Python基础知识

Python简介

Python是一门脚本语言，不同于C/C++编译型语言，python是一门解释型语言，不要通过编译生成可执行文件，编写的.py后缀的python源文件便可以通过pyhton解释器就可以执行。Python作为脚本语言，虽然相比C/C++在执行效率方面不高，但是开发效率高，而且Python就为我们提供了非常完善的基础代码库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容，任何一门语言都都可以从运行环境、基础语法知识和基础库着三个方面学习。

运行环境：

1：Python解释器

Python解释器就是Python的交互式运行环境，python程序必须有解释器才能够运行，是必备的环境。

python解释器下载地址：https://www.python.org/

版本：python2.7

安装后，一般安装程序给配置好了环境变量，windows下在cmd中输入python回车，如果出现python版本信息，进入命令行，说明配置好了；如果没有，则需要配置环境变量。安装了python解释器之后，便可以运行python程序，可以用命令交互式的，就像在cmd中输入dos命令，也可以直接运行.py结尾的python程序文件。

2：文本编辑器

有了运行环境，但是还得有编码环境，这个很多IDE都对python支持，我的话直接用的notepad文本编辑器。

Python基础

输入输出

输入输出是最基本的功能，用于用户和计算机进行交互，raw_input和print是在命令行下面最基本的输入和输出。

输出print

用print后面跟上输出的内容，就可以向屏幕上输出指定的内容。

print语句也可以跟上多个输出内容，用逗号“,”隔开，就可以连成一串输出，print会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格。

例如：print 'hello, world'

输入raw_input

Python提供了一个raw_input，可以让用户输入字符串，并存放到一个变量里。需要注意的是raw_input得到得结果是字符串，例如用户输入数值33，通过raw_input得到得变量整形数值33，而是字符串’33’，若是直接用于数值得加减，那么便会报错。

字符串如何转换为相应的变量值？可以通过如下方式：

如果是整形 a = int(str)  

如果是浮点型 a = float(str)

若是相应的字符串不能转换成对应的变量类型，那么也会报错。

因此若是要通过输入得到相应的变量类型，那么可以这样做，例如 c = int(raw_input)，则输入33，便可以得到值为33的整形变量。

raw_input可以让你显示一个字符串来提示用户：

name = raw_input('please enter your name: ')

变量

整数：python的整数包括正数和负数，在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样。十六进制用0x前缀。

浮点数：浮点数可以用数学写法，例如3.1415926；对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.63x109就是1.63e9。

字符串：字符串是以''或""括起来的任意文本，比如'abc'，"xyz"。如果字符串内部既包含'又包含"可以用转义字符\来标识，例如：'I\'m \"student\"!'（I’m“student”）。

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。

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。布尔值可以用and、or和not运算。布尔值经常用在条件判断中，而且比较操作符的结果都为布尔值。

空值：空值是Python里一个特殊的值，用None表示。None不能理解为0，因为0是有意义的，而None是一个特殊的空值。

常量： 在python中常量并没有类似C++中const关键字用于表示常量的语法，用以保证某种数据类型的数值在运行过程中不可改变和更改，只能够靠程序员自觉遵守。

在python中，并不需要定义变量类型，如在某个地方引用了变量，该变量在赋值的时候，其赋值的右值是什么类型的数值，在重新赋值之前，该变量就是什么类型的变量。

例如如下：

A = 1

.........

A =“str”

在变量赋值为整数1的时候，此时A的变量类型为整数，一直在A = “str”之前都是整数变量，在A=”str”之后，那么此时A不再是整数变量，而是字符串变量了，若是在之后，A当作整数进行运算，那么会出现错误结果或者运行报错，在python编码中要小心又小心，最好不要将一个变量赋两种不同类型的值，以避免这种错误。

list和tuple

list：list是Python内置的一种数据类型是列表。list是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素，且集合中的元素可以为不同变量类型的元素，且数据元素的个数为空。classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']

len()函数可以获得list元素的个数

用索引来访问list中每一个位置的元素，记得索引是从0开始的，最后一个元素的索引是len(classmates) - 1。如果要取最后一个元素，除了计算索引位置外，还可以用-1做索引，直接获取最后一个元素，若是倒数第二个元素的索引可以是-2，依次类推。

可以往list中追加元素到末尾append方法

要删除list末尾的元素，用pop()方法

要删除指定位置的元素，用pop(i)方法，其中i是索引位置

要把某个元素替换成别的元素，可以直接赋值给对应的索引位置

list中可以嵌套list，组成二维数组甚至三位数组等。

tuple：另一种有序列表叫元组：tuple。tuple和list非常类似，但是tuple一旦初始化就不能修改。classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')，只有1个元素的tuple定义时必须加一个逗号,，来消除歧义（避免被识别为函数）。在定义中，tuple在初始化的形式上可以省略括号。

