Python初学
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项目需要,学习一下python,久仰大名,好了,现在我也是会c++、java、python三种主流语言的人了。
学习的网页:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1016959735620448
发明人:Guido van Rossum
输出
用print()
在括号中加上字符串,就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出'hello, world'
,用代码实现如下:
print('hello, world')
print()
函数也可以接受多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出:
print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
print()
会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格,因此,输出的字符串是这样拼起来的:
print('100 + 200 =', 100 + 200)
注意,对于100 + 200
,Python解释器自动计算出结果300
,但是,'100 + 200 ='
是字符串而非数学公式,Python把它视为字符串,请自行解释上述打印结果。
输入
Python提供了一个input()
,可以让用户输入字符串,并存放到一个变量里。
name = input()
print(name)
但是程序运行的时候,没有任何提示信息告诉用户:“嘿,赶紧输入你的名字”,这样显得很不友好。幸好,input()
可以让你显示一个字符串来提示用户,于是我们把代码改成:
name = input('please enter your name: ')
print('hello,', name)
再次运行这个程序,你会发现,程序一运行,会首先打印出please enter your name:
,这样,用户就可以根据提示,输入名字后,得到hello, xxx
的输出:
Python基础
Python的语法比较简单,采用缩进方式,写出来的代码就像下面的样子:
# print absolute value of an integer:
a = 100
if a >= 0:
print(a)
else:
print(-a)
以#
开头的语句是注释,注释是给人看的,可以是任意内容,解释器会忽略掉注释。其他每一行都是一个语句,当语句以冒号:
结尾时,缩进的语句视为代码块。
Python使用缩进来组织代码块,请务必遵守约定俗成的习惯,坚持使用4个空格的缩进。
在文本编辑器中,需要设置把Tab自动转换为4个空格,确保不混用Tab和空格。
数据类型和变量
计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器,因此,计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是,计算机能处理的远不止数值,还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据,不同的数据,需要定义不同的数据类型。在Python中,能够直接处理的数据类型有以下几种:
整数
Python可以处理任意大小的整数,当然包括负整数,在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样,例如:1
,100
,-8080
,0
,等等。
计算机由于使用二进制,所以,有时候用十六进制表示整数比较方便,十六进制用0x
前缀和0-9,a-f表示,例如:0xff00
,0xa5b4c3d2
,等等。
浮点数
浮点数也就是小数,之所以称为浮点数,是因为按照科学记数法表示时,一个浮点数的小数点位置是可变的,比如,1.23x109和12.3x108是完全相等的。浮点数可以用数学写法,如1.23
,3.14
,-9.01
,等等。但是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,1.23x109就是1.23e9
,或者12.3e8
,0.000012可以写成1.2e-5
,等等。
整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的,整数运算永远是精确的(除法难道也是精确的?是的!),而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。
字符串
字符串是以单引号'
或双引号"
括起来的任意文本,比如'abc'
,"xyz"
等等。请注意,''
或""
本身只是一种表示方式,不是字符串的一部分,因此,字符串'abc'
只有a
,b
,c
这3个字符。如果'
本身也是一个字符,那就可以用""
括起来,比如"I'm OK"
包含的字符是I
,'
,m
,空格,O
,K
这6个字符。
如果字符串内部既包含'
又包含"
怎么办?可以用转义字符\
来标识,比如:
'I\'m \"OK\"!'
表示的字符串内容是:
I'm "OK"!
转义字符\
可以转义很多字符,比如\n
表示换行,\t
表示制表符,字符\
本身也要转义,所以\\
表示的字符就是\
,可以在Python的交互式命令行用print()
打印字符串看看:
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
如果字符串内部有很多换行,用\n
写在一行里不好阅读,为了简化,Python允许用'''...'''
