局变量命名的建议

• 为了避免局部变量和全局变量出现混淆，在定义全局变量时，有些公司会有一些开发要求，例如：
• 全局变量名前应该增加 g_ 或者 gl_ 的前缀

提示：具体的要求格式，各公司要求可能会有些差异

函数基础

目标

• 函数的快速体验
• 函数的基本使用
• 函数的参数
• 函数的返回值
• 函数的嵌套调用
• 在模块中定义函数

01. 函数的快速体验

1.1 快速体验

• 所谓函数，就是把 具有独立功能的代码块 组织为一个小模块，在需要的时候 调用
• 函数的使用包含两个步骤：
  1. 定义函数 —— 封装 独立的功能
  2. 调用函数 —— 享受 封装 的成果
• 函数的作用，在开发程序时，使用函数可以提高编写的效率以及代码的 重用

演练步骤

1. 新建 04_函数 项目
2. 复制之前完成的 乘法表 文件
3. 修改文件，增加函数定义 multiple_table():
4. 新建另外一个文件，使用 import 导入并且调用函数

02. 函数基本使用

2.1 函数的定义

定义函数的格式如下：

def 函数名():

    函数封装的代码
    ……
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1. def 是英文 define 的缩写
2. 函数名称 应该能够表达 函数封装代码 的功能，方便后续的调用
3. 函数名称 的命名应该 符合 标识符的命名规则
   • 可以由 字母、下划线 和 数字 组成
   • 不能以数字开头
   • 不能与关键字重名

2.2 函数调用

调用函数很简单的，通过 函数名() 即可完成对函数的调用

2.3 第一个函数演练

需求

• 1. 编写一个打招呼 say_hello 的函数，封装三行打招呼的代码
• 1. 在函数下方调用打招呼的代码

name = "小明"


# 解释器知道这里定义了一个函数
def say_hello():
    print("hello 1")
    print("hello 2")
    print("hello 3")

print(name)
# 只有在调用函数时，之前定义的函数才会被执行
# 函数执行完成之后，会重新回到之前的程序中，继续执行后续的代码
say_hello()

print(name)

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用 单步执行 F8 和 F7 观察以下代码的执行过程

• 定义好函数之后，只表示这个函数封装了一段代码而已
• 如果不主动调用函数，函数是不会主动执行的

思考

• 能否将 函数调用 放在 函数定义 的上方？
  • 不能！
  • 因为在 使用函数名 调用函数之前，必须要保证 Python 已经知道函数的存在
  • 否则控制台会提示 NameError: name 'say_hello' is not defined (名称错误：say_hello 这个名字没有被定义)

2.4 PyCharm 的调试工具

• F8 Step Over 可以单步执行代码，会把函数调用看作是一行代码直接执行
• F7 Step Into 可以单步执行代码，如果是函数，会进入函数内部

2.5 函数的文档注释

• 在开发中，如果希望给函数添加注释，应该在 定义函数 的下方，使用 连续的三对引号
• 在 连续的三对引号 之间编写对函数的说明文字
• 在 函数调用 位置，使用快捷键 CTRL + Q 可以查看函数的说明信息

注意：因为 函数体相对比较独立，函数定义的上方，应该和其他代码（包括注释）保留 两个空行

03. 函数的参数

演练需求

1. 开发一个 sum_2_num 的函数
2. 函数能够实现 两个数字的求和 功能

演练代码如下：

def sum_2_num():

    num1 = 10
    num2 = 20
    result = num1 + num2

    print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num()

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思考一下存在什么问题

函数只能处理 固定数值 的相加

如何解决？

• 如果能够把需要计算的数字，在调用函数时，传递到函数内部就好了！

3.1 函数参数的使用

• 在函数名的后面的小括号内部填写 参数
• 多个参数之间使用 , 分隔

def sum_2_num(num1, num2):

    result = num1 + num2
    
    print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num(50, 20)

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3.2 参数的作用

• 函数，把 具有独立功能的代码块 组织为一个小模块，在需要的时候 调用
• 函数的参数，增加函数的 通用性，针对 相同的数据处理逻辑，能够 适应更多的数据
  1. 在函数 内部，把参数当做 变量 使用，进行需要的数据处理
  2. 函数调用时，按照函数定义的参数顺序，把 希望在函数内部处理的数据，通过参数 传递

