文章目录
变量、运算符与数据类型
注释
在 Python 中,# 表示注释,作用于整行。
‘’’ ‘’’ 或者 “”" “”" 表示区间注释,在三引号之间的所有内容被注释
#单行注释长这样
print('Hello world!)
'''
这是多行注释,用三个单引号
这是多行注释,用三个单引号
这是多行注释,用三个单引号
'''
运算符
- 算术运算符:返回数值
操作符 | 名称 |
---|---|
+ | 加 |
- | 减 |
* | 乘 |
/ | 除 |
// | 整除 |
% | 取余 |
** | 幂 |
- 比较运算符:返回True/False
操作符 | 名称 |
---|---|
> | 大于 |
>= | 大于等于 |
< | 小于 |
<= | 小于等于 |
== | 等于 |
!= | 不等于 |
- 逻辑运算符:返回True/False
操作符 | 名称 |
---|---|
and | 与 |
or | 或 |
not | 非 |
- 位运算符
操作符 | 名称 |
---|---|
~ | 按位取反 |
& | 按位与 |
/ | 按位或 |
^ | 按位异或 |
<< | 左移 |
>> | 右移 |
- 三元运算符
三元运算符是软件编程中的一个固定格式,语法是**“条件表达式?表达式1:表达式2”**。使用这个算法可以使调用数据时逐级筛选。
x, y = 4, 5
if x < y:
small = x
else:
small = y
print(small) # 4
- 其他运算符
操作符 | 名称 |
---|---|
in | 存在 |
not in | 不存在 |
is | 是 |
not is | 不是 |
- is, is not 对比的是两个变量的内存地址
- ==, != 对比的是两个变量的值
- 比较的两个变量,指向的都是地址不可变的类型**(str等)**,那么is,is not 和 ==,!= 是完全等价的。
a = 'hello'
b = 'hello'
print(a is b,a==b)
#True True
- 对比的两个变量,指向的是地址可变的类型**(list,dict,tuple等)**,则两者是有区别的。
a = ['hello']
b = ['hello']
print(a is b,a==b)
#False True
- 运算符的优先级
运算符 | 描述 |
---|---|
** | 指数(最高优先级) |
~± | 按位翻转,一元加号和减号 |
* / % // | 乘,除,取模和取整除) |
+ - | 加法减法 |
>> << | 右移,左移运算符 |
& | 位‘AND’ |
^| | 位运算符 |
<=<>>= | 比较运算符 |
<>==!= | 等于运算符 |
=%=/=//=-=+=*=**= | 赋值运算符 |
is is not | 身份运算符 |
in not in | 成员运算符 |
not and or | 逻辑运算符 |
变量和赋值
- 在使用变量之前,需要对其先赋值。
- 变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。
- Python 变量名是大小写敏感的,foo != Foo。
- pop()函数:pop() 函数用于移除列表中的一个元素(默认最后一个元素),并且返回该元素的值。
【例子】
#list.pop([index=-1])
set_1 = {"欢迎", "学习","Python"}
print(set_1.pop())
数据类型与转化
- 数据类型
类型 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
int | 整型 <class 'int'>
|
-876, 10 |
float | 浮点型<class 'float'>
|
3.149, 11.11 |
bool | 布尔型<class 'bool'>
|
True, False |
- 整型
- type()函数:查看数据类型函数
a = 1
print(a,type(a))
#1 <class 'int'>
Python 里面万物皆对象(object),整型也不例外,只要是对象,就有相应的属性 (attributes) 和方法(methods)。
a = 1
dir(a)
'''
['__abs__',
'__add__',
'__and__',
'__bool__',
'__ceil__',
'__class__',
'__delattr__',
'__dir__',
'__divmod__',
'__doc__',
'__eq__',
'__float__',
'__floor__',
'__floordiv__',
'__format__',
'__ge__',
'__getattribute__',
'__getnewargs__',
'__gt__',
'__hash__',
'__index__',
'__init__',
'__init_subclass__',
'__int__',
'__invert__',
'__le__',
'__lshift__',
'__lt__',
'__mod__',
'__mul__',
'__ne__',
'__neg__',
'__new__',
'__or__',
'__pos__',
'__pow__',
'__radd__',
'__rand__',
'__rdivmod__',
'__reduce__',
'__reduce_ex__',
'__repr__',
'__rfloordiv__',
'__rlshift__',
'__rmod__',
'__rmul__',
'__ror__',
'__round__',
'__rpow__',
'__rrshift__',
'__rshift__',
'__rsub__',
'__rtruediv__',
'__rxor__',
'__setattr__',
'__sizeof__',
'__str__',
'__sub__',
'__subclasshook__',
'__truediv__',
'__trunc__',
'__xor__',
'bit_length',
'conjugate',
'denominator',
'from_bytes',
'imag',
'numerator',
'real',
'to_bytes']
'''
- bit_length()函数:得到指定数值的二进制的长度数
a = 1031
print(bin(a)) # 0b10000000111
print(a.bit_length()) # 11
- 浮点型
print(1.,type(1.))
