python基础

Python命令行

假设你已经安装好了Python, 那么在Linux命令行输入:

$ python

将直接进入python。然后在命令行提示符>>>后面输入:

>>>print('Hello World!')

可以看到，随后在屏幕上输出:

Hello World!

print是一个常用函数，其功能就是输出括号中得字符串。

（在Python 2.x中，print还可以是一个关键字，可写成print 'Hello World!'，但这在3.x中行不通 ）

写一段小程序

另一个使用Python的方法，是写一个Python程序。用文本编辑器写一个.py结尾的文件，比如说hello.py

在hello.py中写入如下，并保存:

print('Hello World!')

退出文本编辑器，然后在文本所在文件夹命令行输入:

$python hello.py

来运行hello.py。可以看到Python随后输出

Hello World!

脚本

我们还可以把Python程序hello.py改成一个可执行的脚本，直接执行：

#!/usr/bin/env pythonprint('Hello World!')

需要修改上面程序的权限为可执行：

chmod 755 hello.py

然后再命令行中，输入

./hello.py

就可以直接运行了

总结

print

命令行模式: 运行Python，在命令行输入命令并执行。

程序模式: 写一段Python程序并运行。

变量不需要声明

Python的变量不需要声明，你可以直接输入：

>>>a = 10

那么你的内存里就有了一个变量a， 它的值是10，它的类型是integer (整数)。 在此之前你不需要做什么特别的声明，而数据类型是Python自动决定的。

>>>print a

>>>print type(a)

那么会有如下输出：

10

这里，我们学到一个内置函数type(), 用以查询变量的类型。

回收变量名

如果你想让a存储不同的数据，你不需要删除原有变量就可以直接赋值。

>>>a = 1.3

>>>print a,type(a)

会有如下输出

1.3 

我们看到print的另一个用法，也就是print后跟多个输出，以逗号分隔。

基本数据类型

a=10 # int 整数

a=1.3 # float 浮点数

a=True # 真值 (True/False)

a='Hello!' # 字符串

以上是最常用的数据类型，对于字符串来说，也可以用双引号。

（此外还有分数，字符，复数等其他数据类型，有兴趣的可以学习一下）

总结

变量不需要声明，不需要删除，可以直接回收适用。

type(): 查询数据类型

整数，浮点数，真值，字符串

sequence 序列

sequence(序列)是一组有顺序的元素的集合

(严格的说，是对象的集合，但鉴于我们还没有引入“对象”概念，暂时说元素)

序列可以包含一个或多个元素，也可以没有任何元素。

我们之前所说的基本数据类型，都可以作为序列的元素。元素还可以是另一个序列，以及我们以后要介绍的其他对象。

序列有两种：tuple（定值表； 也有翻译为元组） 和 list (表)

>>>s1 = (2, 1.3, 'love', 5.6, 9, 12, False) # s1是一个tuple

>>>s2 = [True, 5, 'smile'] # s2是一个list

>>>print s1,type(s1)

>>>print s2,type(s2)

tuple和list的主要区别在于，一旦建立，tuple的各个元素不可再变更，而list的各个元素可以再变更。

一个序列作为另一个序列的元素

>>>s3 = [1,[3,4,5]]

空序列

>>>s4 = []

元素的引用

序列元素的下标从0开始：

>>>print s1[0]

>>>print s2[2]

>>>print s3[1][2]

由于list的元素可变更，你可以对list的某个元素赋值：

>>>s2[1] = 3.0

>>>print s2

如果你对tuple做这样的操作，会得到错误提示。

所以，可以看到，序列的引用通过s[]实现， int为下标

其他引用方式

范围引用： 基本样式[下限:上限:步长]

>>>print s1[:5] # 从开始到下标4 （下标5的元素 不包括在内）

>>>print s1[2:] # 从下标2到最后

>>>print s1[0:5:2] # 从下标0到下标4 (下标5不包括在内)，每隔2取一个元素 （下标为0，2，4的元素）

>>>print s1[2:0:-1] # 从下标2到下标1

从上面可以看到，在范围引用的时候，如果写明上限，那么这个上限本身不包括在内。

尾部元素引用

>>>print s1[-1] # 序列最后一个元素

>>>print s1[-3] # 序列倒数第三个元素

同样，如果s1[0:-1], 那么最后一个元素不会被引用 （再一次，不包括上限元素本身）

字符串是元组

字符串是一种特殊的元素，因此可以执行元组的相关操作。

>>>str = 'abcdef'

>>>print str[2:4]

总结

tuple元素不可变，list元素可变

序列的引用 s[2], s[1:8:2]