3.3 形参和实参

• 形参：定义 函数时，小括号中的参数，是用来接收参数用的，在函数内部 作为变量使用
• 实参：调用 函数时，小括号中的参数，是用来把数据传递到 函数内部 用的

04. 函数的返回值

• 在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
• 返回值 是函数 完成工作后，最后 给调用者的 一个结果
• 在函数中使用 return 关键字可以返回结果
• 调用函数一方，可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果

注意：return 表示返回，后续的代码都不会被执行

def sum_2_num(num1, num2):
    """对两个数字的求和"""

    return num1 + num2

# 调用函数，并使用 result 变量接收计算结果
result = sum_2_num(10, 20)

print("计算结果是 %d" % result)

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05. 函数的嵌套调用

• 一个函数里面 又调用 了 另外一个函数，这就是 函数嵌套调用
• 如果函数 test2 中，调用了另外一个函数 test1
  • 那么执行到调用 test1 函数时，会先把函数 test1 中的任务都执行完
  • 才会回到 test2 中调用函数 test1 的位置，继续执行后续的代码

def test1():

    print("*" * 50)
    print("test 1")
    print("*" * 50)


def test2():

    print("-" * 50)
    print("test 2")
    
    test1()
    
    print("-" * 50)

test2()

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函数嵌套的演练 —— 打印分隔线

体会一下工作中 需求是多变 的

需求 1

• 定义一个 print_line 函数能够打印 * 组成的 一条分隔线

def print_line(char):

    print("*" * 50)

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需求 2

• 定义一个函数能够打印 由任意字符组成 的分隔线

def print_line(char):

    print(char * 50)
    
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需求 3

• 定义一个函数能够打印 任意重复次数 的分隔线

def print_line(char, times):

    print(char * times)

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需求 4

• 定义一个函数能够打印 5 行 的分隔线，分隔线要求符合需求 3

提示：工作中针对需求的变化，应该冷静思考，不要轻易修改之前已经完成的，能够正常执行的函数！

def print_line(char, times):

    print(char * times)


def print_lines(char, times):

    row = 0
    
    while row < 5:
        print_line(char, times)

        row += 1

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06. 使用模块中的函数

模块是 Python 程序架构的一个核心概念

• 模块 就好比是 工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要 导入 import 这个模块
• 每一个以扩展名 py 结尾的 Python 源代码文件都是一个 模块
• 在模块中定义的 全局变量 、 函数 都是模块能够提供给外界直接使用的工具

6.1 第一个模块体验

步骤

• 新建 hm_10_分隔线模块.py
  • 复制 hm_09_打印多条分隔线.py 中的内容，最后一行 print 代码除外
  • 增加一个字符串变量

name = "黑马程序员"
1

• 新建 hm_10_体验模块.py 文件，并且编写以下代码：

import hm_10_分隔线模块

hm_10_分隔线模块.print_line("-", 80)
print(hm_10_分隔线模块.name)
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体验小结

• 可以 在一个 Python 文件 中 定义 变量 或者 函数
• 然后在 另外一个文件中 使用 import 导入这个模块
• 导入之后，就可以使用 模块名.变量 / 模块名.函数 的方式，使用这个模块中定义的变量或者函数

模块可以让 曾经编写过的代码 方便的被 复用！

6.2 模块名也是一个标识符

• 标示符可以由 字母、下划线 和 数字 组成
• 不能以数字开头
• 不能与关键字重名

注意：如果在给 Python 文件起名时，以数字开头 是无法在 PyCharm 中通过导入这个模块的

6.3 Pyc 文件（了解）

C 是 compiled 编译过 的意思

操作步骤

1. 浏览程序目录会发现一个 __pycache__ 的目录
2. 目录下会有一个 hm_10_分隔线模块.cpython-35.pyc 文件，cpython-35 表示 Python 解释器的版本
3. 这个 pyc 文件是由 Python 解释器将 模块的源码 转换为 字节码
   • Python 这样保存 字节码 是作为一种启动 速度的优化

