Python初识——基础篇

一、Python介绍

1.1、什么是编程语言

其实，程序指的就是一系列指令，用来告诉计算机做什么，而编写程序的关键在于，我们需要用计算机可以理解的语言来提供这些指令。

为了有效避开所有影响给计算机传递指令的因素，计算机科学家设计了一些符号，这些符号各有其含义，且之间无二义性，通常称它们为编程语言。编程语言中的每个结构，都有固定的使用格式（称为语法）以及精确的含义（称为语义）。换句话说，编程语言指定了成套的规则，用来编写计算机可以理解的指令。习惯上，我们将这一条条指令称为计算机代码，而用编程语言来编写算法的过程称为编码。

本教程要讲解的 Python] 就是一种编程语言，除此之外，你肯定也听说过其他一些编程语言，如 C、C++,Java、Ruby 等。至今，计算机科学家已经开发了成百上千种编程语言，且随着时间演变，这些编程语言又产生了多个不同的版本。但无论是哪个编程语言，也无论有多少个版本，虽然它们在细节上可能有所不同，无疑它们都有着固定的、无二义性的语法和语义。

以上提到的编程语言，都是高级计算机语言，设计它们的目的是为了方便程序员理解和使用。但严格来说，计算机硬件只能理解一种非常低级的编程语言，称为机器语言。

1.2、编译型语言和解释型语言的区别

我们编写的源代码是人类语言，我们自己能够轻松理解；但是对于计算机硬件（CPU），源代码就是天书，根本无法执行，计算机只能识别某些特定的二进制指令，在程序真正运行之前必须将源代码转换成二进制指令。所谓的二进制指令，也就是机器码，是 CPU 能够识别的硬件层面的“代码”。

然而，究竟在什么时候将源代码转换成二进制指令呢？不同的编程语言有不同的规定：

• 有的编程语言要求必须提前将所有源代码一次性转换成二进制指令，也就是生成一个可执行程序（Windows 下的 .exe），比如C语言、C++、Go、Pascal（Delphi）、汇编等，这种编程语言称为编译型语言，使用的转换工具称为编译器。

• 有的编程语言可以一边执行一边转换，需要哪些源代码就转换哪些源代码，不会生成可执行程序，比如 Python、JavaScript、PHP、Shell、MATLAB等，这种编程语言称为解释型语言，使用的转换工具称为解释器。

1、简单理解，编译器就是一个“翻译工具”，类似于将中文翻译成英文、将英文翻译成俄文。但是，翻译源代码是一个复杂的过程，大致包括词法分析、语法分析、语义分析、性能优化、生成可执行文件等几个步骤

2、Java和 C#是一种比较奇葩的存在，它们是半编译半解释型的语言，源代码需要先转换成一种中间文件（字节码文件），然后再将中间文件拿到虚拟机中执行。Java 引领了这种风潮，它的初衷是在跨平台的同时兼顾执行效率；C# 是后来的跟随者，但是 C# 一直止步于 Windows 平台，在其它平台鲜有作为。

 

图 1 编译型语言和解释型语言的执行流程

那么，编译型语言和解释型语言各有什么特点呢？它们之间有什么区别？

对于编译型语言，开发完成以后需要将所有的源代码都转换成可执行程序，比如 Windows 下的.exe文件，可执行程序里面包含的就是机器码。只要我们拥有可执行程序，就可以随时运行，不用再重新编译了，也就是“一次编译，无限次运行”。在运行的时候，我们只需要编译生成的可执行程序，不再需要源代码和编译器了，所以说编译型语言可以脱离开发环境运行。编译型语言一般是不能跨平台的，也就是不能在不同的操作系统之间随意切换。

对于解释型语言，每次执行程序都需要一边转换一边执行，用到哪些源代码就将哪些源代码转换成机器码，用不到的不进行任何处理。每次执行程序时可能使用不同的功能，这个时候需要转换的源代码也不一样。因为每次执行程序都需要重新转换源代码，所以解释型语言的执行效率天生就低于编译型语言，甚至存在数量级的差距。计算机的一些底层功能，或者关键算法，一般都使用 C/C++ 实现，只有在应用层面（比如网站开发、批处理、小工具等）才会使用解释型语言。

在运行解释型语言的时候，我们始终都需要源代码和解释器，所以说它无法脱离开发环境。

当我们说“下载一个程序（软件）”时，不同类型的语言有不同的含义：

• 对于编译型语言，我们下载到的是可执行文件，源代码被作者保留，所以编译型语言的程序一般是闭源的。

• 对于解释型语言，我们下载到的是所有的源代码，因为作者不给源代码就没法运行，所以解释型语言的程序一般是开源的。

相比于编译型语言，解释型语言几乎都能跨平台，“一次编写，到处运行”是真是存在的，而且比比皆是。那么，为什么解释型语言就能跨平台呢？这一切都要归功于解释器！

我们所说的跨平台，是指源代码跨平台，而不是解释器跨平台。解释器用来将源代码转换成机器码，它就是一个可执行程序，是绝对不能跨平台的。解释型语言之所以能够跨平台，是因为有了解释器这个中间层。在不同的平台下，解释器会将相同的源代码转换成不同的机器码，解释器帮助我们屏蔽了不同平台之间的差异。

