Python 学习笔记（基础篇）
背景：今年开始搞 Data science ，学了 python 小半年，但一直没时间整理整理。这篇文章很基础，就是根据廖雪峰的 python 教程 整理了一下基础知识，再加上自己的一些拓展，方便自己以后查阅。
一、基础
1、简介
(1) 历史
Python是著名的“龟叔”Guido van Rossum（荷兰人）在1989年圣诞节期间，为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言。
(2) 解释型语言
Python是解释型语言，跟 C 这种编译型语言相比：
（1）第一个缺点就是运行速度慢，在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码，这个翻译过程非常耗时，所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码，所以非常快。
但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度，因为用户根本感觉不出来。
（2）第二个缺点就是代码不能加密。如果要发布你的Python程序，实际上就是发布源代码，这一点跟C语言不同，C语言不用发布源代码，只需要把编译后的机器码（也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件）发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的，所以，凡是编译型的语言，都没有这个问题，而解释型的语言，则必须把源码发布出去。
但目前的互联网时代，靠卖软件授权的商业模式越来越少了，靠网站和移动应用卖服务的模式越来越多了，后一种模式不需要把源码给别人。
2、安装
以 MacOS 为例：
方法一： brew install python3
Mac系统若是OS X>=10.9，那么自带就有Python，版本为2.7。但还是推荐安装python3，如版本
3.7.0。
方法二【推荐】：直接安装 Anaconda （内置 python）。详情可看我之前的一篇： Anaconda / Conda 实践
下面都以 python 版本为 3.7 为例展开。
3、运行
# 进入交互命令行 [ ctrl + D / exit() 退出命令行 ]
python
# 命令行运行一个.py文件
python hello.py
在安装 Anaconda 后，python 和 python3 这两个命令其实调用的都是同一个 python 3.7 文件。所以没有差别。
4、Python 解释器
（1）CPython
CPython是使用最广的Python解释器。当我们从Python官方网站下载并安装好Python 3.x后，我们就直接获得了一个官方版本的解释器：CPython。这个解释器是用C语言开发的，所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。
（2）IPython
IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython8只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同，但内核其实都是调用了IE。
比方说CPython用>>>作为提示符，而IPython用In [序号]:作为提示符。
5、注意点
Python使用4个空格的缩进来组织代码块。
vscode 里会自动把 1个 tab 会转化成4个空格。
Python 没有 ===全等符，只有==双等符。
Python 没有 ++自增符和 --自减符。
if 和 function 语句都不能为空，若真想为空，需要加上pass。
二、数据类型
1、布尔值
在 Python2 中是没有布尔型的，它用数字 0 表示 False，用 1 表示 True。到 Python3 中，把 True 和 False 定义成关键字了，但它们的值还是 1 和 0，它们可以和数字相加。
print(False+True+True) # 2
支持 and、or和not运算。
类似于 JavaScript 的
&&||!
print(5 > 3 and 3 > 1) # True
2、字符串
# 单引号
print('abc')
# 双引号
print("abc")
# 多行内容 (会保留格式)
print('''line1
line2
line3''')
# 转义
print('I\'m ok.') # I'm ok.
