Python基础知识学习

Python基础知识

建议有程序语言基础的童鞋阅读，零基础阅读可能会有点费解

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注释方法

# 单行注释
''' 多行注释 '''

数据类型

查看数据类型函数
type(变量) 返回该变量的数据类型

数据类型转换函数
int(num) 将num转换为整数类型
float(num) 将num转换为浮点数类型
bool(num) 将num转换为布尔类型
str(num) 将num转换为字符串类型

注：

• int bool float 任何两种类型都可相互转换
• 任何类型都可以转换为字符串

注：

• str -> int 要求全部为数字
• str -> float 要求全部为数字，且可存在一个小数点

注：当布尔值False转换为str后， 在转换为bool会变成True

输入和输出

输入

语法 inp = input('提示文本')

注：输入结果为str数据类型，如须做其他操作可进行数据转换

输出

1. 默认输出

print('hello, world')

2. 占位符输出

# %s 的s表示变量的数据类型
print('名字：%s，年龄：%s，性别：%s' % (name, age, sex)) 

3. 推荐使用

print(f'名字：{name}，年龄：{age}，性别：{sex}')

算数运算符

+ - * / ** // %

前四个同其他编程语言用法相同

---

** 表示平方计算 5 ** 2 === 5的2次方
// 表示做除运算后取整
% 取余运算

简写形式
+= -= *= /= **= //+ %=

---

注：
+ 也可用于字符串拼接
* 当任意一边为字符串时，则表示重复字符串

常用运算函数

round(num, count) 表示对num四舍五入，并保留小数点后count位

比较运算符

> < >= <= = !=

常用函数

• ord(chr) 返回该chr的ASCII码(只能为单个字符)
• chr(num) 返回该ASCII对应的字符

逻辑运算符

and ，or ， not

成员运算符

in ，not in

分支

单分支

# 注意缩进
if bool表达式:  
    print('执行')  

双分支

# 注意缩进
if bool表达式:  
    print('执行语句1')  
else:
    print('执行语句2')

分支嵌套

# 注意缩进
if bool表达式:  
    if bool表达式2:
        print('执行嵌套语句')
    else:
        print('执行语句1')  
else:
    print('执行语句2')

多分支

# 注意缩进
if bool表达式1:  
    print('执行语句1')  
elif bool表达式2:
    print('执行语句2')
elif bool表达式...:
    print('执行语句...')
else: 
    print('如上都不满足，则执行这条语句')

循环

循环控制

只能在循环语句中使用，只对距离最近的循环起作用

break # 跳出本循环
continue # 结束本次循环，执行下一次循环 

while循环

# 注意判断条件
while bool表达式:
    print('执行语句')

for循环

# range(start, end, rule) 从start开始，到end-1，间隔为rule,rule的正负表示正序或倒序
# range(1, 11) 输出1~10，不包括最大值11
# range(1, 11, 2) 输出1~10，不包括最大值11, 第三个参数表示为每次间隔2
# range(11, 1, -2) 输出11~2，不包括最小值值1, 第三个参数为负数，则表示为倒序且每次间隔2
# range(5) 简写形式，0~5的范围

for i in range(1,11):
    print(i)

循环else结构

只有循环完整执行完毕后，才会执行else语句
当循环过程中执行break语句后，else将不执行

# while  
while bool表达式:  
    print('执行语句')
else:
    print('while  else语句')
    
# for  
for i in range(10):  
    print('执行语句')
else:
    print('for  else语句')

列表

对象是存储单个数据的容器，而列表（数组）就是存储多个数据的容器，任何数据类型都可以存放

# 字面量创建新列表
lst = [1,'2','三']

# 使用list函数创建新列表
lst = list([1,'2','三'])

列表的取值

1. 通过索引下标取值
2. 使用for循环

获取元素的下标

1. list.index(‘元素’) 找不到元素则抛出异常， 可预先使用in方法判断是否存在

获取列表中多个元素（切片）

list[start:end:step]
从start索引位置开始，截取到end-1位置结束，步长为step

其中step可为负值，表示从start位置往左边截取开始

start默认值为0
end默认值为列表长度
step默认值为1

省略参数但 : 必须存在 list[::]

列表的增删改操作

增加

• append(item)
  在原有的列表末尾添加一个元素

lst = [10, 20, 30] 
lst.append(100)
print(lst) # [10, 20, 30, 100] 

• extend( [] )
  在原有的列表末尾至少添加一个元素，添加元素必须是列表（添加多个）

lst = [10, 20, 30] 
lst.extend([99, 100])
print(lst) # [10, 20, 30, 99, 100] 