的格式表示多行内容,可以自己试试:
>>> print('''line1
... line2
... line3''')
line1
line2
line3
上面是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:
如果写成程序并存为.py
文件,就是:
print('''line1
line2
line3''')
结果一样
print('''123'we'sdfs''')
print('''123
234
343234''')
123'we'sdfs
123
234
343234
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,要么是True
,要么是False
,在Python中,可以直接用True
、False
表示布尔值(请注意大小写),也可以通过布尔运算计算出来:
布尔值可以用and
、or
和not
运算。
分别是与、或、非三种运算
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。
变量
在Python中,等号=
是赋值语句,可以把任意数据类型赋值给变量,同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量
这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言
最后,理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写:
a = 'ABC'
时,Python解释器干了两件事情:
-
在内存中创建了一个
'ABC'
的字符串; -
在内存中创建了一个名为
a
的变量,并把它指向'ABC'
。
也可以把一个变量a
赋值给另一个变量b
,这个操作实际上是把变量b
指向变量a
所指向的数据,例如下面的代码:
a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print(b)
常量
所谓常量就是不能变的变量,比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中,通常用全部大写的变量名表示常量:PI
在Python中,有两种除法,
一种除法是/
:/
除法计算结果是浮点数,即使是两个整数恰好整除,结果也是浮点数
还有一种除法是//
,称为地板除,两个整数的除法仍然是整数:10//3 结果为3
注意:Python的整数没有大小限制???太爽了吧,怪不得很容易上手
字符串和编码
字符编码
Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。
捋一捋ASCII编码和Unicode编码的区别:ASCII编码是1个字节,而Unicode编码通常是2个字节。
字母A
用ASCII编码是十进制的65
,二进制的01000001
;
字符0
用ASCII编码是十进制的48
,二进制的00110000
,注意字符'0'
和整数0
是不同的;
汉字中
已经超出了ASCII编码的范围,用Unicode编码是十进制的20013
,二进制的01001110 00101101
本着节约的精神,又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8
编码。
UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节,常用的英文字母被编码成1个字节,汉字通常是3个字节,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间:
字符 | ASCII | Unicode | UTF-8 |
---|---|---|---|
A | 01000001 | 00000000 01000001 | 01000001 |
中 | x | 01001110 00101101 | 11100100 10111000 10101101 |
在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。
Python的字符串
在最新的Python 3版本中,字符串是以Unicode编码的,也就是说,Python的字符串支持中文
对于单个字符的编码,Python提供了ord()
函数获取字符的整数表示,chr()
函数把编码转换为对应的字符:
>>> ord('A')
65
>>> ord('中')
20013
>>> chr(66)
'B'
>>> chr(25991)
'文'
如果知道字符的整数编码,还可以用十六进制这么写str
:
>>> '\u4e2d\u6587'
'中文'
由于Python的字符串类型是str
,在内存中以Unicode表示,一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输,或者保存到磁盘上,就需要把str
变为以字节为单位的bytes
。
Python对bytes
类型的数据用带b
前缀的单引号或双引号表示:
x = b'ABC'
要注意区分'ABC'
和b'ABC'
,前者是str
,后者虽然内容显示得和前者一样,但bytes
的每个字符都只占用一个字节。
以Unicode表示的str
通过encode()
方法可以编码为指定的bytes
,例如:
>>> 'ABC'.encode('ascii')
b'ABC'
>>> '中文'.encode('utf-8')
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> '中文'.encode('ascii')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)
纯英文的str
可以用ASCII
编码为bytes
,内容是一样的,含有中文的str
可以用UTF-8
编码为bytes
。含有中文的str
无法用ASCII
编码,因为中文编码的范围超过了ASCII
编码的范围,Python会报错。
在bytes
中,无法显示为ASCII字符的字节,用\x##
显示。
反过来,如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes
。要把bytes
变为str
,就需要用decode()
方法:
>>> b'ABC'.decode('ascii')
'ABC'
>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
'中文'
如果bytes
中包含无法解码的字节,decode()
方法会报错:
>>> b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8')
Traceback (most recent call last):
...