字节码

• Python 在解释源程序时是分成两个步骤的
  1. 首先处理源代码，编译 生成一个二进制 字节码
  2. 再对 字节码 进行处理，才会生成 CPU 能够识别的 机器码
• 有了模块的字节码文件之后，下一次运行程序时，如果在 上次保存字节码之后 没有修改过源代码，Python 将会加载 .pyc 文件并跳过编译这个步骤
• 当 Python 重编译时，它会自动检查源文件和字节码文件的时间戳
• 如果你又修改了源代码，下次程序运行时，字节码将自动重新创建

提示：有关模块以及模块的其他导入方式，后续课程还会逐渐展开！

模块是 Python 程序架构的一个核心概念

函数进阶

目标

• 函数参数和返回值的作用
• 函数的返回值 进阶
• 函数的参数 进阶
• 递归函数

01. 函数参数和返回值的作用

函数根据 有没有参数 以及 有没有返回值，可以 相互组合，一共有 4 种 组合形式

1. 无参数，无返回值
2. 无参数，有返回值
3. 有参数，无返回值
4. 有参数，有返回值

[外链图片转存失败(img-SVgDqLFa-1562837215062)(img/001_%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%92%8C%E8%BF%94%E5%9B%9E%E5%80%BC.png)]

定义函数时，是否接收参数，或者是否返回结果，是根据 实际的功能需求 来决定的！

1. 如果函数 内部处理的数据不确定，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部
2. 如果希望一个函数 执行完成后，向外界汇报执行结果，就可以增加函数的返回值

1.1 无参数，无返回值

此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下：

1. 只是单纯地做一件事情，例如 显示菜单
2. 在函数内部 针对全局变量进行操作，例如：新建名片，最终结果 记录在全局变量 中

注意：

• 如果全局变量的数据类型是一个 可变类型，在函数内部可以使用 方法 修改全局变量的内容 —— 变量的引用不会改变
• 在函数内部，使用赋值语句 才会 修改变量的引用

1.2 无参数，有返回值

此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下：

• 采集数据，例如 温度计，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数

1.3 有参数，无返回值

此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下：

• 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数 处理 不同的数据
• 例如 名片管理系统 针对 找到的名片 做 修改、删除 操作

1.4 有参数，有返回值

此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下：

• 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数 处理 不同的数据，并且 返回期望的处理结果
• 例如 名片管理系统 使用 字典默认值 和 提示信息 提示用户输入内容
  • 如果输入，返回输入内容
  • 如果没有输入，返回字典默认值

02. 函数的返回值 进阶

• 在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
• 返回值 是函数 完成工作后，最后 给调用者的 一个结果
• 在函数中使用 return 关键字可以返回结果
• 调用函数一方，可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果

问题：一个函数执行后能否返回多个结果？

示例 —— 温度和湿度测量

• 假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度
• 先完成返回温度的功能如下：

def measure():
    """返回当前的温度"""
    
    print("开始测量...")
    temp = 39
    print("测量结束...")
    
    return temp

result = measure()
print(result)
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• 在利用 元组 在返回温度的同时，也能够返回 湿度
• 改造如下：

def measure():
    """返回当前的温度"""

    print("开始测量...")
    temp = 39
    wetness = 10
    print("测量结束...")

    return (temp, wetness)
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提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略

技巧

• 在 Python 中，可以 将一个元组 使用 赋值语句 同时赋值给 多个变量
• 注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致

result = temp, wetness = measure()
1

面试题 —— 交换两个数字

题目要求

1. 有两个整数变量 a = 6, b = 100
2. 不使用其他变量，交换两个变量的值

解法 1 —— 使用其他变量

# 解法 1 - 使用临时变量
c = b
b = a
a = c
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解法 2 —— 不使用临时变量

# 解法 2 - 不使用临时变量
a = a + b
b = a - b
a = a - b
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解法 3 —— Python 专有，利用元组

a, b = b, a
1

03. 函数的参数 进阶

3.1. 不可变和可变的参数

问题 1：在函数内部，针对参数使用 赋值语句，会不会影响调用函数时传递的 实参变量？ —— 不会！

• 无论传递的参数是 可变 还是 不可变
  • 只要 针对参数 使用 赋值语句，会在 函数内部 修改 局部变量的引用，不会影响到 外部变量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函数内部")

    # 赋值语句
    num = 200
    num_list = [1, 2, 3]

    print(num)
    print(num_list)

    print("函数代码完成")


gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)
    