# 拼接(用 + 号)
print("123" + "123") # 123123
# 查找(-1表示找不到)
'product_name'.find("product") # 0
3、None - 空值
Python中None是唯一的。即：print(None == None) 为 True。
类似于 JavaScript 的
null，python 没有undefiend的概念，所以这样是非法的：abc print(abc) # 报错
4、数字
没啥好说的，需注意除法：
# / 普通除法，不管如何，结果都是浮点数
9 / 3 # 3.0
# // 地板除法，只有包含了浮点数，结果才是浮点数
10 // 3 # 3
10.0 // 3 # 3.0
5、无限
float("inf") # 正无穷
float("-inf") # 负无穷
6、NaN（Not a Number）
float("nan")
math.isnan(float("nan")) # True
7、list 和 tuple
（1）list
类似于 JavaScript 的
数组
# 建
classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
classmates = [] # []
classmates = list() # []
classmates = list(range(5)) # [0, 1, 2, 3, 4]
# 属性
len(classmates) # 3
# 取(会抛错)
classmates[0] # Michael
classmates[-1] # Tracy
# 取(不会抛错)
# 暂不支持，建议用 try...catch 来设置默认值
try:
a = classmates[4]
except IndexError:
a = 'default'
# 存
classmates.append('Adam')
classmates.insert(1, 'Jack')
# 删
classmates.pop()
classmates.pop(1)
# ------
# 查 (会抛错)
try:
thing_index = [1, 2, 3].index(12)
except ValueError:
thing_index = -1
# 查 (不会抛错)
4 in [1, 2, 3] # False
# ------
# 遍历
for item in classmates:
print(item)
# 遍历 (带索引值)
for i, item in enumerate(classmates):
print(item,i)
坑：关于字符串
# 字符串其实是一个 list
a = "asd"
a[2] # 'd'
特性：列表生成式
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。
# 要生成 list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] 可以用 list(range(1, 11))
[x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
# [4, 16, 36, 64, 100]
（2）tuple - list 的不可变版本
# 建
classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')
classmates = () # ()
classmates = tuple() # ()
classmates = tuple(range(5)) # (0, 1, 2, 3, 4)
classmates = tuple()
# 剩下操作同上
坑：关于逗号
# 可以用逗号快速创建
classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')
classmates = 'Michael', 'Bob', 'Tracy'
# 如果只有一个字符串元素，记得末位加逗号！因为字符串是个 list
classmates = ('Michael')
# classmates[0] : M
classmates = ('Michael',)
# classmates[0] : Michael
classmates = 'Michael',
# classmates[0] : Michael
# 注意：如果只有一个字符串元素，打印这个tuple是这样的：('Michael',)
（3）切片
# 同时适用于 list 和 tuple
a = list(range(10))
a[1:5]
# [1, 2, 3, 4]
a[:]
# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
8、dict 和 set
（1）dict
类似于 JavaScript 的
对象，但只是键值对。
# 建
d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
# 取(会抛错)
d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
try:
thing_index = d["Colin"]
except KeyError:
thing_index = None
# 取(不会抛错)
d.get('Col in') # None
d.get('Colin',-1) # -1
# 存
d['Colin'] = 123
# 删
del d['Michael']
d.pop('Michael')
# ------
### 查 (不会抛错)
# 查 key 是否存在
'Colin' in {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85} # False
# 查 value 是否存在
95 in {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}.values() # True
# ------
# 提取
{'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}.keys() # 返回 list
{'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}.values() # 返回 list
# ------
# 遍历
for item in d:
print(item)
# 遍历 (带索引值)
for i, item in enumerate(d):
print(item,i,d[item])
和list比较，dict是用空间来换取时间的一种方法。
（2）set
类似于 JavaScript 的
Set，但只是键对
# 建
s = set([1, 2, 3]) # {1, 2, 3}
# 存
s.add(4)
# 删
s.remove(4)
### 查 (不会抛错)
22 in s # False
# ------
### 操作
s1 = set([1, 2, 3])
s2 = set([2, 3, 4])
# 交集
s1 & s2 # {2, 3}
# 并集
s1 | s2 # {1, 2, 3, 4}
# ------
# 遍历
for item in s:
print(item)
9、数据类型转换
>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12
>>> float('12.34')
12.34
>>> str(1.23)
'1.23'
>>> bool(1)
True
10、校验类型
Python中一切都是对象。
