简介
Python 是一种高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。Python 由 Guido van Rossum 于 1989 年底在荷兰国家数学和计算机科学研究所发明,第一个公开发行版发行于 1991 年。
特点
1.易于学习:Python 有相对较少的关键字,结构简单,和一个明确定义的语法,学习起来更加简单。
2.易于阅读:Python 代码定义的更清晰。
3.易于维护:Python 的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
4.一个广泛的标准库:Python 的最大的优势之一是丰富的库,跨平台的,在 UNIX,Windows 和 macOS 兼容很好。
5.互动模式:互动模式的支持,您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言,互动的测试和调试代码片断。
6.可移植:基于其开放源代码的特性,Python 已经被移植(也就是使其工作)到许多平台。
7.可扩展:如果你需要一段运行很快的关键代码,或者是想要编写一些不愿开放的算法,你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程序,然后从你的 Python 程序中调用。
8.数据库:Python 提供所有主要的商业数据库的接口。
9.GUI 编程:Python 支持 GUI 可以创建和移植到许多系统调用。
10.可嵌入:你可以将 Python 嵌入到 C/C++ 程序,让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。
11.面向对象:Python 是强面向对象的语言,程序中任何内容统称为对象,包括数字、字符串、函数等。
基础语法
运行 Python
1.交互式解释器
在命令行窗口执行python
后,进入 Python 的交互式解释器。exit()
或 Ctrl + D
组合键退出交互式解释器。
2.命令行脚本
在命令行窗口执行python script-file.py
,以执行 Python 脚本文件。
3.指定解释器
如果在 Python 脚本文件首行输入#!/usr/bin/env python
,那么可以在命令行窗口中执行/path/to/script-file.py
以执行该脚本文件。
注:该方法不支持 Windows 环境。
编码
默认情况下,3.x 源码文件都是 UTF-8 编码,字符串都是 Unicode 字符。也可以手动指定文件编码:
# -*- coding: utf-8 -*-
或者
# encoding: utf-8
注意: 该行标注必须位于文件第一行
标识符
1.第一个字符必须是英文字母或下划线_
。
2.标识符的其他的部分由字母、数字和下划线组成。
3.标识符对大小写敏感。
注:从 3.x 开始,非 ASCII 标识符也是允许的,但不建议。
保留字
保留字即关键字,我们不能把它们用作任何标识符名称。Python 的标准库提供了一个 keyword 模块,可以输出当前版本的所有关键字:
>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
注释
单行注释采用#
,多行注释采用'''
或"""
。
# 这是单行注释
'''
这是多行注释
这是多行注释
'''
"""
这也是多行注释
这也是多行注释
"""
行与缩进
Python 最具特色的就是使用缩进来表示代码块,不需要使用大括号 {}
。
缩进的空格数是可变的,但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。缩进不一致,会导致运行错误。
多行语句
Python 通常是一行写完一条语句,但如果语句很长,我们可以使用反斜杠\
来实现多行语句。
total = item_one + \
item_two + \
item_three
在[]
,{}
, 或()
中的多行语句,不需要使用反斜杠\
。
空行
函数之间或类的方法之间用空行分隔,表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔,以突出函数入口的开始。
空行与代码缩进不同,空行并不是 Python 语法的一部分。书写时不插入空行,Python 解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码,便于日后代码的维护或重构。
记住:空行也是程序代码的一部分。
等待用户输入
input
函数可以实现等待并接收命令行中的用户输入。
content = input("\n\n请输入点东西并按 Enter 键\n")
print(content)
同一行写多条语句
Python 可以在同一行中使用多条语句,语句之间使用分号;
分割。
import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '\n')
多个语句构成代码组
缩进相同的一组语句构成一个代码块,我们称之代码组。
像if
、while
、def
和class
这样的复合语句,首行以关键字开始,以冒号:
结束,该行之后的一行或多行代码构成代码组。
我们将首行及后面的代码组称为一个子句(clause)。
print 输出
print 默认输出是换行的,如果要实现不换行需要在变量末尾加上end=""
或别的非换行符字符串:
print('123') # 默认换行