#1.0 <class 'float'>
a = 0.00000023
b = 2.3e-7
print(a)
print(b)
#2.3e-07
-
有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。
-
getcontext() : 要获取当前全局上下文,可以使用 getcontext()。显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)
from decimal import Decimal
b = Decimal(1)/Decimal(3)
# 0.3333333333333333333333333333
#保留4位小数
decimal.getcontext().prec= 4
b = Decimal(1)/Decimal(3)
#0.3333
- 布尔型
- True or False
- 当把布尔型变量用在数字运算中,用 1 和 0 代表 True 和 False。
print(True +True)
#2
- 用 bool(X) 来创建变量,其中 X 可以是:
- 基本类型:整型、浮点型、布尔型
- X 只要不是整型 0、浮点型 0.0,bool(X) 就是 True,其余就是 False。
- 基本类型:整型、浮点型、布尔型
print(type(0), bool(0), bool(1))
# <class 'int'> False True
# 1 -> <class 'bool'>
print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
# <class 'float'> False True
print(type(True), bool(False), bool(True))
# <class 'bool'> False True
- 容器类型:字符串、元组、列表、字典和集合
- bool 作用在容器类型变量:X 只要不是空的变量,bool(X) 就是 True,其余就是 False。
print(type(''), bool(''), bool('python'))
# <class 'str'> False True
print(type(()), bool(()), bool((10,)))
# <class 'tuple'> False True
print(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
# <class 'list'> False True
print(type({}), bool({}), bool({'a': 1, 'b': 2}))
# <class 'dict'> False True
print(type(set()), bool(set()), bool({1, 2}))
# <class 'set'> False True
- 确定bool(X) 的值是 True 还是 False,就看 X 是不是空,空的话就是 False,不空的话就是 True。
- 对于数值变量,0, 0.0 都可认为是空的。
- 对于容器变量,里面没元素就是空的。
print(isinstance(1, int)) # True
print(isinstance(5.2,bool)) # False
- 如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()。
- 类型转换
- 转换为整型
int(x, base=10)
- 转换为字符串
str(object='')
- 转换为浮点型
float(x)
- 转换为整型
print()函数
print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
- 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按str()方式进行转换为字符串输出;
- 关键字参数sep是实现分隔符,比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符;
- 关键字参数end是输出结束时的字符,默认是换行符\n;
- 关键字参数file是定义流输出的文件,可以是标准的系统输出sys.stdout,也可以重定义为别的文件;
- 关键字参数flush是立即把内容输出到流文件,不作缓存。
- 没有参数时,每次输出后都会换行。
- 每次输出结束都用end设置的参数&结尾,并没有默认换行。
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
for item in shoplist:
print(item,end='&')
# apple&mango&carrot&banana&hello world
a = [1,2,3]
b = [1]
print(a,b,sep = ';')
# [1, 2, 3];[1]
位运算
原码、反码和补码
二进制有三种不同的表示形式:原码、反码和补码,计算机内部使用补码来表示。
- 原码:就是其二进制表示(注意,有一位符号位)。
- 反码:正数的反码就是原码,负数的反码是符号位不变,其余位取反(对应正数按位取反)。
- 补码:正数的补码就是原码,负数的补码是反码+1。
- 符号位:最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。
按位运算
- 按位非操作
~
~ 1 = 0
~ 0 = 1
-
~
把num的补码中的 0 和 1 全部取反(0 变为 1,1 变为 0) - 有符号整数的符号位在
~
运算中同样会取反。
-
按位与操作
&
:只有两个对应位都为 1 时才为 1 -
按位或操作
|
:只要两个对应位中有一个 1 时就为 1 -
按位异或操作
^
:只有两个对应位不同时才为 1
异或操作的性质:满足交换律和结合律 -
按位左移操作
<<
:num << i 将num的二进制表示向左移动i位所得的值。 -
按位右移操作
>>
:num >> i 将num的二进制表示向右移动i位所得的值。
利用位运算实现快速计算
- 通过 <<,>> 快速计算2的倍数问题。
n << 1 -> 计算 n*2
n >> 1 -> 计算 n/2,**负奇数的运算不可用**
n << m -> 计算 n*(2^m),即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n/(2^m),即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2^n
- 通过 ^ 快速交换两个整数。 通过 ^ 快速交换两个整数。
a ^= b
b ^= a
a ^= b