• insert(index, item)
  在原有的列表指定位置添加一个元素

lst = [10, 20, 30] 
lst.insert(1, 99)
print(lst) # [10, 99, 20, 30] 

• 切片添加多个元素(指定位置添加多个元素)
  使用切片把选择到的元素替换掉

lst = [10, 20, 30] 
lst[1:] = [99]
print(lst) # [10, 99]

删除

• remove(item)
  在原有的列表删除一个元素，如果有重复元素只删除一个，如果元素不存在则抛出异常

lst = [10, 20, 30] 
lst.remove(20)
print(lst) # [10, 30] 

• pop(index)
  删除指定索引位置的元素，如果指定索引不存在则抛出异常
  不传index，则删除末尾元素

lst = [10, 20, 30] 
lst.pop(1)
print(lst) # [10, 30] 

• clear()
  清空列表

lst = [10, 20, 30] 
lst.clear()
print(lst) # []  

• 切片删除元素
  使用切片把选择到的元素替换为空

lst = [10, 20, 30] 
lst[1:] = []
print(lst) # [10]

• 删除列表，即释放内存（谨慎使用）

lst = [10, 20, 30] 
del lst
print(lst) # 会抛出异常， lst is not defined

修改

• 直接重新赋值

lst = [10, 20, 30] 
lst[1] = 40
print(lst) # [10, 40, 30]  

• 切片修改（批量修改）

lst = [10, 20, 30] 
lst[1:3] = [40, 50, 60]
print(lst) # [10, 40, 50, 60]  

列表的排序

• sort()
  在原列表的基础上排序
  传入reserse=True降序排序
  传入reserse=False生序升序
  不传默认升序

# sotr()  
lst = [9, 3, 2, 8] 
lst.sort()  
print(lst) # [2, 3, 8, 9]  

# sotr(reserse=True)  
lst = [9, 3, 2, 8] 
lst.sort(reserse=True)  
print(lst) # [9, 8, 3, 2]

# sotr(reserse=False)  
lst = [9, 3, 2, 8] 
lst.sort(reserse=False)  
print(lst) # [2, 3, 8, 9]  

• sorted(lst[,rule ])
  使用内置函数sorted()进行排序，将产生一个新列表对象
  传入第二参数reserse=True降序排序
  传入第二参数reserse=False生序升序
  不传第二参数默认升序

# sorted(lst)  
lst = [9, 3, 2, 8] 
new_list = sorted(lst)  
print(new_list) # [2, 3, 8, 9]  

# sorted(lst, reserse=True) 
lst = [9, 3, 2, 8] 
new_lsit = sorted(lst, reserse=True)  
print(new_list) # [9, 8, 3, 2]

# sorted(lst, reserse=False)  
lst = [9, 3, 2, 8] 
new_lsit = sorted(lst, reserse=False)   
print(new_list) # [2, 3, 8, 9]  

列表生成式

• [i for i in renge(1, 11)]
  列表生成的表达式

lst = [i*i for i in renge(1, 6)]
print(lst) # [1, 4, 9, 16, 25]

列表常用函数

• len(list)：列表元素个数
• max(list)：返回列表元素最大值
• min(list)：返回列表元素最小值

字典（对象）

python的内置数据结构之一，以键值对的方式存储数据。在其他语言中也叫对象。

字典的创建方式

• info = {'name':'zzl', 'age':18}
• info = dict(name='zzl', age=18)

字典的常用操作

• 获取字典中的元素

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  

# []方式
print(info['name']) # zzl  
print(info['sex']) # error: keyError 

# get()方式
print(info.get('name')) # zzl
print(info.get('sex')) # None  
print(info.get('sex', '男')) # 如果sex字段为None的话，则打印 '男' 默认值

• key的判断
  in, not in

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  

# in
print('name' in info) # True  

# not in
print('sex' nor in info) # True

• key的删除

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  

del info['name'] # 删除name字段
print(info) # {'age':18}

info.clear() # 清空该字典  
print(info) # {}

• 新增key

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  
info['sex'] = '男'
print(info) # {'name':'zzl', 'age':18, 'sex':'男'}  

• 修改key

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  
info['age'] = 20
print(info) # {'name':'zzl', 'age':20}  

获取字典的试图方法

• keys()
  返回字典的所有key组成的列表

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  
keys = info.keys()
print(keys) # ['age', 'name']

• values()
  返回字典的所有value组成的列表

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  
values = info.value()
print(values) # [18, 'zzl']

