Python 自学开始（二，基础）

高级特性：
一，切片
取一个list或tuple的部分元素是非常常见的操作。比如，一个list如下:

>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']

Python提供了切片（Slice）操作符，能大大简化这种操作。

对应上面的问题，取前3个元素，用一行代码就可以完成切片：

>>> L[0:3]['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

L[0:3]表示，从索引0开始取，直到索引3为止，但不包括索引3。即索引0，1，2，正好是3个元素。如果第一个索引是0，还可以省略：
可以通过切片轻松取出某一段数列。比如前10个数：

>>> L[:10][0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

后10个数：

>>> L[-10:][90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]

前10个数，每两个取一个：

>>> L[:10:2][0, 2, 4, 6, 8]

所有数，每5个取一个：

>>> L[::5][0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60,65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]

甚至什么都不写，只写[:]就可以原样复制一个list：

>>> L[:][0, 1, 2, 3, ..., 99]

tuple也是一种list，唯一区别是tuple不可变。因此，tuple也可以用切片操作，只是操作的结果仍是tuple：

>>> (0, 1, 2, 3, 4, 5)[:3](0, 1, 2)

字符串’xxx’或Unicode字符串u’xxx’也可以看成是一种list，每个元素就是一个字符。因此，字符串也可以用切片操作，只是操作结果仍是字符串：

>>> 'ABCDEFG'[:3]'ABC'>>> 'ABCDEFG'[::2]'ACEG

二，迭代

在Python中，迭代是通过for … in来完成的，而很多语言比如C或者Java，迭代list是通过下标完成的，比如Java代码

for (i=0; i<list.length; i++) {    n = list[i];}

可以看出，Python的for循环抽象程度要高于Java的for循环，因为Python的for循环不仅可以用在list或tuple上，还可以作用在其他可迭代对象上。

list这种数据类型虽然有下标，但很多其他数据类型是没有下标的，但是，只要是可迭代对象，无论有无下标，都可以迭代，比如dict就可以迭代：

>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}>>> for key in d:...     print key...acb

因为dict的存储不是按照list的方式顺序排列，所以，迭代出的结果顺序很可能不一样。

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()。由于字符串也是可迭代对象，因此，也可以作用于for循环：

>>> for ch in 'ABC':...     print ch...ABC

所以，当我们使用for循环时，只要作用于一个可迭代对象，for循环就可以正常运行，而我们不太关心该对象究竟是list还是其他数据类型。那么，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

>>> from collections import Iterable>>> isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代True>>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代True>>> isinstance(123, Iterable) # 整数是否可迭代False

三、列表生成：
列表生成式即List Comprehensions，是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。举个例子，要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用range(1, 11)：

>>> range(1, 11)[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, …, 10x10]怎么做？方法一是循环：

>>> L = []>>> for x in range(1, 11):...    L.append(x * x)...>>> L[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

但是循环太繁琐，而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list：

>>> [x * x for x in range(1, 11)][1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

写列表生成式时，把要生成的元素x * x放到前面，后面跟for循环，就可以把list创建出来，十分有用，多写几次，很快就可以熟悉这种语法。for循环后面还可以加上if判断，这样我们就可以筛选出仅偶数的平方：

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0][4, 16, 36, 64, 100]

还可以使用两层循环，可以生成全排列：

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

四、生成器（不太懂，后面补充）

五、高阶函数
既然变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。
一个最简单的高阶函数：

def add(x, y, f):    return f(x) + f(y)

当我们调用add(-5, 6, abs)时，参数x，y和f分别接收-5，6和abs，根据函数定义，我们可以推导计算过程为：

x ==> -5y ==> 6f ==> absf(x) + f(y) ==> abs(-5) + abs(6) ==> 11

编写高阶函数，就是让函数的参数能够接收别的函数。
①map/reduce
Python内建了map()和reduce()函数。
如果你读过Google的那篇大名鼎鼎的论文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”，你就能大概明白map/reduce的概念。我们先看map。map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是序列，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的list返回。
举例说明，比如我们有一个函数f(x)=x2，要把这个函数作用在一个list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map()实现如下：

>>> def f(x):...     return x * x...>>> map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

map()传入的第一个参数是f，即函数对象本身。你可能会想，不需要map()函数，写一个循环，也可以计算出结果：

L = []for n in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:    L.append(f(n))print L

的确可以，但是，从上面的循环代码，能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一个元素并把结果生成一个新的list”吗？
所以，map()作为高阶函数，事实上它把运算规则抽象了，因此，我们不但可以计算简单的f(x)=x2，还可以计算任意复杂的函数，比如，把这个list所有数字转为字符串：

>>> map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

只需要一行代码。再看reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3…]上，这个函数必须接收两个参数，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是：

reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个序列求和，就可以用reduce实现：

>>> def add(x, y):...     return x + y...>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])25

