Python入門

Python變量和數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型

print語句

注釋

Python的注釋以 # 開頭，后面的文字直到行尾都算注釋

# 這一行全部都是注釋...
print 'hello' # 這也是注釋

什么是變量

定義字符串

字符串可以用''或者""括起來表示。

如果字符串本身包含'怎么辦？比如我們要表示字符串 I'm OK ，這時(shí)，可以用" "括起來表示：

"I'm OK"
類似的，如果字符串包含"，我們就可以用' '括起來表示：

'Learn "Python" in imooc'
如果字符串既包含'又包含"怎么辦？

這個(gè)時(shí)候，就需要對(duì)字符串的某些特殊字符進(jìn)行“轉(zhuǎn)義”，Python字符串用\進(jìn)行轉(zhuǎn)義。

要表示字符串 Bob said "I'm OK".
由于 ' 和 " 會(huì)引起歧義，因此，我們?cè)谒懊娌迦胍粋€(gè)\表示這是一個(gè)普通字符，不代表字符串的起始，因此，這個(gè)字符串又可以表示為

'Bob said "I'm OK".'
注意：轉(zhuǎn)義字符 \ 不計(jì)入字符串的內(nèi)容中。

常用的轉(zhuǎn)義字符還有：

\n 表示換行
\t 表示一個(gè)制表符
\ 表示 \ 字符本身

raw字符串與多行字符串

我們可以在字符串前面加個(gè)前綴 r ，表示這是一個(gè) raw 字符串，里面的字符就不需要轉(zhuǎn)義了。例如：

r'\(~_~)/ \(~_~)/'

但是r'...'表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含'和 "的字符串（為什么？）

如果要表示多行字符串，可以用'''...'''表示：

'''Line 1
Line 2
Line 3'''

上面這個(gè)字符串的表示方法和下面的是完全一樣的：

'Line 1\nLine 2\nLine 3'

還可以在多行字符串前面添加 r ，把這個(gè)多行字符串也變成一個(gè)raw字符串：

r'''Python is created by "Guido".
It is free and easy to learn.
Let's start learn Python in imooc!'''

Unicode字符串

轉(zhuǎn)義：

u'中文\n日文\n韓文'
多行：

u'''第一行
第二行'''

raw+多行：

ur'''Python的Unicode字符串支持"中文",
"日文",
"韓文"等多種語言'''

整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)

布爾類型

List和Tuple類型

list

按照索引訪問list

倒序訪問list

添加新元素

第一個(gè)辦法是用 list 的 append() 方法，把新同學(xué)追加到 list 的末尾：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.append('Paul')
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
append()總是把新的元素添加到 list 的尾部。

方法二是用list的 insert()方法，它接受兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是索引號(hào)，第二個(gè)參數(shù)是待添加的新元素：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.insert(0, 'Paul')
>>> print L
['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']

從list刪除元素

• 最后一個(gè)元素，我們可以用list的pop()方法刪除：

     >>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
    >>> L.pop()
    'Paul'
    >>> print L
    ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

pop()方法總是刪掉list的最后一個(gè)元素，并且它還返回這個(gè)元素，所以我們執(zhí)行 L.pop() 后，會(huì)打印出 'Paul'

如果Paul同學(xué)不是排在最后一個(gè)怎么辦？比如Paul同學(xué)排在第三：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']
要把Paul踢出list，我們就必須先定位Paul的位置。由于Paul的索引是2，因此，用 pop(2)把Paul刪掉：

替換元素

替換時(shí)直接賦值

tuple

tuple是另一種有序的列表，中文翻譯為“ 元組 ”。tuple 和 list 非常類似，但是，tuple一旦創(chuàng)建完畢，就不能修改了。

創(chuàng)建tuple和創(chuàng)建list唯一不同之處是用( )替代了[ ]。

tuple沒有 append()方法，也沒有insert()和pop()方法。

創(chuàng)建單元素tuple

包含 0 個(gè)元素的 tuple，也就是空tuple，直接用 ()表示：

>>> t = ()
>>> print t
()

創(chuàng)建包含1個(gè)元素的 tuple 呢？來試試：

>>> t = (1)
>>> print t
1
好像哪里不對(duì)！t 不是 tuple ，而是整數(shù)1。為什么呢？

因?yàn)?)既可以表示tuple，又可以作為括號(hào)表示運(yùn)算時(shí)的優(yōu)先級(jí)，結(jié)果 (1) 被Python解釋器計(jì)算出結(jié)果 1，導(dǎo)致我們得到的不是tuple，而是整數(shù) 1。

