Python的8个关键要素

一、数据类型

        Python提供几种内置数据类型，在此主要介绍其中的两种：

1、整型int

        Python用int类型表示整数（正整数或负整数），其大小只受限于机器内存而非固定数量的字节数。

2、字符串str

        Python用str类型表示字符串（Unicode字符序列），其可以用双引号或单引号配对囊括，由于其用Unicode编码，因此字符串不局限于ASCII字符。

        Python使用方括号[]来存取字符串等序列中的某一项，索引位置从0开始，比如：

        >>>“Hello World!”[6]

        'W'

        方括号存取这种语法适用于任何能够构成序列的数据类型，比如：列表。

        在Python中，str类型与基本数值类型（比如：int）都是固定的，即一旦设定，其值就不能更改，比如：用户方括号可以获取指定索引位置的字符，但不能将其设为新字符（需要注意的是，在Python中，字符就是指长度为1的字符串）。

        如果需要将一个数据项从一种数据类型转换为另一种数据类型，那么用语法datatype(item)即可，例如：

        >>>int(" 45")

        45

        >>>str(912)

        '912'

        int()转换可以允许头尾有空格，但转换必须有意义。str()转换几乎适用于所有数据类型。

二、对象引用

        在Python中，使用“对象引用”来“模拟”C/C++中的变量来存储数据，例如：

        x="blue"

        x就是对象引用，而“blue”就是内存中的数据，当对象引用存x在时，就直接将x绑定到“blue”，以便于用x引用“blue”；如果对象引用不存在，则创建对象引用x，并做如前所示的绑定操作。

        Python使用动态类型机制，也就是说对象引用随所引用对象的类型变化而变化，例如：

        route=863

        print(route, type(route))    #prints: 863

        route="China"

        print(route, type(route))    #prints: China

三、组合数据类型

        Python提供了几种组合数据类型，包括关联数组与集合等类型，在此主要介绍其中的两种：

        元组与列表可以用于存储任意数量和任意类型的数据项。

1、元组

        元组是固定的，创建之后就不能改变。元组使用逗号创建，在输出元组时使用圆括号将其囊括在一起，例如：

        >>>"one", "two", "three"

        ('one', 'two', 'three') 

2、列表

        列表时可变的，在需要的时候，可以插入或移除数据项。列表使用方括号[]创建，例如：

        >>>[1, 2, 'hello']

        [1, 2, 'hello']

        实质上，元组和列表并不真正存储数据项，而是存放对象引用。

        组合数据类型也是对象，因此，可以将某种组合数据类型嵌套在其它组合数据类型中，比如：创建一个列表，其中的每个元素也是列表。

四、逻辑操作符

1、身份操作符

        由于所有Python变量实际上都是对象引用，因此，询问两个或更多的对象引用是否都指向相同的对象是有意义的。is操作符就是干这个的，其是一个二元操作符，如果其左端的对象引用与右端的对象引用指向的是同一个对象，则会返回true，例如：

        >>> a = ["hello", 2, 'world']

        >>> b = ["hello", 2, 'world']

        >>> a is b

        False

        >>> b = a

        >>> a is b

        True

        最常见的使用is的情况是将数据项与内置的空对象None进行比较，None通常用作位置标记值，只是未知或者不存在，例如：

        >>> a = "something"

        >>> b = None

        >>> a is not None, b is None

        (True, True)

        上面使用is not是对身份测试的反向测试。

        需要注意的是，如果需要比较对象值，则应该使用比较操作符。

2、比较操作符

        Python提供了二进制比较操作符的标准集合，每个操作符都带有期待中的语义：<表示小于，<=表示小于或等于，==表示等于，!=表示不等于，>=表示大于或等于，>表示大于。这些操作符对对象值进行比较，例如：

        >>> a = "the same as"

        >>> b = "the same as"

        >>> a is b

        False

        >>> a == b

        True

        从上面的实例可以看出，虽然a与b是不同的对象（有不同的身份），但是具有相同的值，因此，比较结果是相等的。

        Python比较操作符的一个特别好用的特性是可以进行结链比较，这便于数据范围的比较，例如：

        >>> a = 9

        >>> 0 <= a <= 10

        True

        需要注意的是，进行无意义的比较会导致异常（比如：str与int比较）；Python可以自定义数据类型，但是不能与字符串或其它非数值类型进行比较。

3、成员操作符

        对序列或集合类数据类型（比如：字符串、列表或元组），可以使用操作符in来测试成员关系，用not in来测试非成员关系，例如：

        >>> p = "hello world"

        >>> h in p

        True

        >>> "xxx" not in p

        True

        >>> "wor" in p

        True

        从上面实例还能看出，对于字符串的模式匹配或者字串查找使用起来非常方便。

4、逻辑运算符

        Python提供了3个逻辑运算符：and、or与not。其中，and与or都是用short-circuit逻辑，并返回决定结果的操作数，而不是返回布尔值（除非实际上就是布尔操作数），但如果逻辑表达式本身出现在布尔上下文中（比如：if语句），那么结果为布尔值。not操作符总是返回布尔型结果，例如：

        >>> zero = 0

        >>> one = 1

        >>> two = 2

        >>> one and zero

        0

        >>> zero or one

        1

        >>> not two

        False

五、控制流语句

        .py文件从第一条语句开始顺序逐行地执行，但是也可以通过函数、方法调用或者控制结构使其控制流转向，有意外产生时也会转向，在此主要介绍if、while、loop等控制流语句。

