Python基礎學習篇
簡介：
Python由荷蘭數學和計算機科學研究學會的吉多·范羅蘇姆（Guido van Rossum）於1990 年代初設計。Python語法和動態類型，以及解釋型語言的本質，使它成為多數平台上快速開發應用的編程語言。
Python可以應用於眾多領域，如：數據分析、網絡服務、圖像處理、數值計算和科學計算等眾多領域。互聯網公司廣泛使用Python來做的事一般有：自動化運維、自動化測試、大數據分析、爬蟲、Web開發等。
2021年，Tiobe將Python加冕為最受歡迎的編程語言，20年來首次將其置於Java、C之上。
數據類型：
Python3 的八個標准數據類型:
| 數據類型 |
子類 |
示例 |
| Number（數字） |
int |
a = 2 |
| float |
a = 21.5 |
|
| complex |
a = 3j |
|
| String（字符串） |
str |
a = "Hello World!" |
| List（列表） |
list |
a = ["cloud", "23", "male"] |
| range |
a = range(10) |
|
| Tuple（元組） |
tuple |
a = ("cloud", "23", "male") |
| Set（集合） |
set |
a = {"cloud", "23", "male"} |
| frozenset |
a = frozenset({"cloud",23, "male"}) |
|
| Dictionary（字典） |
dict |
a = {"name":"cloud","age":23} |
| Bool(布爾類型) |
True |
a = True |
| False |
a = False |
|
| 二進制類型 |
bytes |
b"Hello" |
| bytearray |
bytearray(7) |
|
| memoryview |
memoryview(bytes(7)) |
Python3 的八個標准數據類型中：
- 不可變數據（3 個）：Number（數字）、String（字符串）、Tuple（元組）；
- 可變數據（3 個）：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）。
NUMBER
數字數據類型用於存儲數值。數據類型是不允許改變的,這就意味着如果改變數字數據類型的值，將重新分配內存空間。
數學函數
1 # 返回數字的絕對值 2 abs(-5) 3 # 返回數字的上入整數 4 import math 5 print(math.ceil(3.2)) 6 # 返回e的冪次方 7 math.exp(3) 8 # 返回數字flot類型的絕對值 9 math.fabs(-3) 10 # 返回數字的下舍整數 11 math.floor(3.7) 12 # 返回數字的自然對數 13 math.log(7.31) 14 # 返回以10為基數的自然對數 15 math.log10(7) 16 # 返回給定參數的最大值 17 max(5,7,9,14) 18 # 返回給定參數的最小值 19 min(5,7,9,14) 20 # 返回數值的整數部分和小數部分，以浮點型表示 21 math.modf(37.5) 22 # 返回2的3次方 23 pow(2,3) 24 # 四舍五入，給出n則保留小數位數 25 round(3.141592,3) 26 round(3.741592) 27 # 開平方 28 math.sqrt(4)
隨機數函數
隨機數可以用於數學，安全等領域中，經常被嵌入到算法中，提高算法效率，以及提高程序的安全性。
1 # 從序列中隨機挑選一個元素 2 import random 3 random.choice(range(20)) 4 # 遞增基數集合中的一個隨機數，基數默認值為1 5 random.randrange(5,30,2) 6 # 生成0到1之間的一個隨機數 7 random.random() 8 # 隨機排序 9 wu = [3,5,1,7] 10 random.shuffle(wu) 11 print(wu) 12 # 生成指定范圍內的一個數 13 random.uniform(2,10)
三角函數
1 import math 2 3 # 反余弦弧度值 4 math.acos(8) 5 # 反正弦弧度值 6 math.asin(8) 7 # 反正切弧度值 8 math.atan(8) 9 # x和y坐標的反正切值 10 math.atan2(6,7) 11 # 弧度的余弦值 12 math.cos(7) 13 # 歐幾里得范數 14 math.hypot(2,3) 15 # 弧度的正弦值 16 math.sin(9) 17 # 弧度的正切值 18 math.tan(6) 19 # 將弧度轉為角度 20 math.degrees(5) 21 # 將角度轉為弧度 22 math.radians(5)
