Python 2 總結(jié)

python 2 官方2020年停止維護。
參考文獻

基礎知識

  1. 現(xiàn)代計算機底層元件：晶體管（就是開關）

  2. 馮諾伊曼計算機體系結(jié)構(gòu)


    馮諾依曼體系
  3. 編程規(guī)則
  • 編程前要深思熟慮
  • 程序要有可讀性（方便自己以后看）
  1. Python簡介：1989年誕生，開源，最佳實踐語言
  2. 資源鏈接

開始使用

  1. "Hello World!"：IDLE(GUI)中輸入 print "Hello World!"

上面是Python 2.x版本寫法，3.x是：print("Hello World!")

  1. 快捷鍵：腳本中 CTRL+ S 保存，之后F5運行
  2. 程序組成
  • 模塊：import math；math.+TAB可見所有備選（如math.pi）
  • 表達式（x+5）和語句（x=5）
  • 空白：換行符號（\\）
  • 注釋：單行（#）；多行（用三引號'''上下括起來）
  1. 對象命名：字母、數(shù)字（數(shù)字不能作首字母）和下劃線組合

駱駝拼寫法：thisIsAnInteger

  1. 變量創(chuàng)建：初次使用即創(chuàng)建（與Matlab類似）；type()返回變量類型
  • int(整型)： 6
  • float(浮點型)：0.66
  • complex(復數(shù))： 2+3j
  • bool(布爾型)：True(1) or False(0)
  • str(字符串)：'abc' or "abc"
  • list(列表)：［'abc',4,3.5］
  • tuple(元組)：('abc',4,3.5)
  • dict(字典)：{"Adam":23,"Bob":24}
  • set(集合)：set([1,3,5])
  1. 運算符：**（方冪）；a+=2等價于 a=a+2
  2. 數(shù)值計算符號表示 ：1/12=0 ； 1.0/12 ＝ 0.833...
  3. 海龜繪圖法
import turtle 
for i in range(4): 
    turtle.forward(50)
    turtle.right(90)

9.幫助：help(functioName)查看函數(shù)用法；help('moduleName')查看模塊用法

控制語句

  1. 語句分組通過縮進進行標識
  2. 可使用關系鏈：0<=a<=5
  3. 可多重賦值：a,b,c = 1,2,3
  4. 可直接交換：a,b = b,a
  5. Bool 關系符
  • 非：not x
  • 與：and x
  • 或：or x
  1. if 選擇
if Bool expression: ...
else: ...
  1. if 復合選擇：if - elif - else
  2. for 循環(huán)：for variable in set: ...
  3. range(起始值，終值，步長)
  • range(5) = [0,1,2,3,4]
  • range(3,5) = [3,4]
  • range(1,20,4) = [1,5,9,13,17]
  1. while 循環(huán)
while Bool expression: ...
else: ...
  1. 跳出循環(huán)
  • break: 跳出整個循環(huán)
  • continue: 跳出本次循環(huán)
  • 判斷輸入是否出錯：變量名.isdigit()，變量是整數(shù)則為真

程序設計策略

  1. 參與并提交
  • 針對問題做好準備，堅持，不輕易放棄
  • 找不會被中斷的時間工作
  • 若效率不高，則改變策略，或稍事休息
  • 專注于問題，調(diào)整好情緒
  1. 了解，然后想象
  • 理解問題：陳述，聯(lián)想已有算法，輸入輸出等問題
  • 問題真實化：舉例，圖表，嘗試
  1. 編程之前先思考：拒絕“牛糞球”代碼
  2. 試驗：不必一次完成，多嘗試
  3. 簡化：問題分解，分而治之（“洋蔥”法）
  4. 停下來思考
  5. 放松，休息。

函數(shù)

  1. 為什么要使用函數(shù) —— 函數(shù)的特點
  • 分而治之的策略
  • 抽象（封裝性）：只需會用，不必懂原理
  • 重用：可以反復調(diào)用
  • 共享：別人也可以調(diào)用
  • 安全性：小段的代碼容易檢驗是否出錯
  • 簡化（可讀性）：封裝過后的程序更可讀
  1. 使用：先定義，后調(diào)用
def testFunc(Num):
    return Num * 3
  1. main：主程序本身也可以作為函數(shù)，在Python中創(chuàng)建獨立腳本時很有用
def main():
    main()
  1. 作用域：包含某個變量的程序語句集合. 每個程序都有自己的命名空間，用來定義變量的作用域.
  • 輸入已知函數(shù)名+'.'+TAB，即可查看相關的方法和變量
  • 雙下劃線是Python的保留屬性
    • __name__：與函數(shù)相關聯(lián)的名稱
    • __dict__：函數(shù)的命名空間
    • __doc__：文檔字符串（查詢函數(shù)） ，math.pi.__doc__
  1. Python傳遞的是對象引用：Python的一切皆為對象，所以每個值的傳遞都是對象的引用. 對象在這個過程中不可復制.
  • 如果對象可變，在函數(shù)中所做的更改將反映在對象的外部作用域
  • 如果對象不可變，當更新引用時，將指向新的對象

