python基础

python的诞生

2002年，python 2.x
2008年，python 3.x

python的命名

马戏团的名称

python简介

• 简单、易学
• 持快速开发.
• 跨平台.
• 开源.
• 可扩展.
• 可嵌入.
• 大量的标准库和活跃的交流群.
• 可用于各种各样的开发.

应用领域

系统编程
提供API（应用程序编程接口），方便进行系统维护和管理，Linux下标志性语言之一，是很多系统管理员理想的编程工具。

图形界面开发
Python在图形界面开发上很强大，可以用Tkinter/PyQT框架开发各种桌面软件。

科学计算
Python是一门很适合做科学计算的编程语言，从1997年开始，
NASA就大量使用Python进行各种复杂的科学运算，随着
NumPy、SciPy、Matplotlib、Enthought librarys等众多程序
库的开发，使得Python越来越适合做科学计算并绘制高质量
的2D和3D图像。

数据库编程
程序员可通过遵循PythonDB-API（数据库应用程序编程接口）规范的模块与Microsoft SQL Server 、
Oracle 、 Sybase 、 DB2 、MySQL、SQLite等数据库通信。另外，Python自带有一个Gadfly模块，提供了一个完整的SQL环境。

网络编程
提供丰富的模块支持Sockets编程，能方便快速地开发分布式应用程序。

文本处理
Python提供的re模块能支持正则表达式，还提供SGML、
XML分析模块，许多程序员利用Python进行XML程序的开发。

Web开发
Python拥有很多免费数据函数库、免费web网页模板系统以及与web服务器进行交互的库，可以实现web开发，搭建web框架。目前最火的Python web框架Django,Django官方的标语把Django定义为the framework for perfectionist with deadlines （完美主义者使用的高效率 web框架）。用Python开发的Web项目小而精，支持最新的XML技术，而且数据处理的功能较为强大。

自动化运维
Python是运维人员广泛使用的语言，能满足绝大部分自动化运维需求，包括前端和后端。

金融分析
利用Numpy、Pandas、Scipy等数据分析模块，可快速完成金融分析工作。目前，Python是金融分析、量化交易领域里使用最多的语言。

多媒体应用
Python 的 PyOpenGL 模块封装了“OpenGL应用程序编程接口”，能
进行二维和三维图像处理。

网络爬虫
在爬虫领域，Python几乎是霸主地位，提供了Scrapy 、 Request 、BeautifulSoap、urllib等工具库，将网络中的一切数据作为资源，通过自动化程序进行有针对性的数据采集以及处理。

游戏开发
在网络游戏开发中Python也有很多应用。相比Lua，Python有更高阶的抽象能力，可以用更少的代码描述游戏业务逻辑。另外，Python 更适合作为一种Host语言，即程序的入口点是在Python那一端会比较好，然后用C/C++写一些扩展。Python非常适合编写1万行以上的项目，而且能够很好地把
网游项目的规模控制在10万行代码以内

人工智能
NASA和Google早期大量使用Python，为Python积累了丰富的科学运算库。当AI（Artificial Intelligence，人工智能）时代来临后，Python从众多编程语言中脱颖而出，各种AI算法都基于Python编写。在神经网络、深度学习方面，Python都能够找到比较成熟的包来加以调用。另外，Python是面向、对象的动态语言，且适用于科学计算，这就使得Python在人工智能方面备受青睐。

编程基础

• 指令和程序

• 每台计算机都有自己的指令（Instruction）集合，
  每条指令可以让计算机完成一个最基本的操作。

• 程序（Program）则是由一系列指令根据特定规则
  组合而成，在计算机上执行程序的过程实质上就
  是组成程序的各条指令按顺序依次执行的过程。

高级程序设计语言和低级程序设计语言

• 高级程序设计语言包括Python、C/C++、Java等
• 低级程序设计语言包括汇编语言和机器语言

解释型和编译型的区别

解释型:程序运行的时候，才对程序逐条翻译和执行

解释（Interpret）是在程序运行时才对源代码进行逐条语句的翻译并运行。
解释型语言编写的程序每执行一次，就要翻译一次，翻译结果不会像编译型语言一样保存在可执行文件中，因此效率较低。

Python是一种解释型语言，但为了提高运行效率，Python程序在执行一次之
后会自动生成扩展名为.pyc的字节码文件；字节码不同于机器语言，但很容
易转换为机器语言。