print('123', end = "") # 不换行
import 与 from...import
在 Python 用import
或者 from...import
来导入相应的模块。
将整个模块导入,格式为:import module_name
从某个模块中导入某个函数,格式为:from module_name import func1
从某个模块中导入多个函数,格式为:from module_name import func1, func2, func3
将某个模块中的全部函数导入,格式为:from module_name import *
运算符
算术运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
+ | 加 |
- | 减 |
* | 乘 |
/ | 除 |
% | 取模 |
** | 幂 |
// | 取整除 |
比较运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
== | 等于 |
!= | 不等于 |
> | 大于 |
< | 小于 |
>= | 大于等于 |
<= | 小于等于 |
赋值运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
= | 简单的赋值运算符 |
+= | 加法赋值运算符 |
-= | 减法赋值运算符 |
*= | 乘法赋值运算符 |
/= | 除法赋值运算符 |
%= | 取模赋值运算符 |
**= | 幂赋值运算符 |
//= | 取整除赋值运算符 |
位运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
& | 按位与运算符:参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0 |
按位或运算符:只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1 | |
^ | 按位异或运算符:当两对应的二进位相异时,结果为1 |
~ | 按位取反运算符:对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。~x 类似于 -x-1 |
<< | 左移动运算符:运算数的各二进位全部左移若干位,由"<<"右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补0 |
>> | 右移动运算符:把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位,">>"右边的数指定移动的位数 |
逻辑运算符
运算符 | 逻辑表达式 | 描述 |
---|---|---|
and | x and y | 布尔"与" - 如果 x 为 False,x and y 返回 False,否则它返回 y 的计算值 |
or | x or y | 布尔"或" - 如果 x 是 True,它返回 x 的值,否则它返回 y 的计算值 |
not | not x | 布尔"非" - 如果 x 为 True,返回 False 。如果 x 为 False,它返回 True |
成员运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
in | 如果在指定的序列中找到值返回 True,否则返回 False |
not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True,否则返回 False |
身份运算符
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
is | is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象 | x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True,否则返回 False |
is not | is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 | x is not y , 类似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True,否则返回 False |
运算符优先级
运算符 | 描述 |
---|---|
(expressions...) , [expressions...] , {key: value...} , {expressions...}
|
表示绑定或元组、表示列表、表示字典、表示集合 |
x[index] , x[index:index] , x(arguments...) , x.attribute
|
下标、切片、调用、属性引用 |
** |
指数 (最高优先级) |
~ + -
|
按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |
* / % //
|
乘,除,取模和取整除 |
+ -
|
加法减法 |
>> <<
|
右移,左移运算符 |
& |
位 'AND' |
^ |
位运算符 |
<= < > >=
|
比较运算符 |
<> == !=
|
等于运算符 |
= %= /= //= -= += *= **=
|
赋值运算符 |
is is not
|
身份运算符 |
in not in
