Python基础（一）

一、变量和数据类型

1、基本变量的使用

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message = "Hello Python world!"
print(message)
message = "Hello Python Crash Course World!"
print(message)

变量的值可以随时修改

变量的命名有一定的规则：

  • 变量名只能包含字母、数字和下划线。变量名能以字母或下划线打头，但不能以数字打头。例如，可将变量命名为message_1 ，但不能将其命名为1_message。
  • 变量名不能包含空格，但能使用下划线来分隔其中的单词。例如，变量名 greeting_message 可行，但变量名greeting message 会引发错误。
  • 不要将Python关键字和函数名用作变量名，即不要使用Python保留用于特殊用途的 单词，如print （请参见附录A.4）。
  • 变量名应既简短又具有描述性。例如，name 比n 好，student_name 比s_n 好，name_length 比length_of_persons_name 好。
  • 慎用小写字母l 和大写字母O ，因为它们可能被人错看成数字1 和0 。
  • 注意 　就目前而言，应使用小写的Python变量名。虽然在变量名中使用大写字母不 会导致错误，但是大写字母在变量名中有特殊含义。
  • 变量是可以赋给值的标签，也可以说变量指向特定的值。

2、字符串

在python中，用引号括起的都是字符串，引号可以是单引号，也可以是双引号。这种灵活性让你能够在字符串中包含引号和撇号。

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'I told my friend, "Python is my favorite language!"' 
"The language 'Python' is named after Monty Python, not the snake." 
"One of Python's strengths is its diverse and supportive community."

一些常用方法：

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str.title() # 将字符串中每个单词的首字母改为大写
str.upper() # 将字符串全部改为大写
str.lower() # 将字符串全部改为小写，存储数据时，方法lower() 很有用。
str.rstrip() # 去除字符串末尾的空白，不过只是暂时的，永久删除需要再关联到原来的变量
str.lstrip() # 删除字符串开头的空白
str.strip() # 删除字符串两边的空白

f字符串（在字符串中使用变量）：

要在字符串中插入变量的值，可在前引号前加上字母f （见❶），再将要插入的变量放 在花括号内。这样，当Python显示字符串时，将把每个变量都替换为其值。

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first_name = "ada" 
last_name = "lovelace" 
full_name = f"{first_name} {last_name}" 
print(full_name)

first_name = "ada" 
last_name = "lovelace" 
full_name = f"{first_name} {last_name}" 
print(f"Hello, {full_name.title()}!")

注意 　f字符串是Python 3.6引入的。如果你使用的是Python 3.5或更早的版本， 需要使用format() 方法，而非这种f语法。

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full_name = "{} {}".format(first_name, last_name)

空白：泛指任何非打印字符，如空格、制表符和换行符。

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>>> print("Python") 
  Python 
>>> print("\tPython") 
      Python
    
>>> print("Languages:\nPython\nC\nJavaScript") 
Languages: 
Python 
C 
JavaScript

>>> print("Languages:\n\tPython\n\tC\n\tJavaScript") 
Languages: 
    Python 
    C 
    JavaScript

3、数

整数

在Python中，可对整数执行加（+ ）减（- ）乘（* ）除（/ ）运算。

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>>> 2 + 3 
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>>> 3 - 2 
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在终端会话中，Python直接返回运算结果。Python使用两个乘号表示乘方运算：

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>>> 3 ** 2 
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>>> 3 ** 3 
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浮点数

Python将所有带小数点的数称为浮点数。大多数编程语言使用了这个术语，它指出了这 样一个事实：小数点可出现在数的任何位置。从很大程度上说，使用浮点数时无须考虑其行为。你只需输入要使用的数，Python通常 会按你期望的方式处理它们：

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>>> 0.1 + 0.1 
0.2 
>>> 0.2 + 0.2 
0.4

但需要注意的是，结果包含的小数位数可能是不确定的：

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>>> 0.2 + 0.1 
0.30000000000000004 
>>> 3 * 0.1 
0.30000000000000004

所有语言都存在这种问题，没有什么可担心的。Python会尽力找到一种精确表示结果的 方法，但鉴于计算机内部表示数的方式，这在有些情况下很难。就现在而言，暂时忽略 多余的小数位数即可。