        在Python中，预定义为常量False的布尔表达式、特殊对象None、空序列或集合、值为0的数值型数据项等的布尔结果为False，其余为True。自定义数据类型在布尔上下文中的返回值可以自定义。

        在Python中，一块代码成为suite，由于Python的某些语法要求存在一个suite，因此Python提供了关键字pass来表示空语句，用于需要suite而又不需要进行任何处理的地方。

1、if语句

        Python的常规if语句语法如下：

        if boolean_expression1:

            suite1

        elif boolean_expression2:

            suite2

        ...

        elif boolean_expressionN:

            suiteN

        else:

            else_suite

        与c++相比而言，主要差别是：

        （1）布尔表达式没有圆括号，布尔表达式后面需要一个冒号，实质上，任何后面要跟随suite的地方都需要使用冒号（后面介绍for的时候会应验）；

        （2）使用缩排来表示代码块结构，Python指南建议每层缩排4个空格。

2、while语句

        while语句用于0次或多次执行某个suite，具体语法格式如下：

        while boolean_expression:

            suite

        Python也一如C++，支持break和continue语句，作用也一致。

3、for ... in语句

        Python的for循环语句重用了关键字in（在其它上下文中，in是一个成员操作符），其语法如下：

        for variable in interable:

            suite

        for也支持break和continue，variable逐一引用iterable中的每个对象，iterable是可以迭代的任意数据类型，实例如下：

        >>> for country in ["China", "England", "Russia"]

                    prinf(country)    

        China

        England

        Russia

4、基本的异常处理

        异常处理的简单语法格式如下：

        try:

            try_suite

        except exception1 as variable1:

            exception_suite1

        ...

        exception exceptionN as variableN:

            exception_suiteN

        异常处理流程是：如果try块中的suite都正常执行，则except模块将被跳过；如果try块中的suite产生了异常，则控制流会立即转向第一个与该异常匹配的suite，这意味着跟随在产生异常的语句后面的suite中的语句将不再执行；如果发生了异常，并且给定了as variable部分（这部分是可选的，即我们可以只关心产生了某个异常而不关心具体的消息文本），则在异常处理suite内部，variable引用的是异常对象。

        如果异常发生在处理except块时，或者某个异常不能与任何一个except块匹配，Python就会在下一个封闭范围内搜索一个匹配的except块。对合适的异常处理模块的搜索是向外扩展的，并可以延展的调用栈内，直到发现一个匹配的异常处理模块，或者找不到匹配的模块，这种情况下，程序将终止，并留下一个未处理的异常，此时，Python会打印回溯信息以及异常的消息文本。

六、算术操作符

        Python提供了完整的算术运算符集（+、-、*、/等），大部分跟大多数程序设计语言一样，但有如下几点不一样：

1、除法/

        除法操作符会产生一个浮点值，而不是一个整数值，如果需要产生一个整数值结果，则需要使用int()进行转换或使用剥离操作符//，例如：

        >>> 12 / 3

        4.0

        >>> 3 / 2

        1.5

        >>> int(3/2)

        1

        >>> 3 // 2

        1

2、重载+与+=

        Python重载（对不同的数据类型进行重用）了操作符+与+=，将其分别用于字符串与列表，前者表示连接，后者表示追加字符串并扩展（追加另一个字符串）列表：

        >>> name = "shi"

        >>> name + "changquan"

        'shichangquan'

        >>> list = [1, 2, 3]

        >>> list += “hello”

        >>> list

        [1, 2, 3, 'h', 'e', 'l', 'l', 'o']

七、输入/输出      

        用print()输出到控制台，用input()接收用户输入。input()类似于c语言中scanf()。

        Python的I/O还可以使用shell重定向读取或者写入文件，例如：

        #./test.py > result.txt

        #./test.py < data.txt

        需要注意的是，在接收文件重定向输入时，如果文件以EOF（文件终止）字符结束时，input()函数会产生异常。

八、函数的创建与调用

        创建函数的通常语法格式如下：

        def functionName(arguments):

                suite

        这里，arguments是可选的，如果有多个参数，则必须使用逗号分隔开。每个Python函数有一个返回值，默认情况下为None。由于函数也是对象，因此可以存储在组合数据类型中，并作为参数传递给其它函数。

        Python模块实际上就是包含Python代码的.py文件，要使用某个模块内的函数功能，必须先导入该模块，例如：

        import sys

        要导入一个模块，必须使用import语句，其后跟随.py文件名，但是不需要写出该文件的扩展名。导入一个模块后，就可以访问其内部包含的任意函数、类以及变量。通常，使用模块中函数的语法格式为moduleName.functionName(arguments)。

        标准库中包含大量的模块，模块名都是小写字母，程序员自定义的模块可以使用首字母大写的名来予以区分。下面以random模块（在标准库的random.py文件中）为例来说明如何使用：

        import random

        x = random.randint(1, 6)

        y = random.choice(["apple", "banana", "cherry", "durian"])

        在这些语句执行之后，x将包含一个1~6之间（包含边界值）的一个整数，y将包含传递给random.choice()函数的列表之间的一个字符串。

        常规的做法是将所有import语句放在.py文件的起始处，在shebang行和模块文档之后。建议首先导入标准库模块，之后导入第三方库模块，最后才导入自己编写的模块，这点跟C/C++殊途同归。

        雕虫小技：Python shell或者IDLE用ALT+P倒回上一个命令，用ALT+N顺回下一个命令，有点另类。