|
成员运算符 |
and or not
|
逻辑运算符 |
if- else |
条件表达式 |
lambda |
Lambda 表达式 |
具有相同优先级的运算符将从左至右的方式依次进行。用小括号()
可以改变运算顺序。
变量
变量在使用前必须先"定义"(即赋予变量一个值),否则会报错:
>>> name
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'name' is not defined
数据类型
布尔(bool)
只有 True
和 False
两个值,表示真或假。
数字(number)
整型(int)
整数值,可正数亦可复数,无小数。
3.x 整型是没有限制大小的,可以当作 Long 类型使用,所以 3.x 没有 2.x 的 Long 类型。
浮点型(float)
浮点型由整数部分与小数部分组成,浮点型也可以使用科学计数法表示(2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250)
复数(complex)
复数由实数部分和虚数部分构成,可以用a + bj
,或者complex(a,b)
表示,复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。
数字运算
不同类型的数字混合运算时会将整数转换为浮点数
在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样
在整数除法中,除法/
总是返回一个浮点数,如果只想得到整数的结果,丢弃可能的分数部分,可以使用运算符//
。
//
得到的并不一定是整数类型的数,它与分母分子的数据类型有关系
在交互模式中,最后被输出的表达式结果被赋值给变量_
,_
是个只读变量
数学函数
注:以下函数的使用,需先导入 math 包。
函数 | 描述 |
---|---|
abs(x) | 返回数字的整型绝对值,如abs(-10) 返回 10 |
ceil(x) | 返回数字的上入整数,如math.ceil(4.1) 返回 5 |
cmp(x, y) | 如果 x < y 返回 -1,如果 x == y 返回 0,如果 x > y 返回 1。Python 3 已废弃 。使用 使用 (x>y)-(x<y) 替换。 |
exp(x) | 返回 e 的 x 次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045 |
fabs(x) | 返回数字的浮点数绝对值,如 math.fabs(-10) 返回10.0 |
floor(x) | 返回数字的下舍整数,如 math.floor(4.9) 返回 4 |
log(x) | 如 math.log(math.e) 返回 1.0,math.log(100,10) 返回 2.0 |
log10(x) | 返回以 10 为基数的 x 的对数,如 math.log10(100) 返回 2.0 |
max(x1, x2,...) | 返回给定参数的最大值,参数可以为序列 |
min(x1, x2,...) | 返回给定参数的最小值,参数可以为序列 |
modf(x) | 返回 x 的整数部分与小数部分,两部分的数值符号与 x 相同,整数部分以浮点型表示 |
pow(x, y) | 幂等函数, x**y 运算后的值 |
round(x [,n]) | 返回浮点数 x 的四舍五入值,如给出 n 值,则代表舍入到小数点后的位数 |
sqrt(x) | 返回数字 x 的平方根 |
随机数函数
注:以下函数的使用,需先导入 random 包。
函数 | 描述 |
---|---|
choice(seq) | 从序列的元素中随机挑选一个元素,比如random.choice(range(10)),从0到9中随机挑选一个整数 |
randrange ([start,] stop [,step]) | 从指定范围内,按指定基数递增的集合中获取一个随机数,基数缺省值为1 |
random() | 随机生成下一个实数,它在[0,1)范围内 |
seed([x]) | 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理,你不必特别去设定seed,Python会帮你选择seed |
shuffle(lst) | 将序列的所有元素随机排序 |
uniform(x, y) | 随机生成下一个实数,它在[x,y]范围内 |
三角函数
注:以下函数的使用,需先导入 math 包。
函数 | 描述 |
---|---|
acos(x) | 返回 x 的反余弦弧度值 |
asin(x) | 返回 x 的反正弦弧度值 |
atan(x) | 返回 x 的反正切弧度值 |
atan2(y, x) | 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值 |
cos(x) | 返回 x 的弧度的余弦值 |
hypot(x, y) | 返回欧几里德范数 sqrt(xx + yy) |
sin(x) | 返回的 x 弧度的正弦值 |
tan(x) | 返回 x 弧度的正切值 |
degrees(x) | 将弧度转换为角度,如 degrees(math.pi/2) 返回 90.0 |
radians(x) | 将角度转换为弧度 |
数学常量
常量 | 描述 |
---|---|
pi | 数学常量 pi(圆周率,一般以π来表示) |
e | 数学常量 e,e 即自然常数(自然常数) |