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1：字符串

  1. 以單引號或者雙引號表示字符串
  2. 三引號：將保存所有字符的格式信息（字符串若跨行，則回車符也會保存）
  3. 非顯示字符：回車：\n；制表：\t
  4. 字符串表示形式：每個字符都以數(shù)字形式（ASCII碼）存儲
  • ord('a') = 97
  • chr(97) = 'a'
  • 索引
'Hello World'[1] = 'e'
Hello World
012345678910
  • 擴展索引 'Hello World'[起始位置:結(jié)束位置:步長]
  1. 分片：字符串序列要包含結(jié)束符，即每次分片時要多含一位
  • 'Hello World'[0:5] = 'Hello'
  • 'Hello World'[6:] = 'Hello World'[6:11] = 'Hello'
  • 倒數(shù)索引 'Hello World'[-1] = 'Hello World'[10] = 'd'
  • 字符串操作
    • ＋：連接
    • *：重復
    • in：檢查集合成員
  1. 函數(shù)：len(myStr)，求長度；方法：myStr.upper()，轉(zhuǎn)成大寫
  2. 方法鏈：myStr.upper().find('s')；查找方法：myStr.+TAB
  3. 格式化輸出：print "format string % (data1,data2,..)
    例：print "%s is %d years old." % ("Bill",25)
  • %s 字符串 ；%10s，10個空格（右對齊）
  • %d 十進制整數(shù)
  • %f 浮點小數(shù) ；%.4f，4位有效小數(shù)
  • %e 浮點指數(shù)
  1. 字符串集合是不可變的：無法通過索引賦值，必須復制所選內(nèi)容.

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2：列表和元組

  1. 什么是列表？
  • 列表是數(shù)據(jù)集類型之一，可以混合不同類型元素
  • 創(chuàng)建：aList = [1,2,'a',3,14]
  • 二維列表：listOfList[1][2]
  1. 列表特性
  • 列表的索引，分片和運算符與字符串基本一致
  • 列表也可用于for循環(huán)：for n in [1,3,4,7]
  • 可變性：列表對象可發(fā)生改變，可對其賦值，如 aList[0] = 1
  1. 列表方法（后綴）
  • 查找：index()，返回與x相等的第一個索引；
  • 統(tǒng)計：count()，統(tǒng)計x出現(xiàn)的次數(shù)；
  • 添加（末尾）：append()，末尾添加元素；extend()，末尾添加集合；
  • 插入：insert(i,x)，在索引i處插入x；
  • 刪除：pop()，刪除末尾元素；remove(x)，刪除第一個x；
  • 排序：sort()；reverse()，反向排序；
  1. 列表與字符串轉(zhuǎn)換
  • result = 'I love you'.split() = ['I','love',''you]
  • newStr = ''.join(result) = 'I love you'
  1. 可變對象及其引用
  • 對引用可變對象的變量進行操作，可能會改變對象本身，或者創(chuàng)建一個新的對象；
  • 對引用不可變對象的變量進行操作，只會創(chuàng)建新的對象
  1. 拷貝（復制）在Python中就是為對象添加新的名字
    注：Python中的命名空間由名字列表和對象列表組成；
L =[1,2,3]
L = L + [9]  #創(chuàng)建了新對象
L.append(9)  #僅改變了對象
  1. 列表解析：用緊湊的方式構(gòu)造列表 ［表達式 + for子句 + if條件］ 
［i for i in range(10) if i % 2 == 0］
 >>> [0,2,4,6,8]
  1. 元組：myTuple = (1,2,3)
  • 元組是不可改變的列表
  • 單元素原元組：Tuple1 = (1,)
  • 為何需要元組：可為需要的地方提供不可變對象（如字典鍵）
  • 從列表到元組：tuple1 = tuple([6,1,3,4])

