Python超详细基础篇

2019-07-30  本文已影响0人  zhangtaishan1

全文分为两大部分，分别是Python基础语法和面向对象。

第一部分 Python基础语法

看完这篇文章，你的Python基础就差不多了(一)

第一部分 Python基础语法

1. 认识Python

1.1 Python 简介

Python 的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。

Python 的设计目标：

Python 的设计哲学：

Python 开发者的哲学是：用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事

Python 是完全面向对象的语言，在 Python 中一切皆对象。

可扩展性：如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以把这部分程序用 C 或 C++ 编写，然后在 Python 程序中使用它们。

1.2. 第一个Python程序

执行 Python 程序的三种方式：

解释器、交互式运行、IDE运行

Python 是一个格式非常严格的程序设计语言。

python 2.x 默认不支持中文。

为了照顾现有的程序，官方提供了一个过渡版本 —— Python 2.6。

提示：如果开发时，无法立即使用 Python 3.0（还有极少的第三方库不支持 3.0 的语法），建议

IPython 是一个 python 的 交互式 shell，比默认的 python shell 好用得多，它支持 bash shell 命令，适合于学习/验证 Python 语法或者局部代码。

集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）—— 集成了开发软件需要的所有工具，一般包括以下工具：

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PyCharm 是 Python 的一款非常优秀的集成开发环境

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PyCharm运行工具栏

1.3. PyCharm 的设置

PyCharm 的 配置信息 是保存在 用户家目录下 的 .PyCharmxxxx.x 目录下的，xxxx.x 表示当前使用的 PyCharm 的版本号

1.3.1 恢复 PyCharm 的初始设置：

  1. 关闭正在运行的 PyCharm
  2. 在终端中执行以下终端命令，删除 PyCharm 的配置信息目录：
$ rm -r ~/.PyCharm2016.3
  1. 重新启动 PyCharm

1.3.2 PyCharm 安装和启动步骤：

  1. 执行以下终端命令，解压缩下载后的安装包
$ tar -zxvf pycharm-professional-2017.1.3.tar.gz
  1. 将解压缩后的目录移动到 /opt 目录下，可以方便其他用户使用
> /opt 目录用户存放给主机额外安装的软件

/opt 目录用户存放给主机额外安装的软件

$ sudo mv pycharm-2017.1.3/ /opt/

  1. 切换工作目录
$ cd /opt/pycharm-2017.1.3/bin
  1. 启动 PyCharm
$ ./pycharm.sh

1.3.3 设置启动图标

> 在 ubuntu 中，应用程序启动的快捷方式通常都保存在 /usr/share/applications 目录下

1.3.4 卸载之前版本的 PyCharm

要卸载 PyCharm 只需要做以下两步工作：

  1. 删除解压缩目录
$ sudo rm -r /opt/pycharm-2016.3.1/
  1. 删除家目录下用于保存配置信息的隐藏目录
$ rm -r ~/.PyCharm2016.3/
如果不再使用 PyCharm 还需要将 /usr/share/applications/ 下的 jetbrains-pycharm.desktop 删掉

1.4. 多文件项目的演练

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让选中的程序可以执行

2. 注释

2.1 单行注释（行注释）

print("hello python") # 输出 `hello python`
为了保证代码的可读性，# 后面建议先添加一个空格，然后再编写相应的说明文字；为了保证代码的可读性，注释和代码之间 至少要有 两个空格。
> 为了保证代码的可读性，# 后面建议先添加一个空格，然后再编写相应的说明文字；为了保证代码的可读性，注释和代码之间 至少要有 两个空格。

2.2 多行注释（块注释）

"""
这是一个多行注释
在多行注释之间，可以写很多很多的内容……
""" 
print("hello python")

提示：

  1. 注释不是越多越好，对于一目了然的代码，不需要添加注释
  2. 对于 复杂的操作，应该在操作开始前写上若干行注释
  3. 对于 不是一目了然的代码，应在其行尾添加注释（为了提高可读性，注释应该至少离开代码 2 个空格）
  4. 绝不要描述代码，假设阅读代码的人比你更懂 Python，他只是不知道你的代码要做什么

2.3 代码规范：

3. 运算符

3.1 算数运算符

是完成基本的算术运算使用的符号，用来处理四则运算，而“+”和“*”还可以用来处理字符串。

运算符 描述 实例 + 加 10 + 20 = 30 - 减 10 - 20 = -10 * 乘 10 * 20 = 200 / 除 10 / 20 = 0.5 // 取整除 返回除法的整数部分（商） 9 // 2 输出结果 4 % 取余数 返回除法的余数 9 % 2 = 1 ** 幂 又称次方、乘方，2 ** 3 = 8 3.2 比较（关系）运算符

3.3 赋值运算符

运算符 描述 实例 = 简单的赋值运算符 c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c += 加法赋值运算符 c += a 等效于 c = c + a -= 减法赋值运算符 c -= a 等效于 c = c - a *= 乘法赋值运算符 c *= a 等效于 c = c * a /= 除法赋值运算符 c /= a 等效于 c = c / a //= 取整除赋值运算符 c //= a 等效于 c = c // a %= 取 模 (余数)赋值运算符 c %= a 等效于 c = c % a **= 幂赋值运算符 c **= a 等效于 c = c ** a 3.4 身份运算符

身份运算符比较两个对象的内存位置。常用的有两个身份运算符，如下所述：

运算符 描述 示例 is 判断两个标识符是不是引用同一个对象 x is y，类似 id(x) == id(y) is not 判断两个标识符是不是引用不同对象 x is not y，类似 id(a) != id(b) 辨析

3.5 成员运算符

Python成员运算符测试给定值是否为序列中的成员。 有两个成员运算符，如下所述：

运算符 描述 in 如果在指定的序列中找到一个变量的值，则返回true，否则返回false。 not in 如果在指定序列中找不到变量的值，则返回true，否则返回false。 3.6 逻辑运算符

运算符 逻辑表达式 描述 and x and y 只有 x 和 y 的值都为 True，才会返回 True<br />否则只要 x 或者 y 有一个值为 False，就返回 False or x or y 只要 x 或者 y 有一个值为 True，就返回 True<br />只有 x 和 y 的值都为 False，才会返回 False not not x 如果 x 为 True，返回 False<br />如果 x 为 False，返回 True 3.7 运算符优先级

运算符 描述 ** 幂 (最高优先级) * / % // 乘、除、取余数、取整除 + - 加法、减法 <= < > >= 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 not or and 逻辑运算符 <补>程序执行原理

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Python程序执行示意图

  1. 操作系统会首先让 CPU 把 Python 解释器 的程序复制到 内存 中
  2. Python 解释器 根据语法规则，从上向下 让 CPU 翻译 Python 程序中的代码
  3. CPU 负责执行翻译完成的代码

Python 的解释器有多大？

# 1. 确认解释器所在位置
$ which python
# 2. 查看 python 文件大小(只是一个软链接)
$ ls -lh /usr/bin/python
# 3. 查看具体文件大小
$ ls -lh /usr/bin/python2.7

4. 变量

4.1 变量定义

变量名 = 值
使用交互式方式，如果要查看变量内容，直接输入变量名即可，不需要使用 print 函数

使用解释器执行，如果要输出变量的内容，必须要要使用 print 函数

4.2 变量的类型

提示：在 Python 2.x 中，整数 根据保存数值的长度还分为：

type(name)

<补>不同类型变量之间的计算

  1. 数字型变量 之间可以直接计算
  1. 字符串变量 之间使用 + 拼接字符串
  2. 字符串变量 可以和 整数 使用 * 重复拼接相同的字符串
  3. 数字型变量 和 字符串 之间 不能进行其他计算

<补>从键盘获取输入信息：input

字符串变量 = input("提示信息：")

<补>类型转换函数

函数 说明 int(x) 将 x 转换为一个整数 float(x) 将 x 转换到一个浮点数 str(x) 将对象x转换为字符串表示形式 tuple(s) 将s转换为元组 list(s) 将s转换为列表 price = float(input("请输入价格:"))

<补>格式化输出：print

print("格式化字符串" % 变量1)
print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))

4.3 变量的命名

4.3.1 标识符和关键字

标示符就是程序员定义的 变量名、函数名

关键字 就是在 Python 内部已经使用的标识符

In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)

4.3.2 变量的命名规则

命名规则 可以被视为一种 惯例，并无绝对与强制

目的是为了 增加代码的识别和可读性

注意 Python 中的 标识符 是 区分大小写的

  1. 在定义变量时，为了保证代码格式，= 的左右应该各保留一个空格
  2. 在 Python 中，如果 变量名 需要由 二个 或 多个单词 组成时，可以按照以下方式命名：每个单词都使用小写字母，单词与单词之间使用 _下划线 连接，例如：first_name、last_name、qq_number、qq_password。

当然，还有驼峰命名法：

小驼峰式命名法：第一个单词以小写字母开始，后续单词的首字母大写，例如：firstName、lastName。

大驼峰式命名法，每一个单词的首字母都采用大写字母，例如：FirstName、LastName、CamelCase 。

4.4 高级变量类型

在 Python 中，所有 非数字型变量 都支持以下特点：

1. 都是一个 序列 sequence，也可以理解为 容器

  1. 取值 []

  2. 遍历 for in

  3. 计算长度len、最大/最小值max/min、比较、删除del

  4. 链接 + 和 重复 *

  5. 切片

4.4.1 列表（list）

索引 就是数据在 列表 中的位置编号，索引 又可以被称为 下标

注意：从列表中取值时，如果 超出索引范围，程序会报错

name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]
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列表示意图

<补>del 关键字

In [1]: l = [1,2,3,4]
In [2]: del l[1]
In [3]: l[1]
Out[3]: 3

在日常开发中，要从列表删除数据，建议 使用列表提供的方法

<补>函数与方法

函数名(参数)

函数需要死记硬背

对象.方法名(参数)

在变量后面输入 .，然后选择针对这个变量要执行的操作，记忆起来比函数要简单很多

<补>循环遍历

# for 循环内部使用的变量 in 列表
for name in name_list:
 循环内部针对列表元素进行操作
 print(name)
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for-in循环流程图

  1. 列表 存储相同类型的数据
  2. 通过 迭代遍历，在循环体内部，针对列表中的每一项元素，执行相同的操作

4.4.2 元组（tuple）

info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75)

创建空元组：

info_tuple = ()

元组中 只包含一个元素 时，需要 在元素后面添加逗号：

info_tuple = (50, )
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元组示意图

<补>元组和列表之间的转换

list(元组) 

tuple(列表)

4.4.3 字典（dict）

dict（字典） 是 除列表以外 Python 之中 最灵活 的数据类型。

字典同样可以用来 存储多个数据，通常用于存储 描述一个 物体 的相关信息

xiaoming = {"name": "小明",
 "age": 18,
 "gender": True,
 "height": 1.75}
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字典示意图

# for 循环内部使用的 `key 的变量` in 字典
for k in xiaoming:
 print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))

提示：在实际开发中，由于字典中每一个键值对保存数据的类型是不同的，所以针对字典的循环遍历需求并不是很多

card_list = [{"name": "张三",

"qq": "12345",

"phone": "110"},

{"name": "李四",

"qq": "54321",

"phone": "10086"}

]

4.4.4 字符串（str）

大多数编程语言都是用 " 来定义字符串

string = "Hello Python"
for c in string:
 print(c)
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字符串示意图

提示：在 python 中对字符串操作，内置提供的方法足够多，使得在开发时，能够针对字符串进行更加灵活的操作！应对更多的开发需求！

  1. 判断类型 - 9

方法 说明 string.isspace() 如果 string 中只包含空格，则返回 True string.isalnum() 如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返回 True string.isalpha() 如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True string.isdecimal() 如果 string 只包含数字则返回 True，全角数字 string.isdigit() 如果 string 只包含数字则返回 True，全角数字、⑴、\u00b2 string.isnumeric() 如果 string 只包含数字则返回 True，全角数字，汉字数字 string.istitle() 如果 string 是标题化的(每个单词的首字母大写)则返回 True string.islower() 如果 string 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 string.isupper() 如果 string 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)字符都是大写，则返回 True 2) 查找和替换 - 7

方法 说明 string.startswith(str) 检查字符串是否是以 str 开头，是则返回 True string.endswith(str) 检查字符串是否是以 str 结束，是则返回 True string.find(str, start=0, end=len(string)) 检测 str 是否包含在 string 中，如果 start 和 end 指定范围，则检查是否包含在指定范围内，如果是返回开始的索引值，否则返回 -1 string.rfind(str, start=0, end=len(string)) 类似于 find()，不过是从右边开始查找 string.index(str, start=0, end=len(string)) 跟 find() 方法类似，不过如果 str 不在 string 会报错 string.rindex(str, start=0, end=len(string)) 类似于 index()，不过是从右边开始 string.replace(old_str, new_str, num=string.count(old)) 把 string 中的 old_str 替换成 new_str，如果 num 指定，则替换不超过 num 次 3) 大小写转换 - 5

方法 说明 string.capitalize() 把字符串的第一个字符大写 string.title() 把字符串的每个单词首字母大写 string.lower() 转换 string 中所有大写字符为小写 string.upper() 转换 string 中的小写字母为大写 string.swapcase() 翻转 string 中的大小写 4) 文本对齐 - 3

方法 说明 string.ljust(width) 返回一个原字符串左对齐，并使用空格填充至长度 width 的新字符串 string.rjust(width) 返回一个原字符串右对齐，并使用空格填充至长度 width 的新字符串 string.center(width) 返回一个原字符串居中，并使用空格填充至长度 width 的新字符串 5) 去除空白字符 - 3

方法 说明 string.lstrip() 截掉 string 左边（开始）的空白字符 string.rstrip() 截掉 string 右边（末尾）的空白字符 string.strip() 截掉 string 左右两边的空白字符 6) 拆分和连接 - 5