字符串(string)
单引号和双引号使用完全相同
使用三引号('''
或"""
)可以指定一个多行字符串
转义符(反斜杠)可以用来转义,使用r可以让反斜杠不发生转义,如r"this is a line with \n",则\n会显示,并不是换行
按字面意义级联字符串,如"this " "is " "string"会被自动转换为this is string
字符串可以用 + 运算符连接在一起,用 * 运算符重复
字符串有两种索引方式,从左往右以 0 开始,从右往左以 -1 开始
字符串不能改变
没有单独的字符类型,一个字符就是长度为 1 的字符串
字符串的截取的语法格式如下:变量[头下标:尾下标]
转义字符
转义字符 | 描述 |
---|---|
\ | 在行尾时,续行符 |
| 反斜杠符号 | |
' | 单引号 |
" | 双引号 |
\a | 响铃 |
\b | 退格(Backspace) |
\e | 转义 |
\000 | 空 |
\n | 换行 |
\v | 纵向制表符 |
\t | 横向制表符 |
\r | 回车 |
\f | 换页 |
\oyy | 八进制数,yy代表字符,例如:\o12代表换行 |
\xyy | 十六进制数,yy代表字符,例如:\x0a代表换行 |
\other | 其它的字符以普通格式输出 |
字符串运算符
操作符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
+ |
字符串连接 | 'Hello' + 'Python' 输出结果:'HelloPython' |
* |
重复输出字符串 | 'Hello' * 2 输出结果:'HelloHello' |
[] | 通过索引获取字符串中字符 | 'Hello'[1] 输出结果 e |
[ : ] | 截取字符串中的一部分 | 'Hello'[1:4] 输出结果 ell |
in | 成员运算符,如果字符串中包含给定的字符返回 True | 'H' in 'Hello' 输出结果 True |
not in | 成员运算符,如果字符串中不包含给定的字符返回 True | 'M' not in 'Hello' 输出结果 True |
r/R | 原始字符串,所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用,没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r(可以大小写)以外,与普通字符串有着几乎完全相同的语法 | print(r'\n') 或 print(R'\n') |
% | 格式化字符串 |
字符串格式化
在 Python 中,字符串格式化不是 sprintf 函数,而是用 % 符号。例如:
print("我叫%s, 今年 %d 岁!" % ('小明', 10))
// 输出:
我叫小明, 今年 10 岁!
格式化符号:
符号 | 描述 |
---|---|
%c | 格式化字符及其 ASCII 码 |
%s | 格式化字符串 |
%d | 格式化整数 |
%u | 格式化无符号整型 |
%o | 格式化无符号八进制数 |
%x | 格式化无符号十六进制数 |
%X | 格式化无符号十六进制数(大写) |
%f | 格式化浮点数字,可指定小数点后的精度 |
%e | 用科学计数法格式化浮点数 |
%E | 作用同 %e,用科学计数法格式化浮点数 |
%g | %f 和 %e 的简写 |
%G | %f 和 %E 的简写 |
%p | 用十六进制数格式化变量的地址 |
辅助指令:
指令 | 描述 |
---|---|
* | 定义宽度或者小数点精度 |
- | 用做左对齐 |
+ | 在正数前面显示加号 在正数前面显示空格 |
# | 在八进制数前面显示零('0'),在十六进制前面显示'0x'或者'0X'(取决于用的是'x'还是'X') |
0 | 显示的数字前面填充'0'而不是默认的空格 |
% | '%%'输出一个单一的'%' |
(var) | 映射变量(字典参数) |
m.n. | m 是显示的最小总宽度,n 是小数点后的位数(如果可用的话) |
Python 2.6 开始,新增了一种格式化字符串的函数 str.format(),它增强了字符串格式化的功能。
多行字符串
用三引号(''' 或 """)包裹字符串内容
多行字符串内容支持转义符,用法与单双引号一样
三引号包裹的内容,有变量接收或操作即字符串,否则就是多行注释
实例:
string = '''
print(\tmath.fabs(-10))
print(\nrandom.choice(li))
'''
print(string)
输出:
print( math.fabs(-10))
print(
random.choice(li))
Unicode
在 2.x 中,普通字符串是以 8 位 ASCII 码进行存储的,而 Unicode 字符串则存储为 16 位 Unicode 字符串,这样能够表示更多的字符集。使用的语法是在字符串前面加上前缀 u。
在 3.x 中,所有的字符串都是 Unicode 字符串。
字符串函数
方法名 | 描述 |
---|---|
str.capitalize() | 首字母大写,其余字符小写 |
str.center(width[, fillchar]) | 返回一个指定的宽度 width 居中的字符串,fillchar 为填充的字符,默认为空格 |
str.count(sub, start= 0,end=len(string)) | 统计子字符串在字符串中出现的次数 |