字符串是一种tuple

Python的运算符和其他语言类似

数学运算

>>>print 1+9       # 加法

>>>print 1.3-4      # 减法

>>>print 3*5        # 乘法

>>>print 4.5/1.5    # 除法

>>>print 3**2      # 乘方    

>>>print 10%3       # 求余数

判断

判断是真还是假，返回True/False

>>>print 5==6               # =， 相等

>>>print 8.0!=8.0           # !=, 不等

>>>print 3<3, 3<=3         # <, 小于; <=, 小于等于

>>>print 4>5, 4>=0         # >, 大于; >=, 大于等于

>>>print 5 in [1,3,5]      # 5是list [1,3,5]的一个元素

（还有is, is not等, 暂时不深入）

逻辑运算

True/False之间的运算

>>>print True and True, True and False      # and, “与”运算， 两者都为真才是真

>>>print True or False                     # or, "或"运算， 其中之一为真即为真

>>>print not True                          # not, “非”运算， 取反

可以和上一部分结合做一些练习，比如：

>>>print 5==6 or 3>=3

数学工具

表达式操作符：

+，—，*，/，>>，**，&等

内置数学函数：

pow,abs,round,int,hex,bin等

公用模块：

random，math等

表达式操作符

Python的表达式操作符及程序

操作符                    描述

yield x                  生成器函数发送协议  

lambda args:expression   生产匿名函数

x if y else z            三元选择表达式

x or y                   逻辑或（只有x为假，才会计算y）

x and y                  逻辑与（只有x为真，才会计算y）

not x                    逻辑非

x in y,x not in y        成员关系（可迭代对象，集合）

x is y,x is not y        对象实体测试

xy,x>=y        大小比较，集合子集和超集值相等性操作符

x==y,x!=y

x|y                      位或，集合并集

x^y                      位异或，几个对称差

x<>y                左移右移y位

x+y,x-y                  加法/合并,减法，集合差集

x*y,x%y,x/y,x//y         乘法重复，余数格式化，除法，真除法或floor除法

-x,+x                    一元减法，识别

~x                       按位求补（取反）

x**y                     幂运算

x[i]                     索引（序列，映射及其他）点号取属性运算，函数调用

x[i:j:k]                 分片

x(...)                   调用（函数，方法，类及其他可调用的）

x.attr                   属性引用

(...)                    元组，表达式，生成器表达式

[...]                    列表，列表解析

{...}                    字典，集合，集合和字典解析

总结

数学 +, -, *, /, **, %

判断 ==, !=, >, >=, <, <=, in

逻辑 and, or, not

缩进

Python最具特色的是用缩进来标明成块的代码。我下面以if选择结构来举例。if后面跟随条件，如果条件成立，则执行归属于if的一个代码块。

先看C语言的表达方式（注意，这是C，不是Python!）

if ( i > 0 )
{
    x = 1;
    y = 2;
}

如果i > 0的话，我们将进行括号中所包括的两个赋值操作。括号中包含的就是块操作，它隶属于if。

在Python中，同样的目的，这段话是这样的

if i > 0:
    x = 1
    y = 2

在Python中， 去掉了i > 0周围的括号，去除了每个语句句尾的分号，表示块的花括号也消失了。

多出来了if ...之后的:(冒号), 还有就是x = 1 和 y =2前面有四个空格的缩进。通过缩进，Python识别出这两个语句是隶属于if。

Python这样设计的理由纯粹是为了程序好看。

if语句

写一个完整的程序，命名为ifDemo.py。这个程序用于实现if结构。

i = 1x = 1if i > 0:
    x = x+1print x

$python ifDemo.py  # 运行

程序运行到if的时候，条件为True，因此执行x = x+1,。

print x语句没有缩进，那么就是if之外。

如果将第一句改成i = -1，那么if遇到假值 (False), x = x+1隶属于if, 这一句跳过。 print x没有缩进，是if之外，不跳过，继续执行。

这种以四个空格的缩进来表示隶属关系的书写方式，以后还会看到。强制缩进增强了程序的可读性。

复杂一些的if选择：

i = 1 if i > 0:
    print 'positive i'
    i = i + 1elif i == 0:
    print 'i is 0'
    i = i * 10else:
    print 'negative i'
    i = i - 1 print 'new i:',i

这里有三个块，分别属于if, elif, else引领。
Python检测条件，如果发现if的条件为假，那么跳过后面紧跟的块，检测下一个elif的条件； 如果还是假，那么执行else块。
通过上面的结构将程序分出三个分支。程序根据条件，只执行三个分支中的一个。

整个if可以放在另一个if语句中，也就是if结构的嵌套使用：

i  = 5if i > 1:    print'i bigger than 1'print'good'if i > 2:        print'i bigger than 2'print'even better'

if i > 2 后面的块相对于该if缩进了四个空格，以表明其隶属于该if，而不是外层的if。

总结

if语句之后的冒号

以四个空格的缩进来表示隶属关系, Python中不能随意缩进

if  <条件1>:

   statement

elif <条件2>:

   statement

elif <条件3>：

   statement

else:

   statement

循环用于重复执行一些程序块。从上一讲的选择结构，我们已经看到了如何用缩进来表示程序块的隶属关系。循环也会用到类似的写法。

for循环

for循环需要预先设定好循环的次数(n)，然后执行隶属于for的语句n次。

基本构造是

for 元素 in 序列: 
    statement

举例来说，我们编辑一个叫forDemo.py的文件

for a in [3,4.4,'life']:    print a

这个循环就是每次从表[3,4.4,'life'] 中取出一个元素（回忆：表是一种序列），然后将这个元素赋值给a，之后执行隶属于for的操作(print)。

介绍一个新的Python函数range()，来帮助你建立表。

idx = range(5)print idx

可以看到idx是[0,1,2,3,4]