Python 属于典型的解释型语言，所以运行 Python 程序需要解释器的支持，只要你在不同的平台安装了不同的解释器，你的代码就可以随时运行，不用担心任何兼容性问题，真正的“一次编写，到处运行”。Python 几乎支持所有常见的平台，比如 Linux、Windows、Mac OS、Android、FreeBSD、Solaris、PocketPC 等，你所写的 Python 代码无需修改就能在这些平台上正确运行。也就是说，Python 的可移植性是很强的。

1.3、Python介绍

Python 英文原意为“蟒蛇”，直到 1989 年荷兰人 Guido van Rossum （简称 Guido）发明了一种面向对象的解释型编程语言，并将其命名为 Python，才赋予了它表示一门编程语言的含义。

 

Python 语言是在 ABC 教学语言的基础上发展来的；遗憾的是，ABC 语言虽然非常强大，但却没有普及应用，Guido 认为是它不开放导致的。基于这个考虑，Guido 在开发 Python 时，不仅为其添加了很多 ABC 没有的功能，还为其设计了各种丰富而强大的库，利用这些 Python 库，程序员可以把使用其它语言制作的各种模块（尤其是C语言和 C++）很轻松地联结在一起，因此 Python 又常被称为“胶水”语言。

Python的语言优势有以下几个点:

• 简单易学

• 跨平台

• 丰富强大的库

• 极高的开发效率

• 应用领域广泛

• 扩展性强

1.4、Python环境安装

1.4.1、解释器的类型

'''
(1)Cpython(官方推荐)
        把python转化成c语言能识别的二进制码
(2)Jpython
        把python转化成java语言能识别的二进制码
(3)其他语言解释器
        把python转化成其他语言能识别的二进制码
(4)PyPy
        将所有代码一次性编译成二进制码,加快执行效率(模仿编译型语言的一款python解释器)
'''        

1.4.2、Cpython解释器的版本

   '''
   python 2.x 版本，官方在 2020 年停止支持,原码不规范,重复较多
   python 3.x 版本，功能更加强大且修复了很多bug,原码清晰,简单
   '''   

1.4.3、下载安装Python解释器

Python 安装包下载地址：https://www.python.org/downloads/

 

 

 

 

 

安装完成以后，打开 Windows 的命令行程序（命令提示符），在窗口中输入python命令（注意字母p是小写的），如果出现 Python 的版本信息，并看到命令提示符>>>，就说明安装成功了，如下图所示。

 

请尽量勾选Add Python 3.8 to PATH，这样可以将 Python 命令工具所在目录添加到系统 Path 环境变量中，以后开发程序或者运行 Python 命令会非常方便。

1.5、Python的第一个程序

python python文件名

 

二、基础语法

2.1、变量

2.1.1、python的标识符规范

简单地理解，标识符就是一个名字，就好像我们每个人都有属于自己的名字，它的主要作用就是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称。Python中标识符的命名不是随意的，而是要遵守一定的命令规则

'''
1、标识符是由字符（A~Z 和 a~z）、下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字。
2、标识符不能和 Python 中的保留字相同。有关保留字，后续章节会详细介绍。
3、Python中的标识符中，不能包含空格、@、% 以及 $ 等特殊字符。
4、在 Python 中，标识符中的字母是严格区分大小写
5、Python 语言中，以下划线开头的标识符有特殊含义
6、Python 允许使用汉字作为标识符（不推荐）
'''

标识符的命名，除了要遵守以上这几条规则外，不同场景中的标识符，其名称也有一定的规范可循，例如：

'''
- 当标识符用作模块名时，应尽量短小，并且全部使用小写字母，可以使用下划线分割多个字母，例如 game_mian、game_register 等。
- 当标识符用作包的名称时，应尽量短小，也全部使用小写字母，不推荐使用下划线，例如 com.mr、com.mr.book 等。
- 当标识符用作类名时，应采用单词首字母大写的形式。例如，定义一个图书类，可以命名为 Book。
- 模块内部的类名，可以采用 "下划线+首字母大写" 的形式，如 _Book;
- 函数名、类中的属性名和方法名，应全部使用小写字母，多个单词之间可以用下划线分割；
- 常量命名应全部使用大写字母，单词之间可以用下划线分割；
'''

2.1.2、python的关键字

and	as	assert	break	class	continue
def	del	elif	else	except	finally
for	from	False	global	if	import
in	is	lambda	nonlocal	not	None
or	pass	raise	return	try	True
while	with	yield

2.1.3、变量

变量是一段有名字的连续存储空间。我们通过定义变量来申请并命名这样的存储空间，并通过变量的名字来使用这段存储空间。在编程语言中，将数据放入变量的过程叫做赋值（Assignment）。Python 使用等号=作为赋值运算符，具体格式为：

变量名 = 任意类型的值(存储数据) 