• items()
  返回字典的所有key:value组成的列表

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  
itmes = info.items()
print(items) # [('age', 18), ('name', 'zzl')]

字典的遍历

info = {
   'name':'zzl', 'age':18}  

for item in info:
    print(item，info[item])
# age 'zzl'
# name 18

字典的生成式

items = ['Fruits', 'Books', 'Others'] 
prices = [98, 97, 95] 
d = {
    item:price for item, price in zip(items, prices) }
print(d) # {'Others': 95, 'Books': 97, 'Fruits': 98}

字典的特点

1. 字典中的所有元素都是一个key-value对，key不允许重复，value可以重复
2. 字典中的元素是无序的
3. 字典中的key必须是不可变对象，（即key不能为变量）
4. 字典也可以根据需要动态的伸缩
5. 字典会浪费较大的内存，是一种使用空间换时间的数据结构

元组

列表的另一种形式，是不可变序列

元组的创建方式

# 直接用小括号书写
t = ('python', 'world', '20') 

# 使用内置函数tuple() 
t1 = tuple( ('python', 'world', '20') )

t3 = ('python',) # 如果元组只有一个元素，则在元素后面加上 ，  

# 获取元组的元素
t[0] # python

元组的遍历

t = ('python', 'world', '20') 

for item in t:
    print(item)
# python
# world 
# 20

注：

1. 如果元组中对象本身是不可变对象，则不能再引用其他对象
2. 如果元组中的对象是可变对象，则可变对象的引用不允许改变，但数据可以改变

集合

python语言提供的内置数据结构
与列表、字典都属于可变类型的序列
集合是没有value的字典
集合的存储是无序的

集合的创建

# 集合的value不能重复
s = {
   2, 3, 4, 5, 2, 4} 
print(s)  # {2,3,4,5}

# set()函数  
s1 = set(range(6)) 
print(s1) # set([0, 1, 2, 3, 4, 5])

s2 = set([1,2,3,5,6,4,3])
print(s2) # set([1, 2, 3, 4, 5, 6])

s3 = set((1,23,5,32,1))
print(s3) # set([32, 1, 5, 23])

s4 = set('python')  
print(s4) # set(['h', 'o', 'n', 'p', 't', 'y'])

s5 = set({
   12,4,23,4,12})  
print(s5) # set([12, 4, 23])

# 定义集合
s6 = set()

集合的常用操作

s = {
   10, 20, 30, 40, 50}   

# 判断是否存在
print(10 in s) # True   
print(70 in s) # False

# 新增  
s.add(80) 
print(s) # {10, 20, 30, 40, 50, 80}  

# 新增多个  
s.update({
   200, 400})  
print(s) # {10, 20,, 200, 30, 40, 50, 400, 80}  

# 删除  
s.remove(10) 
print(s) # {20,, 200, 30, 40, 50, 400, 80} 
s.remove(900) # error: keyError
s.discard(900) # 如果有则删除900， 没有也不会报错
s.pop() # 随机删除一个， 不能传参  
s.clear() # 清空集合

集合间的关系

两个集合是否相等（判断集合中的元素是否完全相等）

s1 = {
   10, 20, 30, 40}
s2 = {
   20, 40, 10, 20} 
print(s1 == s2) # True
print(s1 != s2) # False

一个集合是否是另一个集合的子集

假如集合s1的元素里包括集合s2的全部元素，则s2是s1的子集

s1 = {
   10, 20, 30, 40}
s2 = {
   20, 40} 
print(s2.issubset(s1)) # True

一个集合是否是另一个集合的超集

与上相反，假如集合s1的元素里包括集合s2的全部元素，则s1是s2的超集

s1 = {
   10, 20, 30, 40}
s2 = {
   20, 40} 
print(s1.issuperset(s2)) # True

一个集合和另一个集合是否无交集

如果一个集合里某个元素，在另一个集合里也有存储，则两个集合有交集

s1 = {
   10, 20, 30, 40}
s2 = {
   80, 60} 
print(s1.isdisjoint(s2)) # False 无交集