- 通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。
00 00 11 10 -> 14
&
11 11 00 10 -> -14
---
00 00 00 10 -> 2
利用位运算实现整数集合
一个数的二进制表示可以看作是一个集合(0 表示不在集合中,1 表示在集合中)。
- 元素与集合的操作
a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合(零不属于,非零属于)
- 集合之间的操作
a 补 -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)
注意:整数在内存中是以补码的形式存在的,输出自然也是按照补码输出。
- Python 的bin() 输出。
print(bin(3)) # 0b11
print(bin(-3)) # -0b11
print(bin(-3 & 0xffffffff))
# 0b11111111111111111111111111111101
print(bin(0xfffffffd))
# 0b11111111111111111111111111111101
print(0xfffffffd) # 4294967293
- 我们从结果可以看出:
- Python中bin一个负数(十进制表示),输出的是它的原码的二进制表示加上个负号,巨坑。
- Python中的整型是补码形式存储的。
- Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。
所以为了获得负数(十进制表示)的补码,需要手动将其和十六进制数0xffffffff进行按位与操作,再交给bin()进行输出,得到的才是负数的补码表示。
条件语句
if 语句
if expression:
expr_true_suite
- if 语句的 expr_true_suite 代码块只有当条件表达式 expression 结果为真时才执行,否则将继续执行紧跟在该代码块后面的语句。
- 单个 if 语句中的 expression 条件表达式可以通过布尔操作符
and
,or
和not
实现多重条件判断。
if-else语句
if expression:
expr_true_suite
else:
expr_false_suite
if语句支持嵌套,即在一个if语句中嵌入另一个if语句,从而构成不同层次的选择结构。
if-elif-else 语句
elif 语句即为 else if,用来检查多个表达式是否为真,并在为真时执行特定代码块中的代码。
assert关键词
需要输出提示的时候可以使用的条件语句
assert 表达式 [, 参数]
- 当表达式为真时,程序继续往下执行;
- 当表达式为假时,抛出AssertionError错误,并将 参数 输出
-
assert
这个关键词我们称之为**“断言”**,当这个关键词后边的条件为 False 时,程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。
my_list = ['lsgogroup']
my_list.pop(0)
assert len(my_list) > 0 # len(my_list) = 0
# AssertionError
---
def foo(s):
n = int(s)
assert n != 0, 'n is zero!'
return 10 / n
foo('0')
# 代码执行结果
# **AssertionError: n is zero!**
循环语句
while循环
- while语句最基本的形式包括一个位于顶部的布尔表达式,一个或多个属于while代码块的缩进语句。
- while循环的代码块会一直循环执行,直到布尔表达式的值为布尔假。
- while循环的代码块会一直循环执行,直到布尔表达式的值为布尔假。
- 当while后写入一个非零整数时,视为真值,执行循环体;写入0时,视为假值,不执行循环体。
- 也可以写入str、list或任何序列,长度非零则视为真值,执行循环体;否则视为假值,不执行循环体。
while 布尔表达式:
代码块
---
string = 'abcd'
while string:
print(string)
string = string[1:]
# abcd
# bcd
# cd
# d
while-else循环
- 当while循环正常执行完的情况下,执行else输出,如果while循环中执行了跳出循环的语句,比如 break,将不执行else代码块的内容。
for 循环
- for循环是迭代循环,在Python中相当于一个通用的序列迭代器,可以遍历任何有序序列,如str、list、tuple等,也可以遍历任何可迭代对象,如dict。
- 每次循环,迭代变量被设置为可迭代对象的当前元素,提供给代码块使用。
for i in 'ilovemyself':
print(i,end = ' ')
# i l o v e m y s e l f
---
dic = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
for key, value in dic.items():
print(key, value, sep=':', end=' ')
# a:1 b:2 c:3 d:4
for key in dic.keys():
print(key,end = ' ')
# a b c d
for value in dic.values():
print(value, end = ' ')
# 1 2 3 4
for-else循环
- 当for循环正常执行完的情况下,执行else输出,如果for循环中执行了跳出循环的语句,比如 break,将不执行else代码块的内容,与while - else语句一样。
for num in range(10, 20): # 迭代 10 到 20 之间的数字
for i in range(2, num): # 根据因子迭代
if num % i == 0: # 确定第一个因子
j = num / i # 计算第二个因子
print('%d 等于 %d * %d' % (num, i, j))
break # **跳出当前循环**
else: # 循环的 else 部分
print(num, '是一个质数')
# 10 等于 2 * 5
# 11 是一个质数
# 12 等于 2 * 6
# 13 是一个质数
# 14 等于 2 * 7
# 15 等于 3 * 5
# 16 等于 2 * 8
# 17 是一个质数
# 18 等于 2 * 9
# 19 是一个质数
---
#如果没有break,会求出所有的可能性,且有执行错误
#10 等于 2 * 5
#10 等于 5 * 2
#10 是一个质数
#11 是一个质数