例如:

x  = 10
y  = "hi,yuan"
z  = True
# 变量的值可以随时被修改，只要重新赋值即可 而且,你也不用关心数据的类型
​
x = "hello world"

思考:

x = 10
x = 20
y = x
y = 30
print(x)
print(y)

2.2、语句分隔符和缩进规则

在C、Java等语言的语法中规定，必须以分号作为语句结束的标识。Python也支持分号，同样用于一条语句的结束标识。但在Python中分号的作用已经不像C、Java中那么重要了，Python中的分号可以省略，主要通过换行来识别语句的结束。

和其它程序设计语言（如 Java、C 语言）采用大括号“{}”分隔代码块不同，Python 采用代码缩进和冒号（ : ）来区分代码块之间的层次。在 Python 中，对于类定义、函数定义、流程控制语句、异常处理语句等，行尾的冒号和下一行的缩进，表示下一个代码块的开始，而缩进的结束则表示此代码块的结束。

注意，Python 中实现对代码的缩进，可以使用空格或者 Tab 键实现。但无论是手动敲空格，还是使用 Tab 键，通常情况下都是采用 4 个空格长度作为一个缩进量（默认情况下，一个 Tab 键就表示 4 个空格）。

Python 的设计哲学是优雅、明确、简单

2.3、注释

注释（Comments）用来向用户提示或解释某些代码的作用和功能，它可以出现在代码中的任何位置。Python 解释器在执行代码时会忽略注释，不做任何处理，就好像它不存在一样。在调试（Debug）程序的过程中，注释还可以用来临时移除无用的代码。

一般情况下，合理的代码注释应该占源代码的 1/3 左右。Python 支持两种类型的注释，分别是单行注释和多行注释。

# Python的单行注释
'''
Python的多行注释
这是注释代码,不被解释器执行的内容
'''

注意事项:

(1) Python 多行注释不支持嵌套

(2) 不管是多行注释还是单行注释，当注释符作为字符串的一部分出现时，就不能再将它们视为注释标记，而应该看做正常代码的一部分，例如：

print('''Hello,World!''')
print("""http://c.biancheng.net/cplus/""")
print("#是单行注释的开始")

2.4、输入输出函数

print("hi,yuan") # 输入函数
input(">>>")  # 输入函数

2.5、Python编码规范（PEP 8）

Python 采用 PEP 8 作为编码规范，其中 PEP 是 Python Enhancement Proposal（Python 增强建议书）的缩写，8 代表的是 Python 代码的样式指南。下面仅给大家列出 PEP 8 中初学者应严格遵守的一些编码规则：

1、每个 import 语句只导入一个模块，尽量避免一次导入多个模块，例如：

#推荐
import os
import sys
#不推荐
import os,sys

关于 import 的含义和用法会在后续介绍，这里不必深究。

2、不要在行尾添加分号，也不要用分号将两条命令放在同一行

3、建议每行不超过 80 个字符，如果超过，建议使用小括号将多行内容隐式的连接起来，而不推荐使用反斜杠 \ 进行连接。例如，如果一个字符串文本无法实现一行完全显示，则可以使用小括号将其分开显示，代码如下：

#推荐
s=("C语言中文网是中国领先的C语言程序设计专业网站，"
"提供C语言入门经典教程、C语言编译器、C语言函数手册等。")
#不推荐
s="C语言中文网是中国领先的C语言程序设计专业网站，\
提供C语言入门经典教程、C语言编译器、C语言函数手册等。"

4、使用必要的空行可以增加代码的可读性，通常在顶级定义（如函数或类的定义）之间空两行，而方法定义之间空一行，另外在用于分隔某些功能的位置也可以空一行。

5、通常情况下，在运算符两侧、函数参数之间以及逗号两侧，都建议使用空格进行分隔。

三、基本数据类型

3.1、整型

整数就是没有小数部分的数字，Python 中的整数包括正整数、0 和负整数。有些强类型的编程语言会提供多种整数类型，每种类型的长度都不同，能容纳的整数的大小也不同，开发者要根据实际数字的大小选用不同的类型。例如C语言提供了 short、int、long、long long 四种类型的整数，它们的长度依次递增，初学者在选择整数类型时往往比较迷惑，有时候还会导致数值溢出。而 Python 则不同，它的整数不分类型，或者说它只有一种类型的整数。Python 整数的取值范围是无限的，不管多大或者多小的数字，Python 都能轻松处理。

x = 10
print(type(x))  # <class 'int'>
x = 100000000000000000000000000000000000000000000000000
print(type(x))
print(x)

进制

# 十六进制
print(0x11)
print(0x111)
​
# 二进制
print(0b101)
print(0B101)
​
# 八进制
print(0o12)
print(0o23)
​
#  十进制转换为二进制
print(bin(3))
​
#  十进制转换为十六进制
print(hex(19))
​
# 十进制转换为八进制
print(oct(10))
​

