Python知识整理（一）

一、Python交互模式（终端上进行）

python # 进入到Python交互模式，提示符是 >>>
exit() # 退出Python交互模式
python xxx.py # 执行名为xxx的python文件，注意要先使用cd指令切换到xxx.py所在目录下

e.g:
>>> 2**10   #2**10 == 2^{10}
>>> 1024

二、Python基本语法

1.输出

print() 
e.g: print('hello , world')
     print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
   #print函数可以接受多个字符串，并依次打印每个字符串，遇到逗号“，”输出一个空格
   #字符串的相关输出格式，见后字符串部分

#print函数也可以打印整数或计算结果
print(300)
print(100+200)
print('100 + 200 =', 100+200)

2.输入

(变量名) = input()
e.g:
  name = input()
#我们输入内容将存至name变量中，在交互模式下我们可以直接输入name，就可以查看name变量中的值啦，当然我们也可以通过print()函数来查看，即：
  print(name)
#input()返回的数据类型为str
#当时两种方式还是有区别的，见下图

3.基础常识

# # -- 注释，相当于C++中的‘//’
# : -- 语句以冒号:结尾时，缩进的语句视为代码块，相当于C语言中的{}，通常是以4个空格为一次缩进，即一个tab键
# import math  == include <cmath>
# 另外，Python是大小写敏感的，这点需要注意

4.数据类型

1.整数--Python可以处理任意大小的整数，高精度！

注意：Python的整数没有大小限制，而某些语言的整数根据其存储长度是有大小限制的，例如Java对32位整数的范围限制在-2147483648-2147483647。

Python的浮点数也没有大小限制，但是超出一定范围就直接表示为inf（无限大）。

2.浮点数--1.23、1.23e9==1.23*10^9

整数运算永远是精确的（除法也是精确的！），而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

3.字符串--单引号‘和双引号“括起来的文本

（1）在字符串中若包含单/双引号，需采用转义字符‘\’来标识。

e.g:
  'I\'m OK!!' --> I'm OK!!
#r'xxxxx' -->表示‘’内部字符串默认不转义
e.g:
>>> print('\\\t\\')
\       \
>>> print(r'\\\t\\')
\\\t\\

（2）Python允许用'''...'''的格式表示多行内容

print('''line1
... line2
... line3''')
line1
line2
line3
#在交互式命令行内输入，注意在输入多行内容时，提示符由>>>变为...，提示你可以接着上一行输入，注意...是提示符，不是代码的一部分
len()--计算字符串所占字符/字节数

（3）字符串的编码（了解）

（4）字符串的格式化

常见的占位符有：

占位符	替换内容
%d	整数
%f	浮点数
%s	字符串
%x	十六进制整数

其实还有比如指定是否补零与整数、小数的位数。如%02d 、%.2f。

>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
#只有一个%?时，括号可省略
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'
#特别的，若字符串中‘%’是一个普通字符，我们需采用‘%%’来表示%
>>>'growth rate: %d %%'%7
'growth rate: 7 %'

（了解）另一种格式化字符串的方法是使用字符串的format()方法，它会用传入的参数依次替换字符串内的占位符{0}、{1}……，不过这种方式写起来比%要麻烦得多：

>>> 'Hello, {0}, 成绩提升了 {1:.1f}%'.format('小明', 17.125)
'Hello, 小明, 成绩提升了 17.1%'

最后一种格式化字符串的方法是使用以f开头的字符串，称之为f-string，它和普通字符串不同之处在于，字符串如果包含{xxx}，就会以对应的变量替换：

>>> r = 2.5
>>> s = 3.14 * r ** 2 #3.14*(r^2)
>>> print(f'The area of a circle with radius {r} is {s:.2f}')
The area of a circle with radius 2.5 is 19.62