字符串的常用操作

字符串的查询操作方法

字符串的大小写转换操作的方法

字符串内容对齐操作的方法

字符串分割操作的方法

判断字符串操作的方法

字符串操作的其他方法

字符串格式化操作

# %s 的s表示数据类型  s:字符串  i:整数
print('我叫%s，我今年%i岁' % ('zzl', 18)) # 我叫zzl，我今年18岁'

# {}里的数字表示后面变量的索引，可重复使用
print('我叫{0}，我今年{1}岁，我真的叫{0}'.format('zzl', 18)) # 我叫zzl，我今年18岁，我真的叫zzl'

# 前面加f  可在{}中直接填写变量
print(f'我叫{'zzl'}，我今年{18}岁') # 我叫zzl，我今年18岁'

字符串编码和解码操作

# 编码

s = '好好学习，天天向上'
# 使用GBK格式进行编码, 此格式中，一个中文占两个字节
print(s.encode(encoding='GBK')) #b'\xba\xc3\xba\xc3\xd1\xa7\xcf\xb0\xa3\xac\xcc\xec\xcc\xec\xcf\xf2\xc9\xcf'

# 使用UTF-8格式进行编码 此格式中，一个中文占三个字节
print(s.encode(encoding='UTF-8')) #b'\xe5\xa5\xbd\xe5\xa5\xbd\xe5\xad\xa6\xe4\xb9\xa0\xef\xbc\x8c\xe5\xa4\xa9\xe5\xa4\xa9\xe5\x90\x91\xe4\xb8\x8a'



# 解码  （使用什么格式编码，就必须使用什么格式解码，否则会报错）

# 使用GBK格式进行编码
print(s.encode(encoding='GBK').decode(encoding='GBK')) # 好好学习，天天向上

# 使用UTF-8格式进行编码
print(s.encode(encoding='UTF-8').decode(encoding='UTF-8')) # 好好学习，天天向上

函数

函数的定义和使用

# 定义
def 函数名(a, b): # 参数a和b
    函数体  
    return  # 返回值  
    
# 使用  
函数名()  

# 代码演示  
def cals(a, b):
    c = a + b 
    return c
    
res = cals(20, 30) # 50  

函数的参数传递

• 位置传参，cals(20, 30) ，此时a的值是20， b的值是30
• 关键字传参， cals(b=70, a=30) 此时a的值是30， b的值是70

函数的返回值

1. 如果函数没有返回值（函数执行完毕之后，不需要给调用处提供数据）,return可以省略不写
2. 函数的返回值，如果是1个，直接返回原值
3. 函数的返回值，如果是多个，返回的结果为元组

def fun(lst):
    odd = [] # 存放奇数  
    even = [] # 存放偶数
    for i in lst:
        if (i%2) :
            odd.append(i)
        else:
            even.append(i)
    return odd,even

lst = [10, 23, 65, 78, 32, 77] 
print(fun(lst)) # ([23, 65, 77], [10, 78, 32])

函数的默认值

在定义函数的时候，可以给形参赋上默认值，当没传参数的时候，函数会取默认值，如果传参和默认值同时存在，传的参数会替换掉默认值

def cals(a, b = 10):
    c = a + b 
    return c
    
res = cals(20) # 30  
res = cals(20, 30) # 50

函数的参数定义

• 个数可变的位置参数
  定义函数时，可能无法确定传递的实参个数，这个时候就要使用可变的位置形参。使用*定义，结果为一个元组

def fun(*args);
    print(args)

fun(1)  # (1,)
fun(1,2,3)  # (1, 2, 3)

• 个数可变的关键字参数（指定参数名传递参数）
  定义函数时，可能无法确定传递的关键字实参个数，这个时候就要使用可变的关键字形参。使用*定义，结果为一个字典

def fun(**args);
    print(args)

fun(a=10)  # {'a':10}
fun(a=10, b=20, c=30)  # {'a':10, 'b':20, 'c':30}

以上参数在函数定义时，一种方式只能定义一次。
当两种参数定义方式同时存在时，位置形参必须在关键字形参前面

python异常处理机制

异常捕获

try:
    可能出现异常的语句放在这里 
except 你要捕获的异常类型:
    捕获到异常后你想做什么
except 你要捕获的异常类型:
    捕获到异常后你想做什么
...
except BaseException as e: # 这种情况是以上异常类型都没捕获到，则执行这块代码
    print('出错了', e)
print('程序照常执行')

异常捕获else

try:
    可能出现异常的语句放在这里 
except 你要捕获的异常类型:
    捕获到异常后你想做什么
except 你要捕获的异常类型:
    捕获到异常后你想做什么
...
except BaseException as e: # 这种情况是以上异常类型都没捕获到，则执行这块代码
    print('出错了', e)
else:
    print('如果没有异常则执行else部分')

try…except…else…finally结构

try:
    a = int(input('请输入第一个整数'))
    b = int(input('请输入另一个整数'))
    res = a/b
except BaseException as e:
    print('出错了', e)
else:
    print('结果为:'res)
finlly:
    print('无论是否产生异常，总会被执行的代码')

python常见的异常类型

类与对象

类的创建

• 类属性: 类中方法外的变量称为类属性，被该类的所有实例对象共享
• 类方法: 使用@classmethod修饰的方法，可使用类名直接访问
• 静态方法: 使用@staticmethod修饰的方法，可使用类名直接访问