整数和浮点数

将任意两个数相除时，结果总是浮点数，即便这两个数都是整数且能整除：

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>>> 4/2 
2.0

在其他任何运算中，如果一个操作数是整数，另一个操作数是浮点数，结果也总是浮点 数：

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>>> 1 + 2.0 
3.0 
>>> 2 * 3.0 
6.0

数中的下划线

书写很大的数时，可使用下划线将其中的数字分组，使其更清晰易读：

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>>> universe_age = 14_000_000_000

当你打印这种使用下划线定义的数时，Python不会打印其中的下划线：

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>>> print(universe_age) 
14000000000

这是因为存储这种数时，Python会忽略其中的下划线。将数字分组时，即便不是将每三 位分成一组，也不会影响最终的值。在Python看来，1000 与1_000 没什么不同， 1_000 与10_00 也没什么不同。这种表示法适用于整数和浮点数，但只有Python 3.6 和更高的版本支持。

同时给多个变量赋值

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>>> x, y, z = 0, 0, 0

常量

常量 类似于变量，但其值在程序的整个生命周期内保持不变。Python没有内置的常量类 型，但Python程序员会使用全大写来指出应将某个变量视为常量，其值应始终不变：

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MAX_CONNECTIONS = 5000

在代码中，要指出应将特定的变量视为常量，可将其字母全部大写。

4、注释

在Python中，注释用井号（# ）标识。井号后面的内容都会被Python解释器忽略，如下 所示：

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# 向大家问好。 
print("Hello Python people!")

编写注释的主要目的是阐述代码要做什么，以及是如何做的。

要成为专业程序员或与其他程序员合作，就必须编写有意义的注释。

如果不确定是否要编写注释，就问问自己：在找到合理的解决方案之前，考虑了多个解 决方案吗？如果答案是肯定的，就编写注释对你的解决方案进行说明吧。相比回过头去 再添加注释，删除多余的注释要容易得多。

5、python之禅

Python社区的理念都包含在Tim Peters撰写的 “Python之禅”中。要获悉这些有关编写优秀Python代码的指导原则，只需在解释器中 执行命令import this 。

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>>> import this 
The Zen of Python, by Tim Peters 
Beautiful is better than ugly.

二、列表

1、列表是什么

列表 由一系列按特定顺序排列的元素组成。你可以创建包含字母表中所有字母、数字0 ～9或所有家庭成员姓名的列表；也可以将任何东西加入列表中，其中的元素之间可以没 有任何关系。列表通常包含多个元素，因此给列表指定一个表示复数的名称（如 letters 、digits 或names ）是个不错的主意。

在Python中，用方括号（[] ）表示列表，并用逗号分隔其中的元素。下面是一个简单的 列表示例，其中包含几种自行车：

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bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized'] 
print(bicycles)

如果让Python将列表打印出来，Python将打印列表的内部表示，包括方括号：

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['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

列表元素的访问

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bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized'] 
print(bicycles[0])
print(bicycles[0].title())

索引从0而不是1开始

在Python中，第一个列表元素的索引为0，而不是1。

第二个列表元素的索引为1。根据这种简单的计数方式，要访问列表的任何元素，都可将 其位置减1，并将结果作为索引。

Python为访问最后一个列表元素提供了一种特殊语法。通过将索引指定为-1 ，可让 Python返回最后一个列表元素：

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bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized'] 
print(bicycles[-1])

使用列表中的各个值，可以像使用其他变量一样使用列表中的各个值。例如，可以使用f字符串根据列表中的 值来创建消息。

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bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized'] 
message = f"My first bicycle was a {bicycles[0].title()}." 
print(message)

2、修改、添加和删除元素的一些方法

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list.append() # 在列表末尾添加元素
list.insert(0, 'asdasd') # 可在列表的任何位置添加元素，需要指定新元素的索引和值
del list[0] # 如果知道要删除的元素在列表中的位置，可使用del 语句。
list.pop() # 默认弹出最后一个元素，也可以用索引；可以将弹出的元素赋给一个变量
list.pop(0)
list.remove('asdasd') # 根据值删除元素, 使用remove() 从列表中删除元素时，也可接着使用它的值。

如果你不确定该使用del 语句还是pop() 方法，下面是一个简单的判断标准：如果 你要从列表中删除一个元素，且不再以任何方式使用它，就使用del 语句；如果你 要在删除元素后还能继续使用它，就使用方法pop() 。