str.encode(encoding='UTF-8',errors='strict') | 以指定的编码格式编码字符串,返回 bytes 对象 |
bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict") | 以指定的编码格式解码 bytes 对象,返回字符串 |
str.endswith(suffix[, start[, end]]) | 判断字符串是否以指定后缀结尾 |
str.expandtabs(tabsize=8) | 把字符串中的 tab 符号(\t)转为空格 |
str.find(str, beg=0, end=len(string)) | 如果包含子字符串返回开始的索引值,否则返回-1 |
str.index(str, beg=0, end=len(string)) | 如果包含子字符串返回开始的索引值,否则抛出异常 |
str.isalnum() | 检测字符串是否只由字母和数字组成 |
str.isalpha() | 检测字符串是否只由字母组成 |
str.isdigit() | 检测字符串是否只由数字组成 |
str.islower() | 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符,并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写,则返回 True,否则返回 False |
str.isupper() | 检测字符串中所有的字母是否都为大写 |
str.isspace() | 如果字符串中只包含空格,则返回 True,否则返回 False |
str.istitle() | 检测字符串中所有的单词拼写首字母是否为大写,且其他字母为小写 |
str.join(sequence) | 将序列的元素以指定的字符连接生成一个新的字符串 |
len(s) | 返回对象(字符串、列表、元组等)长度或项目个数 |
str.ljust(width[, fillchar]) | 返回一个原字符串左对齐,并使用空格填充至指定长度的新字符串。如果指定的长度小于原字符串的长度则返回原字符串 |
str.lower() | 转换字符串中所有大写字符为小写 |
str.upper() | 转换字符串中所有小写字符为大写 |
str.strip([chars]) | 移除字符串头尾指定的字符(默认为空格)或字符序列 |
str.maketrans(intab, outtab) | 用于创建字符映射的转换表,对于接受两个参数的最简单的调用方式,第一个参数是字符串,表示需要转换的字符,第二个参数也是字符串表示转换的目标。两个字符串的长度必须相同,为一一对应的关系。 |
str.translate(table) | 根据参数table给出的表转换字符串的字符 |
max(str) | 返回字符串中最大的字符 |
min(str) | 返回字符串中最小的字符 |
str.replace(old, new[, max]) | 把字符串中的 old(旧字符串) 替换成 new(新字符串),如果指定第三个参数max,则替换不超过 max 次 |
str.split(str="", num=string.count(str)) | 通过指定分隔符对字符串进行切片,如果参数 num 有指定值,则仅分隔 num 个子字符串 |
str.splitlines([keepends]) | 按照行('\r', '\r\n', \n')分隔,返回一个包含各行作为元素的列表,如果参数 keepends 为 False,不包含换行符,如果为 True,则保留换行符 |
str.startswith(str, beg=0,end=len(string)) | 检查字符串是否是以指定子字符串开头 |
str.swapcase() | 对字符串的大小写字母进行互换 |
str.title() | 返回"标题化"的字符串,即所有单词都是以大写开始,其余字母均为小写 |
str.zfill(width) | 返回指定长度的字符串,原字符串右对齐,前面填充0 |
str.isdecimal() | 检查字符串是否只包含十进制字符,只适用于 Unicode 对象 |
字节(bytes)
在 3.x 中,字符串和二进制数据完全区分开。文本总是 Unicode,由 str 类型表示,二进制数据则由 bytes 类型表示。Python 3 不会以任意隐式的方式混用 str 和 bytes,你不能拼接字符串和字节流,也无法在字节流里搜索字符串(反之亦然),也不能将字符串传入参数为字节流的函数(反之亦然)。
bytes 类型与 str 类型,二者的方法仅有 encode() 和 decode() 不同。
bytes 类型数据需在常规的 str 类型前加个 b 以示区分,例如 b'abc'。
只有在需要将 str 编码(encode)成 bytes 的时候,比如:通过网络传输数据;或者需要将 bytes 解码(decode)成 str 的时候,我们才会关注 str 和 bytes 的区别。
bytes 转 str:
b'abc'.decode()
str(b'abc')
str(b'abc', encoding='utf-8')
str 转 bytes:
'中国'.encode()
bytes('中国', encoding='utf-8')
未完待续。。。
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