3.2、浮点类型

在编程语言中，小数通常以浮点数的形式存储。

Python中的小数有两种书写形式：

（1) 十进制形式

这种就是我们平时看到的小数形式，例如 34.6、346.0、0.346。书写小数时必须包含一个小数点，否则会被 Python 当作整数处理。

（2）指数形式

Python 小数的指数形式的写法为：aEn 或 aen

指数形式的小数举例：
2.1E5 = 2.1×105，其中 2.1 是尾数，5 是指数。
3.7E-2 = 3.7×10-2，其中 3.7 是尾数，-2 是指数。
0.5E7 = 0.5×107，其中 0.5 是尾数，7 是指数。

注意，只要写成指数形式就是小数，即使它的最终值看起来像一个整数。例如 14E3 等价于 14000，但 14E3 是一个小数。Python 只有一种小数类型，就是 float。

f1 =  3.14
print(f1)
print(type(f1))  # <class 'float'>
​
f2 =0.000000000000000000000000000000003
print(f2)
print(type(f2))
​
f3 = 3.141592612345678987654321
print(f3)
print(type(f3))
​
f4 = 12e4
print(f4)
print(type(f4))

3.3、布尔类型

Python提供了 bool 类型来表示真（对）或假（错），比如常见的5 > 3比较算式，这个是正确的，在程序世界里称之为真（对），Python 使用 True 来代表；再比如4 > 20比较算式，这个是错误的，在程序世界里称之为假（错），Python 使用 False 来代表。

print(4 == 2) # False
print(5 > 1)  # True
​
name = "yuan"
print(name == "alex") # False
print(1=="1") # False

True 相当于整数值 1，False 相当于整数值 0。

3.4、字符串类型

字符串是由零个或多个字符组成的有限序列。字符串的内容可以包含字母、标点、特殊符号、中文、日文等全世界的所有字符。

s1 = "hi yuan"
print(s1)
​
s2 = ""
print(s2)
​
s3 = "苑是最好的老师!"
print(s3)

Python 字符串中的双引号和单引号没有任何区别

3.4.1、转义符

转义字符	说明
\n	换行符，将光标位置移到下一行开头。
\r	回车符，将光标位置移到本行开头。
\t	水平制表符，也即 Tab 键，一般相当于四个空格。
\a	蜂鸣器响铃。注意不是喇叭发声，现在的计算机很多都不带蜂鸣器了，所以响铃不一定有效。
\b	退格（Backspace），将光标位置移到前一列。
\	反斜线
'	单引号
"	双引号
\	在字符串行尾的续行符，即一行未完，转到下一行继续写。

s1 = "hi yuan\noldboyedu"
print(s1)
​
s2 = 'I\'m yuan'
print(s2)
​
s3 = "D:\\nythonProject\\nenv\\Scripts\\python.exe"
print(s3)

3.4.2、长字符串

Python 长字符串由三个双引号"""或者三个单引号'''包围，语法格式如下：

'''
Python 长字符
'''
​
"""
Python 长字符
"""

在长字符串中放置单引号或者双引号不会导致解析错误。如果长字符串没有赋值给任何变量，那么这个长字符串就不会起到任何作用，和一段普通的文本无异，相当于被注释掉了。

注意，此时 Python 解释器并不会忽略长字符串，也会按照语法解析，只是长字符串起不到实际作用而已。当程序中有大段文本内容需要定义成字符串时，优先推荐使用长字符串形式，因为这种形式非常强大，可以在字符串中放置任何内容，包括单引号和双引号。

3.4.3、格式化输出

方式1:

之前讲到过 print() 函数的用法，这只是最简单最初级的形式，print() 还有很多高级的玩法，比如格式化输出，这就是本节要讲解的内容。print() 函数使用以%开头的转换说明符对各种类型的数据进行格式化输出，具体请看下表。

转换说明符	解释
%d、%i	转换为带符号的十进制整数
%o	转换为带符号的八进制整数
%x、%X	转换为带符号的十六进制整数
%e	转化为科学计数法表示的浮点数（e 小写）
%E	转化为科学计数法表示的浮点数（E 大写）
%f、%F	转化为十进制浮点数
%g	智能选择使用 %f 或 %e 格式
%G	智能选择使用 %F 或 %E 格式
%c	格式化字符及其 ASCII 码
%r	使用 repr() 函数将表达式转换为字符串
%s	使用 str() 函数将表达式转换为字符串

name = "yuan"
age = 23
print("My name is %s; My age is %d"%(name,age))

在 print() 函数中，由引号包围的是格式化字符串，它相当于一个字符串模板，可以放置一些转换说明符（占位符）。本例的格式化字符串中包含一个%s和%d说明符，它最终会被后面的name和age 变量的值所替代。中间的%是一个分隔符，它前面是格式化字符串，后面是要输出的表达式。

方式2:

相对基本格式化输出采用‘%’的方法，format()功能更强大，该函数把字符串当成一个模板，通过传入的参数进行格式化，并且使用大括号‘{}’作为特殊字符代替‘%’

（1）不带编号，即“{}”
​
（2）带数字编号，可调换顺序，即“{1}”、“{2}”
​
（3）带关键字，即“{name}”、“{age}”

name = "yuan"
age = 23
print("My name is {}; My age is {}".format(name,age))
print("My name is {1}; My age is {0}".format(name,age))
print("My name is {n}; My age is {a}".format(n=name,a=age))