STR
字符串是 Python 中最常用的數據類型。我們可以使用單引號或雙引號來創建字符串。
創建
1 wu = 'cloud' 2 zhang = "Fang"
查詢
1 # 查詢第一個元素 2 wu[0] 3 # 查詢第二個到第四個元素，不包含第四個 4 wu[1:3]
修改
1 # 修改第五個元素之后的值 2 wu[:4]+'s'
內置方法
1 # 第一個字符轉為大寫 2 wu.capitalize() 3 # 將字符串居中，兩邊按指定字符填充 4 wu.center(31,'*') 5 # 統計字符在字符串中出現的次數，可以指定匹配范圍 6 fe = 'haffsfjajldjafjkaklfjkajfka' 7 fe.count('j',2,17) 8 # 編碼,將字符串轉為bytes類型 9 he = wu.encode(encoding='utf-8') 10 print(he) 11 # 解碼,將bytes類型轉為字符串 12 wu = he.decode(encoding='utf8') 13 print(wu) 14 # 檢查字符串是否以某個字符開頭，可以指定范圍 15 fe1 = 'ha' 16 fe.startswith(fe1) 17 fe.atartswith(fe1,0,18) 18 # 檢查字符串是否以某個字符結束，可以指定范圍 19 fe1 = 'aj' 20 fe.endswith(fe1) 21 fe.endswith(fe1,2,18) 22 # 將字符串中tab符號轉化為空格,默認是8個空格，可以指定數量 23 fe2 = 'jdalkjsfkl\tsadlkjal' 24 fe3 = fe2.expandtabs() 25 print(fe3) 26 fe3 = fe2.expandtabs(3) 27 print(fe3) 28 # 從左邊開始檢查字符串中是否包含該字符，可指定范圍，包含返回索引，不包含返回-1 29 fe2.find('sfk',2,15) 30 # 從右邊開始檢查字符串中是否包含該字符，可指定范圍，包含返回索引，不包含返回-1 31 fe2.rfind('sfk',2,15) 32 # 從左邊開始檢查字符串中是否包含該字符,可指定范圍，包含返回索引，不存在發生異常 33 fe2.index('sfk',3,13) 34 # 從右邊開始檢查字符串中是否包含該字符,可指定范圍，包含返回索引，不存在發生異常 35 fe2.rindex('sfk',3,13) 36 # 判斷所有字符是否都是字母或數字 37 fe2.isalnum() 38 # 判斷所有字符是否都是字母或中文 39 fe2.isalpha() 40 # 1、判斷所有字符是否都是數字 41 s4 = '123546' 42 s4.isdigit() 43 # 2、判斷所有字符是否都是數字 44 s4.isnumeric() 45 # 判斷所有字母是否都是大寫 46 s5 = 'DFHFSJKFH' 47 s5.islower() 48 # 判斷所有字母是否都是小寫 49 s6 = 'dhfshsf' 50 s6.isupper() 51 # 判斷是否是空字符串 52 s7 = " " 53 s7.isspace() 54 # 檢查首字母是否是大寫 55 s8 = 'Hello!' 56 s8.istitle() 57 # 以指定字符為分隔符，拼接序列內的所有元素，返回一個新字符串 58 s9 = '-' 59 li = ['c','l','o','u','d'] 60 s9.join(li) 61 # 返回字符串長度 62 len(s8) 63 # 將原字符串左對齊，並*填充至長度30,默認使用空格填充 64 s8.ljust(30,'*') 65 # 將原字符串右對齊，並*填充至長度30,默認使用空格填充 66 s8.rjust(30,'*') 67 # 將原字符串右對齊，並0填充至長度30 68 s8.zfill(30) 69 # 截取字符串頭尾的字符或空格 70 s9 = ' sjdkaj ' 71 s9.strip() 72 s10 = 'dkshdk' 73 s10.lstrip('dk') 74 # 截取字符串左邊的字符或空格 75 s9 = ' sjdkaj ' 76 s9.lstrip() 77 s10 = 'dkshdk' 78 s10.lstrip('dk') 79 # 截取字符串右邊的字符或空格 80 s9 = ' sjdkaj ' 81 s9.rstrip() 82 s10 = 'dkshdk' 83 s10.rstrip('dk') 84 # 返回字符串中最大字母 85 max(s10) 