4.布尔值--True、False

可以进行 or（或）and（与）not——（非）运算

5.空值-->None，不能理解为0

6.变量与常量

变量命名规则与C语言类似，需要注意的是Python是动态语言，因此无需指定类型。
常量通常用全大写表示

** --> 幂运算 // -->地板除，只保留除法商的整数部分

7.列表list

>>> classmates = ['Michael','Bob','Tracy']
#len()可以获得list元素对个数
>>> len(classmates)
3
#可以用下标索引的方式来访问list中的元素，类似c语言的数组，下标从0开始，到len(classmates)-1结束
>>> classmates[0]
'Michael'
#当然，我们可以通过-1来获取最后一个元素
>>> classmates[-1]
#类似的-2、-3，但我们仍需要注意范围。
#list是个可变的有序表，因此可以向list中追加元素至末尾，也可以插入指定位置，当然也可以进行删除。
>>> classmates.append('Adam')
>>> classmates.insert(1,'Jack')
>>> classmates.pop()
>>> classmates.pop(1)
>>> classmates[1]='Sarah'
#list的元素数据类型可以不相同，也可以一个list包含其他list，这点不同于数组。
>>> s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']
>>> len(s)
4
#而若要取到s中元素list里的元素，我们需采用s[2][0]、s[2][1]的方式，类似于二维数组，三维、四维...不常用
#list还可以为空
>>> L = []
>>> len(L)
0

8.元组tuple

tuple和list最大的不同就是，list是可变的，而tuple初始化后就无法进行修改了。

>>> classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')

取元素和list一样。可以用下标去访问。因为tuple不可变，所以代码更安全。如果可能，能用tuple代替list就尽量用tuple。同样，也可以定义一个空的tuple。特别地，定义只有一个元素的tuple是需采用t=(1,)的形式，如果是t=(1)的话，其结果是数字1。

当然，tuple中的元素类型可以为list，如果是这样list中的元素是可变的。

9.字典dict--类比于C语言中的map

使用键-值（key-value）方式存储。

>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
>>> d['Michael']
95
#把数据放入dict的方法，除了初始化时指定外，还可以通过key放入
>>> d['Adam'] = 67
>>> d['Adam']
67
#要避免key不存在的错误，一是通过in判断key是否存在，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。
>>> 'Thomas' in d
False
>>> d.get('Thomas')
>>> d.get('Thomas', -1)
-1
#删除一个key
>>> d.pop('Bob')
#请务必注意，dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。并且，key应为不可变对象，故不可采用list数据类型

10.集合set--类比于C语言中的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。重复元素在set中自动被过滤。

要创建一个set，需要提供一个list作为输入集合：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s
{1, 2, 3}

还可以采用add(key)方法添加元素、remove(key)方法删除元素。

>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}
>>> s.remove(4)
>>> s
{1, 2, 3}

set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合，因此，两个set可以做数学意义上的交集&、并集｜等操作。

set和dict的唯一区别仅在于没有存储对应的value，但是，set的原理和dict一样，所以，同样不可以放入可变对象，因为无法判断两个可变对象是否相等，也就无法保证set内部“不会有重复元素”。

5.基础结构

1.条件判断

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>
if x: #如果x为非零值

if语句执行有个特点，它是从上往下判断，如果在某个判断上是True，把该判断对应的语句执行后，就忽略掉剩下的elif和else。

2.循环

（1）for...in循环

依次把list或tuple中的每个元素迭代出来。

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
for name in names:
    print(name)

Python提供一个range()函数，可以生成一个整数序列，再通过list()函数可以转换为list。

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

（2）while循环

while xxx:
	xxxxx

（3）break--提前结束循环

（4）continue--提前结束本轮循环，并直接开始下一轮循环。

3.函数

python内置了很多函数，如max(x1,x2,x3,...)、abx(x)。

def 函数名(参数):
  函数体--具体功能实现
  return x,y #Python可以返回多个值,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple
def nop(): #空函数
    pass #占位符，什么也不做，相当于c语言的{}

参数部分了解位置参数、默认参数（默认参数必须指向不变对象！）、可变参数（*numbers）--tuple、关键字参数（**kw）--dict、命名关键字参数（*）--命名关键字参数必须传入参数名。

*args是可变参数，args接收的是一个tuple；

**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict。