Python基础篇

作者

解释器

Linux/Unix 的系统上，Python 解释器通常被安装在 /usr/local/bin/python 这样的有效路径（目录）里。

我们可以将路径 /usr/local/bin 添加到您的 Linux/Unix 操作系统的环境变量中，这样您就可以通过 shell 终端输入下面的命令来启动 Python 。

在 Linux/Unix 系统中，你可以在脚本顶部添加以下命令让 Python 脚本可以像 SHELL 脚本一样可直接执行：

1#! /usr/bin/env python

[crypto-connect label=”Connect to Login” class=”fl-button fl-is-info fl-is-light”]

[crypto-block]

注释

Python 中的注释有三种形式：

  • 以 # 开头
  • 以 ''' 开始，以 ''' 结尾
  • 以 """ 开始，以 """ 结尾
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13		# 单行注释

”’
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
”’

“””
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号
“””

数据类型

Python3 中有六个标准的数据类型：

  • Numbers（数字）
  • String（字符串）
  • List（列表）
  • Tuple（元组）
  • Sets（集合）
  • Dictionaries（字典）

操作符

Python 语言支持以下类型的运算符:

  • 算术运算符
  • 比较（关系）运算符
  • 赋值运算符
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 成员运算符
  • 身份运算符
  • 运算符优先级

算术运算符

运算符描述实例
+加 – 两个对象相加a + b 输出结果 31
–减 – 得到负数或是一个数减去另一个数a – b 输出结果 -11
*乘 – 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串a * b 输出结果 210
/除 – x 除以 yb / a 输出结果 2.1
%取模 – 返回除法的余数b % a 输出结果 1
**幂 – 返回 x 的 y 次幂a**b 为 10 的 21 次方
//取整除 – 返回商的整数部分9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0

比较运算符

运算符描述实例
==等于 – 比较对象是否相等(a == b) 返回 False。
!=不等于 – 比较两个对象是否不相等(a != b) 返回 True.
>大于 – 返回 x 是否大于 y(a > b) 返回 False。
<小于 – 返回 x 是否小于 y。所有比较运算符返回 1 表示真，返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价。注意，这些变量名的大写。(a < b) 返回 True。
>=大于等于 – 返回 x 是否大于等于 y。(a >= b) 返回 False。
<=小于等于 – 返回 x 是否小于等于 y。(a <= b) 返回 True。

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
%=取模赋值运算符c %= a 等效于 c = c % a
**=幂赋值运算符c **= a 等效于 c = c ** a
//=取整除赋值运算符c //= a 等效于 c = c // a

位运算符

运算符描述实例
&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(a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100
|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。(a | b) 输出结果 61 ，二进制解释： 0011 1101
^按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为 1(a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001
~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(~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。
<<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。a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000
>>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a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111

逻辑运算符

运算符逻辑表达式描述实例
andx 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。(a and b) 返回 20。
orx 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。(a or b) 返回 10。
notnot x布尔”非” – 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。not(a and b) 返回 False

成员运算符

运算符描述实例
in如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。

身份运算符

运算符描述实例
isis 是判断两个标识符是不是引用自一个对象x is y, 如果 id(x) 等于 id(y) , is 返回结果 1
is notis not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象x is not y, 如果 id(x) 不等于 id(y). is not 返回结果 1

运算符优先级

运算符描述
**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
not or and逻辑运算符

控制语句

条件语句

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6		if condition_1:
statement_block_1
elif condition_2:
statement_block_2
else:
statement_block_3

循环语句

while

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2		while 判断条件：
statements

for

1
2		for <variable> in <sequence>:
<statements>

range()

1
2		for i in range(0, 10, 3) :
print(i)

break 和 continue

  • break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。
  • continue 语句被用来告诉 Python 跳过当前循环块中的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。

pass

pass 语句什么都不做。它只在语法上需要一条语句但程序不需要任何操作时使用.例如:

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2		while True:
pass # 等待键盘中断 (Ctrl+C)

函数

Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：

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2		def 函数名（参数列表）：
函数体

函数变量作用域

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11		#!/usr/bin/env python3
a = 4 # 全局变量

def print_func1():
a = 17 # 局部变量
print(“in print_func a = “, a)
def print_func2():
print(“in print_func a = “, a)
print_func1()
print_func2()
print(“a = “, a)

以上实例运行结果如下：

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2
3		in print_func a = 17
in print_func a = 4
a = 4

关键字参数

函数也可以使用 kwarg=value 的关键字参数形式被调用.例如,以下函数:

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5		def parrot(voltage, state=’a stiff’, action=’voom’, type=’Norwegian Blue’):
print(“– This parrot wouldn’t”, action, end=’ ‘)
print(“if you put”, voltage, “volts through it.”)
print(“– Lovely plumage, the”, type)
print(“– It’s”, state, “!”)

可以以下几种方式被调用:

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6		parrot(1000) # 1 positional argument
parrot(voltage=1000) # 1 keyword argument
parrot(voltage=1000000, action=’VOOOOOM’) # 2 keyword arguments
parrot(action=’VOOOOOM’, voltage=1000000) # 2 keyword arguments
parrot(‘a million’, ‘bereft of life’, ‘jump’) # 3 positional arguments
parrot(‘a thousand’, state=’pushing up the daisies’) # 1 positional, 1 keyword

以下为错误调用方法：

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4		parrot() # required argument missing
parrot(voltage=5.0, ‘dead’) # non-keyword argument after a keyword argument
parrot(110, voltage=220) # duplicate value for the same argument
parrot(actor=’John Cleese’) # unknown keyword argument

可变参数列表

最后,一个最不常用的选择是可以让函数调用可变个数的参数.这些参数被包装进一个元组(查看元组和序列).在这些可变个数的参数之前,可以有零到多个普通的参数:

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5		def arithmetic_mean(*args):
sum = 0
for x in args:
sum += x
return sum

返回值

Python 的函数的返回值使用 return 语句，可以将函数作为一个值赋值给指定变量：

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3		def return_sum(x,y):
c = x + y
return c

异常

异常处理

try 语句按照如下方式工作；

  • 首先，执行 try 子句（在关键字 try 和关键字 except 之间的语句）
  • 如果没有异常发生，忽略 except 子句，try 子句执行后结束。
  • 如果在执行 try 子句的过程中发生了异常，那么 try 子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和 except 之后的名称相符，那么对应的 except 子句将被执行。最后执行 try 语句之后的代码。
  • 如果一个异常没有与任何的 except 匹配，那么这个异常将会传递给上层的 try 中。
  • 不管 try 子句里面有没有发生异常，finally 子句都会执行。
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15		import sys

try:
f = open(‘myfile.txt’)
s = f.readline()
i = int(s.strip())
except OSError as err:
print(“OS error: {0}”.format(err))
except ValueError:
print(“Could not convert data to an integer.”)
except:
print(“Unexpected error:”, sys.exc_info()[0])
raise
finally:
# 清理行为

抛出异常

Python 使用 raise 语句抛出一个指定的异常。例如:

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4		>>> raise NameError(‘HiThere’)
Traceback (most recent call last):
File “<stdin>”, line 1, in ?
NameError: HiThere

自定义异常

可以通过创建一个新的 exception 类来拥有自己的异常。异常应该继承自 Exception 类，或者直接继承，或者间接继承。

当创建一个模块有可能抛出多种不同的异常时，一种通常的做法是为这个包建立一个基础异常类，然后基于这个基础类为不同的错误情况创建不同的子类：

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30		class Error(Exception):
“””Base class for exceptions in this module.”””
pass

class InputError(Error):
“””Exception raised for errors in the input.

Attributes:
expression — input expression in which the error occurred
message — explanation of the error
“””

def __init__(self, expression, message):
self.expression = expression
self.message = message

class TransitionError(Error):
“””Raised when an operation attempts a state transition that’s not
allowed.

Attributes:
previous — state at beginning of transition
next — attempted new state
message — explanation of why the specific transition is not allowed
“””

def __init__(self, previous, next, message):
self.previous = previous
self.next = next
self.message = message

大多数的异常的名字都以”Error”结尾，就跟标准的异常命名一样。

面向对象

面向对象技术简介

  • 类(Class): 用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
  • 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
  • 数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
  • 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
  • 实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
  • 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个 Dog 类型的对象派生自 Animal 类，这是模拟”是一个（is-a）”关系（例图，Dog 是一个 Animal）。
  • 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
  • 方法：类中定义的函数。
  • 对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

类定义

语法格式如下：

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6		class ClassName:
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>

类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

类对象

类对象支持两种操作：属性引用和实例化。

属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。

类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:

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14		#!/usr/bin/python3

class MyClass:
“””一个简单的类实例”””
i = 12345
def f(self):
return ‘hello world’

# 实例化类
x = MyClass()

# 访问类的属性和方法
print(“MyClass 类的属性 i 为：”, x.i)
print(“MyClass 类的方法 f 输出为：”, x.f())

实例化类：

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3		# 实例化类
x = MyClass()
# 访问类的属性和方法

以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

执行以上程序输出结果为：

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2		MyClass 类的属性 i 为： 12345
MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

很多类都倾向于将对象创建为有初始状态的。因此类可能会定义一个名为 init() 的特殊方法（构造方法），像下面这样：

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2		def __init__(self):
self.data = []

类定义了 init() 方法的话，类的实例化操作会自动调用 init() 方法。所以在下例中，可以这样创建一个新的实例:

1x = MyClass()

当然， init() 方法可以有参数，参数通过 init() 传递到类的实例化操作上。例如:

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8		>>> class Complex:
… def __init__(self, realpart, imagpart):
… self.r = realpart
… self.i = imagpart
…
>>> x = Complex(3.0, -4.5)
>>> x.r, x.i
(3.0, -4.5)

类的方法

在类地内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self,且为第一个参数:

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20		#!/usr/bin/python3

#类定义
class people:
#定义基本属性
name = ”
age = 0
#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
__weight = 0
#定义构造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print(“%s 说: 我 %d 岁。” %(self.name,self.age))

# 实例化类
p = people(‘W3Cschool’,10,30)
p.speak()

执行以上程序输出结果为：

1W3Cschool 说: 我 10 岁。

继承

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承就，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

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6		class DerivedClassName(BaseClassName1):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>

需要注意圆括号中基类的顺序，若是基类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python 从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找基类中是否包含方法。

BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

1class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

实例

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32		#!/usr/bin/python3

#类定义
class people:
#定义基本属性
name = ”
age = 0
#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
__weight = 0
#定义构造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print(“%s 说: 我 %d 岁。” %(self.name,self.age))

#单继承示例
class student(people):
grade = ”
def __init__(self,n,a,w,g):
#调用父类的构函
people.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
#覆写父类的方法
def speak(self):
print(“%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级”%(self.name,self.age,self.grade))



s = student(‘ken’,10,60,3)
s.speak()

执行以上程序输出结果为：

1ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

多继承

Python 同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:

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6		class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
<statement-1>
.
.
.
<statement-N>

需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python 从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

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47		#!/usr/bin/python3

#类定义
class people:
#定义基本属性
name = ”
age = 0
#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
__weight = 0
#定义构造方法
def __init__(self,n,a,w):
self.name = n
self.age = a
self.__weight = w
def speak(self):
print(“%s 说: 我 %d 岁。” %(self.name,self.age))

#单继承示例
class student(people):
grade = ”
def __init__(self,n,a,w,g):
#调用父类的构函
people.__init__(self,n,a,w)
self.grade = g
#覆写父类的方法
def speak(self):
print(“%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级”%(self.name,self.age,self.grade))

#另一个类，多重继承之前的准备
class speaker():
topic = ”
name = ”
def __init__(self,n,t):
self.name = n
self.topic = t
def speak(self):
print(“我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s”%(self.name,self.topic))

#多重继承
class sample(speaker,student):
a =”
def __init__(self,n,a,w,g,t):
student.__init__(self,n,a,w,g)
speaker.__init__(self,n,t)

test = sample(“Tim”,25,80,4,”Python”)
test.speak() #方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法

执行以上程序输出结果为：

1我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法，实例如下：

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12		#!/usr/bin/python3

class Parent: # 定义父类
def myMethod(self):
print (‘调用父类方法’)

class Child(Parent): # 定义子类
def myMethod(self):
print (‘调用子类方法’)

c = Child() # 子类实例
c.myMethod() # 子类调用重写方法

执行以上程序输出结果为：

1调用子类方法

类属性与方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。

类的方法

在类地内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self,且为第一个参数

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 slef.__private_methods。

实例如下：

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16		#!/usr/bin/python3

class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有变量
publicCount = 0 # 公开变量

def count(self):
self.__secretCount += 1
self.publicCount += 1
print (self.__secretCount)

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print (counter.publicCount)
print (counter.__secretCount) # 报错，实例不能访问私有变量

执行以上程序输出结果为：

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Traceback (most recent call last):
File “test.py”, line 16, in <module>
print (counter.__secretCount) # 报错，实例不能访问私有变量
AttributeError: ‘JustCounter’ object has no attribute ‘__secretCount’

类的专有方法：

  • **init :** 构造函数，在生成对象时调用
  • **del :** 析构函数，释放对象时使用
  • **repr :** 打印，转换
  • **setitem :** 按照索引赋值
  • **getitem:** 按照索引获取值
  • **len:** 获得长度
  • **cmp:** 比较运算
  • **call:** 函数调用
  • **add:** 加运算
  • **sub:** 减运算
  • **mul:** 乘运算
  • **div:** 除运算
  • **mod:** 求余运算
  • **pow:** 乘方

运算符重载

Python 同样支持运算符重载，我么可以对类的专有方法进行重载，实例如下：

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16		#!/usr/bin/python3

class Vector:
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b

def __str__(self):
return ‘Vector (%d, %d)’ % (self.a, self.b)

def __add__(self,other):
return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print (v1 + v2)

以上代码执行结果如下所示:

1Vector(7,8)

标准库概览

操作系统接口

os 模块提供了不少与操作系统相关联的函数。

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6		>>> import os
>>> os.getcwd() # 返回当前的工作目录
‘C:\\Python34’
>>> os.chdir(‘/server/accesslogs’) # 修改当前的工作目录
>>> os.system(‘mkdir today’) # 执行系统命令 mkdir
0

文件通配符

glob 模块提供了一个函数用于从目录通配符搜索中生成文件列表:

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3		>>> import glob
>>> glob.glob(‘*.py’)
[‘primes.py’, ‘random.py’, ‘quote.py’]

命令行参数

通用工具脚本经常调用命令行参数。这些命令行参数以链表形式存储于 sys 模块的 argv 变量。例如在命令行中执行 python demo.py one two three 后可以得到以下输出结果:

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3		>>> import sys
>>> print(sys.argv)
[‘demo.py’, ‘one’, ‘two’, ‘three’]

错误输出重定向和程序终止

sys 还有 stdin，stdout 和 stderr 属性，即使在 stdout 被重定向时，后者也可以用于显示警告和错误信息。

1
2		>>> sys.stderr.write(‘Warning, log file not found starting a new one\n’)
Warning, log file not found starting a new one

字符串正则匹配

re 模块为高级字符串处理提供了正则表达式工具。对于复杂的匹配和处理，正则表达式提供了简洁、优化的解决方案:

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5		>>> import re
>>> re.findall(r’\bf[a-z]*’, ‘which foot or hand fell fastest’)
[‘foot’, ‘fell’, ‘fastest’]
>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1′, r’\1′, ‘cat in the the hat’)
‘cat in the hat’

数学

math 模块为浮点运算提供了对底层 C 函数库的访问:

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5		>>> import math
>>> math.cos(math.pi / 4)
0.70710678118654757
>>> math.log(1024, 2)
10.0

[crypto-block]

[wshop_reward]