除了通过索引值获取list和tuple中元素的值之外，python还提供了切片（slice）。

1：通过指定索引范围，对list进行截取。例如list数组L，取前面三个数值，则L[0:3],取前面N个值，则L[0:N]，其中截取的list为0到N-1，是索引值0到N的左开右闭的区间。如果第一个索引值是0，那么还可以省略，则为L[:N]，当然该种方式也支持负数索引值。

2：list和tuple都可以使用该种方式进行数据的截取，截取后得到的结果依旧是list和tuple，字符串中字符也可以使用这种方式，截取后得到的结果是字符串（可以将字符串看成是单个字符组成的list）。

dict和set

dict是Python内置的字典，与C++中的map的功能相似，用于存储使用键-值（key-value），能够通过key快速的检索对应的value值。

初始化

d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}

插入

d['Adam'] = 67

查找key对应的value值

d[key]

如果key存在，就可以返回value值，如果key不存在，那么就会运行报错。在动态检索key的过程中，若是key不存在，运行报错中止程序的话这是很不方便的，因此我们可以在检索前查找是否在该dict中是否存在该key。

两种办法，一是通过in判断key是否存在

 'Thomas' in d   存在就返回true，不存在就返回false

二是通过dict提供的get方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value，若是存在则返回对应的value值。

删除

要删除一个key，用pop(key)方法，对应的value也会从dict中删除

 

dict的key必须是不可变对象，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，可以放心地作为key。而list是可变的，就不能作为key。

Set

set和dict类似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以，在set中，没有重复的key。

要创建一个set，需要提供一个list作为输入集合s = set([1, 2, 3])

添加

通过add(key)方法可以添加元素到set中，可以重复添加，但不会有效果

删除

通过remove(key)方法可以删除元素：

条件判断和循环

条件判断if语句

if <条件判断1>:

    <执行1>

elif <条件判断2>:

    <执行2>

elif <条件判断3>:

    <执行3>

else:

    <执行4>

需要注意的是if else语句的判断为后需要加上冒号’:’，而且判断为true的时候，执行的代码需要缩进。

循环

循环有两种，一种是while循环，一种是for循环。

while循环，只要条件满足，就不断循环，条件不满足时退出循环，其格式与if很像，循环代码执行主体需要缩进，其格式如下，记得while语句之后要加上冒号’:’。

While <条件判断1>:

<执行1>

for循环

for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]:

    sum = sum + x

一种是for...in循环，依次把list或tuple中的每个元素迭代出来

例如：for x in ...循环就是把每个元素代入变量x，然后执行缩进块的语句。

在使用for对list、tuple和字符串进行迭代时候，可以通过直接迭代或者使用索引值进行间接迭代。因为dict的是通过key-value进行存储的，因此在迭代的时候与list和tuple都不一样，默认情况下，dict迭代的是key。如果要迭代value，可以用for value in d.itervalues()，如果要同时迭代key和value，可以用for k, v in d.iteritems()。

在使用for可以对一些数据类型进行迭代，但若对一些不可迭代的数据迭代就会产生错误。如何判断一个对象是可迭代对象呢？方法是通过collections模块的Iterable类型判断

 

注：is和==这两种运算符都可以对对象比较，比较是否相等，但是这两种运算符又有差别，其中，is是比较两个引用是否指向了同一个对象（引用比较），==是比较两个对象是否相等。

通过下标遍历list

在使用C/C++的时候，通常喜欢使用下表对数组进行遍历。在python中可以通过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。

classmates= ['Michael','Bob','Tracy']

fori ,name in enumerate(classmates):

    printi,name

    printclassmates[i]

运行结果如下：

0 Michael

Michael

1 Bob

Bob

2 Tracy

Tracy

同时引用两个变量遍历

for循环里，同时引用了两个变量，在Python里是很常见的，比如下面的代码：

 for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:

列表生成

列表生成可以通过列表生成式或者列表生成器来进行程序生成。

列表生成式顾名思义，通过自定义表达式，可以快速生成list，可以通过一个list推导出另一个list，表达式一般和for循环写在一起,并通过方括号组成。

例如L=[1,2,3,4,5]的列表，要生成每个元素都是L中元素的平方，则 [x*x for x in L] 此表达式生成的就是一个对L的元素求平方的列表

列表生成式后面可以根据if来进行筛选，将不符合条件的元素刷选调，例如要生成的列表中偶数进行平方操作生成列表，则[x*x for x in ifx%2==0]

列表生成式还可以多层循环，可以生成全排列，例如两层循环，进行全排列，例如：[m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']

生成器。通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。列表元素可以按照某种算法推算出来，我们可以在循环的过程中不断推算出后续的元素。在Python中，这种一边循环一边计算生成元素的，称为生成器（generator）。

创建一个generator

1、可以把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator。

例如g = (x * x for x in range(10))

2、可以将在函数定义的时候，如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator。generator的函数，与普通函数不一样，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

对于生成器中的元素，我们可以通过generator的next()方法进行遍历，直到遍历玩到最后一个产生异常为止。

在绝大多数情况下，生成器的迭代一般可以用for循环就可以进行迭代遍历了。