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问题 2：如果传递的参数是 可变类型，在函数内部，使用 方法 修改了数据的内容，同样会影响到外部的数据

def mutable(num_list):

    # num_list = [1, 2, 3]
    num_list.extend([1, 2, 3])
    
    print(num_list)

gl_list = [6, 7, 8]
mutable(gl_list)
print(gl_list)
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面试题 —— +=

• 在 python 中，列表变量调用 += 本质上是在执行列表变量的 extend 方法，不会修改变量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函数内部代码")

    # num = num + num
    num += num
    # num_list.extend(num_list) 由于是调用方法，所以不会修改变量的引用
    # 函数执行结束后，外部数据同样会发生变化
    num_list += num_list

    print(num)
    print(num_list)
    print("函数代码完成")


gl_num = 9
gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

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3.2 缺省参数

• 定义函数时，可以给 某个参数 指定一个默认值，具有默认值的参数就叫做 缺省参数
• 调用函数时，如果没有传入 缺省参数 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 参数默认值
• 函数的缺省参数，将常见的值设置为参数的缺省值，从而 简化函数的调用
• 例如：对列表排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]

# 默认就是升序排序，因为这种应用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)

# 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)
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指定函数的缺省参数

• 在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

def print_info(name, gender=True):

    gender_text = "男生"
    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s 是 %s" % (name, gender_text))
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提示

1. 缺省参数，需要使用 最常见的值 作为默认值！
2. 如果一个参数的值 不能确定，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！

缺省参数的注意事项

1) 缺省参数的定义位置

• 必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾
• 所以，以下定义是错误的！

def print_info(name, gender=True, title):
1

2) 调用带有多个缺省参数的函数

• 在 调用函数时，如果有 多个缺省参数，需要指定参数名，这样解释器才能够知道参数的对应关系！

def print_info(name, title="", gender=True):
    """

    :param title: 职位
    :param name: 班上同学的姓名
    :param gender: True 男生 False 女生
    """

    gender_text = "男生"

    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))


# 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值！
print_info("小明")
print_info("老王", title="班长")
print_info("小美", gender=False)

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3.3 多值参数（知道）

定义支持多值参数的函数

• 有时可能需要 一个函数 能够处理的参数 个数 是不确定的，这个时候，就可以使用 多值参数
• python 中有 两种 多值参数：
  • 参数名前增加 一个 * 可以接收 元组
  • 参数名前增加 两个 * 可以接收 字典
• 一般在给多值参数命名时，习惯使用以下两个名字
  • *args —— 存放 元组 参数，前面有一个 *
  • **kwargs —— 存放 字典 参数，前面有两个 *
• args 是 arguments 的缩写，有变量的含义
• kw 是 keyword 的缩写，kwargs 可以记忆 键值对参数

def demo(num, *args, **kwargs):

    print(num)
    print(args)
    print(kwargs)


demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True)

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提示：多值参数 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中，知道多值参数，有利于我们能够读懂大牛的代码

多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和

需求

1. 定义一个函数 sum_numbers，可以接收的 任意多个整数
2. 功能要求：将传递的 所有数字累加 并且返回累加结果

def sum_numbers(*args):

    num = 0
    # 遍历 args 元组顺序求和
    for n in args:
        num += n

    return num

print(sum_numbers(1, 2, 3))
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元组和字典的拆包（知道）

• 在调用带有多值参数的函数时，如果希望：
  • 将一个 元组变量，直接传递给 args
  • 将一个 字典变量，直接传递给 kwargs
• 就可以使用 拆包，简化参数的传递，拆包 的方式是：
  • 在 元组变量前，增加 一个 *
  • 在 字典变量前，增加 两个 *

def demo(*args, **kwargs):

    print(args)
    print(kwargs)


# 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xiaoming = {"name": "小明", "age": 18}

# 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args
# demo(gl_nums, gl_xiaoming)
demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

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04. 函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为递归

4.1 递归函数的特点

特点

• 一个函数 内部 调用自己
  • 函数内部可以调用其他函数，当然在函数内部也可以调用自己

代码特点

1. 函数内部的 代码 是相同的，只是针对 参数 不同，处理的结果不同
2. 当 参数满足一个条件 时，函数不再执行
   • 这个非常重要，通常被称为递归的出口，否则 会出现死循环！

