python 2 官方2020年停止维护。
参考文献
基础知识
- 现代计算机底层元件：晶体管（就是开关）
-
冯诺伊曼计算机体系结构
冯诺依曼体系
- 编程规则
- 编程前要深思熟虑
- 程序要有可读性（方便自己以后看）
- Python简介：1989年诞生，开源，最佳实践语言
- 资源链接
开始使用
- "Hello World!"：IDLE(GUI)中输入
print "Hello World!"
上面是Python 2.x版本写法，3.x是：
print("Hello World!")
- 快捷键：脚本中 CTRL+ S 保存，之后F5运行
- 程序组成
- 模块：
import math；math.+TAB可见所有备选（如math.pi） - 表达式（
x+5）和语句（x=5） - 空白：换行符号（
\\） - 注释：单行（
#）；多行（用三引号'''上下括起来）
- 对象命名：字母、数字（数字不能作首字母）和下划线组合
骆驼拼写法：thisIsAnInteger
- 变量创建：初次使用即创建（与Matlab类似）；
type()返回变量类型
- int(整型)：
6 - float(浮点型)：
0.66 - complex(复数)：
2+3j - bool(布尔型)：
True(1) or False(0) - str(字符串)：
'abc' or "abc" - list(列表)：
［'abc',4,3.5］ - tuple(元组)：
('abc',4,3.5) - dict(字典)：
{"Adam":23,"Bob":24} - set(集合)：
set([1,3,5])
- 运算符：
**（方幂）；a+=2等价于a=a+2 - 数值计算符号表示 ：
1/12=0 ； 1.0/12 ＝ 0.833... - 海龟绘图法
import turtle
for i in range(4):
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
9.帮助：help(functioName)查看函数用法；help('moduleName')查看模块用法
控制语句
- 语句分组通过缩进进行标识
- 可使用关系链：
0<=a<=5 - 可多重赋值：
a,b,c = 1,2,3 - 可直接交换：
a,b = b,a - Bool 关系符
- 非：
not x - 与：
and x - 或：
or x
- if 选择
if Bool expression: ...
else: ...
- if 复合选择：
if - elif - else - for 循环：
for variable in set: ... - range(起始值，终值，步长)
range(5) = [0,1,2,3,4]range(3,5) = [3,4]range(1,20,4) = [1,5,9,13,17]
- while 循环
while Bool expression: ...
else: ...
- 跳出循环
-
break: 跳出整个循环 -
continue: 跳出本次循环 - 判断输入是否出错：
变量名.isdigit()，变量是整数则为真
程序设计策略
- 参与并提交
- 针对问题做好准备，坚持，不轻易放弃
- 找不会被中断的时间工作
- 若效率不高，则改变策略，或稍事休息
- 专注于问题，调整好情绪
- 了解，然后想象
- 理解问题：陈述，联想已有算法，输入输出等问题
- 问题真实化：举例，图表，尝试
- 编程之前先思考：拒绝“牛粪球”代码
- 试验：不必一次完成，多尝试
- 简化：问题分解，分而治之（“洋葱”法）
- 停下来思考
- 放松，休息。
函数
- 为什么要使用函数 —— 函数的特点
- 分而治之的策略
- 抽象（封装性）：只需会用，不必懂原理
- 重用：可以反复调用
- 共享：别人也可以调用
- 安全性：小段的代码容易检验是否出错
- 简化（可读性）：封装过后的程序更可读
- 使用：先定义，后调用
def testFunc(Num):
return Num * 3
- main：主程序本身也可以作为函数，在Python中创建独立脚本时很有用
def main():
main()
- 作用域：包含某个变量的程序语句集合. 每个程序都有自己的命名空间，用来定义变量的作用域.
- 输入已知函数名+'.'+TAB，即可查看相关的方法和变量
- 双下划线是Python的保留属性
-
__name__：与函数相关联的名称 -
__dict__：函数的命名空间 -
__doc__：文档字符串（查询函数） ，math.pi.__doc__
-
- Python传递的是对象引用：Python的一切皆为对象，所以每个值的传递都是对象的引用. 对象在这个过程中不可复制.
- 如果对象可变，在函数中所做的更改将反映在对象的外部作用域
- 如果对象不可变，当更新引用时，将指向新的对象
数据结构 1：字符串
- 以单引号或者双引号表示字符串
- 三引号：将保存所有字符的格式信息（字符串若跨行，则回车符也会保存）
- 非显示字符：回车：
\n；制表：\t - 字符串表示形式：每个字符都以数字形式（ASCII码）存储
ord('a') = 97chr(97) = 'a'- 索引
'Hello World'[1] = 'e'
Hello World
012345678910
- 扩展索引
'Hello World'[起始位置:结束位置:步长]
- 分片：字符串序列要包含结束符，即每次分片时要多含一位
'Hello World'[0:5] = 'Hello''Hello World'[6:] = 'Hello World'[6:11] = 'Hello'- 倒数索引
'Hello World'[-1] = 'Hello World'[10] = 'd' - 字符串操作
-
＋：连接 -
*：重复 -
in：检查集合成员
-
- 函数：
len(myStr)，求长度；方法：myStr.upper()，转成大写 - 方法链：
myStr.upper().find('s')；查找方法：myStr.+TAB - 格式化输出：
print "format string % (data1,data2,..)