#12 等于 2 * 6
#12 等于 3 * 4
#12 等于 4 * 3
#12 等于 6 * 2
#12 是一个质数
#13 是一个质数
#14 等于 2 * 7
#14 等于 7 * 2
#14 是一个质数
#15 等于 3 * 5
#15 等于 5 * 3
#15 是一个质数
#16 等于 2 * 8
#16 等于 4 * 4
#16 等于 8 * 2
#16 是一个质数
#17 是一个质数
#18 等于 2 * 9
#18 等于 3 * 6
#18 等于 6 * 3
#18 等于 9 * 2
#18 是一个质数
#19 是一个质数
range函数
range([start,] stop[, step=1])
- 这个BIF(Built-in functions)有三个参数,其中用中括号括起来的两个表示这两个参数是可选的。
- 左闭右开
enumerate()函数
enumerate(sequence, [start=0])
- sequence:一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
- start:下标起始位置。
- 返回 enumerate(枚举) 对象
seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
print(enumerate(seasons))
#<enumerate object at 0x7f05eaeb9630>
---
lst = list(enumerate(seasons))
print(lst)
# [(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
---
#enumerate() 与 for循环的结合使用
for i,a in enumerate(A):
do something with a
#例子
#用 enumerate(A) 不仅返回了 A 中的元素,还**顺便给该元素一个索引值** (默认从 0 开始)。此外,用 enumerate(A, j) 还可以确定索引起始值为 j。
for i, language in enumerate(languages, 2):
print(i, 'I love', language)
print('Done!')
# 2 I love Python
# 3 I love R
# 4 I love Matlab
# 5 I love C++
# Done!
break语句
- break语句可以跳出当前所在层的循环。
import random
secret = random.randint(1, 10) #[1,10]之间的随机数
while True:
temp = input("猜一猜小姐姐想的是哪个数字?")
guess = int(temp)
if guess > secret:
print("大了,大了")
else:
if guess == secret:
print("你太了解小姐姐的心思了!")
print("哼,猜对也没有奖励!")
break
else:
print("小了,小了")
print("游戏结束,不玩儿啦!")
continue() 函数
-
continue
终止本轮循环并开始下一轮循环。
for i in range(10):
if i % 2 != 0:
print(i)
continue
i+=2
print(i)
pass语句
- pass 语句的意思是**“不做任何事”**,如果你在需要有语句的地方不写任何语句,那么解释器会提示出错,而 pass 语句就是用来解决这些问题的。
- pass是空语句,不做任何操作**,只起到占位的作用,**其作用是为了保持程序结构的完整性。尽管pass语句不做任何操作,但如果暂时不确定要在一个位置放上什么样的代码,可以先放置一个pass语句,让代码可以正常运行。
推导式
- 列表推导式
[ expr for value in collection [if condition] ]
---
x = [-4, -2, 0, 2, 4]
y = [a * 2 for a in x]
print(y)
# [-8, -4, 0, 4, 8]
---
x = [i for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]
print(x)
---
a = [(i, j) for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
print(a)
- 元组推导式
( expr for value in collection [if condition] )
---
a = (x for x in range(10))
print(a)
print(tuple(a))
#<generator object <genexpr> at 0x0000014CEC2E28B8>
#(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
- 字典推导式
{ key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }
---
b = {i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
print(b)
# {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}
- 集合推导式
{ expr for value in collection [if condition] }
---
c = {i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]}
print(c)
# {1, 2, 3, 4, 5, 6}
#集合里的元素不可重复
- 与其他函数一起使用
- next()函数
#next(iterobject,defalt)函数的第一个参数是一个可迭代对象,第二个参数可以不写。不写的时候,如果可迭代对象的元素取出完毕,会返回StopIteration。如果第二个参数写一个其他元素,则可迭代对象迭代完毕后,会一直返回写的那个元素。
#next()一般与iter()一起使用
e = (i for i in range(10))
while True:
print(next(e))
- sum()函数
s = sum([i for i in range(101)])
print(s) # 5050
异常处理
**异常就是运行期检测到的错误。**计算机语言针对可能出现的错误定义了异常类型,某种错误引发对应的异常时,异常处理程序将被启动,从而恢复程序的正常运行。
Python标准异常总结
BaseException:所有异常的 基类
Exception:常规异常的 基类