编译型:翻译成机器码，计算机再执行

高级语言编写的程序称为源代码（Source Code）或源文件。编译（Compile）是将源代码全部翻译成机器指令，再加上一些描述信息，生成一个新的文件。这个新的文件称为可执行文件。一个可执行文件可以在计算机上多次运行，因此，在不修改源代码的情况下，只需要做一次编译即可。

起步

第一个python程序

TempStr=input("请输入带有符号的温度值")

if TempStr[-1] in ['F','f']:
    C=(eval(TempStr[0:-1])-32)/1.8
    print("转换之后的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:
    F=1.8*eval(TempStr[0:-1])+32
    print("转后之后的温度是{:.2f}F".format(F))
else:
    print("输入错误!")

缩进

缩进：表示程序的框架格式

• 严格明确：缩进是语法的一部分，缩进不正确程序运行错误
• 所属关系：表达代码间包含和层次的唯一手段
• 长度一致： 程序内一致即可，一般用 4个空格或1个TAB

注释

# 我是单行注释
'''
我是多行注释
'''

变量

变量：是指在程序运行过程中值可以发生改变的量，程序中用于保存和表示数据的占位符号。

• Python变量在使用前不需要先定义，为一个变量
  赋值后，则该变量会自动创建。
• 使用等号(=，赋值符号)向变量赋值或修改值。

同时定义多个变量

name,age='张三',18

交换两个值

x,y=y,x

变量命名规则

命名规则 : 大小写字母、数字、下划线和汉字等字符及组合如:

• TempStr,Python_Great,Python程序开发

• 注意事项 : 大小写敏感、首字符不能是数字、不能与保留字相同
  • Python 和 python 是不同变量
  • 123Python 是不合法的

保留字

保留字：被编程语言内部定义并保留使用的标识符

• Python语言有33个保留字(也叫关键字)if,elif,else,in
• 保留字是编程语言的基本单词，大小写敏感
• if是保留字，If 是变量

33个保留字

Python 类型

• Python 是强动态类型语言.
• 动态类型
  • 所有的类型检查都在运行时进行.
  • 在变量使用前无需声明或定义类型.
• 静态语言
  定义变量时必须制定变量类型，如果赋值时，类型不匹配会报错，如Java
  • Python不允许不同类型间进行混合运算.
  • 不同类型进行运算时，需要显式转换.
    如: 2 + “four” 不能正常运行 SyntaxError: invalid syntax

python 基础知识

数据类型

数字类型

• Python中有3种不同的数字类型:
• int（整型）、float（浮点型）、complex（复数类型）
• 各类型的构造方法 int( ),float( )和 complex( ).
• 除了复数，所有数值类型均支持常用的数值操作符.

支持混合运算 窄类型会适应宽类型 整数->浮点数->复数

例如: 123+40=127.0(整数+浮点数=浮点数)

整型

• 包括正整数、0和负整数，不带小数点，与数学中整数的概念一致
• 没有取值范围限制（整数无限制）
• pow( x,y )函数：计算 x??，想算多大能算多大

4种进制表示形式

• 十进制： 1010,99,1010,-217
• 二进制，以 0b 或0B 开头： 0b010,0b010,-0B101
• 八进制 ，以 0o 或0O 开头 ：0o123,0o123,-0O456
• 十六进制，以 0x 或0X 开头： 0x9a,0x9a,-0X89

布尔类型

Python 语 言 中 提 供 了Boolean（布 尔）类 型，用于表示逻辑值True（逻辑真）和False（逻辑假）

Boolean类型是整型的子类型，在作为数字参与运算时 ， False 自 动 转 为 0 ，True自动转为1

使用bool函数可以将其他类型的数据转为Boolean类型，当给bool函数传入下列参数时其将会返回False：

• 定义为假的常量，包括None或False
• 任意值为0的数值， 如0、0.0、0j等
• 空的序列或集合，如‘‘（空字符串）、()（空元组）、[]（空列表）等

