手把手带你入门Python

作者: 付凯强 | 来源:发表于2017-12-27 14:18 被阅读0次

０. 序言

python 是一门脚本语言：封装性强，语法简洁，开发效率高，只用函数open就可以打开一个txt文件，只需要遍历就能读取这个txt文件。因为以上原因，python也广泛用于爬虫、数据处理和大数据以及人工智能，现在是大数据时代，所以python很火。如果是计算机研究生毕业，可以考虑人工智能，因为人工智能的岗位在学历方面卡的比较严，需要对算法数据结构等理论知识非常熟悉。
python是一门解释性语言，代码执行效率没有java和c++高，但是取决于效率的主要是io和数据库的crud，所以python在以上场景下表现依然很优秀。因为就算你是法拉利，在北京二环上，你的速度等同于天津大发面包车。
学习python，以个人经历来看，不用购买python基础方面的书籍，慕课网的python入门和进阶两门课可以让你熟练掌握大部分python语法。不过在学习python之前，你最好问问自己Android进阶之光这本书涉及的板块以及binder原理是否都弄清楚了，如果说ok，那建议周末打游戏的时间学python，如果说no，那建议好好研究Android，毕竟去面试的岗位叫Android开发工程师，问的基本是java基础和android理论。当然工作需要例外。
因为工作需要，学习了下python基础知识，于是有了这篇博客！这篇博客主要总结了以下几个方面的知识，这些知识不得不牢牢掌握：
① 安装Python环境
② 变量和数据类型：Python内置的基本类型
③ List和Tuple：顺序的集合类型
④ 条件判断和循环：控制程序流程
⑤ Dict和Set：根据key访问的集合类型
⑥ 函数：定义和调用函数
⑦ 切片：如何对list进行切片
⑧ 迭代：如何用for循环迭代集合类型
⑨ 列表生成式：如何快速生成列表

1. Python之禅

人生苦短，我用Python.

2. 开发者

由荷兰人Guido van Rossum于1989年为了打发圣诞节的无聊而开发。

3. 特点

优雅
明确
简洁

4. 适用领域

Web网站和各种网络服务
系统工具和脚本
作为“胶水”语言把其他语言开发的模块包装起来方便使用

5. 不适用的领域

贴近硬件的开发：比如驱动程序 ----首选C
移动领域的开发：比如 Android Ios -----Swift、Kotlin
游戏开发：C/C++

6. Python的应用

Youtube
豆瓣
闪电邮箱
openstack 开源云计算平台

7. 与其他语言的对比的缺点

C: 编译为机器码运行速度非常快代码量非常多
Java：编译为字节码运行速度快代码量多
Python缺点
①：解释执行运行速度慢代码量少（开发速度快）；但是：我们并不需要运行速度那么快，速度瓶颈还是取决于网络调用和数据库操作，就好比F1在北京的三环高速公路上，堵车你也开不了那么快。
②：Python源码不能够加密：所以通过Python提供服务赚钱。

8. 安装

Python跨平台：Window开发的，可以运行在Mac、Linux等系统上。
很多库暂时不兼容3.3，所以暂时安装Python 2.7
官网：https://www.python.org/
步骤:Downloads_Window_2.7.14
下载完成_一直Next即可。

9. 安装环境

E:\Python 添加到Path中即可
命令行输入 python 显示版本号证明安装正确
建议使用cmder这款命令行工具

10. 第一个Python程序-Hello World （初恋的感觉）

命令行：打开命令行工具cmder，输入第一个Python程序

>>> print 'Hello,World!'
Hello,World!

NotePad：

① 设置：首选项-新建-windows-utf-8 ② 语言：python

print 'Hello,World!'  记得一定要定格左边写 保存为扩展名为py的文件

② 打印: 进入到文件所在盘符，打开命令行，然后输入python helloworld.py：

D:\>python helloworld.py
Hello,World!

11. 数据类型

整数:

整数的书写和数学一样，而且有负整数，如 0,-80
机器采用二进制，我们使用十六进制（0x开头，由0-9，a-f组成）表示整数更好,如 0x10，0xaf10

浮点数：

浮点数就是小号：比如1.23,2.31，而对于很大或者很小的浮点数，就必须用科学计数法表示：把10用e替代，比如1.23x10^9就是1.23e9，再比如0.000012可以写成1.2e-5。
注意:整数和浮点数在计算机中的存储方式是不同的，整数的运算永远是精确的（除法也是精确的），而浮点数在运算中会有误差。

字符串：字符串可以用单引号或者多引号包裹起来表示:"abc",'abc'
布尔值：

布尔值指的是True或者False,非0就是Ture,0就是False
布尔值的运算可以通过运算符来进行：and（有false则false），or（有true则true），not（把true变为false或者false变为true）