86 # 返回字符串中最小字母 87 min(s10) 88 # 字符h替換成s12的字符1次 89 s11 = 'hfjhfhSDfhksfh' 90 s12 = 'zz' 91 s11.replace('h',s12,1) 92 # 按指定字符截取字符串，可指定截取次數 93 s11.split('f',2) 94 # 將所有大寫字符轉化為小寫 95 s11.lower() 96 # 字符串反轉，大寫轉小寫，小寫轉大寫 97 s11.swapcase() 98 # 將字符串首字母大寫 99 s11.title() 100 # 小寫轉大寫 101 s11.upper() 102 # 檢查是否包含十進制字符 103 s11.isdecimal()
LIST
列表是 Python 中最基本的數據結構。列表中的每個值都有對應的位置值，稱之為索引，索引以0開始。列表都可以進行的操作包括索引，切片，加，乘，檢查成員。它可以作為一個方括號內的逗號分隔值出現。列表的數據項不需要具有相同的類型
創建
1 list = [1,2,3,4,5] 2 list1 = [7,8,9,10,11]
查詢：從左往右下標是0開始，從右往左下標是1開始
1 print(list1[0]) 2 print(list1[-2]) 3 print(list1[1:4])
修改：對列表的數據項進行修改，也可以使用 append() 方法來追加列表項
1 list1[2] = 11 2 print(list1[2]) 3 list1.append(6) 4 print(list1)
刪除：使用 del 語句來刪除列表的的元素
1 del list1[2] 2 print(list1)
列表操作符：+ 號用於組合，* 號用於重復列表
1 # 查詢列表長度 2 print(len(list1)) 3 #組合列表lise和list1 4 print(list2+list1) 5 #重復list 6 print(list1 * 4) 7 #判斷元素是否存在列表中 8 print(3 in list1) 9 #迭代 10 for i in list1:print(i,end="")
列表截取與拼接
1 #讀取第三個元素 2 print(list1[2]) 3 #從右往左讀取第三個元素 4 print(list1[-3]) 5 #輸出第三個元素開始后的所有元素 6 print(list1[2:])
嵌套列表：在列表里創建其他列表作為元素。
1 x=[list2,list1] 2 print(x)
列表函數
1 #查詢列表長度 2 print(list1) 3 #查詢列表元素最大值 4 print(max(list1)) 5 #查詢列表元素最小值 6 print(min(list1)) 7 #將元組轉化為列表 8 a = (12,13,14,15,) 9 a = list(a) 10 print(a)
列表方法
1 #在列表末尾添加新元素 2 list1.append(21) 3 #統計列表中某個元素的個數 4 list1.count(2) 5 #在列表末尾添加另一個序列的元素 6 list1.extend(list2) 7 #從列表中找出某個值第一個匹配的索引 8 list1.index(21) 9 #將對象插入列表的索引3的位置 10 list1.insert(3,23) 11 #移除列表的一個元素，默認最后一個，也可以設置索引選擇，並返回該元素 12 list1.pop([1]) 13 #刪除列表中某元素的第一匹配項 14 list1.remove(1) 15 #反向列表中的元素 16 list1.reverse() 17 #對原列表進行排序reverse = True 降序， reverse = False 升序（默認） 18 list1.sort(reverse=True) 19 #清空列表元素 20 list1.clear() 21 #復制列表 22 list2.copy()
tuple
元組是不可變類型，使用小括號( )
創建：
1 tup1 = (1,2,3,4,5) 2 tup2 = ('a','b','c','d','f') 3 # 當元組只有一個元素時，需要在元素后面添加逗號 4 tup3 = ('year',)
查詢：使用索引查詢元組中的元素
1 print(tup1[0]) 2 print(tup1[1:3])
修改：元組是不可變類型，但是允許連接組合
1 tup4 = tup1+tup2 2 print(tup4)
刪除：元組中的元素不允許刪除，但是可以刪除整個元組
1 del tup3
運算符：和列表一樣，元組之間也是可以用 + 號和 * 號進行運算。
