大学时学过python,但时间太久忘记了,这里边复习,边做个简单笔记帮助回忆。
对变量赋值x = y是把变量x指向真正的对象,该对象是变量y所指向的。随后对变量y的赋值不影响变量x的指向。
a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print(b)
输入和输出
print()函数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')
The quick brown fox jumps over the lazy dog
相当于每个中间插了个空格。
print()也可以打印整数,或者计算结果:因此,我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点:
>>> print('100 + 200 =', 100 + 200)
100 + 200 = 300
输入
name = input('please enter your name: ')
print('hello,', name)
字符串
字符编码
由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字符被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母A的编码是65,小写字母z的编码是122。也放不下汉字。
因此,Unicode字符集应运而生。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。 Unicode标准也在不断发展,但最常用的是UCS-16编码,用两个字节表示一个字符(如果要用到非常偏僻的字符,就需要4个字节)。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode如果统一成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果你写的文本基本上全部是英文的话,用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间,在存储和传输上就十分不划算。。
所以,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。
总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式: 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。
格式化 一
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.'
格式化 二
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},使用: 和 {} 其中:.1f是格式化指令,用于输出保留一位小数
>>> 'Hello, {0}, 成绩提升了 {1:.1f}%'.format('小明', 17.125)
'Hello, 小明, 成绩提升了 17.1%'
格式化 三
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
>>> 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
列表[]、元组()
list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。
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。
但,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!
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
>>> t[2][0] = 'X'
>>> t[2][1] = 'Y'
>>> t
('a', 'b', ['X', 'Y'])
循环
for循环
sum = 0
for i in range(101):
sum = sum + i
print(sum)
while循环
sum = 0
n = 100
while n > 0:
sum = sum + n
n = n - 1
print(sum)
break
n = 1
while n <= 100:
if n > 10: # 当n = 11时,条件满足,执行break语句
break # break语句会结束当前循环
print(n)
n = n + 1
print('END')
continue
n = 0
while n < 10:
n = n + 1
if n % 2 == 0: # 如果n是偶数,执行continue语句
continue # continue语句会直接继续下一轮循环,后续的print()语句不会执行
print(n)
字典{'apple' : 1 , 'bann' : 2}、集合{}
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
为什么dict查找速度这么快?因为dict的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了1万个汉字,我们要查某一个字,一个办法是把字典从第一页往后翻,直到找到我们想要的字为止,这种方法就是在list中查找元素的方法,list越大,查找越慢。
第二种方法是先在字典的索引表里(比如部首表)查这个字对应的页码,然后直接翻到该页,找到这个字。无论找哪个字,这种查找速度都非常快,不会随着字典大小的增加而变慢。
dict就是第二种实现方式,给定一个名字,比如'Michael',dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”,也就是95这个数字存放的内存地址,直接取出来,所以速度非常快。
你可以猜到,这种key-value存储方式,在放进去的时候,必须根据key算出value的存放位置,这样,取的时候才能根据key直接拿到value。 哈希算法
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
和list比较,dict有以下几个特点:
- 查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而变慢;
- 需要占用大量的内存,内存浪费多。 空间换时间
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:
>>> key = [1, 2, 3]
>>> d[key] = 'a list'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'
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:
>>> s = {1, 1, 2, 2, 3, 3}
>>> 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 = {1, 2, 3}
>>> s2 = {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”。
函数
定义函数
我们以自定义一个求绝对值的my_abs函数为例:
def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x
print(my_abs(-99))
如果你已经把my_abs()的函数定义保存为abstest.py文件了,那么,可以在该文件的当前目录下启动Python解释器,用from abstest import my_abs来导入my_abs()函数,注意abstest是文件名(不含.py扩展名):
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│Windows PowerShell - □ x │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│>>> from abstest import my_abs │
│>>> my_abs(-9) │
│9 │
│>>> │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
空函数
如果想定义一个什么事也不做的空函数,可以用pass语句:
def nop():
pass
pass语句什么都不做,那有什么用?实际上pass可以用来作为占位符,比如现在还没想好怎么写函数的代码,就可以先放一个pass,让代码能运行起来。
参数类型检查
数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现:
def my_abs(x):
if not isinstance(x, (int, float)):
raise TypeError('bad operand type')
if x >= 0:
return x
else:
return -x
添加了参数检查后,如果传入错误的参数类型,函数就可以抛出一个错误:
>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 3, in my_abs
TypeError: bad operand type
函数返回多值
import math
def move(x, y, step, angle=0):
nx = x + step * math.cos(angle)
ny = y - step * math.sin(angle)
return nx, ny
其实是假象,返回的是一个元组
>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(r)
(151.96152422706632, 70.0)
原来返回值是一个tuple!但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。 练习
import math
def quadratic(a, b, c):
x1 = (-b+math.sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)
x2 = (-b-math.sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)
return x1,x2
print('quadratic(2, 3, 1) =', quadratic(2, 3, 1))
print('quadratic(1, 3, -4) =', quadratic(1, 3, -4))
if quadratic(2, 3, 1) != (-0.5, -1.0):
print('测试失败')
elif quadratic(1, 3, -4) != (1.0, -4.0):
print('测试失败')
else:
print('测试成功')
函数的参数
位置参数
def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
power(x, n)函数有两个参数:x和n,这两个参数都是位置参数,调用函数时,传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和n。
默认参数
由于我们经常计算x2,所以,完全可以把第二个参数n的默认值设定为2:
def power(x, n=2):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
这样,当我们调用power(5)时,相当于调用power(5, 2)
设置默认参数时,有几点要注意:
一是必选参数在前,默认参数在后,否则Python的解释器会报错(因为如果默认参数在前,调用时只输一个参数,不知道是传的哪个形参);
二是如何设置默认参数。当函数有多个参数时,把变化大的参数放前面,变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。 定义默认参数要牢记一点:默认参数必须指向不变对象!