空值：空值用none表示，none不表示为0,0是有意义的，None是一个特殊的空值。
练习:
试一试，在右边编辑器中，完成以下任务:

计算十进制整数 45678 和十六进制整数 0x12fd2 之和。
请用字符串表示出Learn Python in imooc。
请计算以下表达式的布尔值（注意==表示判断是否相等）：
100 < 99
0xff == 255
注意：使用print命令

print 45678+0x12fd2
print "Learn Python in imooc"
print 100<99

123456
Learn Python in imooc
False

12. print语句

多个字符串可以用“,”逗号来进行连接，然后直接一起输出：
(print 会依次打印每个字符串，遇到逗号就插入一个空格)

print 'hello','world','you','and','me'

hello world you and me

可以打印整数

print 300+500

注意（字符串、逗号、数学计算）:

print '100+200=',100+200

100+200= 300

13. 注释

print 'hello,world' # 这是我的第一个Python程序

File "index.py", line 1
SyntaxError: Non-ASCII character '\xe8' in file index.py on line 1, but no encoding declared; see http://python.org/dev/peps/pep-0263/ for details

这是缺乏编码方式导致的，所以在文件头部添加：

# coding=utf-8

完整代码:

# coding=utf-8
print 'hello,world' # 这是我的第一个Python程序

注释代码：

# print 'hello,world'

14. 变量

变量名：大小写英文或者英文加数字或者英文加数字加下划线的组合：

x1 = 1
d = 3
x100 = x1+d
_d100 = x100
s = _d100
print s

a = 1 # a是一个整数

t_007 = 'T007' t_007是一个字符串

等号=是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量：

a = 123    # a是整数
print a
a = 'imooc'   # a变为字符串
print a

这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，与之对应的是静态语言。

当我们写：a = 'ABC'时，Python解释器干了两件事情：

在内存中创建了一个'ABC'的字符串；
在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向'ABC'。

15. 小测验

等差数列可以定义为每一项与它的前一项的差等于一个常数，可以用变量 x1 表示等差数列的第一项，用 d 表示公差，请计算数列
1 4 7 10 13 16 19 ...
前 100 项的和。

a = 1
x1 = 3
a_100 = 1+x1*99
print (a_100+a)*50

16. 定义字符串

如果字符串本身包含'怎么办？比如我们要表示字符串 I'm OK ，这时，可以用" "括起来表示：

"I'm OK"

如果字符串包含"，我们就可以用' '括起来表示：

'Learn "Python" in imooc'

如果字符串既包含'又包含"，这个时候，就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”，Python字符串用\进行转义，比如要表示字符串 Bob said "I'm OK".
由于 ' 和 " 会引起歧义，因此，我们在它前面插入一个\表示这是一个普通字符，不代表字符串的起始

'Bob said \"I\'m OK\".'

常用的转义字符：

\n 表示换行
\t 表示一个制表符
\\ 表示 \ 字符本身

17. raw字符串与多行字符串

raw:

r'\(~_~)/ \(~_~)/'

多行：

'''Line 1
Line 2
Line 3'''

注意：r'...'表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含'和 "的字符串，但是r''' '''可以：

print r'''"To be, or not to be": that is the question.
Whether it's nobler in the mind to suffer.'''

18. Unicode字符串

计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最多个数是（二进制11111111=十进制255），0 - 127被用来表示大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母 A 的编码是65，小写字母 z 的编码是122。
如果要表示中文，显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。
类似的，日文和韩文等其他语言也有这个问题。为了统一所有文字的编码，Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。
Unicode通常用两个字节表示一个字符，原有的英文编码从单字节变成双字节，只需要把高字节全部填为0就可以
为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早，所以最早的Python只支持ASCII编码，普通的字符串'ABC'在Python内部都是ASCII编码的。
Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u'...'表示。
Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u'...'表示，比如：

print u'中文'
中文

Unicode字符串除了多了一个 u 之外，与普通字符串没啥区别，转义字符和多行表示法仍然有效：

u'中文\n日文\n韩文'

u'''第一行
第二行'''

ur'''Python的Unicode字符串支持"中文",
"日文",
"韩文"等多种语言'''

如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError，这是因为.py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释,目的是告诉Python解释器，用UTF-8编码读取源代码

# -*- coding: utf-8 -*-

19. 整数和浮点数

整数和浮点数直接进行运算

1 + 2 + 3   # ==> 6
4 * 5 - 6   # ==> 14
7.5 / 8 + 2.1   # ==> 3.0375

使用括号可以提升优先级

(1 + 2) * 3    # ==> 9
(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3))    # ==> 0.42145593869731807