1 # 查詢元組長度 2 len(tup1) 3 # 元組連接 4 tup3 = tup1+tup2 5 # 復制元組 6 tup5 = tup1*2 7 # 查詢元素是否存在元組 8 print(2 in tup1) 9 # 迭代 10 for i in tup1:print(i,end="")
索引及截取
1 #讀取第三個元素 2 print(tup1[2]) 3 #從右往左讀取第三個元素 4 print(tup1[-3]) 5 #輸出第三個元素開始后的所有元素 6 print(tup1[2:])
內置函數
1 #查詢元組長度 2 print(len(tup1)) 3 #查詢元組元素最大值 4 print(max(tup1)) 5 #查詢元組元素最小值 6 print(min(tup1)) 7 #將列表轉化為元組 8 a = [12,13,14,15] 9 a = tuple(a) 10 print(a)
元組不可變是指元組所指向內存中的內容不可變
1 # 2322544450056 2 print(id(tup1)) 3 tup1 = ('q','w','e') 4 # 2322547972680 5 print(id(tup1))
Dictionary
字典是可變類型，可存儲任意類型的對象，字典使用花括號{}，每個對之間以逗號分割，每個鍵值對以冒號：分割，鍵必須是唯一的，不可變的，如字符串、數字、元組，但值可修改。表達方式如下：
A = {key1 : value1, key2 : value2, key3 : value3 }
創建：
1 wu = {'name':'cloud','age':23,'sex':'male'} 2 zhang = {'name':'Fang','age':18,'sex':'female'}
查詢：用方括號包括需要查詢的鍵
1 print(wu['name']) 2 print(zhang['age'])
修改：添加新的鍵/值對，修改已有的鍵/值對
1 # 添加 2 wu['city'] = 'zhangzhou' 3 # 修改 4 wu['age'] = 24
刪除：刪除某個元素或字典，也可清空字典，刪除之后再次查詢會發生異常
1 # 刪除單一元素 2 del wu['city'] 3 # 清空字典內所有元素 4 wu.clear() 5 # 刪除這個字典 6 del wu
內置函數
1 # 查詢字典長度 2 len(zhang) 3 # 將字典轉化成字符串表示 4 str(zhang) 5 # 查看類型 6 type(zhang)
內置方法
1 # 清空字典內所有元素 2 zhang.clear() 3 # 淺拷貝 4 zhang.copy() 5 # 使用序列的值創建新字典 6 a = ('name','age','sex') 7 b = 1 8 wu = dict.fromkeys(a,b) 9 print(wu) 10 # 返回鍵對應的值，如果鍵不存在則返回默認值 11 print(wu.get('name')) 12 print(wu.get('city','xiamen')) 13 # 判斷鍵是否在字典中 14 'city' in wu 15 # 以列表返回一個視圖對象 16 wu.items() 17 # 返回一個視圖對象 18 wu.keys() 19 # 鍵存在則返回，不存在在創建，並且添加默認值 20 wu.setdefault('city','zhangzhou') 21 # 將另一個字典的元素更新到本字典 22 wu.update(zhang) 23 # 返回值的視圖對象 24 wu.values() 25 # 刪除鍵對應的值並返回，否則返回默認值 26 wu.pop('city',100) 27 # 刪除字典最后一組鍵值對並返回 28 print(wu.popitem())
SET
集合是一個無序的並且不重復的序列，使用花括號{ }或者set( )創建，創建空集合時需使用set( )。
創建
1 wu = {'cloud',18,'male'} 2 zhang = set('Fang',18,'fimale')
添加：元素可以是數字，字符串，列表，元組，字典等，添加時如果元素存在則不進行操作
1 # 添加方式一add() 2 wu.add('zhangzhou') 3 # 添加方式二update() 4 wu.update({6,7})
刪除
1 # 刪除方式一remove(),如果元素不存在，則報錯 2 wu.remove({6,7}) 3 # 刪除方式二discard(),元素不存在不會報錯 4 wu.discard(7) 5 # 刪除方式三pop(),隨即刪除某個元素 6 wu.pop()
查看集合長度
1 len(wu)
清空集合
1 wu.clear()
判斷元素是否存在
1 'zhangzhou' in wu
內置方法