这个函数的功能是新建一个表。这个表的元素都是整数，从0开始，下一个元素比前一个大1， 直到函数中所写的上限 （不包括该上限本身）

(关于range()，还有丰富用法，有兴趣可以查阅， Python 3中， range()用法有变化，见评论区)

举例

for a in range(10):    print a**2

while循环

while的用法是

while 条件:
    statement

while会不停地循环执行隶属于它的语句，直到条件为假(False)

举例

>>> i=0

>>> while i<10:

...     print i

...     i=i+1

... 

0

1

2...

>>> url='yesterday nocemore'

>>> while url:

...     print url

...     url=url[1:]

... 

yesterday nocemore

esterday nocemore

sterday nocemore

terday nocemore

erday nocemore

rday nocemore

day nocemore

ay nocemore

y nocemore

 nocemore

nocemore

ocemore

cemore

emore

more

ore

re

e

中断循环

continue # 在循环的某一次执行中，如果遇到continue, 那么跳过这一次执行，进行下一次的操作

break # 停止执行整个循环

for i in range(10):    if i == 2:  continueprint i

当循环执行到i = 2的时候，if条件成立，触发continue, 跳过本次执行(不执行print)，继续进行下一次执行(i = 3)。

for i in range(10):    if i == 2:        
        breakprint i

当循环执行到i = 2的时候，if条件成立，触发break, 整个循环停止。

总结

range() 建立表

for 元素 in 序列:

while 条件:

continue 跳过本次循环

break 终结循环

函数最重要的目的是方便我们重复使用相同的一段程序。

将一些操作隶属于一个函数，以后你想实现相同的操作的时候，只用调用函数名就可以，而不需要重复敲所有的语句。

函数的定义

首先，我们要定义一个函数, 以说明这个函数的功能。

def square_sum(a,b):
    c = a**2 + b**2    return c

这个函数的功能是求两个数的平方和。

首先，def，这个关键字通知python：我在定义一个函数。square_sum是函数名。

括号中的a, b是函数的参数，是对函数的输入。参数可以有多个，也可以完全没有（但括号要保留）。

我们已经在循环和选择中见过冒号和缩进来表示的隶属关系。

c = a**2 + b**2 # 这一句是函数内部进行的运算

return c # 返回c的值，也就是输出的功能。Python的函数允许不返回值，也就是不用return。

return #可以返回多个值，以逗号分隔。相当于返回一个tuple(定值表)。

return a,b,c # 相当于 return (a,b,c)

在Python中，当程序执行到return的时候，程序将停止执行函数内余下的语句。return并不是必须的，当没有return, 或者return后面没有返回值时，函数将自动返回None。None是Python中的一个特别的数据类型，用来表示什么都没有，相当于C中的NULL。None多用于关键字参数传递的默认值。

函数调用和参数传递

定义过函数后，就可以在后面程序中使用这一函数

>>> print square_sum(3,4)

25

Python通过位置，知道3对应的是函数定义中的第一个参数a， 4对应第二个参数b，然后把参数传递给函数square_sum。

（Python有丰富的参数传递方式，还有关键字传递、表传递、字典传递等，基础教程将只涉及位置传递）

函数经过运算，返回值25, 这个25被print打印出来。

我们再看下面两个例子

>>>a = 1>>>def change_integer(a):
...    a = a + 1
...    return a

...>>>print change_integer(a)

2>>>print a
1

#===(Python中 "#" 后面跟的内容是注释，不执行 )>>>b = [1,2,3]>>>def change_list(b):...    b[0] = b[0] + 1...return b

...>>>print change_list(b)[2, 2, 3]>>>print b[2, 2, 3]

第一个例子，我们将一个整数变量传递给函数，函数对它进行操作，但原整数变量a不发生变化。

第二个例子，我们将一个表传递给函数，函数进行操作，原来的表b发生变化。

对于基本数据类型的变量，变量传递给函数后，函数会在内存中复制一个新的变量，从而不影响原来的变量。（我们称此为值传递）

但是对于表来说，表传递给函数的是一个指针，指针指向序列在内存中的位置，在函数中对表的操作将在原有内存中进行，从而影响原有变量。 （我们称此为指针传递）

总结

def function_name(a,b,c):
    statement    return something  # return不是必须的

def #定义函数

函数的目的： 提高程序的重复可用性。

return None

通过位置，传递参数。

基本数据类型的参数：值传递

表作为参数：指针传递

练习:

写一个判断闰年的函数，参数为年、月、日。若是是闰年，返回True