3.4.4、字符串内置方法

大小写处理

函数	作用	示例	输出
capitalize	首字母大写，其余小写	‘lk with psr'.capitalize()	‘Lk with psr'
upper	全部大写	‘lk with psr'.upper()	‘LK WITH PSR'
lower	全部小写	‘lk with psr'.lower()	‘lk with psr'
swapcase()	大小写互换	‘Lk with Psr'.swapcase()	‘lK WITH pSR'
.title()	首字母大写	‘lk with psr'.title()	‘Lk With Psr'

判断字符串中的字符类型

函数	作用	示例	输出
startswith(‘a',[start,end])	是否以a开头	‘a lk'.startswith(‘a')	True
endswith(‘a')	是否以a结尾	‘lk'.endswith(‘a')	False
isalnum()	是否全为字母或数字	‘123asd'.isalnum()	True
isalpha()	是否全字母	‘lk12'.isalpha()	True
isdigit()	是否全数字	‘123'.isdigit()	True
islower()	是否全小写	‘lk'.islower()	True
isupper()	是否全大写	‘lk'.isupper()	False
istitle()	判断首字母是否为大写	‘Lk'.istitle()	True
isspace()	判断字符是否为空格	' '.isspace()	True

字符串替换

函数	作用	示例	输出
replace(‘old',‘new')	替换old为new	'hello world'.replace(‘world',‘python')	hello python
replace(‘old',‘new',次数)	替换指定次数的old为new	'hello world'.replace(‘l',‘p',2)	heppo world

去空格

函数	作用	示例	输出
strip()	去两边空格	' h e-l lo '.strip()	可以想象
lstrip()	去左边空格	' h e-l lo '.lstrip()	可以想象
rstrip()	去右边空格	' h e-l lo '.rstrip()	可以想象

用特定符连接单个字符

函数	作用	示例	输出
.join()	-连接	‘-'.join([‘a', ‘b', ‘c'])	a-b-c

用字符串中的特定符分割字符串

函数	作用	示例	输出
split()	默认按空格分隔	' h e-l lo ' .split()	[‘h', ‘e-l', ‘lo']
split(‘指定字符')	按指定字符分割字符串为数组	' h e-l lo ' .split('-')	[' h e', 'l lo ']

搜索

函数	作用	示例	输出
find()	搜索指定字符串，没有返回-1	‘lk la'.find(‘lk')	0
index()	同上，但是找不到会报错	‘lk la'.index(‘lk')	0
rfind()	从右边开始查找	‘lk la'.rfind(‘lk')	0
count()	统计指定的字符串出现的次数	‘lklklk'.count(‘lk')	3

四、进阶数据类型

4.1、序列介绍

所谓序列，指的是一块可存放多个值的连续内存空间，这些值按一定顺序排列，可通过每个值所在位置的编号（称为索引）访问它们。

为了更形象的认识序列，可以将它看做是一家旅店，那么店中的每个房间就如同序列存储数据的一个个内存空间，每个房间所特有的房间号就相当于索引值。也就是说，通过房间号（索引）我们可以找到这家旅店（序列）中的每个房间（内存空间）。

4.1.1 、序列索引

序列中，每个元素都有属于自己的编号（索引）。从起始元素开始，索引值从 0 开始递增，如图 1 所示。

 

除此之外，Python 还支持索引值是负数，此类索引是从右向左计数，换句话说，从最后一个元素开始计数，从索引值 -1 开始，如图 2 所示。

 

4.1.2、序列切片

切片操作是访问序列中元素的另一种方法，它可以访问一定范围内的元素，通过切片操作，可以生成一个新的序列。序列实现切片操作的语法格式如下：

序列类型对象[start : end : step]

其中，各个参数的含义分别是：

• start：表示切片的开始索引位置（包括该位置），此参数也可以不指定，会默认为 0，也就是从序列的开头进行切片；

• end：表示切片的结束索引位置（不包括该位置），如果不指定，则默认为序列的长度；

• step：表示在切片过程中，隔几个存储位置（包含当前位置）取一次元素，也就是说，如果 step 的值大于 1，则在进行切片去序列元素时，会“跳跃式”的取元素。如果省略设置 step 的值，则最后一个冒号就可以省略。

4.1.3、序列相加与相乘

Python 中，支持两种类型相同的序列使用“+”运算符做相加操作，它会将两个序列进行连接，但不会去除重复的元素。使用数字 n 乘以一个序列会生成新的序列，其内容为原来序列被重复 n 次的结果

print("welcome"+" to"+" oldboyedu")
print("*"*10)
print("*"*30+"welcome to oldboyedu"+"*"*30)

4.1.4、检查元素是否包含在序列中

Python 中，可以使用 in 关键字检查某元素是否为序列的成员。

print("yuan" in "hi,yuan")

4.2、列表类型

在实际开发中，经常需要将一组（不只一个）数据存储起来，以便后边的代码使用。说到这里，一些读者可能听说过数组（Array），它就可以把多个数据挨个存储到一起，通过数组下标可以访问数组中的每个元素。