正是因?yàn)橛?)定義單元素的tuple有歧義，所以 Python 規(guī)定，單元素 tuple 要多加一個(gè)逗號(hào)“,”，這樣就避免了歧義：

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)
Python在打印單元素tuple時(shí)，也自動(dòng)添加了一個(gè)“,”，為了更明確地告訴你這是一個(gè)tuple。

“可變的tuple”

前面我們看到了tuple一旦創(chuàng)建就不能修改?，F(xiàn)在，我們來看一個(gè)“可變”的tuple：

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])

注意到 t 有 3 個(gè)元素：'a'，'b'和一個(gè)list：['A', 'B']。list作為一個(gè)整體是tuple的第3個(gè)元素。list對(duì)象可以通過 t[2] 拿到：

>>> L = t[2]
然后，我們把list的兩個(gè)元素改一改：

>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'

再看看tuple的內(nèi)容：

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

條件判斷和循環(huán)

if語句

for循環(huán)

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
for name in L:
    print name

### while循環(huán)

while x < N:
print x
x = x + 1

break與continue

在循環(huán)過程中，可以用break退出當(dāng)前循環(huán)，還可以用continue跳過后續(xù)循環(huán)代碼，繼續(xù)下一次循環(huán)。

多重循環(huán)

Dict和Set類型

什么是dict

用 dict 表示“名字”-“成績(jī)”的查找表如下：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

我們把名字稱為key，對(duì)應(yīng)的成績(jī)稱為value，dict就是通過 key 來查找 value。

花括號(hào) {} 表示這是一個(gè)dict，然后按照 key: value, 寫出來即可。最后一個(gè) key: value 的逗號(hào)可以省略。

訪問dict

d[key] 的形式來查找對(duì)應(yīng)的 value，這和 list 很像，不同之處是，list 必須使用索引返回對(duì)應(yīng)的元素，而dict使用key：

注意: 通過 key 訪問 dict 的value，只要 key 存在，dict就返回對(duì)應(yīng)的value。如果key不存在，會(huì)直接報(bào)錯(cuò)：KeyError。

要避免 KeyError 發(fā)生，有兩個(gè)辦法：

• 一是先判斷一下 key 是否存在，用 in 操作符：

if 'Paul' in d:
    print d['Paul']

如果 'Paul' 不存在，if語句判斷為False，自然不會(huì)執(zhí)行 print d['Paul'] ，從而避免了錯(cuò)誤。

• 二是使用dict本身提供的一個(gè) get 方法，在Key不存在的時(shí)候，返回None：

>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None

dict的特點(diǎn)

• 查找速度快,無論dict有10個(gè)元素還是10萬個(gè)元素，查找速度都一樣。而list的查找速度隨著元素增加而逐漸下降。

不過dict的查找速度快不是沒有代價(jià)的，**dict的缺點(diǎn)是占用內(nèi)存大，還會(huì)浪費(fèi)很多內(nèi)容，list正好相反，占用內(nèi)存小，但是查找速度慢。

• 由于dict是按 key 查找，所以，在一個(gè)dict中，key不能重復(fù)。

• 存儲(chǔ)的key-value序?qū)κ菦]有順序的！這和list不一樣：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

當(dāng)我們?cè)噲D打印這個(gè)dict時(shí)：

>>> print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}
打印的順序不一定是我們創(chuàng)建時(shí)的順序，而且，不同的機(jī)器打印的順序都可能不同，這說明dict內(nèi)部是無序的，不能用dict存儲(chǔ)有序的集合。

• **是作為 key 的元素必須不可變，Python的基本類型如字符串、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)都是不可變的，都可以作為 key。但是list是可變的，就不能作為 key。

可以試試用list作為key時(shí)會(huì)報(bào)什么樣的錯(cuò)誤。

不可變這個(gè)限制僅作用于key，value是否可變無所謂：

{
'123': [1, 2, 3], # key 是 str，value是list
123: '123', # key 是 int，value 是 str
('a', 'b'): True # key 是 tuple，并且tuple的每個(gè)元素都是不可變對(duì)象，value是 boolean
}
最常用的key還是字符串，因?yàn)橛闷饋碜罘奖恪?/p>

更新dict

要把新同學(xué)'Paul'的成績(jī) 72 加進(jìn)去，用賦值語句：

>>> d['Paul'] = 72

遍歷dict

直接使用for循環(huán)可以遍歷 dict 的 key：

>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> for key in d:
...     print key
... 
Lisa
Adam
Bart