def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L
>>> add_end()
['END']
>>> add_end()
['END', 'END']
>>> add_end()
['END', 'END', 'END']
要修改上面的例子,我们可以用None这个不变对象来实现:
def add_end(L=None):
if L is None:
L = []
L.append('END')
return L
现在,无论调用多少次,都不会有问题:
>>> add_end()
['END']
>>> add_end()
['END']
可变参数
允许你传入0个或任意个参数,这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple
def calc(*numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum
在函数内部,参数numbers接收到的是一个tuple,因此,函数代码完全不变。但是,调用该函数时,可以传入任意个参数,包括0个参数:
>>> calc(1, 2)
5
>>> calc()
0
也可以传入一个tuple,但是前面加一个*号,把list或tuple的元素变成可变参数传进去
>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(*nums)
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关键字参数
可变参数允许你传入0个或任意个参数,这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数,这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。
def person(name, age, **kw):
print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)
>>> person('Bob', 35, city='Beijing')
name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
>>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
和可变参数类似,也可以先组装出一个dict,然后,把该dict转换为关键字参数传进去:**extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的**kw参数,kw将获得一个dict.
命名关键字参数
如果要限制关键字参数的名字,就可以用命名关键字参数,例如,只接收city和job作为关键字参数。这种方式定义的函数如下:
def person(name, age, *, city, job):
print(name, age, city, job)
和关键字参数**kw不同,命名关键字参数需要一个特殊分隔符*,*后面的参数被视为命名关键字参数。
>>> person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer')
Jack 24 Beijing Engineer
如果函数定义中已经有了一个可变参数,后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了:
def person(name, age, *args, city, job):
print(name, age, args, city, job)
命名关键字参数必须传入参数名,这和位置参数不同。如果没有传入参数名,调用将报错:
>>> person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: person() missing 2 required keyword-only arguments: 'city' and 'job'
命名关键字参数可以有缺省值,从而简化调用:
def person(name, age, *, city='Beijing', job):
print(name, age, city, job)
>>> person('Jack', 24, job='Engineer')
Jack 24 Beijing Engineer
参数组合
在Python中定义函数,可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数,这5种参数都可以组合使用。但是请注意,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。
比如定义一个函数,包含上述若干种参数:
def f1(a, b, c=0, *args, **kw):
print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)
def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):
print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)
递归函数
def fact(n):
if n==1:
return 1
return n * fact(n - 1)
>>> fact(1)
1
>>> fact(5)
120
使用递归函数需要注意防止栈溢出。每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。
汉诺塔问题
汉诺塔的核心思想是:如果只有一个盘子,直接从 A 移动到 C;如果有多个盘子,可以分解为三个步骤:
- 将前
n-1个盘子从 A 借助 C 移动到 B。 - 将第
n个盘子从 A 移动到 C。 - 将前
n-1个盘子从 B 借助 A 移动到 C。
def move(n, a, b, c):
if n == 1:
print(f"Move disk 1 from {a} to {c}")
else:
# 将前 n-1 个盘子从 A 借助 C 移动到 B
move(n - 1, a, c, b)
# 将第 n 个盘子从 A 移动到 C
print(f"Move disk {n} from {a} to {c}")
# 将前 n-1 个盘子从 B 借助 A 移动到 C
move(n - 1, b, a, c)
# 测试代码
move(3, 'A', 'B', 'C')