Python

基础语法

标识符

• 标识符由字母、数字和下划线组成
• 标识符必须以字母或下划线开头
• 标识符区分大小写

保留字不能用做标识符，python的保留字可以通过keyword模块获取

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

注释

Python中单行注释以 # 开头，如果需要多行注释，可以用多个#号，也可以使用3个单/双引号包裹

# 头部注释
print ("Hello, Python!") # 末尾注释
'''
多行注释
多行注释
'''
 
"""
多行注释
多行注释
"""

缩进

Python中不使用花括号 {} 来表示代码块，而是使用缩进，同一个代码块的语句必须使用相同的缩进

if True:
    print ("Answer")
    print ("True")
else:
    print ("Answer")
  print ("False")    # 缩进不一致，会导致运行错误

输入输出

输入

Python使用 input() 函数接受用户输入，输入函数会一直阻塞等待输入，直到键入Enter键

input函数可以接受参数，参数在输入前打印到控制台作为提示信息

input("\n按下 enter 键后退出。")

输出

Python使用 print() 函数输出到控制台，默认输出是换行的，如果希望关闭自动关行可以在末尾加上 end=""

x=1
# 换行输出
print(x)
print("hello")
# 不换行输出
print(x,end="")

模块导入

使用 import 关键字导入模块，有两种导入方式

• 导入整个模块

  # 导入整个模块
  import module

• 导入函数

  # 导入某个函数
  from module import function
  # 导入多个函数
  from module import function1,function2,...
  # 导入模块中的全部函数
  from module import *

在导入时可以给模块起一个别名，方便后续使用

import pandas as pd
pd.DataFrame(data)

占位语句

pass 表示一个占位语句，不做任何事情

# 定义一个空语句的函数
def sample(n_samples):
    pass

命令行参数

在python命令后加上参数可以查看一些基本信息

$ python3 -h
usage: python [option] ... [-c cmd | -m mod | file | -] [arg] ...
Options and arguments (and corresponding environment variables):
-c cmd : program passed in as string (terminates option list)
-d     : debug output from parser (also PYTHONDEBUG=x)
-E     : ignore environment variables (such as PYTHONPATH)
-h     : print this help message and exit

[ etc. ]

变量及数据类型

变量

Python中的变量赋值不需要声明类型，直接用 变量名=值 创建变量

counter = 100 # 赋值整型变量
miles = 1000.0 # 浮点型
name = "John" # 字符串

Python允许同时为多个变量赋值

# 为多个变量赋相同的值
a = b = c = 1
# 为多个变量赋不同的值
a, b, c = 1, 2, "john"

标准数据类型

Python定义了5个标准的数据类型

• Numbers 数字
• String 字符串
• List 列表
• Tuple 元组
• Dictionary 字典

数字

数字类型用于存储数值，是不可改变的数据类型，也就是说改变数字类型会分配一个新的对象

# 在指定一个值时，Number对象就会被创建
var1 = 1
var2 = 10

Python支持4中数字类型：

• int 有符号整型（默认的数值类型）
• long 长整型，也可以代表八进制和十六进制（需要显式加上后缀L）
• float 浮点型（需要显式加上小数点）
• complex 复数

字符串

字符串是一串字符，可以使用 ' 或 " 来创建字符串（两者完全没有区别），也支持三引号 ''' ，允许一个字符串跨多行，用于复杂的字符串赋值

字符串支持以下运算符：

字符串索引

字串列表有2种取值顺序

• 从左到右：索引从0开始，最大范围是字符串长度-1
• 从右到左：索引从-1开始，最大范围是-字符串长度

Python不支持char类型，单字符也被作为字符串，可以通过 字符串[索引值] 快速获取

字符串截取

截取字符串通过 [头下标:尾下标] 实现（不包含尾下标）；如果不指定尾下标，则默认截取从头下标开始的整个字符串。Python截取可以接收第三个参数，参数作用是截取的步长（间隔位置）来截取字符串