和数学运算不同的地方是，Python的整数运算结果仍然是整数，浮点数运算结果仍然是浮点数：

1 + 2    # ==> 整数 3
1.0 + 2.0    # ==> 浮点数 3.0

整数和浮点数混合运算的结果就变成浮点数了

1 + 2.0    # ==> 浮点数 3.0

Python的整数除法，即使除不尽，结果仍然是整数，余数直接被扔掉。不过，Python提供了一个求余的运算 % 可以计算余数：

11 % 4    # ==> 3

如果我们要计算 11 / 4 的精确结果，按照“整数和浮点数混合运算的结果是浮点数”的法则，把两个数中的一个变成浮点数再运算就没问题了：

11.0 / 4    # ==> 2.75

20.布尔类型

与运算：有false则false。

True and True   # ==> True
True and False   # ==> False
False and True   # ==> False
False and False   # ==> False

或运算：有true则true。

True or True   # ==> True
True or False   # ==> True
False or True   # ==> True
False or False   # ==> False

非运算：把True变为False，或者把False变为True：

not True   # ==> False
not False   # ==> True

布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算

a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'

Python把0、空字符串''和None看成 False，其他数值和非空字符串都看成 True。
and 和 or 运算的一条重要法则：短路计算。计算 a and b 时，如果 a 是 False，则根据与运算法则，整个结果必定为 False，因此返回 a；如果 a 是 True，则整个计算结果必定取决与 b，因此返回 b。
计算 a or b 时，如果 a 是 True，则根据或运算法则，整个计算结果必定为 True，因此返回 a；如果 a 是 False，则整个计算结果必定取决于 b，因此返回 b。

21. 创建list

list是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素：

>>> ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

直接用 [ ] 把list的所有元素都括起来，就是一个list对象。通常，我们会把list赋值给一个变量，这样，就可以通过变量来引用list：

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates # 打印classmates变量的内容
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

Python是动态语言，所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型，我们完全可以在list中包含各种数据：

>>> L = ['Michael', 100, True]

一个元素也没有的list，就是空list：

>>> empty_list = []

22. 按照索引访问list

要打印第一名同学的名字，用 L[0]:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

>>> print L[0]
Adam

23. 倒序访问list:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

>>> print L[-1]
Bart

24. list添加新元素:

append() 方法(总是把新的元素添加到 list 的尾部):

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.append('Paul')
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

insert()方法，它接受两个参数，第一个参数是索引号，第二个参数是待添加的新元素:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.insert(0, 'Paul')
>>> print L
['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']

25. list删除元素

pop():

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> L.pop()
'Paul'
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

pop()方法总是删掉list的最后一个元素，并且它还返回这个元素，所以我们执行 L.pop() 后，会打印出 'Paul'

pop(2):

>>> L.pop(2)
'Paul'
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

小练习：

L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']
Paul的索引是2，Bart的索引是3，如果我们要把Paul和Bart都删掉

L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']
L.pop(2)
L.pop(2)
print L

26. 替换元素

对list中的某一个索引赋值，就可以直接用新的元素替换掉原来的元素，list包含的元素个数保持不变

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

>>> L[2] = 'Paul'
>>> print L
L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul']

27. 创建tuple

tuple是另一种有序的列表，中文翻译为“ 元组 ”。tuple 和 list 非常类似，但是，tuple一旦创建完毕，就不能修改了。

>>> t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]

获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的，我们可以正常使用 t[0]，t[-1]等索引方式访问元素

28. 创建单元素tuple

包含 0 个元素的 tuple，也就是空tuple，直接用 ()表示

>>> t = ()
>>> print t
()

创建包含1个元素的 tuple

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

因为用()定义单元素的tuple有歧义，所以 Python 规定，单元素 tuple 要多加一个逗号“,”

29. “可变”的tuple

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])

>>> L = t[2]

>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

注意：tuple的元素确实变了，但其实变的不是 tuple 的元素，而是list的元素。
tuple一开始指向的list并没有改成别的list，所以，tuple所谓的“不变”是说，tuple的每个元素，指向永远不变。即指向'a'，就不能改成指向'b'，指向一个list，就不能改成指向其他对象，但指向的这个list本身是可变的！
理解了“指向不变”后，要创建一个内容也不变的tuple怎么做？那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。
小练习：定义了tuple：
t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
由于 t 包含一个list元素，导致tuple的内容是可变的。能否修改上述代码，让tuple内容不可变？

t = ('a', 'b', ('A', 'B'))
print t

29. if语句

age = 20
if age >= 18:
    print 'your age is', age
    print 'adult'
print 'END'