1 # 添加元素 2 wu.add('red') 3 # 刪除所有元素 4 wu.clear() 5 # 拷貝 6 wu.copy() 7 # 返回wu中不存在zhang的差集 8 wu.difference(zhang) 9 # 刪除wu中存在zhang的元素 10 wu.difference_update(zhang) 11 # 刪除集合中的指定元素，元素不存在不會發生錯誤 12 wu.discard('red') 13 # 返回多個集合的交集，返回一個新集合 14 wu.intersection(zhang) 15 # 在原集合上返回多個集合的交集 16 wu.intersection_update(zhang) 17 # 判斷兩個集合是否包含相同的元素，如果沒有返回 True，否則返回 False 18 wu.isdisjoint(zhang) 19 # 判斷集合是否是另一集合的子集，如果是則返回 True，否則返回 False 20 wu.issubset(zhang) 21 # 判斷集合是否是另一集合的父集，如果是則返回 True，否則返回 False 22 wu.issuperset(zhang) 23 # 隨機刪除某個元素 24 wu.pop() 25 # 刪除指定元素 26 wu.remove('red') 27 # 返回一個新集合，包含指定兩個集合的差集 28 wu.symmetric_difference(zhang) 29 # 在a集合上刪除與b集合的交集，並添加b集合的差集 30 wu.symmetric_difference_update(zhang) 31 # 返回兩個集合的並集 32 wu.union(zhang) 33 # 添加新元素 34 wu.update('Feng')
運算符
Python提供7種運算符：
- 算術運算符
- 比較（關系）運算符
- 賦值運算符
- 邏輯運算符
- 位運算符
- 成員運算符
- 身份運算符
運算符優先級從高到低：（**）>>>（~、+、-）>>>（*、/、%、//）>>>（+、-）>>>（>>、<<）>>>（&）>>>（^、|）>>>（<=、<、>、>=）>>>（==、!=）>>>（=、%=、/=、//=、-=、+=、*=、**=）>>>（is、is not）>>>（in、not in）>>>（not、and、or）
算術運算符
1 a = 10 2 b = 2 3 c = 0 4 # 加 + 5 c = a + b 6 # 減 - 7 c = a - b 8 # 乘 * 9 c = a * b 10 # 除 / 11 c = a / b 12 # 取模 % 13 c = a % b 14 # 冪 ** 15 c = a ** b 16 # 整除 // 17 c = a // b
比較運算符
1 a = 10 2 b = 2 3 4 # 等於 == 5 if a == b: 6 print('等於 ==') 7 # 不等於 ！= 8 else: 9 print('不等於 ！=') 10 11 # 大於 > 12 if a > b: 13 print('大於 >') 14 # 小於 < 15 else: 16 print('小於 <') 17 18 # 大於等於 >= 19 if a >= b: 20 print('大於等於 >=') 21 # 小於等於 <= 22 else: 23 print('小於等於 <=')
賦值運算符
1 # 賦值 = 2 a = 10 3 b = 0 4 # 加法賦值 += 5 b += a 6 # 減法賦值 -= 7 b -= a 8 # 乘法賦值 *= 9 b *= a 10 # 除法賦值 /= 11 b /= a 12 # 取模賦值 %= 13 b %= a 14 # 冪賦值 **= 15 b **= a 16 # 取整除賦值 //= 17 b //= a 18 # 海象運算符 := python3.8版本之后才有 19 if (c := len(a)) > 10: 20 print(c)
位運算符：把數字轉為二進制進行計算
1 a = 10 2 b = 7 3 c = 0 4 # 與運算：相應位都為1，則為1否則為0 & 5 c = a & b 6 # 或運算：相應位有一個1，則為1否則為0 丨 7 c = a | b 8 # 異或運算：相應位不同時為1，不同為0 ^ 9 c = a ^ b 10 # 取反運算：對數據進行按位取反，1變0，0變1 ~ 11 c = ~a 12 # 左移運算：二進制位左移若干位，高位丟棄，低位補零 << 13 c = a << 4 14 # 右移運算：二進制位右移若干位 >> 15 c = a >> 3
邏輯運算符