截取操作返回一个新的对象，不会改变原本的字符串对象（除非接收返回值，实际引用仍然发生了改变）

str = 'abcdef'
# 取第一个字符并输出
print(str[0])
# 等价于 str[-5:-2]，结果为 'bcd'
str[1:4]
# 输出从第三个字符开始的字符串
print str[2:]      

字符串连接与重复

Python重载了字符串的 + 和 * 运算，分别实现了连接 和 重复 运算

str = 'Hello World!'
print str * 2       # 输出字符串两次
print str + "TEST"  # 输出连接的字符串

字符串格式化

Python可以使用 % 快速对带格式符的字符串进行格式化，类似Java的String.format()或C++的sprintf()

"formatString" % (args,...) 

python的常用格式控制符如下：

格式化时支持一些辅助符

Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能

字符串内建函数

• min(str)：返回字符串 str 中最小的字母
• max(str)：返回字符串 str 中最大的字母

字符串内建方法

• string.capitalize()：把字符串的第一个字符大写
• 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
• string.count(str, beg=0, end=len(string))：返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数
• string.decode(encoding='UTF-8', errors='strict')：以 encoding 指定的编码格式解码 string，如果出错默认报一个 ValueError 的 异 常 ， 除非 errors 指 定 的 是 'ignore' 或 者'replace'
• string.encode(encoding='UTF-8', errors='strict')：以 encoding 指定的编码格式编码 string，如果出错默认报一个ValueError 的异常，除非 errors 指定的是'ignore'或者'replace'
• string.endswith(obj, beg=0, end=len(string))：检查字符串是否以 obj 结束，如果beg 或者 end 指定则检查指定的范围内是否以 obj 结束，如果是，返回 True,否则返回 False.
• string.expandtabs(tabsize=8)：把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8。
• string.find(str, beg=0, end=len(string))：检测 str 是否包含在 string 中，如果 beg 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.format()：格式化字符串
• string.index(str, beg=0, end=len(string))：跟find()方法一样，只不过如果str不在 string中会报一个异常.
• 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,否则返回 False
• 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,否则返回 False
• string.isdecimal()：如果 string 只包含十进制数字则返回 True 否则返回 False.
• string.isdigit()：如果 string 只包含数字则返回 True 否则返回 False.
• 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，否则返回 False
• string.isnumeric()：如果 string 中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False
• string.isspace()：如果 string 中只包含空格，则返回 True，否则返回 False.
• string.istitle()：如果 string 是标题化的(见 title())则返回 True，否则返回 False
• 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，否则返回 False
• 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
• 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.lower()：转换 string 中所有大写字符为小写.
• string.lstrip()：截掉 string 左边的空格
• string.maketrans(intab, outtab)：maketrans() 方法用于创建字符映射的转换表，对于接受两个参数的最简单的调用方式，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。
• max(str)：返回字符串 str 中最大的字母。
• min(str)：返回字符串 str 中最小的字母。
• string.partition(str) 有点像 find()和 split()的结合体,从 str 出现的第一个位置起,把 字 符 串 string 分 成 一 个 3 元 素 的 元 组 (string_pre_str,str,string_post_str),如果 string 中不包含str 则 string_pre_str == string
• string.replace(str1, str2, num=string.count(str1)) 把 string 中的 str1 替换成 str2,如果 num 指定，则替换不超过 num 次
• string.rfind(str, beg=0,end=len(string) ) 类似于 find() 函数，返回字符串最后一次出现的位置，如果没有匹配项则返回 -1
• string.rindex( str, beg=0,end=len(string)) 类似于 index()，不过是返回最后一个匹配到的子字符串的索引号
• 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.rpartition(str) 类似于 partition()函数,不过是从右边开始查找
• string.rstrip() 删除 string 字符串末尾的空格
• string.split(str="", num=string.count(str)) 以 str 为分隔符切片 string，如果 num 有指定值，则仅分隔 num+1 个子字符串
• string.splitlines([keepends]) 按照行('\r', '\r\n', '\n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符
• string.startswith(obj, beg=0,end=len(string)) 检查字符串是否是以 obj 开头，是则返回 True，否则返回 False。如果beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查.
• string.strip([obj]) 在 string 上执行 lstrip()和 rstrip()
• string.swapcase() 翻转 string 中的大小写
• string.title() 返回"标题化"的 string,就是说所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写(见 istitle())
• string.translate(str, del="") 根据 str 给出的表(包含 256 个字符)转换 string 的字符,要过滤掉的字符放到 del 参数中
• string.upper() 转换 string 中的小写字母为大写
• string.zfill(width) 返回长度为 width 的字符串，原字符串 string 右对齐，前面填充0