注意: Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块，上面的3，4行 print 语句就构成一个代码块（但不包括第5行的print）。如果 if 语句判断为 True，就会执行这个代码块。
缩进请严格按照Python的习惯写法：4个空格，不要使用Tab，更不要混合Tab和空格，否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。
注意: if 语句后接表达式，然后用:表示代码块开始。
如果你在Python交互环境下敲代码，还要特别留意缩进，并且退出缩进需要多敲一行回车：

>>> age = 20
>>> if age >= 18:
...     print 'your age is', age
...     print 'adult'
...
your age is 20
adult

30. if-else

if age >= 18:
    print 'adult'
else:
    print 'teenager'

注意: else 后面有个“:”

31. if-elif-else

条件1：18岁或以上：adult
条件2：6岁或以上：teenager
条件3：6岁以下：kid

if age >= 18:
    print 'adult'
elif age >= 6:
    print 'teenager'
elif age >= 3:
    print 'kid'
else:
    print 'baby'

特别注意: 这一系列条件判断会从上到下依次判断，如果某个判断为 True，执行完对应的代码块，后面的条件判断就直接忽略，不再执行了。

32. for

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
for name in L:
    print name

注意: name 这个变量是在 for 循环中定义的，意思是，依次取出list中的每一个元素，并把元素赋值给 name，然后执行for循环体（就是缩进的代码块）。
小练习:班里考试后，老师要统计平均成绩，已知4位同学的成绩用list表示如下：
L = [75, 92, 59, 68]
请利用for循环计算出平均成绩。

L = [75, 92, 59, 68]
sum = 0.0
for score in L:
    sum = sum + score
print sum / 4

33. while循环

while 循环不会迭代 list 或 tuple 的元素，而是根据表达式判断循环是否结束:比如要从 0 开始打印不大于 N 的整数：

N = 10
x = 0
while x < N:
    print x
    x = x + 1

小练习：利用while循环计算100以内奇数的和

sum = 0
x = 1
while x < 100:
    sum = sum + x
    x = x + 2
print sum

34. break退出循环

比如计算1至100的整数和，我们用while来实现

sum = 0
x = 1
while True:
    sum = sum + x
    x = x + 1
    if x > 100:
        break
print sum

小练习：利用 while True 无限循环配合 break 语句，计算 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + ... 的前20项的和：

sum = 0
x = 1
n = 1
while True:
    sum = sum + x
    x = 2*x
    n = n+1
    if n > 20:
        break
print sum

35. continue继续循环

continue跳过后续循环代码，继续下一次循环：

现在老师只想统计及格分数的平均分，就要把 x < 60 的分数剔除掉，这时，利用 continue，可以做到当 x < 60的时候，不继续执行循环体的后续代码，直接进入下一次循环：

L = [75, 98, 59, 81, 66, 43, 69, 85]
sum = 0.0
n = 0
for x in L:
    sum = sum + x
    n = n + 1
print sum / n

for x in L:
    if x < 60:
        continue
    sum = sum + x
    n = n + 1

小练习:

对已有的计算 0 - 100 的while循环进行改造，通过增加 continue 语句，使得只计算奇数的和

sum = 0
x = 1
while True:
    sum = sum + x
    x = x + 1
    if x > 100:
        break
print sum

sum = 0
x = 0
while True:
    x = x + 1
    if x > 100:
        break
    if x % 2 == 0:
        continue
    sum = sum + x
print sum

36. 多重循环

在循环内部，还可以嵌套循环

for x in ['A', 'B', 'C']:
    for y in ['1', '2', '3']:
        print x + y

A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3

小练习:对100以内的两位数，请使用一个两重循环打印出所有十位数数字比个位数数字小的数，例如，23（2 < 3）

for x in [1,2,3,4,5,6,7,8,9 ]:
    for y in [ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 ]:
        if x < y :
            print x*10+y

37. dict

给定一个名字，就可以直接查到分数,这就是dict的作用,名字称为key，对应的成绩称为value，dict就是通过 key 来查找 value
花括号 {} 表示这是一个dict，然后按照 key: value, 写出来即可。最后一个 key: value 的逗号可以省略。

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

len() 函数可以计算任意集合的大小:

>>> len(d)
3

38. 访问dict

可以简单地使用 d[key] 的形式来查找对应的 value，这和 list 很像，不同之处是，list 必须使用索引返回对应的元素，而dict使用key

>>> print d['Adam']
95
>>> print d['Paul']
Traceback (most recent call last):
  File "index.py", line 11, in <module>
    print d['Paul']
KeyError: 'Paul'

通过 key 访问 dict 的value，只要 key 存在，dict就返回对应的value。如果key不存在，会直接报错：KeyError，要避免 KeyError 发生，有两个办法：

先判断一下 key 是否存在，用 in 操作符：

if 'Paul' in d:
    print d['Paul']