StandardError:所有的内建标准异常的基类
ArithmeticError:所有数值计算异常的基类
FloatingPointError:浮点计算异常
OverflowError:数值运算超出最大限制
ZeroDivisionError:除数为零
AssertionError:断言语句(assert)失败
AttributeError:尝试访问未知的对象属性
EOFError:没有内建输入,到达EOF标记
EnvironmentError:操作系统异常的基类
IOError:输入/输出操作失败
OSError:操作系统产生的异常(例如打开一个不存在的文件)
WindowsError:系统调用失败
ImportError:导入模块失败的时候
KeyboardInterrupt:用户中断执行
LookupError:无效数据查询的基类
IndexError:索引超出序列的范围
KeyError:字典中查找一个不存在的关键字
MemoryError:内存溢出(可通过删除对象释放内存)
NameError:尝试访问一个不存在的变量
UnboundLocalError:访问未初始化的本地变量
ReferenceError:弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
RuntimeError:一般的运行时异常
NotImplementedError:尚未实现的方法
SyntaxError:语法错误导致的异常
IndentationError:缩进错误导致的异常
TabError:Tab和空格混用
SystemError:一般的解释器系统异常
TypeError:不同类型间的无效操作
ValueError:传入无效的参数
UnicodeError:Unicode相关的异常
UnicodeDecodeError:Unicode解码时的异常
UnicodeEncodeError:Unicode编码错误导致的异常
UnicodeTranslateError:Unicode转换错误导致的异常
Python标准警告总结
Warning:警告的基类
DeprecationWarning:关于被弃用的特征的警告
FutureWarning:关于构造将来语义会有改变的警告
UserWarning:用户代码生成的警告
PendingDeprecationWarning:关于特性将会被废弃的警告
RuntimeWarning:可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
SyntaxWarning:可疑语法的警告
ImportWarning:用于在导入模块过程中触发的警告
UnicodeWarning:与Unicode相关的警告
BytesWarning:与字节或字节码相关的警告
ResourceWarning:与资源使用相关的警告
try-except 语句
try:
检测范围
except Exception[as reason]:
出现异常后的处理代码
- 如果一个异常没有与任何的except匹配,那么这个异常将会传递给上层的try中。
- 如果在执行try子句的过程中发生了异常,那么try子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和except之后的名称相符,那么对应的except子句将被执行。最后执行try - except语句之后的代码。
try:
f = open('test.txt')
print(f.read())
except OSError:
print('打开文件出错')
- 一个try语句可能包含多个except子句,分别来处理不同的特定的异常。最多只有一个分支会被执行。
try:
int("abc")
s = 1 + '1'
f = open('test.txt')
print(f.read())
f.close()
except OSError as error:
print('打开文件出错\n原因是:' + str(error))
except TypeError as error:
print('类型出错\n原因是:' + str(error))
except ValueError as error:
print('数值出错\n原因是:' + str(error))
# 数值出错
# 原因是:invalid literal for int() with base 10: 'abc'
- 一个 except 子句可以同时处理多个异常,这些异常将被放在一个括号里成为一个元组。
try:
s = 1 + '1'
int("abc")
f = open('test.txt')
print(f.read())
f.close()
except (OSError, TypeError, ValueError) as error: #异常组成元组
print('出错了!\n原因是:' + str(error))
# 出错了!
# 原因是:unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
try-except-finally 语句
try: 检测范围 except Exception[as reason]: 出现异常后的处理代码 finally: 无论如何都会被执行的代码
def divide(x, y):
try:
result = x / y
print("result is", result)
except ZeroDivisionError:
print("division by zero!")
finally:
print("executing finally clause")
try-except-else
- 如果在try子句执行时没有发生异常,Python将执行else语句后的语句。
- **使用except而不带任何异常类型,这不是一个很好的方式,**我们不能通过该程序识别出具体的异常信息,因为它捕获所有的异常。
- 注意:else语句的存在必须以except语句的存在为前提,在没有except语句的try语句中使用else语句,会引发语法错误。
try:
fh = open("testfile.txt", "w")
fh.write("这是一个测试文件,用于测试异常!!")
except IOError:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
else:
print("内容写入文件成功")
fh.close()
raise语句
- Python 使用raise语句抛出一个指定的异常。
try:
raise NameError('HiThere')
except NameError:
print('An exception flew by!')
# An exception flew by!