例：print "%s is %d years old." % ("Bill",25)
-
%s字符串 ；%10s，10个空格（右对齐） -
%d十进制整数 -
%f浮点小数 ；%.4f，4位有效小数 -
%e浮点指数
- 字符串集合是不可变的：无法通过索引赋值，必须复制所选内容.
数据结构 2：列表和元组
- 什么是列表？
- 列表是数据集类型之一，可以混合不同类型元素
- 创建：
aList = [1,2,'a',3,14] - 二维列表：
listOfList[1][2]
- 列表特性
- 列表的索引，分片和运算符与字符串基本一致
- 列表也可用于for循环：
for n in [1,3,4,7] - 可变性：列表对象可发生改变，可对其赋值，如
aList[0] = 1
- 列表方法（后缀）
- 查找：
index()，返回与x相等的第一个索引； - 统计：
count()，统计x出现的次数； - 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处插入x； - 删除：
pop()，删除末尾元素；remove(x)，删除第一个x； - 排序：
sort()；reverse()，反向排序；
- 列表与字符串转换
result = 'I love you'.split() = ['I','love',''you]newStr = ''.join(result) = 'I love you'
- 可变对象及其引用
- 对引用可变对象的变量进行操作，可能会改变对象本身，或者创建一个新的对象；
- 对引用不可变对象的变量进行操作，只会创建新的对象
- 拷贝（复制）在Python中就是为对象添加新的名字
注：Python中的命名空间由名字列表和对象列表组成；
L =[1,2,3]
L = L + [9] #创建了新对象
L.append(9) #仅改变了对象
- 列表解析：用紧凑的方式构造列表
［表达式 + for子句 + if条件］
［i for i in range(10) if i % 2 == 0］
>>> [0,2,4,6,8]
- 元组：
myTuple = (1,2,3)
- 元组是不可改变的列表
- 单元素原元组：
Tuple1 = (1,) - 为何需要元组：可为需要的地方提供不可变对象（如字典键）
- 从列表到元组：
tuple1 = tuple([6,1,3,4])
数据结构 3：字典和集合
- 字典：可变的数据结构
- 字典可看成是成对元素的列表：
dict = {(button,value)} - 键映射到值，类似于手机通讯录
- 键可为不同元素类型，但只能是不可改变的对象：整数，字符串或元组
- 键的顺序不重要，关键在于键与值的关联
- 创建：
contacts = {'Sandy':'123', 'Balian':'456'} - 引用（利用键）
contacts['Sandy'] - 添加
contacts['Piao'] = '789' - 创建空字典
Dict = { }或Dict = dict()
- 字典方法
- 字典列表：
items() - 键列表：
keys() - 值列表：
values() - 浅拷贝字典：
copy()
- 集合：可变的数据结构
- 集合内元素不限定类型，没有顺序
- 集合上不能索引赋值，但有其他方法可以改变集合内的元素
- 集合方法
- 交：
aSet.intersection(bSet) - 并：
union - 差：
difference，aSet.difference(bSet) = A\B - 对称差(收集两个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) - 删除：
discard(element)；clear()，删除所有元素 - 浅拷贝：
copy()
- 再谈作用域
- 命名空间是名称和对象的关系. 如果有多个命名空间，则可定义搜索顺序，依次在不同的命名空间中来查找某个名称. 这一过程在Python中定义为作用域.
- 作用域搜寻规则：LEGB
- L(Local)局部：函数内部
- E(Eclosing)封闭：在函数中定义的函数内部
- G(Global)全局
__main__模块：函数内使用global语句可将变量声明为全局性质 - B(Built-in)内置
__builtins__模块
- Python在模块中维护命名空间. 当Python解释器启动时，将自动导入
__main__和__builtins__模块. 每个模块自带一个命名空间，用来存放模块中所有的名称和对象.-
__main__是默认的全局模块，用来存储所有新对象. -
__builtins__为所有程序和数据类型提供链接. -
var.__dict__即为命名空间.
-
- Python指针：使用zip创建字典
keys = ['red', 'white', 'blues']
values = [100,300,500]
d = dict(zip(keys,values)) = {'blues':500, 'white':300,'red':100}
文件
- 文件：由字节组成的信息.
- 文本文件：ASCII数据或其他
- 二进制文件：word文档
- 读取：
testFile = open('temp.txt',"r")
- 循环逐行
for line in testFile:
print line
testFile.close()
-
testFile.read()：一次性读取，返回一个字符串 -
testFile.readline()：每次读取一行. 如果之后接for循环，则for从readline结束后的位置开始. 主要用于跳过标题行.