使用dict本身提供的一个 get 方法，在Key不存在的时候，返回None：

>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None

小练习:根据如下dict,请打印出:

Adam: 95
Lisa: 85
Bart: 59

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}
print 'Adam:',d.get('Adam')
print 'Lisa:',d.get('Lisa')
print 'Bart:',d.get('Bart')

39. dict的特点

dict的第一个特点是查找速度快，无论dict有10个元素还是10万个元素，查找速度都一样。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。

不过dict的查找速度快不是没有代价的，dict的缺点是占用内存大，还会浪费很多内容，list正好相反，占用内存小，但是查找速度慢。
dict的第二个特点就是存储的key-value序对是没有顺序的！这和list不一样：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

>>> print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}

dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变，Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的，都可以作为 key。但是list是可变的，就不能作为 key；最常用的key还是字符串，因为用起来最方便

{
    '123': [1, 2, 3],  # key 是 str，value是list
    123: '123',  # key 是 int，value 是 str
    ('a', 'b'): True  # key 是 tuple，并且tuple的每个元素都是不可变对象，value是 boolean
}

40. 更新dict

随时往dict中添加新的 key-value。比如已有dict：要把新同学'Paul'的成绩 72 加进去，用赋值语句：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

>>> d['Paul'] = 72

>>> print d
{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 59}

如果 key 已经存在，则赋值会用新的 value 替换掉原来的 value：

>>> d['Bart'] = 60
>>> print d
{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 60}

41. 遍历dict

直接使用for循环可以遍历 dict 的 key,由于通过 key 可以获取对应的 value，因此，在循环体内，可以获取到value的值:

>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> for key in d:
...     print key
... 
Lisa
Adam
Bart

小练习:请用 for 循环遍历如下的dict，打印出 name: score 来

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}
for key in d:
    print key,':',d.get(key)

42. set

dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系，dict的key是不能重复的
有的时候，我们只想要 dict 的 key，不关心 key 对应的 value，目的就是保证这个集合的元素不会重复，这时，set就派上用场了:
set 持有一系列元素，这一点和 list 很像，但是set的元素没有重复，而且是无序的，这点和 dict 的 key很像
创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list，list的元素将作为set的元素：

>>> s = set(['A', 'B', 'C'])

>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])

上述打印的形式类似 list， 但它不是 list，仔细看还可以发现，打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的，因为set内部存储的元素是无序的

set不能包含重复的元素，所以，当我们传入包含重复元素的 list，set会自动去掉重复的元素，原来的list有4个元素，但set只有3个元素

>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
3

43. 访问set

由于set存储的是无序集合，所以我们没法通过索引来访问。
用 in 操作符判断：看来大小写很重要，'Bart' 和 'bart'被认为是两个不同的元素：

>>> 'Bart' in s
True

>>> 'bart' in s
False

44. set的特点

set的内部结构和dict很像，唯一区别是不存储value,，因此，判断一个元素是否在set中速度很快。
set存储的元素和dict的key类似，必须是不变对象，因此，任何可变对象是不能放入set中的.
set存储的元素也是没有顺序的.

假设我们让用户输入星期一至星期日的某天，如何判断用户的输入是否是一个有效的星期呢？

# if 语句
x = '???' # 用户输入的字符串
if x!= 'MON' and x!= 'TUE' and x!= 'WED' ... and x!= 'SUN':
    print 'input error'
else:
    print 'input ok'

# set 集合
weekdays = set(['MON', 'TUE', 'WED', 'THU', 'FRI', 'SAT', 'SUN'])

x = '???' # 用户输入的字符串
if x in weekdays:
    print 'input ok'
else:
    print 'input error'

45. 遍历set

for 循环

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
...     print name
... 
Lisa
Adam
Bart

小练习：请用 for 循环遍历如下的set，打印出 name: score 来

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])
for x in s:
    print x[0]+":",x[1]

注意:注意到set的元素是tuple，因此 for 循环的变量被依次赋值为tuple

46. 更新set

set存储的是一组不重复的无序元素，因此，更新set主要做两件事：一是把新的元素添加到set中，二是把已有元素从set中删除。

增加:set的add()方法：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])

删除:set的remove()方法:

>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])

Care:如果删除的元素不存在set中，remove()会报错：用add()可以直接添加，而remove()前需要判断:

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 4

47. 函数

Python不但能非常灵活地定义函数，而且本身内置了很多有用的函数，可以直接调用,说白了函数就是方法：对公共代码的封装。

48. 调用函数

Python内置了很多有用的函数，我们可以直接调用。
求绝对值的函数 abs，它接收一个参数:

>>> abs(100)
100
>>> abs(-20)
20
>>> abs(12.34)
12.34

函数 cmp(x, y) 就需要两个参数，如果 x<y，返回 -1，如果 x==y，返回 0，如果 x>y，返回 1：

>>> cmp(1, 2)
-1
>>> cmp(2, 1)
1
>>> cmp(3, 3)
0

数据类型转换函数，比如 int()函数可以把其他数据类型转换为整数：

>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12

str()函数把其他类型转换成 str：

>>> str(123)
'123'
>>> str(1.23)
'1.23'

sum()函数接受一个list作为参数，并返回list所有元素之和：请计算 1 * 1 + 2 * 2 + 3 * 3 + ... + 100 * 100:

L = []
x = 1
while x <= 100 :
    L.append(x*x)
    x = x + 1
print sum(L)

49. 编写函数

定义一个函数要使用 def 语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用 return 语句返回：

自定义一个求绝对值的 my_abs 函数:

def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

如果没有return语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为 None 。 return None可以简写为return。
小练习：请定义一个 square_of_sum 函数，它接受一个list，返回list中每个元素平方的和：

def square_of_sum(L):
    sum = 0
    for num in L :
        sum = num*num +sum
    return sum 

print square_of_sum([1, 2, 3, 4, 5])
print square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25])

50. 函数之返回多值

math包提供了sin()和 cos()函数，我们先用import引用它

import math
def move(x, y, step, angle):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print x, y
151.961524227 70.0

其实这只是一种假象，Python函数返回的仍然是单一值:返回值是一个tuple！

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)

在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。
小练习:一元二次方程的定义是：ax² + bx + c = 0 请编写一个函数，返回一元二次方程的两个解。注意：Python的math包提供了sqrt()函数用于计算平方根。请参考求根公式：x = (-b±√(b²-4ac)) / 2a

import math
def quadratic_equation(a, b, c):
    t = math.sqrt(b * b - 4 * a * c)
    return (-b + t) / (2 * a),( -b - t )/ (2 * a)
print quadratic_equation(2, 3, 0)
print quadratic_equation(1, -6, 5)

51. 递归函数

在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数：
阶乘 n! = 1 * 2 * 3 * ... * n，用函数 fact(n)表示：fact(n)可以表示为 n * fact(n-1)，只有n=1时需要特殊处理，于是，fact(n)用递归的方式写出来就是:

fact(n) = n! = 1 * 2 * 3 * ... * (n-1) * n = (n-1)! * n = fact(n-1) * n

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

Care: 使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。可以试试计算 fact(10000)
小练习:汉诺塔 (http://baike.baidu.com/view/191666.htm) 的移动也可以看做是递归函数:我们对柱子编号为a, b, c，将所有圆盘从a移到c可以描述为：

如果a只有一个圆盘，可以直接移动到c；

如果a有N个圆盘，可以看成a有1个圆盘（底盘） + (N-1)个圆盘，首先需要把 (N-1) 个圆盘移动到 b，然后，将 a的最后一个圆盘移动到c，再将b的(N-1)个圆盘移动到c。

请编写一个函数，给定输入 n, a, b, c，打印出移动的步骤：

move(n, a, b, c)

例如，输入 move(2, 'A', 'B', 'C')，打印出：

A --> B

A --> C

B --> C

# -*- coding: utf-8 -*
def move(n, a, b, c):
    if n > 1:
        move(n-1,a,c,b)
        print a,'-->',c
        move(n-1,b,a,c)
    else :
        print a,'-->',c

move(4, 'A', 'B', 'C')

52. 定义默认参数

int() 函数，其实就有两个参数，我们既可以传一个参数，又可以传两个参数：

>>> int('123')
123
>>> int('123', 8)
83

int()函数的第二个参数是转换进制，如果不传，默认是十进制 (base=10)，如果传了，就用传入的参数
函数的默认参数的作用是简化调用，你只需要把必须的参数传进去。
但是在需要的时候，又可以传入额外的参数来覆盖默认参数值。

# x 的 N次方
def power(x, n):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

# 把 n 的默认值设定为 2
def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

>>> power(5)
25

Care:由于函数的参数按从左到右的顺序匹配，所以默认参数只能定义在必需参数的后面：

# OK:
def fn1(a, b=1, c=2):
    pass
# Error:
def fn2(a=1, b):
    pass

小练习:请定义一个 greet() 函数，它包含一个默认参数，如果没有传入，打印 'Hello, world.'，如果传入，打印 'Hello, xxx.'