列表

列表（list）是一个集合类，但一个列表中可以保存不同类型的数据，相当于Java中的 List<Object>

列表用 [ ] 标识，跟字符串一样，同样可以通过索引值获得对应位置的元素，也支持*、+和切割运算（切割列表仍然不会影响原列表对象），还可以通过 object in [列表] 的方式判断列表中是否存在某元素

list = [ 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 ]
tinylist = [123, 'john']
 
print list               # 输出完整列表
print list[0]            # 输出列表的第一个元素
print list[1:3]          # 输出第二个至第三个元素 
print list[2:]           # 输出从第三个开始至列表末尾的所有元素
print tinylist * 2       # 输出列表两次
print list + tinylist    # 打印组合的列表

列表的长度是可以变化的，可以动态地添加、删除、修改元素

添加

• list.append(obj)：在列表末尾添加元素
• list.insert(index,obj)：将元素插入到列表的指定位置
• list.extend(list)：在列表末尾一次性追加另一个列表中的多个值

修改

直接通过索引值修改元素，列表会直接受到影响

list = [ 1, 2, 3]
list[0] = 10
# [10,2,3]
print(list) 

删除

通过 del 函数配合索引，可以删除指定位置的列表元素，之后的元素会整体前移

list = [ 1, 2, 3]
del list[1]
# [1,3]
print(list) 

通过list.remove(obj) 函数可以移除列表中某个值的第一个匹配项

列表内置函数

• cmp(list1, list2)：比较两个列表的元素
• len(list)：列表元素个数
• min(list)：返回列表元素最小值
• max(list)：返回列表元素最大值
• list(seq)：将序列转换成列表

列表内置方法

• list.count(obj)：统计某个元素在列表中出现的次数
• list.index(obj)：从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
• list.reverse()：反向列表中元素（原列表对象会发生改变）
• list.pop(index=-1)：移除列表中的一个元素并返回该元素的值（默认最后一个元素，相当于出栈）
• list.sort([func])：对原列表进行排序（原列表对象会发生改变）

元组

元组（tuple）类似于列表，区别是元组不能二次赋值，相当于只读列表

元组用 ( ) 标识，内部元素用逗号分隔，大致的使用方法也和列表类似

如果声明时元组中只包含一个元素，需要在元素后添加逗号

tuple = ( 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 )
tinytuple = (123, 'john')
 
print tuple               # 输出完整元组
print tuple[0]            # 输出元组的第一个元素
print tuple[1:3]          # 输出第二个至第四个（不包含）的元素 
print tuple[2:]           # 输出从第三个开始至列表末尾的所有元素
print tinytuple * 2       # 输出元组两次
print tuple + tinytuple   # 打印组合的元组

以下对元组的操作是无效的，因为元组不允许更新

# 赋值操作会出错
tuple[0] = 1
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

元组内置函数

• cmp(tuple1, tuple2)：比较两个元组的元素
• len(tuple)：元组元素个数
• min(tuple)：返回元组元素最小值
• max(tuple)：返回元组元素最大值
• tuple(seq)：将序列转换为元组