- 写
dataFile = open('temp2.txt',"w")
s = 'first line'
dataFile.write(s)
dataFile.close()
- 创建与重写
- 模式
| 模式 | 操作 | 若文件不存在 | 是否覆盖 |
|---|---|---|---|
| r | 只读 | 报错 | - |
| r+ | 可读可写 | 报错 | 是 |
| w | 只写 | 创建 | 是 |
| w+ | 可读可写 | 创建 | 是 |
| a | 只写 | 创建 | 否，追加写 |
| a+ | 可读可写 | 创建 | 否，追加写 |
- 通用换行格式：为解决不同操作系统下行结束符号不一致的问题
fd = open('File.txt','rU') - 文件内移动（方法）
tell：找出当前文件位置和文件开始位置之间的相对位置
seek：将当前文件位置设为文件对象缓冲区中的新位置
- 关闭文件：open函数在内存中创建缓存区，将磁盘内容复制到此位置. 关闭文件，则内存缓存区的所有内容写回瓷盘，保持同步.
- CSV文件：是文本文件格式，有CSV拓展模块支持.
- OS模块（Operating System） —— Python标准模块
- 操作系统的功能之一是维护文件的组织结构.
- 目前操作系统将文件置于目录（Linux或OS-X）或文件夹(Windows)中.
- 目录结构层次 —— 树
OS-X:/punch/Python/ex1.py
windows：c: \\punch\\python\\ex1.py - 若当前目录为 /punch/python/，则：
. = 当前目录 = /punch/python/
.. = 父目录 = /punch/ - os模块函数
os.getcwd()：获取当前目录
os.chdir("...")：更改目录
os.listdir("...")：列出给定路径的节点中所有文件和目录
类：自定义数据结构和算法
- 面向对象编程(OOP)：Python基本算是OOP语言
- OOP认为程序由独享组成，每个对象都可与其他对象交互.
- 每个对象都可以：将代表此对象的值集合起来；执行该对象的动作.
- 对象特点：属性（如颜色）；针对自己的命令作出反应（如输出）
- OOP特性
封装性：封装细节，通过接口访问；
多态性：运算符或方法根据调用其的对象类型执行不同的操作；
继承性：允许基于类的特点创建另一个类.
- 类和实例
- 类（
class）是建立新对象的模版. - 利用类模版创建的对象称为该类的实例（
instance）. - 类定义 class 类名（父对象）：代码块
class myClass(object): pass -
class是第三个能在命名空间建立新关联的关键字（除赋值和def） - 关键词
pass：表示该代码块为空. - 创建实例：
myInstance = myClass() -
dir(myClass)可查看类和实例包含的属性 - 修改属性（点标记）：
myClass.classAttribute = 'hello' - Python对象作用域规则：先实例，然后类.
- 对象方法：定义类对象操作的函数称为方法
- 自定义方法：即在类内部定义函数
class myClass (object):
def myMethod (self,param1)
print "hello %s" % (param1)
self.instanceAttribute = param1
myInstance = myClass()
myInstance.myMethod('world')
- 融入Python类模型：Python保留了一些方法（开始和结束都是双下划线）
__init__：初始化
__str__：字符串方法，常用于输出 - Python的OOP细节
- OOP的公有与私有：编程世界的三种角色（用户，程序员，类设计者）
- 程序员只知道类的接口
- 类设计者需要控制和保护类的内部结构，而不是类提供的方法
- 私有属性（方法，变量）只提供给类设计者
- 使用双下划线表示私有
- Python中所有的方法和实例，类设计者和程序员都能访问；
- 当属性用双下划线作为前缀时，不要试图修改它！
- Python的宗旨是“我们都是成年人”： 类设计者若表示什么是私有的，程序员不要试图修改.
- Python可修改实例：不同于其他OOP语言.
异常处理
- 错误
myStr = int(raw_input("number:"))
number: a
>>> ValueError
当程序运行出错时，Python先搜索程序员提供的相应错误处理程序. 如果找到，则将控制权交给这些代码；否则，Python会停止运行.
- 基本的错误处理：try-except语句
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代码块，无错误则跳过所有except；有错，则停止在出错行，寻找相应except语句，执行并跳过其他except；找不到则停止运行并报错.
- except后的错误名是Python给定的. 起始发现错误最简单的方法就是故意产生错误，然后查看Python给出的错误名称.
- 两种处理错误的方式
- 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：要求宽恕
try:
return int(str)
except (TypeError,ValueError,OverFlowError):
return None
- try-except复合语句
try:...
except:...
else: #try代码块不出错，则执行此代码块，并继续
finally: #在try-except(-else)结束后要绝对执行的代码块
- 应用
- 检查输入：反复输入，直至正确.
while True:
try:
alueStr = raw_input("Input integer:")
alueInt = int(valueStr)
break
except ValueError:
print "Bad input"
- 检查文件打开
while True:
try:
fileName = raw_input("Open a file:")
open(fileName,"r")
break
except IOError:
print "Bad file name"
-
raise exceptionName：可主动引发异常 - 自定义异常：Python中的异常是类. 创建异常，就是产生现有异常的子类.
class NewException(Exception):
pass
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