注意 方法remove() 只删除第一个指定的值。如果要删除的值可能在列表中 出现多次，就需要使用循环来确保将每个值都删除。

3、组织列表

排序

  • 永久排序sort

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    cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
    cars.sort() 
    print(cars)
    # 方法sort()永久性地修改列表元素的排列顺序。现在，汽车是按字母顺序排列的，再也无法恢复到原来的排列顺序：
    ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
    # 还可以按与字母顺序相反的顺序排列列表元素，只需向sort() 方法传递参数reverse=True 即可。
    cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
    cars.sort(reverse=True) 
    print(cars)
    ['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

  • 函数 sorted() 对列表临时排序

    调用函数sorted() 后，原列表元素的排列顺序不会改变。如果要按 与字母顺序相反的顺序显示列表，也可向函数sorted() 传递参数reverse=True。

注意 在并非所有的值都是小写时，按字母顺序排列列表要复杂些。决定排列 顺序时，有多种解读大写字母的方式，要指定准确的排列顺序，可能比我们这 里所做的要复杂。

倒着打印列表

要反转列表元素的排列顺序，可使用方法reverse() 。

方法reverse() 永久性地修改列表元素的排列顺序，但可随时恢复到原来的排列 顺序，只需对列表再次调用reverse() 即可。

确定列表的长度

使用函数len() 可快速获悉列表的长度。在下面的示例中，列表包含四个元素，因 此其长度为4 ：

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>>> cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
>>> len(cars) 
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4、遍历整个列表

可以用for循环来遍历整个列表

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magicians = ['alice', 'david', 'carolina'] 
for magician in magicians: 
     print(magician)

使用for循环的时候要注意缩进，不要忘记for后面的冒号

5、创建数值列表

Python函数range() 让你能够轻松地生成一系列数。例如，可以像下面这样使用函 数range() 来打印一系列数：

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for value in range(1, 5): 
    print(value)
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在这个示例中，range() 只打印数1～4。这是编程语言中常见的差一行为的结果。 函数range() 让Python从指定的第一个值开始数，并在到达你指定的第二个值时停 止。因为它在第二个值处停止，所以输出不包含该值（这里为5）。

调用函数range() 时，也可只指定一个参数，这样它将从0开始。例如， range(6) 返回数0～5。

要创建数字列表，可使用函数list() 将range() 的结果直接转换为列表。如果将 range() 作为list() 的参数，输出将是一个数字列表。

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numbers = list(range(1, 6)) 
print(numbers)
[1, 2, 3, 4, 5]

使用函数range() 时，还可指定步长。为此，可给这个函数指定第三个参数， Python将根据这个步长来生成数。

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even_numbers = list(range(2, 11, 2)) 
print(even_numbers)
[2, 4, 6, 8, 10]

有几个专门用于处理数字列表的Python函数。例如，你可以轻松地找出数字列表的 最大值、最小值和总和：

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>>> digits = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0] 
>>> min(digits) 
0 
>>> max(digits) 
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>>> sum(digits) 
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列表解析，列表解析 将for 循环和创建新元素的代码合并成一 行，并自动附加新元素。

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squares = [value**2 for value in range(1, 11)] 
print(squares)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

要使用这种语法，首先指定一个描述性的列表名，如squares 。然后，指定一个左 方括号，并定义一个表达式，用于生成要存储到列表中的值。在这个示例中，表达 式为value 2 ，它计算平方值。接下来，编写一个for 循环，用于给表达式提供 值，再加上右方括号。在这个示例中，for 循环为for value in range(1,11) ，它将值1～10提供给表达式value 2 。请注意，这里的for 语句末尾没有冒 号。

6、列表切片

要创建切片，可指定要使用的第一个元素和最后一个元素的索引。与函数range() 一样，Python在到达第二个索引之前的元素后停止。要输出列表中的前三个元素， 需要指定索引0和3，这将返回索引为0、1和2的元素。

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players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli'] 
print(players[0:3])
print(players[1:4])
print(players[:4])
print(players[2:])
['charles', 'martina', 'michael']
['martina', 'michael', 'florence']
['charles', 'martina', 'michael', 'florence']
['michael', 'florence', 'eli']