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xff in position 3: invalid start byte
如果bytes
中只有一小部分无效的字节,可以传入errors='ignore'
忽略错误的字节:
>>> b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8', errors='ignore')
'中'
计算str
包含多少个字符,可以用len()
函数:
>>> len('ABC')
3
>>> len('中文')
2
len()
函数计算的是str
的字符数,如果换成bytes
,len()
函数就计算字节数:
>>> len(b'ABC')
3
>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6
>>> len('中文'.encode('utf-8'))
6
可见,1个中文字符经过UTF-8编码后通常会占用3个字节,而1个英文字符只占用1个字节
在操作字符串时,我们经常遇到str
和bytes
的互相转换。为了避免乱码问题,应当始终坚持使用UTF-8编码对str
和bytes
进行转换。
由于Python源代码也是一个文本文件,所以,当你的源代码中包含中文的时候,在保存源代码时,就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时,为了让它按UTF-8编码读取,我们通常在文件开头写上这两行:
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统,这是一个Python可执行程序,Windows系统会忽略这个注释;
第二行注释是为了告诉Python解释器,按照UTF-8编码读取源代码,否则,你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。
格式化
在Python中,采用的格式化方式和C语言是一致的,用%
实现,举例如下:
>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'
你可能猜到了,%
运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部,%s
表示用字符串替换,%d
表示用整数替换,有几个%?
占位符,后面就跟几个变量或者值,顺序要对应好。如果只有一个%?
,括号可以省略。
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 |
其中,格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数:
print('%2d-%02d' % (3, 1))
print('%.2f' % 3.1415926)
%2d为前面补0,%02d为小数点后补0
3-01
3.14
如果你不太确定应该用什么,%s
永远起作用,它会把任何数据类型转换为字符串:
>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
'Age: 25. Gender: True'
format()
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%'
小结
Python 3的字符串使用Unicode,直接支持多语言。
当str
和bytes
互相转换时,需要指定编码。最常用的编码是UTF-8
。Python当然也支持其他编码方式,比如把Unicode编码成GB2312
:
>>> '中文'.encode('gb2312')
b'\xd6\xd0\xce\xc4'
但这种方式纯属自找麻烦,如果没有特殊业务要求,请牢记仅使用UTF-8
编码。
格式化字符串的时候,可以用Python的交互式环境测试,方便快捷。
使用list[]和tuple()
list[]
Python内置的一种数据类型是列表:list
list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。
>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']
变量classmates就是一个list。用len()函数可以获得list的个数
>>> len(classmates)
3
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:
>>> classmates[0]
'Michael'
>>> classmates[1]
'Bob'
>>> classmates[2]
'Tracy'
>>> classmates[3]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
当索引超出了范围时,Python会报一个IndexError
错误,所以,要确保索引不要越界,记得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:
>> classmates[-1]
'Tracy'
以此类推,可以获取倒数第2个、倒数第3个:
>>> classmates[-2]
'Bob'
>>> classmates[-3]
'Michael'
>>> classmates[-4]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
list是一个可变的有序表,所以,可以用append往list中追加元素到末尾:
>>> classmates.append('Adam')
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']
也可以把元素插入insert到指定的位置,比如索引号为1
的位置:
>>> classmates.insert(1, 'Jack')
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']
要删除list末尾的元素,用pop()
方法:
>>> classmates.pop()
'Adam'
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy']
要删除指定位置的元素,用pop(i)
方法,其中i
是索引位置:
>>> classmates.pop(1)
'Jack'
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']
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:
>>> classmates[1] = 'Sarah'
>>> classmates
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
牛逼的东西来了:) -----list里面的元素的数据类型也可以不同,比如:
>>> L = ['Apple', 123, True]
list元素也可以是另一个list,比如:
>>> s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']
>>> len(s)
4
要注意s
只有4个元素,其中s[2]
又是一个list,如果拆开写就更容易理解了:
>>> p = ['asp', 'php']
>>> s = ['python', 'java', p, 'scheme']
要拿到'php'
可以写p[1]
或者s[2][1]
,因此s
可以看成是一个二维数组,类似的还有三维、四维……数组,不过很少用到。
如果一个list中一个元素也没有,就是一个空的list,它的长度为0:
>>> L = []
>>> len(L)
0
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,比如同样是列出同学的名字:
>>> classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')
现在,classmates这个tuple不能变了,它也没有append(),insert()这样的方法。其他获取元素的方法和list是一样的,你可以正常地使用classmates[0]
,classmates[-1]
,但不能赋值成另外的元素。
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。
tuple的陷阱:当你定义一个tuple时,在定义的时候,tuple的元素就必须被确定下来,比如:
>>> t = (1, 2)
>>> t
(1, 2)
如果要定义一个空的tuple,可以写成()
:
>>> t = ()
>>> t
()
但是,要定义一个只有1个元素的tuple,如果你这么定义:
>>> t = (1)
>>> t
1
定义的不是tuple,是1
这个数!这是因为括号()
既可以表示tuple,又可以表示数学公式中的小括号,这就产生了歧义,因此,Python规定,这种情况下,按小括号进行计算,计算结果自然是1
。
所以,只有1个元素的tuple定义时必须加一个逗号,
,来消除歧义:
>>> t = (1,)
>>> t
(1,)
Python在显示只有1个元素的tuple时,也会加一个逗号,
,以免你误解成数学计算意义上的括号。
最后来看一个“可变的”tuple:
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
>>> t[2][0] = 'X'
>>> t[2][1] = 'Y'
>>> t
('a', 'b', ['X', 'Y'])
这个tuple定义的时候有3个元素,分别是'a'
,'b'
和一个list。不是说tuple一旦定义后就不可变了吗?怎么后来又变了?