# 逗号如果作为连接符会生成一个空格；建议用+号连接
def greet(name = 'world'):
    print 'Hello,'+name+'.'

greet()
greet('Bart')

53. 定义可变参数

可变参数的名字前面有个 * 号，我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数

def fn(*args):
    print args

>>> fn()
()
>>> fn('a')
('a',)
>>> fn('a', 'b')
('a', 'b')
>>> fn('a', 'b', 'c')
('a', 'b', 'c')

Python解释器会把传入的一组参数组装成一个tuple传递给可变参数，因此，在函数内部，直接把变量 args 看成一个 tuple 就好了
定义可变参数的目的也是为了简化调用:平均数:

>>> average()
0
>>> average(1, 2)
1.5
>>> average(1, 2, 2, 3, 4)
2.4

小练习:请编写接受可变参数的 average() 函数

# 可变参数 args 是一个tuple，当0个参数传入时，args是一个空tuple.

def average(*args):
    sum = 0.0 
    if len(args) == 0 :
        return sum
    for x in args:
        sum = sum + x
    return sum/len(args)

print average()
print average(1, 2)
print average(1, 2, 2, 3, 4)

54. 对list进行切片

切片的意思就是从中取值生成一个新的list

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

>>> L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

# L[0:3]表示，从索引0开始取，直到索引3为止，但不包括索引3。即索引0，1，2，正好是3个元素

如果第一个索引是0，还可以省略：

>>> L[:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

也可以从索引1开始，取出2个元素出来：

>>> L[1:3]
['Lisa', 'Bart']

只用一个 : ，表示从头到尾：L[:]实际上复制出了一个新list

>>> L[:]
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

切片操作还可以指定第三个参数，第三个参数表示每N个取一个，上面的 L[::2] 会每两个元素取出一个来，也就是隔一个取一个。

>>> L[::2]
['Adam', 'Bart']

把list换成tuple，切片操作完全相同，只是切片的结果也变成了tuple
小练习:range()函数可以创建一个数列：请利用切片，取出：1. 前10个数；2. 3的倍数；3. 不大于50的5的倍数。

>>> range(1, 101)
[1, 2, 3, ..., 100]

L = range(1, 101)

print L[0:10]
print L[2:100:3]
print L[4:50:5]

55. 倒序切片

记住倒数第一个元素的索引是-1。倒序切片包含起始索引，不包含结束索引

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

>>> L[-2:]
['Bart', 'Paul']

>>> L[:-2]
['Adam', 'Lisa']

>>> L[-3:-1]
['Lisa', 'Bart']

>>> L[-4:-1:2]
['Adam', 'Bart']

小练习:利用倒序切片对 1 - 100 的数列取出：* 最后10个数；* 最后10个5的倍数。

L = range(1, 101)
print L[-10:]
print L[-46::5]

56. 字符串切片

Python没有针对字符串的截取函数，只需要切片一个操作就可以完成，非常简单

>>> 'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
>>> 'ABCDEFG'[-3:]
'EFG'
>>> 'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'

小练习:字符串有个方法 upper() 可以把字符变成大写字母：

>>> 'abc'.upper()
'ABC'

但它会把所有字母都变成大写。请设计一个函数，它接受一个字符串，然后返回一个仅首字母变成大写的字符串。提示：利用切片操作简化字符串操作。

def firstCharUpper(s):
    return s[:1].upper()+s[1:]

print firstCharUpper('hello')
print firstCharUpper('sunday')
print firstCharUpper('september')

57. 迭代

迭代在Python中就是 for 循环。
Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上，还可以作用在其他任何可迭代对象上。
迭代操作就是对于一个集合，无论该集合是有序还是无序，我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素
集合是指包含一组元素的数据结构，我们已经介绍的包括：

有序集合：list，tuple，str和unicode；
无序集合：set
无序集合并且具有 key-value 对：dict

小练习:请用for循环迭代数列 1-100 并打印出7的倍数

L = []
x = 1
while x > 0 :
    if x >100 :
        break
    L.append(x)
    x = x +1
for i in L:
    if i % 7==0:
        print i

58. 索引迭代

迭代永远是取出元素本身，而非元素的索引.但是对于有序集合，元素确实是有索引的。有的时候，我们确实想在 for 循环中拿到索引，这时候就要靠enumerate() 函数:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> for index, name in enumerate(L):
...     print index, '-', name
... 
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
3 - Paul

实际上enumerate() 函数是把list中的每一个元素变成了tuple：

['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

[(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')]

迭代的每一个元素实际上是一个tuple：

for t in enumerate(L):
    index = t[0]
    name = t[1]
    print index, '-', name

简写为:

for index, name in enumerate(L):
    print index, '-', name

索引迭代也不是真的按索引访问，而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple，再迭代，就同时获得了索引和元素本身.
小练习:zip()函数可以把两个 list 变成一个 list：

>>> zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])
[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]

小练习:zip()函数可以把两个 list 变成一个 list：

>>> zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])
[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]