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 3：字典和集合

  1. 字典：可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  • 字典可看成是成對元素的列表：dict = {(button,value)}
  • 鍵映射到值，類似于手機通訊錄
  • 鍵可為不同元素類型，但只能是不可改變的對象：整數(shù)，字符串或元組
  • 鍵的順序不重要，關鍵在于鍵與值的關聯(lián)
  • 創(chuàng)建：contacts = {'Sandy':'123', 'Balian':'456'}
  • 引用（利用鍵） contacts['Sandy']
  • 添加 contacts['Piao'] = '789'
  • 創(chuàng)建空字典 Dict = { } 或 Dict = dict()
  1. 字典方法
  • 字典列表：items()
  • 鍵列表：keys()
  • 值列表：values()
  • 淺拷貝字典：copy()
  1. 集合：可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  • 集合內(nèi)元素不限定類型，沒有順序
  • 集合上不能索引賦值，但有其他方法可以改變集合內(nèi)的元素
  1. 集合方法
  • 交：aSet.intersection(bSet)
  • 并：union
  • 差：difference， aSet.difference(bSet) = A\B
  • 對稱差(收集兩個集合中不共享的元素)：symmetric_difference
  • 子集和超集： A.issubset(B) = B.issubset(A) (A包含于B)
  • 添加：add(element)
  • 刪除：discard(element)；clear()，刪除所有元素
  • 淺拷貝：copy()
  1. 再談作用域
  • 命名空間是名稱和對象的關系. 如果有多個命名空間，則可定義搜索順序，依次在不同的命名空間中來查找某個名稱. 這一過程在Python中定義為作用域.
  • 作用域搜尋規(guī)則：LEGB
    • L(Local)局部：函數(shù)內(nèi)部
    • E(Eclosing)封閉：在函數(shù)中定義的函數(shù)內(nèi)部
    • G(Global)全局 __main__模塊：函數(shù)內(nèi)使用global語句可將變量聲明為全局性質(zhì)
    • B(Built-in)內(nèi)置 __builtins__模塊
  • Python在模塊中維護命名空間. 當Python解釋器啟動時，將自動導入__main__和__builtins__模塊. 每個模塊自帶一個命名空間，用來存放模塊中所有的名稱和對象.
    • __main__是默認的全局模塊，用來存儲所有新對象.
    • __builtins__為所有程序和數(shù)據(jù)類型提供鏈接.
    • var.__dict__即為命名空間.
  • Python指針：使用zip創(chuàng)建字典
keys = ['red', 'white', 'blues']
values = [100,300,500]
d = dict(zip(keys,values)) = {'blues':500, 'white':300,'red':100}

文件

  1. 文件：由字節(jié)組成的信息.
  • 文本文件：ASCII數(shù)據(jù)或其他
  • 二進制文件：word文檔
  1. 讀取：testFile = open('temp.txt',"r")
  • 循環(huán)逐行
for line in testFile:
    print line
testFile.close()
  • testFile.read()：一次性讀取，返回一個字符串
  • testFile.readline()：每次讀取一行. 如果之后接for循環(huán)，則for從readline結(jié)束后的位置開始. 主要用于跳過標題行.
  1. 寫
dataFile = open('temp2.txt',"w")
s = 'first line'
dataFile.write(s)
dataFile.close()
  1. 創(chuàng)建與重寫
  • 模式
模式 操作 若文件不存在 是否覆蓋
r 只讀 報錯 -
r+ 可讀可寫 報錯 是
w 只寫 創(chuàng)建 是
w+ 可讀可寫 創(chuàng)建 是
a 只寫 創(chuàng)建 否，追加寫
a+ 可讀可寫 創(chuàng)建 否，追加寫
  • 通用換行格式：為解決不同操作系統(tǒng)下行結(jié)束符號不一致的問題
    fd = open('File.txt','rU')
  • 文件內(nèi)移動（方法）
    tell：找出當前文件位置和文件開始位置之間的相對位置
    seek：將當前文件位置設為文件對象緩沖區(qū)中的新位置
  1. 關閉文件：open函數(shù)在內(nèi)存中創(chuàng)建緩存區(qū)，將磁盤內(nèi)容復制到此位置. 關閉文件，則內(nèi)存緩存區(qū)的所有內(nèi)容寫回瓷盤，保持同步.
  2. CSV文件：是文本文件格式，有CSV拓展模塊支持.
  3. OS模塊（Operating System） —— Python標準模塊
  • 操作系統(tǒng)的功能之一是維護文件的組織結(jié)構(gòu).
  • 目前操作系統(tǒng)將文件置于目錄（Linux或OS-X）或文件夾(Windows)中.
  • 目錄結(jié)構(gòu)層次 —— 樹
    OS-X:/punch/Python/ex1.py
    windows：c: \\punch\\python\\ex1.py
  • 若當前目錄為 /punch/python/，則：
    . = 當前目錄 = /punch/python/
    .. = 父目錄 = /punch/
  • os模塊函數(shù)
    os.getcwd()：獲取當前目錄
    os.chdir("...")：更改目錄
    os.listdir("...")：列出給定路徑的節(jié)點中所有文件和目錄