浮点数

浮点型使用C语言中的double类型实现，与数学中实数的概念一致

• 带有小数点及小数的数字
• 浮点数取值范围和小精度都存在限制， 但常规计算可忽略（取值范围数量级约 ?10308至10308，精度数量级 10?16）

查看浮点数的取值范围和精度的代码示例

import sys #导入sys包
sys.float_info #查看当前环境中浮点型数字的取值范围和精度

min和max是浮点数的最小值和最大值，dig是浮点数所能精确表示的十进制数字的最大位数

sys.float_info(max=1.7976931348623157e+308,max_exp=1024,max_10_exp=308,min=2.2250738585072014e-308,min_exp=-1021,min_10_exp=-307,dig=15,mant_dig=53,epsilon=2.220446049250313e-
16,radix=2,rounds=1)

浮点数可采用科学计数法表示

• 使用字母 e或E作为幂的符号，以 10 为基数，格式如下：
  e 表示 a*10b
  例如： 4.3e-3值为 0.0043，9.6E5 值为 960000.0

• 浮点数间运算存在不确定尾数，不是bug

• 为什么存在不确定尾数？不是bug
  

  

浮点数间运算存在不确定尾数

去除不确定位数

round(x,d)：对x四舍五入， d是小数截取位数

• 浮点数间运算及比较时，用 round( ) 函数辅助
• 不确定尾数一般发生在10?16左右， round( ) 十 分有效

复数类型

复数由实部和虚部组成，每一部分都是一个浮点数，与数学中复数概念一致，其书写方法如下：
a+bj 或 a+bJ，其中a是实部， b是虚部

• 在生成复数时，也可以使用complex函数，其语法格式如下：
• complex([real[,imag]]其中，real为实部值，imag为虚部值，返回值为real+imag*1j

在空间变化、复变函数相关的科学体系中，非常常用

c1,c2,c3,c4,c5=3+5.5j,3.25e3j,complex(5,-3.5),complex(5),complex()

执行完毕后，c1、c2、c3、c4和c5的值分别是：(3+5.5j)、3250j、(5-3.5j)、(5+0j)和0j,51

数值运算操作符

操作符是完成运算的一种符号体系

与数学中含义一致的符号

以函数形式提供的数值运算功能

数值运算函数

提供了数字类型转换的函数

字符串类型

字符串类型表示

字符串由0个或多个字符组成的有序序列

• 字符串由一对单引号或双引号表示请输入带有符号的温度值 :”、“c” 或者 ‘C’
• 字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引. “请”是 “请输入带有符号的温度值 : ”的第0个字符

字符串有2类4种表示方法：

• 一类：由一对单引号或双表示
  “请输入带有符号的温度值 :”或者 ‘C’
• 二类：由一对三单引号或一对三双引号表示，可
  多行字符串
  ‘‘‘ Python
  语言 ‘‘‘
• Q: 老师，三引号不是多行注释吗？ ? A: 多行用三引号标注的字符串未赋值给任何变
  量，可以看作注释。

为什么要提出2类4种表示？

• 如果希望在字符串中包含双引号或单引号呢？ ‘这里有个双引号 ( ‘‘ ) ‘或者 "这里有个单引号 ( ‘ ) "
• 如果希望在字符串中既包括单引号又有双引号呢？
  ‘‘‘ 这里既有单引号 ( ‘ )又有双引号 ( ‘‘ ) ) ‘‘‘

单引号、双引号、三引号之间的区别

单引号和双引号中的字符串要求写在一行中，二者在使用方法上并没有什么区别
单引号和双引号中的字符串如果分多行写，必须在每行结尾加上续行符“?” ；如果希望一个字符串中包含多行信息，则需要使用换行符“n”

s1='Hello World!' #上一行以作为行尾，说明上一行与当前行是同一条语句
s2="你好！n欢迎学习Python语言程序设计！" #通过n换行
print(s1) #输出s1
print(s2) #输出s2

使用三引号创建字符串，则允许直接将字符串写成多行的形式

str='''你好！
欢迎学习Python语言程序设计！
祝你学习愉快！''' #通过一对三引号定义包含多行文本信息的字符串
print(str) #输出str

在一对三引号括起来的字符串中，可以直接包含单引号和双引号，不需要使用转义符

str='''He said:
"It's a book for you."
''' #通过一对三引号定义包含多行文本信息的字符串，其中的单引号和双引号
不需要加转义符
print(str) #输出str

字符串的序号

字符串的使用

字符串切片

使用[ ]获取字符串中一个或多个字符

• 索引：返回字符串中单个字符 <字符串 >[M]"请输入带有符号的温度值:"[0]
• 切片：返回字符串中一段子<字符串 >[M: N]