示例代码

def sum_numbers(num):

    print(num)
    
    # 递归的出口很重要，否则会出现死循环
    if num == 1:
        return

    sum_numbers(num - 1)
    
sum_numbers(3)

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[外链图片转存失败(img-U7CK9dsB-1562837215064)(img/002_%E9%80%92%E5%BD%92%E8%B0%83%E7%94%A8%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BEI.png)]

4.2 递归案例 —— 计算数字累加

需求

1. 定义一个函数 sum_numbers
2. 能够接收一个 num 的整数参数
3. 计算 1 + 2 + … num 的结果

def sum_numbers(num):

    if num == 1:
        return 1
    
    # 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加
    temp = sum_numbers(num - 1)

    # 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加
    return num + temp

print(sum_numbers(2))

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[外链图片转存失败(img-wUJpF5CE-1562837215065)(C:/Users/hsf/Desktop/python基础/基础课件/media/14993074876434/002_%E9%80%92%E5%BD%92%E8%B0%83%E7%94%A8%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

提示：递归是一个 编程技巧，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 不确定的循环条件时，格外的有用，例如：遍历整个文件目录的结构

综合应用 —— 名片管理系统

目标

综合应用已经学习过的知识点：

• 变量
• 流程控制
• 函数
• 模块

开发 名片管理系统

系统需求

• 1. 程序启动，显示名片管理系统欢迎界面，并显示功能菜单

**************************************************
欢迎使用【名片管理系统】V1.0

1. 新建名片
2. 显示全部
3. 查询名片

0. 退出系统
**************************************************
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• 1. 用户用数字选择不同的功能
• 1. 根据功能选择，执行不同的功能
• 1. 用户名片需要记录用户的 姓名、电话、QQ、邮件
• 1. 如果查询到指定的名片，用户可以选择 修改 或者 删除 名片

步骤

1. 框架搭建
2. 新增名片
3. 显示所有名片
4. 查询名片
5. 查询成功后修改、删除名片
6. 让 Python 程序能够直接运行

01. 框架搭建

目标

• 搭建名片管理系统 框架结构
  1. 准备文件，确定文件名，保证能够 在需要的位置 编写代码
  2. 编写 主运行循环，实现基本的 用户输入和判断

1.1 文件准备

1. 新建 cards_main.py 保存 主程序功能代码
   • 程序的入口
   • 每一次启动名片管理系统都通过 main 这个文件启动
2. 新建 cards_tools.py 保存 所有名片功能函数
   • 将对名片的 新增、查询、修改、删除 等功能封装在不同的函数中

1.2 编写主运行循环

• 在 cards_main 中添加一个 无限循环

while True:

    # TODO(小明) 显示系统菜单

    action = input("请选择操作功能：")

    print("您选择的操作是：%s" % action)

    # 根据用户输入决定后续的操作
    if action in ["1", "2", "3"]:
        pass
    elif action == "0":
        print("欢迎再次使用【名片管理系统】")

        break
    else:
        print("输入错误，请重新输入")

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字符串判断

if action in ["1", "2", "3"]:
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if action == "1" or action == "2" or action == "3":
1

1. 使用 in 针对 列表 判断，避免使用 or 拼接复杂的逻辑条件
2. 没有使用 int 转换用户输入，可以避免 一旦用户输入的不是数字，导致程序运行出错

pass

• pass 就是一个空语句，不做任何事情，一般用做占位语句
• 是为了保持程序结构的完整性

无限循环

• 在开发软件时，如果 不希望程序执行后 立即退出
• 可以在程序中增加一个 无限循环
• 由用户来决定 退出程序的时机

TODO 注释

• 在 # 后跟上 TODO，用于标记需要去做的工作

# TODO(作者/邮件) 显示系统菜单
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1.3 在 cards_tools 中增加四个新函数

def show_menu():

    """显示菜单
    """
    pass

def new_card():

    """新建名片
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：新建名片")


def show_all():

    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")


def search_card():

    """搜索名片
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：搜索名片")

