1.1 python 编程基础

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语法知识

基本语法

变量与数据结构

  1. int 任意大小的整数 1100-80800

  2. float 浮点数,也称小数 1.233.14-9.01

  3. str 字符串,以单引号或双引号括起来的任意文本 'abc'"xyz"

  4. bool 布尔值TrueFalse

  5. list 列表,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']

往list中追加元素到末尾

>>> classmates.append('Adam')
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

把元素插入到指定的位置,比如索引号为1的位置

>>> classmates.insert(1, 'Jack')
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

删除list末尾的元素,用pop()方法

>>> classmates.pop()
'Adam'
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy']

删除指定位置的元素,用pop(i)方法

>>> classmates.pop(1)
'Jack'
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

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']
  1. tuple 元组,也是有序列表,但一旦初始化就不能修改
classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')

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,)

一个“可变的”tuple

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
>>> t[2][0] = 'X'
>>> t[2][1] = 'Y'
>>> t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

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。

  1. dict 字典,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

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}

和list比较,dict有以下几个特点:

  1. 查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而变慢;
  2. 需要占用大量的内存,内存浪费多。

而list相反:

  1. 查找和插入的时间随着元素的增加而增加;
  2. 占用空间小,浪费内存很少。

所以,dict是用空间来换取时间的一种方法

dict的key必须是不可变对象,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,可以作为key。而list是可变的,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'
  1. set 无序和无重复元素的集合
>>> s = {1, 1, 2, 2, 3, 3}
>>> s
{1, 2, 3}

条件判断

age = 3
if age >= 18:
    print('adult')
elif age >= 6:
    print('teenager')
else:
    print('kid')

循环

  1. for 循环
age = 3
if age >= 18:
    print('adult')
elif age >= 6:
    print('teenager')
else:
    print('kid')
  1. while循环,只要条件满足,就不断循环,条件不满足时退出循环
sum = 0
n = 99
while n > 0:
    sum = sum + n
    n = n - 2
print(sum)
  1. break 提前退出循环
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')
  1. continue 跳过当前的这次循环,直接开始下一次循环
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)

输入与输出

  1. input
name = input('please enter your name: ')
print('hello,', name)
C:\Workspace> python hello.py
please enter your name: Michael
hello, Michael
  1. print
>>> print('100 + 200 =', 100 + 200)
100 + 200 = 300
  1. f-string 在字符串前加 f前缀,然后使用 {expression} 插入变量或表达式
person = {"name": "Charlie", "age": 35}
print(f"{person['name']} is {person['age']} years old.")
# 输出:Charlie is 35 years old.

numbers = [10, 20, 30]
print(f"The first number is {numbers[0]}.")
# 输出:The first number is 10.

函数与作用域

  1. 函数定义与调用(def语句、参数、返回值)
import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny
>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(x, y)
151.96152422706632 70.0

切片

>>> L = list(range(100))
>>> L
[0, 1, 2, 3, ..., 99]

前10个数,每两个取一个:

>>> L[:10:2]
[0, 2, 4, 6, 8]

所有数,每5个取一个:

>>> L[::5]
[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]

迭代

>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> for key in d:
...     print(key)
...
a
c
b

列表生成器

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
>>> [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[2, 4, 6, 8, 10]
>>> [x if x % 2 == 0 else -x for x in range(1, 11)]
[-1, 2, -3, 4, -5, 6, -7, 8, -9, 10]

map

>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
  1. Lambda表达式(匿名函数)
  2. 作用域(LEGB规则)
  3. 装饰器(Decorator)