類：自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法

  1. 面向?qū)ο缶幊?OOP)：Python基本算是OOP語言
  • OOP認為程序由獨享組成，每個對象都可與其他對象交互.
  • 每個對象都可以：將代表此對象的值集合起來；執(zhí)行該對象的動作.
  • 對象特點：屬性（如顏色）；針對自己的命令作出反應（如輸出）
  • OOP特性
    封裝性：封裝細節(jié)，通過接口訪問；
    多態(tài)性：運算符或方法根據(jù)調(diào)用其的對象類型執(zhí)行不同的操作；
    繼承性：允許基于類的特點創(chuàng)建另一個類.
  1. 類和實例
  • 類（class）是建立新對象的模版.
  • 利用類模版創(chuàng)建的對象稱為該類的實例（instance）.
  • 類定義 class 類名（父對象）：代碼塊 class myClass(object): pass
  • class是第三個能在命名空間建立新關聯(lián)的關鍵字（除賦值和def）
  • 關鍵詞 pass：表示該代碼塊為空.
  • 創(chuàng)建實例：myInstance = myClass()
  • dir(myClass)可查看類和實例包含的屬性
  • 修改屬性（點標記）： myClass.classAttribute = 'hello'
  • Python對象作用域規(guī)則：先實例，然后類.
  1. 對象方法：定義類對象操作的函數(shù)稱為方法
  • 自定義方法：即在類內(nèi)部定義函數(shù)
class myClass (object):
    def myMethod (self,param1)
        print "hello %s"  % (param1)
        self.instanceAttribute = param1
myInstance = myClass()
myInstance.myMethod('world')
  1. 融入Python類模型：Python保留了一些方法（開始和結(jié)束都是雙下劃線）
    __init__：初始化
    __str__：字符串方法，常用于輸出
  2. Python的OOP細節(jié)
  • OOP的公有與私有：編程世界的三種角色（用戶，程序員，類設計者）
    • 程序員只知道類的接口
    • 類設計者需要控制和保護類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而不是類提供的方法
    • 私有屬性（方法，變量）只提供給類設計者
  • 使用雙下劃線表示私有
    • Python中所有的方法和實例，類設計者和程序員都能訪問；
    • 當屬性用雙下劃線作為前綴時，不要試圖修改它！
  • Python的宗旨是“我們都是成年人”： 類設計者若表示什么是私有的，程序員不要試圖修改.
  • Python可修改實例：不同于其他OOP語言.

異常處理

  1. 錯誤
myStr = int(raw_input("number:"))
number: a
>>> ValueError

當程序運行出錯時，Python先搜索程序員提供的相應錯誤處理程序. 如果找到，則將控制權交給這些代碼；否則，Python會停止運行.

  1. 基本的錯誤處理：try-except語句
try:
    dividend = float(raw_input("dividend: "))
    divisor = float(raw_input("divisor: "))
    result = dividend / divisor
except ZeroDivisionError:
    print "Divided by 0 error"
except ValueError:
    print "Value Error"
print "Continue"

注：先看try代碼塊，無錯誤則跳過所有except；有錯，則停止在出錯行，尋找相應except語句，執(zhí)行并跳過其他except；找不到則停止運行并報錯.

  1. except后的錯誤名是Python給定的. 起始發(fā)現(xiàn)錯誤最簡單的方法就是故意產(chǎn)生錯誤，然后查看Python給出的錯誤名稱.
  2. 兩種處理錯誤的方式
  • LBYL：三思而后行（新手）
if not isinstance(s,str) or not s.isdigit:
    return None
elif len(s) > 10:
    return None
else:
    return int(str)
  • EAFP：要求寬恕
try:
    return int(str)
except (TypeError,ValueError,OverFlowError):
    return None
  1. try-except復合語句
try:...
except:...
else: #try代碼塊不出錯，則執(zhí)行此代碼塊，并繼續(xù)
finally: #在try-except(-else)結(jié)束后要絕對執(zhí)行的代碼塊
  1. 應用
  • 檢查輸入：反復輸入，直至正確.
while True:
    try:
        alueStr = raw_input("Input integer:")
        alueInt = int(valueStr)
        break
    except ValueError:
        print "Bad input"
  • 檢查文件打開
while True:
    try:
        fileName = raw_input("Open a file:")
        open(fileName,"r")
    break
    except IOError:
        print "Bad file name"
  • raise exceptionName ：可主動引發(fā)異常
  • 自定義異常：Python中的異常是類. 創(chuàng)建異常，就是產(chǎn)生現(xiàn)有異常的子類.
class NewException(Exception): 
    pass
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