python 比 js 更极端，js 的数据类型分 基本 + 对象。而 python 全是对象，哪怕 None 也是。
（1）type() - 获取类型
print(type(True)) # <class 'bool'>
print(type("1")) # <class 'str'>
print(type(None)) # <class 'NoneType'>
print(type(2)) # <class 'int'>
# 注意，NaN 和 无限 都会被视为 float。
print(type(float("inf"))) # <class 'float'>
print(type(float("nan"))) # <class 'float'>
print(type([1,2])) # <class 'list'>
print(type((1,2))) # <class 'tuple'>
print(type({'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85})) # <class 'dict'>
print(type(set([1, 2, 3]))) # <class 'set'>
def a():
pass
print(type(a)) # <class 'function'>
class b:
pass
# 注意：class 会被视为 type。
print(type(b)) # <class 'type'>
（2）isinstance() - 判断类型
print(isinstance(True,bool)) # True
print(isinstance("1",str)) # True
# 这里不推荐用 isinstance 或者 == ，原因请看：https://stackoverflow.com/questions/3257919/what-is-the-difference-between-is-none-and-none
print(None is None) # True
print(isinstance(2,int)) # True
import math
print(math.isinf(float("inf"))) # True
print(math.isnan(float("nan"))) # True
print(isinstance([1,2],list)) # True
print(isinstance((1,2),tuple)) # True
print(isinstance({'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85},dict)) # True
print(isinstance(set([1, 2, 3]),set)) # True
import types
def a():
pass
print(isinstance(a,types.FunctionType)) # True
# 关于 对象 的判断，详看下面关于 对象章节 的介绍
isinstance 可以一次性判断多个类型：isinstance(x, (int, float))
11、判断相等
== 比较操作符，用于判断 value(值) 是否相等
对 list/tuple/dict/set 等不适用。
is 同一性运算符，用于判断 内存地址 是否相等
id()可以查看一个变量的内存地址。
12、其它
（1）collections 模块
collections是Python内建的一个集合模块，提供了许多有用的集合类。
如 队列和栈，更好用的封装过的 dict 等。
（2）待写
生成器(generator) & 迭代器(Iterator)
三、函数
1、参数定义类型
（1）位置参数 & 默认参数 & 返回值
def my_abs(x, y=0, z=1):
if not isinstance(x, (int, float)):
raise TypeError('bad operand type')
# 返回单个值
# if x >= 0:
# return x
# else:
# return -x
# 返回 tuple
return x, y, z # 等于 return (x, y)
# （哪怕函数里没有 return ，也会默认 return
return # 等于 return None
print(my_abs(-3))
print(my_abs(-3,2))
print(my_abs(-3,z=2)) # 跳过 y 而给 z 赋值，可这样写
注意：默认参数需要出现在所有位置参数的右边。
坑：函数对引用对象都是引用传递，但如果默认参数也是引用类型，那么要小心每次调用函数，它都是同一个：
def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L
# 建议改造成下面这样：
def add_end(L=None):
if L is None:
L = []
L.append('END')
return L
（2）可变参数 & 关键字参数
# 可变参数 —— 传list或tuple，接受tuple
def my_fun1(x, *y):
return x, y
print(my_fun1(0)) # (0, ())
print(my_fun1(0, 1, 2, 3, 4, 5)) # (0, (1, 2, 3, 4, 5))
print(my_fun1(0, *(1, 2, 3, 4, 5))) # (0, (1, 2, 3, 4, 5))
# 关键字参数 —— 传dict，接受dict
def my_fun2(x, **y):
return x, y
print(my_fun2(0)) # (0, {})
# (0, {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'})
print(my_fun2(0, city='Beijing', job='Engineer'))
# (0, {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'})
print(my_fun2(0, **{'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}))
注意：可变参数 和 关键字参数 接受后的 list/tuple/dict 虽然都是引用类型，但是却不是引用传递而是值传递（复制了后的值）。
还有一个
命名关键字参数，不介绍了，待写。
（3）总结
注意：
1、参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。
2、虽然可以组合多达5种参数，但不要同时使用太多的组合，否则函数接口的可理解性很差。
2、函数式编程
Python对函数式编程提供部分支持。因此，Python不是纯函数式编程语言。
待写
四、模块与包
1、模块
在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。
在 CommonJS 世界中，大多数情况下，一个文件也是一个模块。
下面我们自定义一个自己的模块，并尝试导入并调用。
（1）定义
myModule.py
#!/usr/bin/env python3 # 可以让此文件直接在Unix/Linux/Mac上运行
' it is my module' # 模块的介绍（规范）
__author__ = 'xjnotxj' # 模块的作者（规范）
import sys
def test():
args = sys.argv
if len(args)==1:
print('Hello, world!')
elif len(args)==2:
print('Hello, %s!' % args[1])
else:
print('Too many arguments!')