别急,我们先看看定义的时候tuple包含的3个元素:
当我们把list的元素'A'
和'B'
修改为'X'
和'Y'
后,tuple变为:
表面上看,tuple的元素确实变了,但其实变的不是tuple的元素,而是list的元素。tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以,tuple所谓的“不变”是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即指向'a'
,就不能改成指向'b'
,指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的!
理解了“指向不变”后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。
条件判断
age = 20
if age >= 18:
print('your age is', age)
print('adult')
根据Python的缩进规则,如果if
语句判断是True
,就把缩进的两行print语句执行了,否则,什么也不做。
也可以给if
添加一个else
语句,意思是,如果if
判断是False
,不要执行if
的内容,去把else
执行了:
age = 3
if age >= 18:
print('your age is', age)
print('adult')
else:
print('your age is', age)
print('teenager')
注意不要少写了冒号:
。
当然上面的判断是很粗略的,完全可以用elif
做更细致的判断:
age = 3
if age >= 18:
print('adult')
elif age >= 6:
print('teenager')
else:
print('kid')
elif
是else if
的缩写,完全可以有多个elif
,所以if
语句的完整形式就是:
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>
最后看一个有问题的条件判断。很多同学会用input()
读取用户的输入,这样可以自己输入,程序运行得更有意思:
birth = input('birth: ')
if birth < 2000:
print('00前')
else:
print('00后')
这是因为input()
返回的数据类型是str
,str
不能直接和整数比较,必须先把str
转换成整数。Python提供了int()
函数来完成这件事情:
s = input('birth: ')
birth = int(s)
if birth < 2000:
print('00前')
else:
print('00后')
再次运行,就可以得到正确地结果。但是,如果输入abc
呢?又会得到一个错误信息:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'
int()
函数发现一个字符串并不是合法的数字时就会报错,程序就退出了
height=1.75
weight=80.5
# BMI=weight/(height**2)
s=input("输入你的体重")
BMI=int(s)
if BMI<18.5:
print("过轻")
elif BMI>=18.5 and BMI<25:
print("正常")
elif BMI>=25 and BMI<28:
print('过重')
elif BMI>=28 and BMI<32:
print('肥胖')
else:
print('严重肥胖')
循环
循环
Python的循环有两种,一种是for...in循环,依次把list或tuple中的每个元素迭代出来,看例子:
names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
for name in names:
print(name)
执行这段代码,会依次打印names
的每一个元素:
Michael
Bob
Tracy
所以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。
再比如我们想计算1-10的整数之和,可以用一个sum
变量做累加:
sum = 0
for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]:
sum = sum + x
print(sum)
如果要计算1-100的整数之和,从1写到100有点困难,幸好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。比如range(5)
生成的序列是从0开始小于5的整数:
>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]
sum = 0
for x in range(101):
sum = sum + x
print(sum)
第二种循环是while循环,只要条件满足,就不断循环,条件不满足时退出循环。比如我们要计算100以内所有奇数之和,可以用while循环实现
sum = 0
n = 99
while n > 0:
sum = sum + n
n = n - 2
print(sum)
names = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')
L = ['Bart', 'Lisa', 'Adam']
for name in L:
print('Hello,',name+'!')