字典

字典（dictionary）是无序的对象集合，而列表是有序的对象集合。字典中的元素是通过键（key）使用的，而不是索引，且key不可变，也不允许重复（相当于Java中的Map）。通过 keys() 和 values() 方法可以得到字典的所有键或所有值的集合

字典用 { } 标识，由键值对组成，形式与Json类似

访问字典

tinydict = {'name': 'runoob','code':6734, 'dept': 'sales'}
 
print tinydict[key]        # 输出键为'key'的值
print tinydict             # 输出完整的字典
print tinydict.keys()      # 输出所有键
print tinydict.values()    # 输出所有值

修改字典

tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
tinydict['Age'] = 8 # 更新
tinydict['School'] = "RUNOOB" # 添加

删除字典

# 删除key对应的元素
del dict[key]
# 清空字典
dict.clear()
# 删除字典
del dict

字典内置函数

• cmp(dict1,dict2)：比较两个字典的元素
• len(dict)：计算字典的元素个数
• str(dict)：输出字典的字符串表示

字典内置方法

• dict.clear()：删除字典内的所有元素，相当于清空
• dict.copy()：返回一个字典的浅拷贝
• dict.fromkeys(seq[,val])：创建一个新字典，以序列seq中的元素作为key，value为字典所有键对应的值
• dict.get(key,default=None)：返回指定键的值，如果不存在则返回default值
• dict.has_key(key)：判断key是否存在（python3不支持）
• dict.items()：返回键值对元组的数组（相当于Java的entrySet方法）
• dict.keys()：返回字典中的所有键
• dict.values()：返回字典中的所有值
• dict.setdefault(key,default=None)：和get类似，但如果key不存在，则会添加key并将value设置为default
• dict.update(dict2)：将参数中字典的键值对更新到字典中
• dict.pop(key[,default])：删除字典中key对应的键值对，返回值为被删除的值。如果key不存在则返回default值
• dict.popitem()：返回并删除字典中的最后一对键值对（类似出栈）

类型转换

数据类型的转换基本只需将数据类型作为函数名使用，这些函数返回一个新的对象，表示转换的值

运算符

算数运算符

比较运算符

赋值运算符

位运算符

逻辑运算符

成员运算符

a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ];
 
if ( a in list ):
   print "1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中"
else:
   print "1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中"
 
if ( b not in list ):
   print "2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中"
else:
   print "2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中"

身份运算符

id() 函数用于获取对象内存地址

is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个，即是否是同一块内存空间（相当于Java的 == ）； == 用于判断引用变量的值是否相等（相当于Java的 equals() 方法）

运算符优先级

流程控制

条件语句

在Python中，任何非0且非空的值为true，0或null为false

python不支持 switch 语句

if 判断条件1:
    执行语句块
elif 判断条件2:
  	执行语句块
elif 判断条件3:
  	执行语句块
...
else:
  	执行语句块

循环语句

Python提供了 for 循环和 while 循环

python不支持 do...while 循环

while循环

# else语句块会在循环正常执行完的情况下执行
# 如果通过 break 跳出循环，这个语句块将不会被执行
while 判断条件:
		执行语句块
else:
  	执行语句块

for循环

# else语句块用法同上
for 变量名 in 序列:
		执行语句块
else:
  	执行语句块

跳出循环

Python同样提供 break 和 continue 语句来跳出循环，用法也与其它语言类似，break用于终止整个循环，而continue只会跳出本次循环

函数

函数定义

自定义函数的规则如下：

• 使用 def 关键字进行函数定义，后接函数名和圆括号 ()
• 括号中间可以用于定义参数，任何形式参数和自变量必须放在括号中间
• 函数体以 : 开始，并且需要缩进
• return [返回值] 表示结束函数执行，如果没有返回值相当于返回None
• 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串，用于存放函数说明

def functionname( parameters ):
   "函数注释说明"
   function_body
   return [expression]

函数调用

del 语句可以删除对象的引用（类似C++的delete）

del var1[,var2,var3,...]