def test2():
print("test2")
test3 = "123"
if __name__=='__main__':
test()
if __name__=='__main__' 这句话的意思是，如果我们直接运行myModule.py 在别处 import myModule，都会调用 test() 函数。而后者不是我们所希望的，加了这句就可以防止。
（2）引用
test.py
import myModule
myModule.test()
myModule.test2()
print(myModule.test3)
假设 myModule.py 和 test.py 在同一目录下，即：
-
myModule.py
-
test.py
当我们运行python test.py 111，打印出：
Hello, 111!
test2
123
还可以 import 模块里的部分，即 test.py 改为：
from myModule import test
test()
注意：模块名不要和系统模块名冲突（包名也不要冲突），最好先查看系统是否已存在该模块，检查方法是在Python交互环境执行import abc，若成功则说明系统存在此模块。
2、包
（1）定义
还以上面的myModule.py为例。但是目录结构发生了变化：
-
myModule
-
__init__.py -
myPackage.py
-
-
test.py
这里的 myModule 文件夹，即为 包（Package），他可以按目录来组织模块。
（2）引用
test.py 改为：
import myPackage.myModule
myPackage.myModule.test()
# 或者使用 as 重命名
import myPackage.myModule as myModule
myModule.test()
注意：每一个包目录下面都会有一个__init__.py的文件，这个文件是必须存在的，否则，Python就把这个目录当成普通目录，而不是一个包。__init__.py可以是空文件，也可以有Python代码，因为__init__.py本身就是一个模块，而它的模块名就是 myModule。
3、安装第三方模块
（1）pip / pip3
（2）Anaconda
推荐。详情可看我之前的一篇： Anaconda / Conda 实践
（3）模块搜索路径
默认情况下，Python解释器会搜索：
-
当前目录
-
内置模块所在目录
-
第三方模块所在目录
可以在sys模块的path变量中查看这些目录路径：
>>> import sys
>>> print(sys.path)
如果我们自定义了模块/包，需要被引用，但不在上面所说的默认搜索范围内，那么有两种方法：
1、临时修改（在运行时修改，运行结束后失效。）
直接修改sys.path：
>>> import sys
>>> sys.path.append('/Users/michael/my_py_scripts')
2、长期修改
设置环境变量 PYTHONPATH。
4、依赖管理
（1）生成依赖文件
# 生成所有的依赖
pip freeze > requirements.txt
# 生成当前目录下的依赖（需提前安装：pip install pipreqs）
pipreqs ./
执行后，会在当前目录生成 requirements.txt 依赖文件，内容长这样：
alembic==1.0.10
appnope==0.1.0
astroid==2.2.5
……
（2）安装依赖文件
pip install -r requirements.txt
5、环境管理
推荐用 Anaconda 自己的环境管理功能代替上面的依赖管理 或 virtualenv。详情可看我之前的一篇： Anaconda / Conda 实践
五、面向对象
1、基本概念
下面的 demo 涉及类、实例化对象、类变量/实例变量、公有/私有变量。
class Student(object):
# 类变量
class_name = "七年二班"
# 类方法
@classmethod
def class_foo(cls, x):
print("executing class_foo(%s, %s)" % (cls, x))
# 静态方法
@staticmethod
def static_foo(x):
print("executing static_foo(%s)" % x)
def __init__(self, name, score):
# 公有 实例变量(可以通过.访问)
self.name = name
# 私有 实例变量，可被继承(只是一种规范，还是可以通过.访问)
self._score = score
# 私有 实例变量，不可被继承(不可以通过.访问，但可以通过 hack 方法：例如 _Student__max_score))
self.__max_score = 100
# 使 score 可以 get
@property
def score(self):
return self._score
# 使 score 之可以 set
@score.setter
def score(self, value):
if not isinstance(value, int):
raise ValueError("score must be an integer!")
if value < 0 or value > 100:
raise ValueError("score must between 0 ~ 100!")