# Stubent为类的名称，由一个或多个单词组成。（建议类名书写方式为每个单词首字母大写）
class Student:
    native_pace = '河南' # 直接写在类里的变量，称为属性
    
    # 初始化函数( 构造函数 )
    def __init__(self, name ,age):
        # 创建实例的时候 对name和age属性进行赋值
        self.name = name
        self.age = age
    
    # 定义在类里面的方法为实例方法
    def eat(self):
        print('吃饭')
    
    # 静态方法 （静态方法里不允许写self）
    @staticmethod 
    def method():
        print('使用staticmethod进行修饰，所以我是静态方法')
        
        
    # 类方法
    @classmethod 
    def cm(cls):
        print('使用calssmethod进行修饰，所以我是类方法')
    

类实例对象

# 类实例创建语法  stu = Student()
# 假设已存在上面的 Student 类  

# stu1就是Student类的实例对象，该实例对象中可以访问到类中的属性和方法
stu1 = Student('zzl', 18) # 创建实例
print(stu1.name) # zzl
print(stu1.age) # 18
stu1.eat() # 吃饭

动态绑定属性和方法

# 假设已存在Student类  
stu = Student('zzl', 18)  

# 绑定 gender 属性 
stu.gender = '男' 
print(stu.gender) # 男

# 绑定 show 方法
def show():
    print('show方法执行')
stu.show = show
stu.show() # show方法执行

面向对象的三大特征

• 封装 （提高程序的安全性）
  将数据（属性）和行为（方法）封装到类对象中，在方法内部对属性进行操作，在类对象的外部调用方法。这样无需关心方法内部的具体实现细节，从而隔离了复杂度。在python中没有专门的修饰符用户属性的私有化，如果该属性不想被类对象访问，可以在属性名前面加两个 ‘_’

• 继承

• 多态

代码演示

# 继承
class Person(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def info(self):
        print(self.name, self.age)


class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, stu_no):
        super().__init__(name, age)
        self.stu_no = stu_no


class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, age, teachofyear):
        super().__init__(name, age)
        self.teachofyear = teachofyear


stu = Student('张三', 20, 10001)
teacher = Teacher('李四', 35, 10)

stu.info() # 张三 20
teacher.info() # 李四 35

# python 支持多继承 
class A(class1, class2):  
    pass
    
# 方法重写  
# 方法重写就是在子类里定义与父类重名的方法，这样就会优先调用子类的定义的方法

模块和包

定义：每一个.py文件就是一个模块

使用模块化的好处

1. 方便其他程序和脚本的导入使用
2. 避免函数名和变量名冲突
3. 提高代码的可维护性
4. 提高代码的可重用性

导入模块

# 导入模块
import 模块名称 [as 别名]  

# 导入模块中的指定函数(or 变量 or 类)
from 模块名称 import 函数/变量/类

包

包是一个分层次的目录结构，它将一组功能相近的模块组织在一个目录下

作用

1. 代码规范
2. 避免模块名称冲突

包与目录的区别

1. 包含__init__.py文件的目录称为包
2. 目录里通常不存在__init__.py文件

包的导入
import 包名.模块名

文件的读写

内置函数open()创建文件对象

# file = open( filename, [mode, encoding] )

# 假设有一个名为a的文本文件，里面有hello world
file = open('a.txt', 'r')
print(file.readlines()) # ['hello world']
file.close()

常用的文件打开模式

文件对象的常用方法

with语句（上下文管理器）

with语句可以自动管理上下文资源，不论什么原因跳出with语句都能确保文件正确的关闭，以此来达到释放资源的目的

# with使用  
with open(filename, mode) as file:
    pass 

目录操作 （os 和 os.path）

1. os模块是python内置的与操作系统功能和文件系统相关的模块，该模块中的语句的执行结果通常与操作系统有关，在不同的操作系统上运行，得到的结果可能不一样
2. os模块与os.path模块用于对目录或文件进行操作

import os
# 打开计算器
os.system('calc.exe')
# 打开记事本
os.system('notepad.exe')

# 打开可执行文件
os.startfile('路径')

os模块操作目录相关函数

os.path模块操作目录相关函数

python内置模块

使用import关键字引入

转载：https://blog.csdn.net/weixin_48179599/article/details/112942692