4.2.1、列表的创建

从形式上看，列表会将所有元素都放在一对中括号[ ]里面，相邻元素之间用逗号,分隔，如下所示：

[element1, element2, element3, ..., elementn]

列表中的元素个数没有限制，只要是 Python 支持的数据类型就可以。从内容上看，列表可以存储整数、小数、字符串、列表、元组等任何类型的数据，并且同一个列表中元素的类型也可以不同。

4.2.2、访问列表元素

列表是 Python 序列的一种，我们可以使用索引（Index）访问列表中的某个元素（得到的是一个元素的值），也可以使用切片访问列表中的一组元素（得到的是一个新的子列表）。

使用索引访问列表元素的格式为：

listname[i]

其中，listname 表示列表名字，i 表示索引值。列表的索引可以是正数，也可以是负数。

使用切片访问列表元素的格式为：

listname[start : end : step]

其中，listname 表示列表名字，start 表示起始索引，end 表示结束索引，step 表示步长。

4.2.3、列表的增删改查之增

添加方法： append、extend、insert

<1>append() 方法用于在列表的末尾追加元素，该方法的语法格式如下：

listname.append(obj)

其中，listname 表示要添加元素的列表；obj 表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等。

<2>extend() 和 append() 的不同之处在于：extend() 不会把列表或者元祖视为一个整体，而是把它们包含的元素逐个添加到列表中。

extend() 方法的语法格式如下：

listname.extend(obj)

其中，listname 指的是要添加元素的列表；obj 表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等，但不能是单个的数字。

<3> append() 和 extend() 方法只能在列表末尾插入元素，如果希望在列表中间某个位置插入元素，那么可以使用 insert() 方法。

insert() 的语法格式如下：

listname.insert(index , obj)

其中，index 表示指定位置的索引值。insert() 会将 obj 插入到 listname 列表第 index 个元素的位置。

当插入列表或者元祖时，insert() 也会将它们视为一个整体，作为一个元素插入到列表中，这一点和 append() 是一样的。

4.2.4、列表的增删改查之删

在Python列表中删除元素主要分为以下 3 种场景：

• 根据目标元素所在位置的索引进行删除，可以使用 del 关键字或者 pop() 方法；

• 根据元素本身的值进行删除，可使用列表（list类型）提供的 remove() 方法；

• 将列表中所有元素全部删除，可使用列表（list类型）提供的 clear() 方法。

<1>del是 Python 中的关键字，专门用来执行删除操作，它不仅可以删除整个列表，还可以删除列表中的某些元素。我们已经在《Python列表》中讲解了如何删除整个列表，所以本节只讲解如何删除列表元素。

del 可以删除列表中的单个元素，格式为：

del listname[index]

其中，listname表示列表名称，index 表示元素的索引值。

del也可以删除中间一段连续的元素，格式为：

del listname[start : end]

其中，start 表示起始索引，end 表示结束索引。del会删除从索引 start 到 end 之间的元素，不包括 end 位置的元素。

<2> Python pop() 方法用来删除列表中指定索引处的元素，具体格式如下：

listname.pop(index)

其中，listname表示列表名称，index 表示索引值。如果不写 index 参数，默认会删除列表中的最后一个元素.

<3>除了del 关键字，Python 还提供了 remove() 方法，该方法会根据元素本身的值来进行删除操作。需要注意的是，remove() 方法只会删除第一个和指定值相同的元素，而且必须保证该元素是存在的，否则会引发ValueError 错误。

4.2.4、列表的增删改查之改

Python提供了两种修改列表（list）元素的方法，你可以每次修改单个元素，也可以每次修改一组元素（多个）。修改单个元素非常简单，直接对元素赋值即可.

修改一组元素，Python 支持通过切片语法给一组元素赋值。在进行这种操作时，如果不指定步长（step 参数），Python 就不要求新赋值的元素个数与原来的元素个数相同；这意味，该操作既可以为列表添加元素，也可以为列表删除元素。

4.2.5、列表的增删改查之查

Python 列表（list）提供了 index() 和 count() 方法，它们都可以用来查找元素。

4.3、元组类型

元组（tuple）是 Python中另一个重要的序列结构，和列表类似，元组也是由一系列按特定顺序排序的元素组成。

元组和列表（list）的不同之处在于：

• 列表的元素是可以更改的，包括修改元素值，删除和插入元素，所以列表是可变序列；

• 而元组一旦被创建，它的元素就不可更改了，所以元组是不可变序列。元组也可以看做是不可变的列表，通常情况下，元组用于保存无需修改的内容。

从形式上看，元组的所有元素都放在一对小括号( )中，相邻元素之间用逗号,分隔，如下所示：

(element1, element2, ... , elementn)

其中 element1~elementn 表示元组中的各个元素，个数没有限制，只要是 Python 支持的数据类型就可以。

需要注意的一点是，当创建的元组中只有一个字符串类型的元素时，该元素后面必须要加一个逗号,，否则 Python 解释器会将它视为字符串。

4.4、字典类型

Python字典（dict）是一种无序的、可变的序列，它的元素以“键值对（key-value）”的形式存储。相对地，列表（list）和元组（tuple）都是有序的序列，它们的元素在底层是挨着存放的。