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1.4 导入模块

• 在 cards_main.py 中使用 import 导入 cards_tools 模块

import cards_tools
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• 修改 while 循环的代码如下：

import cards_tools

while True:

    cards_tools.show_menu()

    action = input("请选择操作功能：")

    print("您选择的操作是：%s" % action)

    # 根据用户输入决定后续的操作
    if action in ["1", "2", "3"]:

        if action == "1":
            cards_tools.new_card()

        elif action == "2":
            cards_tools.show_all()

        elif action == "3":
            cards_tools.search_card()

    elif action == "0":
        print("欢迎再次使用【名片管理系统】")

        break
    else:
        print("输入错误，请重新输入：")

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至此：cards_main 中的所有代码全部开发完毕！

1.5 完成 show_menu 函数

def show_menu():

    """显示菜单
    """
    print("*" * 50)
    print("欢迎使用【菜单管理系统】V1.0")
    print("")
    print("1. 新建名片")
    print("2. 显示全部")
    print("3. 查询名片")
    print("")
    print("0. 退出系统")
    print("*" * 50)

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02. 保存名片数据的结构

程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的

• 使用 字典 记录 每一张名片 的详细信息
• 使用 列表 统一记录所有的 名片字典

[外链图片转存失败(img-qanVC6OR-1562837215066)(img/001_%E5%90%8D%E7%89%87%E7%AE%A1%E7%90%86%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%85%A8%E5%B1%80%E5%88%97%E8%A1%A8.png)]

定义名片列表变量

• 在 cards_tools 文件的顶部增加一个 列表变量

# 所有名片记录的列表
card_list = []
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注意

1. 所有名片相关操作，都需要使用这个列表，所以应该 定义在程序的顶部
2. 程序刚运行时，没有数据，所以是 空列表

03. 新增名片

3.1 功能分析

1. 提示用户依次输入名片信息
2. 将名片信息保存到一个字典
3. 将字典添加到名片列表
4. 提示名片添加完成

3.2 实现 new_card 方法

• 根据步骤实现代码

def new_card():

    """新建名片
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：新建名片")

    # 1. 提示用户输入名片信息
    name = input("请输入姓名：")
    phone = input("请输入电话：")
    qq = input("请输入 QQ 号码：")
    email = input("请输入邮箱：")

    # 2. 将用户信息保存到一个字典
    card_dict = {"name": name,
                 "phone": phone,
                 "qq": qq,
                 "email": email}

    # 3. 将用户字典添加到名片列表
    card_list.append(card_dict)

    print(card_list)
    
    # 4. 提示添加成功信息
    print("成功添加 %s 的名片" % card_dict["name"])

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技巧：在 PyCharm 中，可以使用 SHIFT + F6 统一修改变量名

04. 显示所有名片

4.1 功能分析

• 循环遍历名片列表，顺序显示每一个字典的信息

4.2 基础代码实现

def show_all():

    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")

    for card_dict in card_list:

        print(card_dict)
        
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• 显示效果不好！

4.3 增加标题和使用 \t 显示

def show_all():
    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")

    # 打印表头
    for name in ["姓名", "电话", "QQ", "邮箱"]:
        print(name, end="\t\t")

    print("")

    # 打印分隔线
    print("=" * 50)

    for card_dict in card_list:

        print("%s\t\t%s\t\t%s\t\t%s" % (card_dict["name"],
                                        card_dict["phone"],
                                        card_dict["qq"],
                                        card_dict["email"]))
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4.4 增加没有名片记录判断

def show_all():
    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")

    # 1. 判断是否有名片记录
    if len(card_list) == 0:
        print("提示：没有任何名片记录")

        return

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注意

• 在函数中使用 return 表示返回
• 如果在 return 后没有跟任何内容，只是表示该函数执行到此就不再执行后续的代码

05. 查询名片

5.1 功能分析

1. 提示用户要搜索的姓名
2. 根据用户输入的姓名遍历列表
3. 搜索到指定的名片后，再执行后续的操作

5.2 代码实现

• 查询功能实现

def search_card():

    """搜索名片
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：搜索名片")

    # 1. 提示要搜索的姓名
    find_name = input("请输入要搜索的姓名：")

    # 2. 遍历字典
    for card_dict in card_list:

        if card_dict["name"] == find_name:

            print("姓名\t\t\t电话\t\t\tQQ\t\t\t邮箱")
            print("-" * 40)
            
            print("%s\t\t\t%s\t\t\t%s\t\t\t%s" % (
                card_dict["name"],
                card_dict["phone"],
                card_dict["qq"],
                card_dict["email"]))

            print("-" * 40)
            