self._score = value
def print_score(self):
print("%s: %s(满分%s)" % (self.name, self._score, self.__max_score))
jay = Student("周杰伦", 59)
quinlivan = Student("昆凌", 59)
# start do something……
print(Student.class_name)
jay.class_foo("aaa")
jay.static_foo("bbb")
jay.print_score()
quinlivan.print_score()
quinlivan.score = 87
quinlivan.print_score()
输出：
七年二班
executing class_foo(<class '__main__.Student'>, aaa)
executing static_foo(bbb)
周杰伦: 59(满分100)
昆凌: 59(满分100)
昆凌: 87(满分100)
（1）操作变量的辅助方法 —— hasattr()、getattr()、setattr()
# 判断是否存在 变量的方法 —— hasattr()
print(hasattr(jay,"score"))
# get 变量的方法 —— getattr()
print(getattr(jay,"score"))
print(getattr(jay,"score",99)) # 默认值
# set 变量的方法 —— setattr()
jay.score = 99
setattr(jay,"score",99)
print(getattr(jay,"score"))
在对象中取不存在的变量会报错，建议可以使用
getattr()带默认值的方式。
（2）操作方法
from types import MethodType
# 定义一个函数作为实例方法
def say_hello(self):
print("大家好，我是"+self._name)
# 给实例绑定一个方法
quinlivan.say_hello = MethodType(say_hello, quinlivan)
quinlivan.say_hello()
# 给类绑定一个方法
Student.say_hello = say_hello
jay.say_hello()
2、继承和多态
（1）基本概念
class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running...')
class Dog(Animal):
def run(self):
print('Dog is running...')
class Cat(Animal):
def run(self):
print('Cat is running...')
class Duck(Animal):
pass
dog = Dog()
dog.run()
cat = Cat()
cat.run()
duck = Duck()
duck.run()
多态：调用方只管调用，不管细节
解释：因为你知道这个子类是Animal类型，所以你只管调用 run() ，具体 run() 的实现细节，由它run()的具体实现决定，哪怕没有，也可以往上追溯父类的实现。
（2）多重继承
用途：我们不需要复杂而庞大的继承链，只要选择组合不同的类的功能，就可以快速构造出所需的子类。这种设计通常称之为MixIn。
如下面的例子，新建一个狗，属于动物，同时引入宠物的功用。
class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running...')
class Pet(object):
def stay(self):
print('I am a pet, I can stay at home....')
class Dog(Animal,Pet):
pass
dog = Dog()
dog.run()
dog.stay()
3、常用方法
（1）判断变量属于什么类型 —— isinstance()
上面的 数据类型 章节里有提到 isinstance()，但对于 对象/类 的使用，在这里介绍：
# 还以上面的代码【2、继承和多态】为例：
class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running...')
class Dog(Animal):
def run(self):
print('Dog is running...')
class Cat(Animal):
def run(self):
print('Cat is running...')
class Duck(Animal):
pass
dog = Dog()
dog.run()
cat = Cat()
cat.run()
duck = Duck()
duck.run()
# 可以匹配自己的类
print(isinstance(dog, Dog)) # True
# 可以匹配自己的父类
print(isinstance(dog, Animal)) # True
# 可以同时匹配多个值（有一个满足即为 true）
print(isinstance(dog, (Dog,Animal))) # True
（2）获取一个变量的所有属性和方法
# 还以上面的代码【1、基本概念】为例：
class Student(object):
# 类变量
class_name = '七年二班'
def __init__(self, name, score):
# 公开 实例变量
self.name = name
# 私有 实例变量
self.__score = score
def get_score(self):
return self.__score
def set_score(self, score):
if 0 <= score <= 100:
self.__score = score
else:
raise ValueError('bad score')
def print_score(self):
print('%s: %s' % (self.name, self.__score))
jay = Student('周杰伦', 59)
print(dir('ABC'))
print(dir(Student))
print(dir(jay))
输出如下：
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith','expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isascii', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'class_name', 'name', 'print_score', 'score']
['_Student__max_score', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__','__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_name', '_score', 'class_name', 'name', 'print_score', 'score']
实例化对象比类多了 私有变量 的属性。
4、定制类
（1）打印对象 —— __str__()、 __repr__()
改造前：
class Student(object):
pass
print(Student()) # <__main__.Student object at 0x1041985c0>
改造后：
class Student(object):
def __str__(self):
return 'Student object'
__repr__ = __str__
student = Student()
print(student) # __str__负责打印的值：Student object
student #__repr__负责调试的值：Student object
（2）可调用对象 —— __call__()
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __call__(self):
print('My name is %s.' % self.name)
s = Student('Michael')
s() # My name is Michael.