字典类型是 Python 中唯一的映射类型。“映射”是数学中的术语，简单理解，它指的是元素之间相互对应的关系，即通过一个元素，可以唯一找到另一个元素。如图 1 所示。

 

字典中，习惯将各元素对应的索引称为键（key），各个键对应的元素称为值（value），键及其关联的值称为“键值对”。

字典类型很像学生时代常用的新华字典。我们知道，通过新华字典中的音节表，可以快速找到想要查找的汉字。其中，字典里的音节表就相当于字典类型中的键，而键对应的汉字则相当于值。

主要特征	解释
通过键而不是通过索引来读取元素	字典类型有时也称为关联数组或者散列表（hash）。它是通过键将一系列的值联系起来的，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。
字典是任意数据类型的无序集合	和列表、元组不同，通常会将索引值 0 对应的元素称为第一个元素，而字典中的元素是无序的。
字典是可变的，并且可以任意嵌套	字典可以在原处增长或者缩短（无需生成一个副本），并且它支持任意深度的嵌套，即字典存储的值也可以是列表或其它的字典。
字典中的键必须唯一	字典中，不支持同一个键出现多次，否则只会保留最后一个键值对。
字典中的键必须不可变	字典中每个键值对的键是不可变的，只能使用数字、字符串或者元组，不能使用列表。

4.4.1、创建字典

使用 { } 创建字典，由于字典中每个元素都包含两部分，分别是键（key）和值（value），因此在创建字典时，键和值之间使用冒号:分隔，相邻元素之间使用逗号,分隔，所有元素放在大括号{ }中。

使用{ }创建字典的语法格式如下：

dictname = {'key':'value1', 'key2':'value2', ..., 'keyn':valuen}

其中 dictname表示字典变量名，keyn : valuen表示各个元素的键值对。需要注意的是，同一字典中的各个键必须唯一，不能重复。

4.4.2、访问字典

列表和元组是通过下标来访问元素的，而字典不同，它通过键来访问对应的值。因为字典中的元素是无序的，每个元素的位置都不固定，所以字典也不能像列表和元组那样，采用切片的方式一次性访问多个元素。

Python 访问字典元素的具体格式为：

dictname[key]

其中，dictname 表示字典变量的名字，key 表示键名。注意，键必须是存在的，否则会抛出异常。

除了上面这种方式外，Python 更推荐使用 dict 类型提供的 get() 方法来获取指定键对应的值。当指定的键不存在时，get() 方法不会抛出异常。

get() 方法的语法格式为：

dictname.get(key[,default])

其中，dictname 表示字典变量的名字；key 表示指定的键；default 用于指定要查询的键不存在时，此方法返回的默认值，如果不手动指定，会返回 None。

4.4.3、字典的基本操作

由于字典属于可变序列，所以我们可以任意操作字典中的键值对（key-value）。Python 中，常见的字典操作有以下几种：

• 向现有字典中添加新的键值对。

• 修改现有字典中的键值对。

• 从现有字典中删除指定的键值对。

• 判断现有字典中是否存在指定的键值对。

1、Python字典添加键值对

为字典添加新的键值对很简单，直接给不存在的 key 赋值即可，具体语法格式如下：

dictname[key] = value

对各个部分的说明：

• dictname 表示字典名称。

• key 表示新的键。

• value 表示新的值，只要是 Python 支持的数据类型都可以。

2、Python字典修改键值对

Python 字典中键（key）的名字不能被修改，我们只能修改值（value）。

字典中各元素的键必须是唯一的，因此，如果新添加元素的键与已存在元素的键相同，那么键所对应的值就会被新的值替换掉，以此达到修改元素值的目的。

3、Python字典删除键值对

如果要删除字典中的键值对，还是可以使用 del 语句。

4、判断字典中是否存在指定键值对

如果要判断字典中是否存在指定键值对，首先应判断字典中是否有对应的键。判断字典是否包含指定键值对的键，可以使用 in 或 not in 运算符。

四、运算符

4.1、算数运算符

运算符	说明	实例	结果
+	加	12.45 + 15	27.45
-	减	4.56 - 0.26	4.3
*	乘	5 * 3.6	18.0
/	除法（和数学中的规则一样）	7 / 2	3.5
//	整除（只保留商的整数部分）	7 // 2	3
%	取余，即返回除法的余数	7 % 2	1
**	幂运算/次方运算，即返回 x 的 y 次方	2 ** 4	16，即 24

4.2、赋值运算符

运算符	说 明	用法举例	等价形式
=	最基本的赋值运算	x = y	x = y
+=	加赋值	x += y	x = x + y
-=	减赋值	x -= y	x = x - y
*=	乘赋值	x *= y	x = x * y
/=	除赋值	x /= y	x = x / y
%=	取余数赋值	x %= y	x = x % y
**=	幂赋值	x **= y	x = x ** y
//=	取整数赋值	x //= y	x = x // y
&=	按位与赋值	x &= y	x = x & y
|=	按位或赋值	x |= y	x = x | y
^=	按位异或赋值	x ^= y	x = x ^ y
<<=	左移赋值	x <<= y	x = x << y，这里的 y 指的是左移的位数
>>=	右移赋值	x >>= y	x = x >> y，这里的 y 指的是右移的位数