break
如果要提前结束循环,可以用break
语句
continue
在循环过程中,也可以通过continue
语句,跳过当前的这次循环,直接开始下一次循环。
使用dict和set
dict
Python内置了字典:dict的支持,dict全称dictionary,在其他语言中也称为map,使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度。
>>> 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
由于一个key只能对应一个value,所以,多次对一个key放入value,后面的值会把前面的值冲掉:
>>> d['Jack'] = 90
>>> d['Jack']
90
>>> d['Jack'] = 88
>>> d['Jack']
88
如果key不存在,dict就会报错:
>>> d['Thomas']
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Thomas'
要避免key不存在的错误,有两种办法,一是通过in
判断key是否存在:
>>> 'Thomas' in d
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:
>>> d.get('Thomas')
>>> d.get('Thomas', -1)
-1
注意:返回None
的时候Python的交互环境不显示结果。
要删除一个key,用pop(key)
方法,对应的value也会从dict中删除:
>>> d.pop('Bob')
75
>>> d
{'Michael': 95, 'Tracy': 85}
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。
dict可以用在需要高速查找的很多地方,在Python代码中几乎无处不在,正确使用dict非常重要,需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。
这是因为dict根据key来计算value的存储位置,如果每次计算相同的key得出的结果不同,那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法(Hash)。
要保证hash的正确性,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])
>>> s
{1, 2, 3}
注意,传入的参数[1, 2, 3]
是一个list,而显示的{1, 2, 3}
只是告诉你这个set内部有1,2,3这3个元素,显示的顺序也不表示set是有序的。。
重复元素在set中自动被过滤:
>>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])
>>> s
{1, 2, 3}
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:
>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}
>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}
过remove(key)
方法可以删除元素:
>>> 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:
>>> s1 = set([1, 2, 3])
>>> s2 = set([2, 3, 4])
>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}
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”。试试把list放入set,看看是否会报错。
再议不可变对象
上面我们讲了,str是不变对象,而list是可变对象。
对于可变对象,比如list,对list进行操作,list内部的内容是会变化的,比如:
>>> a = ['c', 'b', 'a']
>>> a.sort()
>>> a
['a', 'b', 'c']
而对于不可变对象,比如str,对str进行操作呢:
>>> a = 'abc'
>>> a.replace('a', 'A')
'Abc'
>>> a
'abc'
虽然字符串有个replace()
方法,也确实变出了'Abc'
,但变量a
最后仍是'abc'
,应该怎么理解呢?
我们先把代码改成下面这样:
>>> a = 'abc'
>>> b = a.replace('a', 'A')
>>> b
'Abc'
>>> a
'abc'
要始终牢记的是,a
是变量,而'abc'
才是字符串对象!有些时候,我们经常说,对象a
的内容是'abc'
,但其实是指,a
本身是一个变量,它指向的对象的内容才是'abc'
:
┌───┐ ┌───────┐
│ a │─────────────────>│ 'abc' │
└───┘ └───────┘
当我们调用a.replace('a', 'A')
时,实际上调用方法replace
是作用在字符串对象'abc'
上的,而这个方法虽然名字叫replace
,但却没有改变字符串'abc'
的内容。相反,replace
方法创建了一个新字符串'Abc'
并返回,如果我们用变量b
指向该新字符串,就容易理解了,变量a
仍指向原有的字符串'abc'
,但变量b
却指向新字符串'Abc'
了:
┌───┐ ┌───────┐
│ a │─────────────────>│ 'abc' │
└───┘ └───────┘
┌───┐ ┌───────┐
│ b │─────────────────>│ 'Abc' │
└───┘ └───────┘
所以,对于不变对象来说,调用对象自身的任意方法,也不会改变该对象自身的内容。相反,这些方法会创建新的对象并返回,这样,就保证了不可变对象本身永远是不可变的。
小结
使用key-value存储结构的dict在Python中非常有用,选择不可变对象作为key很重要,最常用的key是字符串。
tuple虽然是不变对象,但试试把(1, 2, 3)
和(1, [2, 3])
放入dict或set中,并解释结果。