延伸：还记得 python 一切皆对象吗？其实 python 的 函数 就是拥有 __call__() 的对象。所以，我们可以用callable(var) ，来判断一个变量是不是函数。
对象和函数的界限模糊了。
（3）其他
__len__() 作用于len()
__iter__() 作用于for ... in循环
__getitem__() 、__setitem__()、__delitem__()作用于 list 下标（如f[3]）
注意： f[5:10] 传 slice（切片） 和 f[-1] 传 负数 都需要额外小心的处理。
5、枚举类
枚举类的好处：
-
不可修改
-
加了 @unique 可以防止重复项
-
形成逻辑共同体
-
增加代码可读性
枚举类的每个枚举项，分 key 和 value。
注意：Weekday.Tue 并不能取到实际值，需要再调用 .value。
from enum import Enum, unique
@unique
class Weekday(Enum):
Sun = 0
Mon = 1
Tue = 2
Wed = 3
Thu = 4
Fri = 5
Sat = 6
# 取枚举项的 key
print(Weekday.Tue) # Weekday.Tue
print(Weekday['Tue']) # Weekday.Tue
print(Weekday(1)) # Weekday.Mon
# 取枚举项的 value
print(Weekday.Tue.value) # 2
print(type(Weekday)) # <class 'enum.EnumMeta'>
print(type(Weekday.Tue)) # <enum 'Weekday'>
# 判断相等
print(Weekday.Mon == Weekday.Mon) # True
print(Weekday.Mon.value == Weekday.Thu.value) # False
# 判断 key，value 是否在枚举类中
print("Thu" in Weekday.__members__) # True
print(6 in Weekday._value2member_map_) # True
# 遍历枚举类
for name, member in Weekday.__members__.items():
print(name, '=>', member, member.value)
# Sun => Weekday.Sun 0
# Mon => Weekday.Mon 1
# Tue => Weekday.Tue 2
# Wed => Weekday.Wed 3
# Thu => Weekday.Thu 4
# Fri => Weekday.Fri 5
# Sat => Weekday.Sat 6
6、元类
涉及：type()、metaclass 以及 实现一个简单的 ORM。
待写
六、错误 & 调试 & 测试
1、错误处理
# 自定义异常类
class NewZeroDivisionError(ZeroDivisionError):
pass
try:
print('try...')
r = 10 / int('0') # 会被 ZeroDivisionError 捕获
# raise NewZeroDivisionError('NewZeroDivisionError is throw') # 会被 ZeroDivisionError 捕获
print('result:', r)
except ValueError as e:
print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
print('ZeroDivisionError:', e)
except BaseException as e:
print('BaseException:', e)
raise # 原样抛出
else:
print('no error!')
finally:
print('finally...')
print('END')
-
Python 的错误是 class 类型，都继承自
BaseException，所以except BaseException会把所有异常类“一网打尽”。 -
只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型（如上面代码里的
NewZeroDivisionError）。尽量使用 Python 内置的错误类型（比如ValueError，TypeError）。更多错误类型请查看：https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy
2、调试
（1）print
缺点：代码不能删除
（2）assert
a = 1
b = 2
c = a + b
assert c == 3, 'c is calculation error!'