<字符串 >[M: N]，M缺失表示至开头 ，N缺失表示至结尾

"〇一二三四五六七八九十 "[:3] 结果是 "〇一二“

<字符串 >[M: N: K]，根据步长K对字符串切片

"〇一二三四五六七八九十 "[1:8:2 ] 结果是 "一三五七 " “〇一二三四五六七八九十 ”[:: -1] 结果是 “十九八七六五
四三二一〇 ”（实现倒序排列）

转义字符

• 转义符“”
• 转义符表达特定字符的本意

“这里有个双引号 (”)“结果为 这里有个双引号 ( " )

转义符形成一些组合，表达不可打印的含意

"b"回退
"n"换行 (光标移动到下行首 ) "r"回车 (光标移动到本行首 )

字符串操作符

字符串内置方法

"方法 "特指 .( ) 风格中的函数 ()

str1='Python'
str2='C++'
str3='Python3.7'
str4='Python'
print('str1大于str2：',str1>str2)
print('str1小于等于str2：',str1<=str2)
print('str1小于str3：',str1<str3)
print('str1大于等于str3：',str1>=str3)
print('str1等于str4：',str1==str4)
print('str1不等于str4：',str1!=str4)

str1大于str2： True
str1小于等于str2： False
str1小于str3： True
str1大于等于str3： False
str1等于str4： True
str1不等于str4： False

<模板字符串 >.format(< 逗号分隔的参数 >)

实例

ls=[1,2,3,4,5]
ls[::-1]#倒序

操作方法

列表

• 长度没有限制
• 类型没有限制
• 列表的嵌套
• 使用[]或者list()创建
• 对于不包含元素的列表是空列表

list=['dog','cat',123,789]

列表中只有通过list()是创建新的列表，其他将一个列表赋值给另外一个列表，是复制引用

索引

• 通过下标

ls=[1,5,6]
ls[2]#3

切片

ls=[1,6]
ls[1:4]#2,4
ls[1:-1]#2,5
ls[:3]#1,3
ls[:]#1,6
ls[::-1]#6,1

注意:通过切片方式返回仍然是一个列表，但是通过下标得到的对应的一个元素

列表类型切片操作方法

列表类型函数方法

注意

• ls[::-1]倒序,并未修改列表
• ls.reverse()真正修改
• ls[0]=[]删除元素
• ls[m:n]=[]删除从[m,n)的元素

元组

元组类型和列表类型是类似的，但是其不可以进行修改，其通过()表示

创建

1. 使用tuple创建

a=tuple((1,6))

1. 使用或者不使用()

ts=(1,6)
ts=1,6

3.创建空的元组

ts=()

元组类型的操作

元组的操作继承了列表的功能规则和列表是一致的

注意

• 元组继承序列类型的全部通用操作
• 元组中元素的索引方式与列表中元素的索引方式完全相同
• 与列表相同，利用下标“[ ]”可以从已有元组中取出其中部分元素形成一个新元组，其语法格式为：t[beg:end],缺省情况 也与列表相同

应用场景

• 数据保护，防止改变

序列小结

• 序列
  • 扩展类型
    • 元组
    • 字符串
    • 序列
  • 可变类型
    • 列表
  • 不可变类型
    • 元组
    • 字符串

集合

• 集合中的元素是不可以被更改的
• 除此之外集合中的元素是无序的
• 且不重复的
• 元素不同类型

创建

• 大括号{}创建

st={1,6}

• set()创建

st=set([1,6])

• 建立空的结合,必须用set()

st=set()

集合的操作

6个操作符

4个增强运算符

集合方法

主要应用

• 关系比较
• 数据去重

字典

• 另外一种无序的对象集合类型
• 字典中每个元素是一组映射，其实就是一组键值对
• key必须是唯一的，键不能相同，且不能改变的数据类型，值应该是任意的类型

创建

• {}

s={1：2,"Hello":"World"}

• dict(**kw)来进行创建，传入键值对

dict(t='a',b='b')

• dict(ls)传入元组的列表

dict([(1,2),(3,4),(5,6)])

• dict()空的字典

a=dict()

字典方法

• type()查看对应的类型

type(a)

• 获取对应的值

d={'a':'b','c':'d','e','f'}

d['a']#b

d['北京']='北京工业大学'

常见的操作方法