什么是set

dict的作用是建立一組 key 和一組 value 的映射關(guān)系，dict的key是不能重復(fù)的。

有的時(shí)候，我們只想要 dict 的 key，不關(guān)心 key 對(duì)應(yīng)的 value，目的就是保證這個(gè)集合的元素不會(huì)重復(fù)，這時(shí)，set就派上用場(chǎng)了。

set 持有一系列元素，這一點(diǎn)和 list 很像，但是set的元素沒有重復(fù)，而且是無序的，這點(diǎn)和 dict 的 key很像。

所以set可以作為dict的key

訪問set

訪問 set中的某個(gè)元素實(shí)際上就是判斷一個(gè)元素是否在set中。

例如，存儲(chǔ)了班里同學(xué)名字的set：

`>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])
我們可以用 **in **操作符判斷：

Bart是該班的同學(xué)嗎？

>>> 'Bart' in s
True

set的特點(diǎn)

• set的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和dict很像，唯一區(qū)別是不存儲(chǔ)value，因此，判斷一個(gè)元素是否在set中速度很快。

• set存儲(chǔ)的元素和dict的key類似，必須是不變對(duì)象，因此，任何可變對(duì)象是不能放入set中的。

• set存儲(chǔ)的元素也是沒有順序的。

遍歷set

由于 set 也是一個(gè)集合，所以，遍歷 set 和遍歷 list 類似，都可以通過 for 循環(huán)實(shí)現(xiàn)。

直接使用 for 循環(huán)可以遍歷 set 的元素：

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
...     print name
... 
Lisa
Adam
Bart

更新set

添加元素時(shí)，用set的add()方法：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])

如果添加的元素已經(jīng)存在于set中，add()不會(huì)報(bào)錯(cuò)，但是不會(huì)加進(jìn)去了：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(3)
>>> print s
set([1, 2, 3])

刪除set中的元素時(shí)，用set的remove()方法：

>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])

如果刪除的元素不存在set中，remove()會(huì)報(bào)錯(cuò)：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 4

所以用add()可以直接添加，而remove()前需要判斷。

函數(shù)

什么是函數(shù)

調(diào)用函數(shù)

編寫函數(shù)

返回多值

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)

Python的函數(shù)返回多值其實(shí)就是返回一個(gè)tuple，但寫起來更方便。

遞歸函數(shù)

漢諾塔

定義默認(rèn)參數(shù)

定義可變參數(shù)

如果想讓一個(gè)函數(shù)能接受任意個(gè)參數(shù)，我們就可以定義一個(gè)可變參數(shù)：

def fn(*args):
    print args

可變參數(shù)也不是很神秘，Python解釋器會(huì)把傳入的一組參數(shù)組裝成一個(gè)tuple傳遞給可變參數(shù)，因此，在函數(shù)內(nèi)部，直接把變量 args 看成一個(gè) tuple 就好了。

切片

對(duì)list進(jìn)行切片

取前N個(gè)元素，也就是索引為0-(N-1)的元素，可以用循環(huán)：

>>> r = []
>>> n = 3
>>> for i in range(n):
...     r.append(L[i])
... 
>>> r
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

對(duì)這種經(jīng)常取指定索引范圍的操作，用循環(huán)十分繁瑣，因此，Python提供了切片（Slice）操作符，能大大簡(jiǎn)化這種操作。

對(duì)應(yīng)上面的問題，取前3個(gè)元素，用一行代碼就可以完成切片：

>>> L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']
L[0:3]表示，從索引0開始取，直到索引3為止，但不包括索引3。即索引0，1，2，正好是3個(gè)元素

只用一個(gè) : ，表示從頭到尾：

>>> L[:]
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
因此，L[:]實(shí)際上復(fù)制出了一個(gè)新list。

切片操作還可以指定第三個(gè)參數(shù)：

>>> L[::2]
['Adam', 'Bart']
第三個(gè)參數(shù)表示每N個(gè)取一個(gè)，上面的 L[::2] 會(huì)每?jī)蓚€(gè)元素取出一個(gè)來，也就是隔一個(gè)取一個(gè)。

把list換成tuple，切片操作完全相同，只是切片的結(jié)果也變成了tuple。

倒序切片

對(duì)字符串切片

字符串 'xxx'和 Unicode字符串 u'xxx'也可以看成是一種list，每個(gè)元素就是一個(gè)字符。因此，字符串也可以用切片操作，只是操作結(jié)果仍是字符串

迭代

什么是迭代

在Python中，如果給定一個(gè)list或tuple，我們可以通過for循環(huán)來遍歷這個(gè)list或tuple，這種遍歷我們成為迭代（Iteration）。