注意：如果断言失败，则抛 AssertionError 异常。
特点：代码虽然跟 print 一样也不能删除，但是可以忽略执行，即用 python -O test.py
（3）logging
推荐。用 python 自带的 logging 模块。详情可参考我之前的一篇： Node.js / Python 日志
（4）vscode
推荐。结合 vscode 做调试更方便。
3、单元测试 & 文档测试
待写
七、IO 编程
1、文件读写
# read / read(size)
with open('./log.txt', 'r') as f:
print(f.read())
# print(f.read(size)) # size 表示一次读取的最大字节数
# readlines
with open('./log.txt', 'r') as f:
for line in f.readlines():
print(line.strip())
# ------------
# write
with open('crawler/demo/tutorial/spiders/log.txt', 'w') as f:
f.write('1\n2\n3\n')
# 两者相等
f.write('1\n')
f.write('2\n')
f.write('3\n')
# writelines - 参数是序列
with open('crawler/demo/tutorial/spiders/log.txt', 'w') as f:
f.write('1')
f.write('2')
f.write('3')
# 两者相等
f.writelines(['1','2','3'])
with 的用法下面会提到。
1、“r” 可以换成：
-
r - 读
-
rb - 读二进制
-
w - 写
-
wb - 写二进制
-
a - 写追加
2、open() 的默认编码是 utf-8，或者可以手动指定：open('./log.txt', 'r', encoding='gbk')
2、StringIO 和 BytesIO
StringIO 和 BytesIO 是用读写文件一致的接口在内存中操作str和bytes的方法（而无需从存储里读取，即无 open 操作）。
StringIO() / BytesIO() 返回值 = open() 返回值
应用：比如你要从某个接口下载一个文件，只做解析工作获取你想要的信息就够过了，无需保存。那麻烦的是，下载后还要手动删掉它。现在则没有那么麻烦，直接内存中就搞定，同时代码也不用修改，还用原来的读写文件的接口就好。
# 用 StringIO 写 string
from io import StringIO
f = StringIO()
f.write('hello')
f.write(' ')
f.write('world!')
print(f.getvalue())
# 用 StringIO 读 string
from io import StringIO
f = StringIO('Hello!\nHi!\nGoodbye!')
for line in f.readlines():
print(line.strip())
# ------
# 用 BytesIO 写 bytes
from io import BytesIO
f = BytesIO()
f.write('中文'.encode('utf-8'))
print(f.getvalue())
# 用 BytesIO 读 bytes
from io import BytesIO
f = BytesIO(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
print(f.read().decode('utf-8'))
3、操作文件和目录 & 获取 OS 信息
os 模块可获取 操作系统信息、环境变量、操作文件和目录 等。
坑：但是复制文件的函数居然在
os模块中不存在！幸运的是shutil模块提供了copyfile()的函数，你还可以在shutil模块中找到很多实用函数，它们可以看做是os模块的补充。
第三方 psutil 模块还可以获取 CPU、内存、磁盘、网络、进程等信息。
4、序列化 (Serialization)
我们把变量从内存中变成可 存储 或 传输 的过程称之为序列化，在Python中叫pickling，在其他语言中也被称之为serialization，marshalling，flattening等等，都是一个意思。
拓展：存储的过程叫
持久化（persistence）
（1）pickle
from io import BytesIO
import pickle
d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
picklingData = pickle.dumps(d)
# print(picklingData) # picklingData 已经变成二进制。可以把 picklingData 持久化或传输。
f = BytesIO(picklingData)
d_new = pickle.load(f) # 注意 pickle.load 的参数是 file （即 open() 返回值）
print(d_new)
缺点：Pickle的问题和所有其他编程语言特有的序列化问题一样，就是它只能用于Python，并且可能不同版本的Python彼此都不兼容。
（2）JSON
import json
d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
json_str = json.dumps(d)
print(json_str)
# {"name": "Bob", "age": 20, "score": 88}
print(json.loads(json_str))
# {"name": "Bob", "age": 20, "score": 88}
优点：JSON 跟 Pickle 比的好处就是跨平台。推荐使用。
（3）XML
待写
拓展：with 语句
上面的 文件读写 的代码中，有个 with 语句，他的作用是 open() 后自动调用 f.close() 这个函数，避免手写的繁琐。具体如下：
with open('./log.txt', 'r') as f:
print(f.read())
# 两者相等
try:
f = open('./log.txt', 'r')
print(f.read())
finally:
if f:
f.close()
并不是只有 open() 函数返回的f对象才能使用with语句。实际上，任何对象，只要正确实现了上下文管理，即 class 内部有 __enter__和__exit__ 函数，就可以用于with语句。例如：
class Query(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __enter__(self):
print('Begin')
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
if exc_type:
print('Error')
else:
print('End')
def query(self):
print('Query info about %s...' % self.name)
with Query('Bob') as q:
q.query()
# 打印出：
Begin
Query info about Bob...
End
更多上下文管理的功能，可使用
contextlib内置模块。