            # TODO(小明) 针对找到的字典进行后续操作：修改/删除

            break
    else:
        print("没有找到 %s" % find_name)

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• 增加名片操作函数：修改/删除/返回主菜单

def deal_card(find_dict):

    """操作搜索到的名片字典

    :param find_dict:找到的名片字典
    """
    print(find_dict)

    action_str = input("请选择要执行的操作 "
                       "[1] 修改 [2] 删除 [0] 返回上级菜单")

    if action == "1":
        print("修改")
    elif action == "2":
        print("删除")

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06. 修改和删除

6.1 查询成功后删除名片

• 由于找到的字典记录已经在列表中保存
• 要删除名片记录，只需要把列表中对应的字典删除即可

    elif action == "2":
        card_list.remove(find_dict)

        print("删除成功")
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6.2 修改名片

• 由于找到的字典记录已经在列表中保存
• 要修改名片记录，只需要把列表中对应的字典中每一个键值对的数据修改即可

    if action == "1":

        find_dict["name"] = input("请输入姓名：")
        find_dict["phone"] = input("请输入电话：")
        find_dict["qq"] = input("请输入QQ：")
        find_dict["email"] = input("请输入邮件：")

        print("%s 的名片修改成功" % find_dict["name"])

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修改名片细化

• 如果用户在使用时，某些名片内容并不想修改，应该如何做呢？—— 既然系统提供的 input 函数不能满足需求，那么就新定义一个函数 input_card_info 对系统的 input 函数进行扩展

def input_card_info(dict_value, tip_message):

    """输入名片信息

    :param dict_value: 字典原有值
    :param tip_message: 输入提示信息
    :return: 如果输入，返回输入内容，否则返回字典原有值
    """
    # 1. 提示用户输入内容
    result_str = input(tip_message)

    # 2. 针对用户的输入进行判断，如果用户输入了内容，直接返回结果
    if len(result_str) > 0:

        return result_str
    # 3. 如果用户没有输入内容，返回 `字典中原有的值`
    else:

        return dict_value

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07. LINUX 上的 Shebang 符号(#!)

• #!这个符号叫做 Shebang 或者 Sha-bang
• Shebang 通常在 Unix 系统脚本的中 第一行开头 使用
• 指明 执行这个脚本文件 的 解释程序

使用 Shebang 的步骤

• 1. 使用 which 查询 python3 解释器所在路径

$ which python3
1

• 1. 修改要运行的 主 python 文件，在第一行增加以下内容

#! /usr/bin/python3
1

• 1. 修改 主 python 文件 的文件权限，增加执行权限

$ chmod +x cards_main.py
1

• 1. 在需要时执行程序即可

./cards_main.py
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1. 提示用户依次输入名片信息
2. 将名片信息保存到一个字典
3. 将字典添加到名片列表
4. 提示名片添加完成

3.2 实现 new_card 方法

• 根据步骤实现代码

def new_card():

    """新建名片
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：新建名片")

    # 1. 提示用户输入名片信息
    name = input("请输入姓名：")
    phone = input("请输入电话：")
    qq = input("请输入 QQ 号码：")
    email = input("请输入邮箱：")

    # 2. 将用户信息保存到一个字典
    card_dict = {"name": name,
                 "phone": phone,
                 "qq": qq,
                 "email": email}

    # 3. 将用户字典添加到名片列表
    card_list.append(card_dict)

    print(card_list)
    
    # 4. 提示添加成功信息
    print("成功添加 %s 的名片" % card_dict["name"])

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技巧：在 PyCharm 中，可以使用 SHIFT + F6 统一修改变量名

04. 显示所有名片

4.1 功能分析

• 循环遍历名片列表，顺序显示每一个字典的信息

4.2 基础代码实现

def show_all():

    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")

    for card_dict in card_list:

        print(card_dict)
        
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• 显示效果不好！

4.3 增加标题和使用 \t 显示

def show_all():
    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")

    # 打印表头
    for name in ["姓名", "电话", "QQ", "邮箱"]:
        print(name, end="\t\t")

    print("")