你可以生成列表的任意子集。例如，如果要提取列表的第二、第三和第四个元素， 可将起始索引指定为1 ，并将终止索引指定为4

如果没有指定第一个索引，Python将自动从列表开头开始

要让切片终止于列表末尾，也可使用类似的语法。例如，如果要提取从第三个元素 到列表末尾的所有元素，可将起始索引指定为2 ，并省略终止索引

负数索引返回离列表末尾相应距离的元素，因此你可以输出列表末尾的任 意切片。例如，如果要输出名单上的最后三名队员，可使用切片players[-3:]

注意 可在表示切片的方括号内指定第三个值。这个值告诉Python在指定范围内每隔多少元素提取一个。

遍历切片

如果要遍历列表的部分元素，可在for 循环中使用切片。

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players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli'] 
print("Here are the first three players on my team:") 
for player in players[:3]: 
    print(player.title())

复制列表

要复制列表，可创建一个包含整个列表的切片，方法是同时省略起始索引和终止索 引（[:] ）。这让Python创建一个始于第一个元素、终止于最后一个元素的切片， 即整个列表的副本。

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my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] 
friend_foods = my_foods[:] 
 
print("My favorite foods are:") 
print(my_foods) 
 
print("\nMy friend's favorite foods are:") 
print(friend_foods)

注意，如果只是单纯的将列表赋给另外一个列表是不行的

如：

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my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] 
 
# 这行不通: 
❶ friend_foods = my_foods 
 
my_foods.append('cannoli') 
friend_foods.append('ice cream') 
 
print("My favorite foods are:") 
print(my_foods) 
 
print("\nMy friend's favorite foods are:") 
print(friend_foods)

这里将my_foods 赋给friend_foods ，而不是将my_foods 的副本赋给 friend_foods （见❶）。这种语法实际上是让Python将新变量friend_foods 关联到已与my_foods 相关联的列表，因此这两个变量指向同一个列表。

7、元组

Python将不能修改的值称为不可变的 ，而不可变的列表被称为元组。

元组定义

元组看起来很像列表，但使用圆括号而非中括号来标识。定义元组后，就可使用索引来访问其元素，就像访问列表元素一样。

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dimensions = (200, 50) 
print(dimensions[0]) 
print(dimensions[1])

元组中的值一经定义便无法修改，试图修元组中的值会使Python报错

注意 　严格地说，元组是由逗号标识的，圆括号只是让元组看起来更整洁、更 清晰。如果你要定义只包含一个元素的元组，必须在这个元素后面加上逗号：

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my_t = (3,)

创建只包含一个元素的元组通常没有意义，但自动生成的元组有可能只有一个 元素。

元组遍历

像列表一样，也可以使用for 循环来遍历元组中的所有值：

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dimensions = (200, 50) 
for dimension in dimensions: 
    print(dimension)

修改元组的变量

虽然不能修改元组的元素，但可以给存储元组的变量赋值。

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dimensions = (200, 50) 
print("Original dimensions:") 
for dimension in dimensions: 
    print(dimension) 
 
dimensions = (400, 100) 
print("\nModified dimensions:") 
for dimension in dimensions: 
    print(dimension)

8、设置代码格式

缩进

PEP 8建议每级缩进都使用四个空格。这既可提高可读性，又留下了足够的多级缩进空间。

在字处理文档中，大家常常使用制表符而不是空格来缩进。对于字处理文档来说， 这样做的效果很好，但混合使用制表符和空格会让Python解释器感到迷惑。每款文 本编辑器都提供了一种设置，可将你输入的制表符转换为指定数量的空格。你在编 写代码时绝对应该使用制表符键，但一定要对编辑器进行设置，使其在文档中插入 空格而不是制表符。

行长

很多Python程序员建议每行不超过80字符。最初制定这样的指南时，在大多数计算 机中，终端窗口每行只能容纳79字符。

PEP 8还建议注释的行长不应超过72字符，因为有些 工具为大型项目自动生成文档时，会在每行注释开头添加格式化字符。

在大多数编辑器中，可以设置一个视觉标志（通常是一条竖 线），让你知道不能越过的界线在什么地方。

空行

要将程序的不同部分分开，可使用空行。应该使用空行来组织程序文件，但也不能滥用。

以上建议参考PEP 8