方法 说明 string.partition(str) 把字符串 string 分成一个 3 元素的元组 (str前面, str, str后面) string.rpartition(str) 类似于 partition() 方法，不过是从右边开始查找 string.split(str="", num) 以 str 为分隔符拆分 string，如果 num 有指定值，则仅分隔 num + 1 个子字符串，str 默认包含 '\r', '\t', '\n' 和空格 string.splitlines() 按照行('\r', '\n', '\r\n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表 string.join(seq) 以 string 作为分隔符，将 seq 中所有的元素（的字符串表示）合并为一个新的字符串 <补>字符串的切片

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字符串索引示意图

字符串[开始索引:结束索引:步长]

注意：

  1. 从头开始，开始索引 数字可以省略，冒号不能省略
  2. 到末尾结束，结束索引 数字可以省略，冒号不能省略
  3. 步长默认为 1，如果连续切片，数字和冒号都可以省略

<补>索引的顺序和倒序

num_str = "0123456789"
# 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[2:6])
# 2. 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串
print(num_str[2:])
# 3. 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[:6])
# 4. 截取完整的字符串
print(num_str[:])
# 5. 从开始位置，每隔一个字符截取字符串
print(num_str[::2])
# 6. 从索引 1 开始，每隔一个取一个
print(num_str[1::2])
# 倒序切片
# -1 表示倒数第一个字符
print(num_str[-1])
# 7. 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串
print(num_str[2:-1])
# 8. 截取字符串末尾两个字符
print(num_str[-2:])
# 9. 字符串的逆序（面试题）
print(num_str[::-1])

4.4.5 公共方法和变量的高级应用

4.4.5.1 内置函数

Python 包含了以下内置函数：

函数 描述 备注 len(item) 计算容器中元素个数

del(item) 删除变量 del 有两种方式 max(item) 返回容器中元素最大值 如果是字典，只针对 key 比较 min(item) 返回容器中元素最小值 如果是字典，只针对 key 比较 cmp(item1, item2) 比较两个值，-1 小于 / 0 相等 / 1 大于 Python 3.x 取消了 cmp 函数 注意：字符串比较符合以下规则： "0" < "A" < "a"。

4.4.5.2 切片

4.4.5.3 运算符

运算符 Python 表达式 结果 描述 支持的数据类型 + [1, 2] + [3, 4] [1, 2, 3, 4] 合并 字符串、列表、元组 * ["Hi!"] * 4 ['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!'] 重复 字符串、列表、元组 in 3 in (1, 2, 3) True 元素是否存在 字符串、列表、元组、字典 not in 4 not in (1, 2, 3) True 元素是否不存在 字符串、列表、元组、字典 > >= == < <= (1, 2, 3) < (2, 2, 3) True 元素比较 字符串、列表、元组 注意

4.4.5.4 内置函数完整的 for 循环语法

for 变量 in 集合:
 
 循环体代码
else:
 没有通过 break 退出循环，循环结束后，会执行的代码

应用场景：

4.4.5.5 变量的引用

在 Python 中：变量 和 数据 是分开存储的，数据 保存在内存中的一个位置，变量 中保存着数据在内存中的地址，就叫做 引用，使用 id() 函数可以查看变量中保存数据所在的 内存地址。

注意：如果变量已经被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上是 修改了数据的引用

在 Python 中，变量的名字类似于 便签纸 贴在 数据 上：

代码 图示 a = 1

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代码 图示 a = 2

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代码 图示 b = a

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在 Python 中，函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的

def test(num):
 print("-" * 50)
 print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num)))
 result = 100
 print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result)))
 print("-" * 50)
 return result
a = 10
print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a))
r = test(a)
print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a))
print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % id(r))
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结果

4.4.5.6 可变和不可变类型

注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据

注意

  1. 可变类型的数据变化，是通过 方法 来实现的

<补>哈希 (hash)

4.4.5.7 局部变量和全局变量

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

注意：函数执行时，需要处理变量时 会：

  1. 首先 查找 函数内部 是否存在 指定名称 的局部变量，如果有，直接使用
  2. 如果没有，查找 函数外部 是否存在 指定名称 的全局变量，如果有，直接使用
  3. 如果还没有，程序报错！

注意：函数不能直接修改全局变量的引用，如果要修改，必须要用global声明该变量是全局变量。

num = 10
def demo1():
 print("demo1" + "-" * 50)
 # global 关键字，告诉 Python 解释器 num 是一个全局变量
 global num
 # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已
 num = 100
 print(num)
def demo2():
 print("demo2" + "-" * 50)
 print(num)
demo1()
demo2()
print("over")

注意：为了避免局部变量和全局变量出现混淆，在定义全局变量时，有些公司会有一些开发要求，例如：全局变量名前应该增加 g_ 或者 gl_ 的前缀。

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