    # 打印分隔线
    print("=" * 50)

    for card_dict in card_list:

        print("%s\t\t%s\t\t%s\t\t%s" % (card_dict["name"],
                                        card_dict["phone"],
                                        card_dict["qq"],
                                        card_dict["email"]))
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4.4 增加没有名片记录判断

def show_all():
    """显示全部
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：显示全部")

    # 1. 判断是否有名片记录
    if len(card_list) == 0:
        print("提示：没有任何名片记录")

        return

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注意

• 在函数中使用 return 表示返回
• 如果在 return 后没有跟任何内容，只是表示该函数执行到此就不再执行后续的代码

05. 查询名片

5.1 功能分析

1. 提示用户要搜索的姓名
2. 根据用户输入的姓名遍历列表
3. 搜索到指定的名片后，再执行后续的操作

5.2 代码实现

• 查询功能实现

def search_card():

    """搜索名片
    """
    print("-" * 50)
    print("功能：搜索名片")

    # 1. 提示要搜索的姓名
    find_name = input("请输入要搜索的姓名：")

    # 2. 遍历字典
    for card_dict in card_list:

        if card_dict["name"] == find_name:

            print("姓名\t\t\t电话\t\t\tQQ\t\t\t邮箱")
            print("-" * 40)
            
            print("%s\t\t\t%s\t\t\t%s\t\t\t%s" % (
                card_dict["name"],
                card_dict["phone"],
                card_dict["qq"],
                card_dict["email"]))

            print("-" * 40)
            
            # TODO(小明) 针对找到的字典进行后续操作：修改/删除

            break
    else:
        print("没有找到 %s" % find_name)

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• 增加名片操作函数：修改/删除/返回主菜单

def deal_card(find_dict):

    """操作搜索到的名片字典

    :param find_dict:找到的名片字典
    """
    print(find_dict)

    action_str = input("请选择要执行的操作 "
                       "[1] 修改 [2] 删除 [0] 返回上级菜单")

    if action == "1":
        print("修改")
    elif action == "2":
        print("删除")

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06. 修改和删除

6.1 查询成功后删除名片

• 由于找到的字典记录已经在列表中保存
• 要删除名片记录，只需要把列表中对应的字典删除即可

    elif action == "2":
        card_list.remove(find_dict)

        print("删除成功")
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6.2 修改名片

• 由于找到的字典记录已经在列表中保存
• 要修改名片记录，只需要把列表中对应的字典中每一个键值对的数据修改即可

    if action == "1":

        find_dict["name"] = input("请输入姓名：")
        find_dict["phone"] = input("请输入电话：")
        find_dict["qq"] = input("请输入QQ：")
        find_dict["email"] = input("请输入邮件：")

        print("%s 的名片修改成功" % find_dict["name"])

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修改名片细化

• 如果用户在使用时，某些名片内容并不想修改，应该如何做呢？—— 既然系统提供的 input 函数不能满足需求，那么就新定义一个函数 input_card_info 对系统的 input 函数进行扩展

def input_card_info(dict_value, tip_message):

    """输入名片信息

    :param dict_value: 字典原有值
    :param tip_message: 输入提示信息
    :return: 如果输入，返回输入内容，否则返回字典原有值
    """
    # 1. 提示用户输入内容
    result_str = input(tip_message)

    # 2. 针对用户的输入进行判断，如果用户输入了内容，直接返回结果
    if len(result_str) > 0:

        return result_str
    # 3. 如果用户没有输入内容，返回 `字典中原有的值`
    else:

        return dict_value

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07. LINUX 上的 Shebang 符号(#!)

• #!这个符号叫做 Shebang 或者 Sha-bang
• Shebang 通常在 Unix 系统脚本的中 第一行开头 使用
• 指明 执行这个脚本文件 的 解释程序

使用 Shebang 的步骤

• 1. 使用 which 查询 python3 解释器所在路径

$ which python3
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• 1. 修改要运行的 主 python 文件，在第一行增加以下内容

#! /usr/bin/python3
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• 1. 修改 主 python 文件 的文件权限，增加执行权限

$ chmod +x cards_main.py
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• 1. 在需要时执行程序即可

./cards_main.py
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