在Python中，迭代是通過 for ... in 來完成的

因?yàn)?Python 的 for循環(huán)不僅可以用在list或tuple上，還可以作用在其他任何可迭代對(duì)象上。

因此，迭代操作就是對(duì)于一個(gè)集合，無論該集合是有序還是無序，我們用 for 循環(huán)總是可以依次取出集合的每一個(gè)元素。

注意: 集合是指包含一組元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們已經(jīng)介紹的包括：

1. 有序集合：list，tuple，str和unicode；
2. 無序集合：set
3. 無序集合并且具有 key-value 對(duì)：dict
   而迭代是一個(gè)動(dòng)詞，它指的是一種操作，在Python中，就是 for 循環(huán)。

索引迭代

**Python中，迭代永遠(yuǎn)是取出元素本身，而非元素的索引。

對(duì)于有序集合，元素確實(shí)是有索引的。有的時(shí)候，我們確實(shí)想在 for 循環(huán)中拿到索引，怎么辦？

方法是使用 enumerate() 函數(shù)：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> for index, name in enumerate(L):
...     print index, '-', name
... 
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
3 - Paul

迭代dict的value

dict 對(duì)象有一個(gè) values() 方法，這個(gè)方法把dict轉(zhuǎn)換成一個(gè)包含所有value的list，這樣，我們迭代的就是 dict的每一個(gè) value：

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.values()
# [85, 95, 59]
for v in d.values():
    print v
# 85
# 95
# 59

如果仔細(xì)閱讀Python的文檔，還可以發(fā)現(xiàn)，dict除了values()方法外，還有一個(gè) itervalues() 方法，用 itervalues() 方法替代 values() 方法，迭代效果完全一樣：

*那這兩個(gè)方法有何不同之處呢？

1. values() 方法實(shí)際上把一個(gè) dict 轉(zhuǎn)換成了包含 value 的list。

2. 但是 itervalues() 方法不會(huì)轉(zhuǎn)換，它會(huì)在迭代過程中依次從 dict 中取出 value，所以 itervalues() 方法比 values() 方法節(jié)省了生成 list 所需的內(nèi)存。

3. 打印 itervalues() 發(fā)現(xiàn)它返回一個(gè) <dictionary-valueiterator> 對(duì)象，這說明在Python中，for 循環(huán)可作用的迭代對(duì)象遠(yuǎn)不止 list，tuple，str，unicode，dict等，任何可迭代對(duì)象都可以作用于for循環(huán)，而內(nèi)部如何迭代我們通常并不用關(guān)心。

迭代dict的key和value

items() 方法把dict對(duì)象轉(zhuǎn)換成了包含tuple的list，我們對(duì)這個(gè)list進(jìn)行迭代，可以同時(shí)獲得key和value：

>>> for key, value in d.items():
...     print key, ':', value
... 
Lisa : 85
Adam : 95
Bart : 59

和 values() 有一個(gè) itervalues() 類似， items() 也有一個(gè)對(duì)應(yīng)的 iteritems()，iteritems() 不把dict轉(zhuǎn)換成list，而是在迭代過程中不斷給出 tuple，所以， iteritems() 不占用額外的內(nèi)存。

列表生成式

生成列表

要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]，我們可以用range(1, 11)：

>>> range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做？方法一是循環(huán)：

>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
...    L.append(x * x)
... 
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

但是循環(huán)太繁瑣，而列表生成式則可以用一行語句代替循環(huán)生成上面的list：

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

這種寫法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式，可以以非常簡(jiǎn)潔的代碼生成 list。

復(fù)雜表達(dá)式

假設(shè)有如下的dict：

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }

完全可以通過一個(gè)復(fù)雜的列表生成式把它變成一個(gè) HTML 表格：

tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table>'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'

字符串的join()方法可以把一個(gè) list 拼接成一個(gè)字符串

條件過濾

列表生成式的 for 循環(huán)后面還可以加上 if 判斷。例如：

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

有了 if 條件，只有 if 判斷為 True 的時(shí)候，才把循環(huán)的當(dāng)前元素添加到列表中。

多層表達(dá)式

for循環(huán)可以嵌套，因此，在列表生成式中，也可以用多層 for 循環(huán)來生成列表。

對(duì)于字符串 'ABC' 和 '123'，可以使用兩層循環(huán)，生成全排列：

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in '123']
['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']

翻譯成循環(huán)代碼就像下面這樣：

L = []
for m in 'ABC':
    for n in '123':
        L.append(m + n)

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