当然求和运算可以直接用Python内建函数sum()，没必要动用reduce。但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579，reduce就可以派上用场：

>>> def fn(x, y):...     return x * 10 + y...>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])13579

这个例子本身没多大用处，但是，如果考虑到字符串str也是一个序列，对上面的例子稍加改动，配合map()，我们就可以写出把str转换为int的函数：

>>> def fn(x, y):...     return x * 10 + y...>>> def char2num(s):...     return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]...>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))13579

整理成一个str2int的函数就是：

def str2int(s):    def fn(x, y):        return x * 10 + y    def char2num(s):        return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]    return reduce(fn, map(char2num, s))

②filter
Python内建的filter()函数用于过滤序列。和map()类似，filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的时，filter()把传入的函数依次作用于每个元素，然后根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素。
例如，在一个list中，删掉偶数，只保留奇数，可以这么写：

def is_odd(n):    return n % 2 == 1filter(is_odd, [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15])# 结果: [1, 5, 9, 15]

③sorted
排序算法，排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序，排序的核心是比较两个元素的大小。如果是数字，我们可以直接比较，但如果是字符串或者两个dict呢？直接比较数学上的大小是没有意义的，因此，比较的过程必须通过函数抽象出来。通常规定，对于两个元素x和y，如果认为x < y，则返回-1，如果认为x == y，则返回0，如果认为x > y，则返回1，这样，排序算法就不用关心具体的比较过程，而是根据比较结果直接排序。Python内置的sorted()函数就可以对list进行排序：

>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21])[5, 9, 12, 21, 36]

六、返回函数

函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的：

def calc_sum(*args):    ax = 0    for n in args:        ax = ax + n    return ax

在这个例子中，我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum，并且，内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量，当lazy_sum返回函数sum时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为“闭包（Closure）”的程序结构拥有极大的威力。
闭包
注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以，闭包用起来简单，实现起来可不容易。
另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子：

>>> f1()9>>> f2()9>>> f3()9

返回闭包时牢记的一点就是：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。

七、匿名函数
当我们在传入函数时，有些时候，不需要显式地定义函数，直接传入匿名函数更方便。
在Python中，对匿名函数提供了有限支持。还是以map()函数为例，计算f(x)=x2时，除了定义一个f(x)的函数外，还可以直接传入匿名函数：

>>> map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

关键字lambda表示匿名函数，冒号前面的x表示函数参数。
匿名函数有个限制，就是只能有一个表达式，不用写return，返回值就是该表达式的结果。
八、装饰器
由于函数也是一个对象，而且函数对象可以被赋值给变量，所以，通过变量也能调用该函数。
一个完整的decorator的写法如下：

import functoolsdef log(func):    @functools.wraps(func)    def wrapper(*args, **kw):        print 'call %s():' % func.__name__        return func(*args, **kw)    return wrapper

者针对带参数的decorator：

import functoolsdef log(text):    def decorator(func):        @functools.wraps(func)        def wrapper(*args, **kw):            print '%s %s():' % (text, func.__name__)            return func(*args, **kw)        return wrapper    return decorator

import functoolsdef log(text):    def decorator(func):        @functools.wraps(func)        def wrapper(*args, **kw):            print '%s %s():' % (text, func.__name__)            return func(*args, **kw)        return wrapper    return decorator

九、偏函数
Python的functools模块提供了很多有用的功能，其中一个就是偏函数（Partial function）。要注意，这里的偏函数和数学意义上的偏函数不一样。在介绍函数参数的时候，我们讲到，通过设定参数的默认值，可以降低函数调用的难度。而偏函数也可以做到这一点。举例如下
但int()函数还提供额外的base参数，默认值为10。如果传入base参数，就可以做N进制的转换：

>>> int('12345', base=8)5349>>> int('12345', 16)74565

假设要转换大量的二进制字符串，每次都传入int(x, base=2)非常麻烦，于是，我们想到，可以定义一个int2()的函数，默认把base=2传进去：

def int2(x, base=2):    return int(x, base)

functools.partial就是帮助我们创建一个偏函数的，不需要我们自己定义int2()，可以直接使用下面的代码创建一个新的函数int2：

>>> import functools>>> int2 = functools.partial(int, base=2)>>> int2('1000000')64>>> int2('1010101')85

所以，简单总结functools.partial的作用就是，把一个函数的某些参数给固定住（也就是设置默认值），返回一个新的函数，调用这个新函数会更简单。

类似xxx这样的变量是特殊变量，可以被直接引用，但是有特殊用途，比如上面的author，name就是特殊变量，hello模块定义的文档注释也可以用特殊变量doc访问，我们自己的变量一般不要用这种变量名；
类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的（private），不应该被直接引用，比如_abc，__abc等；