需求：在迭代 ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] 时，如果我们想打印出名次 - 名字（名次从1开始)，请考虑如何在迭代中打印出来。
提示：考虑使用zip()函数和range()函数：range(1, ?) 可以创建出起始为 1 的数列。

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
for index, name in zip(range(1, len(L)+1), L):
    print index, '-', name

1. 迭代dict的value
dict对象本身就是可迭代对象，用 for 循环直接迭代 dict，可以每次拿到dict的一个key，如果迭代value，可以使用values() 方法，这个方法把dict转换成一个包含所有value的list，这样，我们迭代的就是 dict的每一个 value。

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.values()
# [85, 95, 59]
for v in d.values():
    print v
# 85
# 95
# 59

dict除了values()方法外，还有一个 itervalues() 方法，用 itervalues() 方法替代 values() 方法，迭代效果完全一样

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.itervalues()
# <dictionary-valueiterator object at 0x106adbb50>
for v in d.itervalues():
    print v
# 85
# 95
# 59

不同之处:

values() 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。
但是 itervalues() 方法不会转换，它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value，所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。
打印 itervalues() 发现它返回一个 <dictionary-valueiterator> 对象，这说明在Python中，for 循环可作用的迭代对象远不止 list，tuple，str，unicode，dict等，任何可迭代对象都可以作用于for循环，而内部如何迭代我们通常并不用关心。

小练习:给定一个dict：
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }
请计算所有同学的平均分。

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }

sum = 0.0
for x in d.itervalues():
    sum = sum +x
print sum/len(d)

60. 迭代dict的key和value

items() 方法：items() 方法把dict对象转换成了包含tuple的list，我们对这个list进行迭代，可以同时获得key和value：

>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> print d.items()
[('Lisa', 85), ('Adam', 95), ('Bart', 59)]

>>> for key, value in d.items():
...     print key, ':', value
... 
Lisa : 85
Adam : 95
Bart : 59

iteritems() 方法：iteritems() 不把dict转换成list，而是在迭代过程中不断给出 tuple，所以， iteritems() 不占用额外的内存：
小练习:请根据dict：
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }
打印出 name : score，最后再打印出平均分 average : score。

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }

sum = 0.0
for k, v in d.iteritems():
    sum = sum + v
    print k,':',v
print 'average', ':', sum/len(d)

61. 生成列表

要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]，我们可以用range(1, 11)：

>>> range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做：

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

# 写列表生成式时，把要生成的元素 x * x 放到前面，后面跟 for 循环，就可以把list创建出来

小练习:请利用列表生成式生成列表 [1x2, 3x4, 5x6, 7x8, ..., 99x100]
提示：range(1, 100, 2) 可以生成list [1, 3, 5, 7, 9,...]:

print [x*(x+1) for x in range(1,101,2)]

62. 复杂表达式

for循环的迭代不仅可以迭代普通的list，还可以迭代dict。

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }

可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格：

tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table>'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'

# 注：字符串可以通过 % 进行格式化，用指定的参数替代 %s。字符串的join()方法可以把一个 list 拼接成一个字符串

<table border="1">
<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>
<tr><td>Lisa</td><td>85</td></tr>
<tr><td>Adam</td><td>95</td></tr>
<tr><td>Bart</td><td>59</td></tr>
</table>

小练习:任务
在生成的表格中，对于没有及格的同学，请把分数标记为红色。提示：红色可以用 <td style="color:red"> 实现。

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
def generate_tr(name, score):
    if score < 60 :
            return '<tr><td>%s</td><td style="color:red">%s</td></tr>' % (name, score)
    return '<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score)

tds = [generate_tr(name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table border="1">'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'

63. 条件过滤

列表生成式的 for 循环后面还可以加上 if 判断:

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

如果我们只想要偶数的平方，不改动 range()的情况下，可以加上 if 来筛选:

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

小练习:
请编写一个函数，它接受一个 list，然后把list中的所有字符串变成大写后返回，非字符串元素将被忽略。
提示：
1. isinstance(x, str) 可以判断变量 x 是否是字符串；
2. 字符串的 upper() 方法可以返回大写的字母。

def toUppers(L):
    return [x.upper() for x in L if isinstance(x, str)]

print toUppers(['Hello', 'world', 101])

64. 多层表达式

for循环可以嵌套，因此，在列表生成式中，也可以用多层 for 循环来生成列表

L = []
for m in 'ABC':
    for n in '123':
        L.append(m + n)

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in '123']
['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']

小练习:利用 3 层for循环的列表生成式，找出对称的 3 位数。例如，121 就是对称数，因为从右到左倒过来还是 121

# 百位的循环从 1-9，十位和个位的循环从 0-9

print [100 * n1 + 10 * n2 + n3 for n1 in range(1, 10) for n2 in range(10) for n3 in range(10) if n1==n3]