1 a = 0 2 b = 5 3 4 # 布爾與:兩個為true輸出true，否則為false and 5 if (a and b): 6 print(True) 7 else: 8 print(False) 9 # 布爾或:一個為true輸出true，否則為false or 10 if (a or b): 11 print(True) 12 else: 13 print(False) 14 # 布爾非:如果為true輸出false,否則為true not 15 if not(a and b): 16 print(False) 17 else: 18 print(True)
成員運算符
1 a = [1,2,3,4,5] 2 b = 11 3 c = 2 4 5 # in 如果指定值在序列中返回true,否則返回false 6 if ( c in a ): 7 print(True) 8 else: 9 print(False) 10 # not in 如果指定值不在序列中返回true,否則返回false 11 if ( b not in a ): 12 print(True) 13 else: 14 print(False)
條件控制：
1 name = input('請輸入用戶名：') 2 3 if name == "wu": 4 print("超級管理員") 5 elif name == "zhang": 6 print("普通管理員") 7 elif name == "cloud": 8 print("業務主管") 9 else: 10 print("普通用戶")
循環語句
Python提供了兩個循環語句功能for和while
While：如果條件為True,則執行
1 # while 2 sum = 0 3 while sum < 10: 4 print("{}小於10".format(sum)) 5 sum += 1
無限循環：表達式永遠為True
1 # while 2 sum = 0 3 while sum < 10: 4 print("Hello,Word!!!")
While + else語句：當條件為false時，執行else語句
1 sum = 0 2 while sum < 10: 3 print("{}小於10".format(sum)) 4 sum += 1 5 else: 6 print("{}等於10！".format(sum))
for:通常用於遍歷可迭代對象，如列表，字符串等
1 # for 2 wu = ['cloud',23,'male','zhangzhou'] 3 for i in wu: 4 print(i)
break：結束循環
1 # break 2 a = 0 3 while a<10: 4 if a == 5: 5 break 6 a += 1 7 print('{}小於10！'.format(a))
Continue：跳出本次循環
1 # continue 2 a = 0 3 while a <= 10: 4 a += 1 5 if a == 5: 6 continue 7 print('當前循環值為{}'.format(a))
迭代器
迭代器是一個可以記住遍歷的位置的對象。迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問，迭代器只能往前不會后退。一次只取一個元素，同時記錄取值位置，下一個元素如果存在，則取出，如果不存在，則報異常 StopIteration。迭代器有兩個基本的方法：iter() 和 next()。
1 li = [1,2,3,4,5] 2 # 創建迭代器 3 it = iter(li) 4 # 輸出迭代器的下一個元素 5 print (next(it)) 6 print (next(it))
生成器
yield 的函數被稱為生成器（generator）。生成器只能用於迭代，可以簡單理解為生成器就是一個迭代器。在調用生成器運行的過程中，每次遇到 yield 時函數會暫停並保存當前所有的運行信息，返回 yield 的值, 並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續運行。對於生成器只有使用時才創建，從而避免內存浪費。
1 # -*- coding:utf-8 -*- 2 # @Author:Wu FengYun 3 4 import sys 5 6 7 # 生成器函數 - 斐波那契 8 def fibonacci(a): 9 b, c, counter = 0, 1, 0 10 while True: 11 if (counter > a): 12 return 13 yield b 14 b, c = c, b + c 15 counter += 1 16 17 18 # f 是一個迭代器，由生成器返回生成 19 f = fibonacci(20) 20 while True: 21 try: 22 print(next(f), end=" ") 23 except StopIteration: 24 sys.exit()