4.3、比较运算符

比较运算符	说明
>	大于，如果>前面的值大于后面的值，则返回 True，否则返回 False。
<	小于，如果<前面的值小于后面的值，则返回 True，否则返回 False。
==	等于，如果==两边的值相等，则返回 True，否则返回 False。
>=	大于等于（等价于数学中的 ≥），如果>=前面的值大于或者等于后面的值，则返回 True，否则返回 False。
<=	小于等于（等价于数学中的 ≤），如果<=前面的值小于或者等于后面的值，则返回 True，否则返回 False。
!=	不等于（等价于数学中的 ≠），如果!=两边的值不相等，则返回 True，否则返回 False。
is	判断两个变量所引用的对象是否相同，如果相同则返回 True，否则返回 False。
is not	判断两个变量所引用的对象是否不相同，如果不相同则返回 True，否则返回 False。

4.4、逻辑运算符

逻辑运算符	含义	基本格式	说明
and	逻辑与运算，等价于数学中的“且”	a and b	当 a 和 b 两个表达式都为真时，a and b 的结果才为真，否则为假。
or	逻辑或运算，等价于数学中的“或”	a or b	当 a 和 b 两个表达式都为假时，a or b 的结果才是假，否则为真。
not	逻辑非运算，等价于数学中的“非”	not a	如果 a 为真，那么 not a 的结果为假；如果 a 为假，那么 not a 的结果为真。相当于对 a 取反。

五、流程控制语句

和其它编程语言一样，按照执行流程划分，Python 程序也可分为 3 大结构，即顺序结构、选择（分支）结构和循环结构：

• Python 顺序结构就是让程序按照从头到尾的顺序依次执行每一条 Python 代码，不重复执行任何代码，也不跳过任何代码。

• Python 选择结构也称分支结构，就是让程序“拐弯”，有选择性的执行代码；换句话说，可以跳过没用的代码，只执行有用的代码。

• Python 循环结构就是不断地重复执行同一段代码。

5.1、分支语句

Python 中的 if else 语句可以细分为三种形式，分别是 if语句、if else 语句和if elif else 语句

5.1.1、if语句

语法格式：

if 表达式：
    代码块

5.1.2、if-else语句

语法格式：

if 表达式：
    代码块 1
else：
    代码块 2

5.1.3、if-elif-else语句

语法格式：

if 表达式 1：
    代码块 1
elif 表达式 2：
    代码块 2
elif 表达式 3：
    代码块 3
...# 其它elif语句
else：
    代码块 n

对语法格式的说明：

1、“表达式”可以是一个单一的值或者变量，也可以是由运算符组成的复杂语句，形式不限，只要它能得到一个值就行。不管“表达式”的结果是什么类型，if else 都能判断它是否成立（真或者假）。

2、“代码块”由：与具由相同缩进标识的若干条语句组成。

5.2、循环语句

5.2.1、while 循环

Python 中，while 循环和 if 条件分支语句类似，即在条件（表达式）为真的情况下，会执行相应的代码块。不同之处在于，只要条件为真，while 就会一直重复执行那段代码块。

while 语句的语法格式如下：

while 条件表达式：
   代码块

这里的代码块，指的是缩进格式相同的多行代码，不过在循环结构中，它又称为循环体。

while 语句执行的具体流程为：首先判断条件表达式的值，其值为真（True）时，则执行代码块中的语句，当执行完毕后，再回过头来重新判断条件表达式的值是否为真，若仍为真，则继续重新执行代码块...如此循环，直到条件表达式的值为假（False），才终止循环。

5.2.2、for循环

for 循环的语法格式如下：

for 迭代变量 in 字符串|列表|元组|字典|集合：
  代码块

格式中，迭代变量用于存放从序列类型变量中读取出来的元素，所以一般不会在循环中对迭代变量手动赋值；代码块指的是具有相同缩进格式的多行代码（和 while 一样），由于和循环结构联用，因此代码块又称为循环体。

5.2.3、break和continue

我们知道，在执行 while 循环或者 for 循环时，只要循环条件满足，程序将会一直执行循环体，不停地转圈。但在某些场景，我们可能希望在循环结束前就强制结束循环，Python 提供了 2 种强制离开当前循环体的办法：

1. 使用 continue 语句，可以跳过执行本次循环体中剩余的代码，转而执行下一次的循环。

2. 只用 break 语句，可以完全终止当前循环。

break 语句可以立即终止当前循环的执行，跳出当前所在的循环结构。无论是 while 循环还是 for 循环，只要执行 break 语句，就会直接结束当前正在执行的循环体。和 break 语句相比，continue 语句的作用则没有那么强大，它只会终止执行本次循环中剩下的代码，直接从下一次循环继续执行。