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初识Python

廖雪峰 移动开发工程师
难度入门
时长 5小时 0分
学习人数
综合评分9.43
3707人评价 查看评价
9.7 内容实用
9.4 简洁易懂
9.2 逻辑清晰
  • Python之“可变”的tuple

    前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在,我们来看一个“可变”的tuple:

    >>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])

    注意到 t 有 3 个元素:'a','b'和一个list:['A', 'B']。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到:

    >>> L = t[2]

    然后,我们把list的两个元素改一改:

    >>> L[0] = 'X' >>> L[1] = 'Y'

    再看看tuple的内容:

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

    不是说tuple一旦定义后就不可变了吗?怎么现在又变了?

    别急,我们先看看定义的时候tuple包含的3个元素:

    <!--此处有图片-->

    当我们把list的元素'A'和'B'修改为'X'和'Y'后,tuple变为:

    <!--此处有图片-->

    表面上看,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。


  • Python之创建单元素tuple

    tuple和list一样,可以包含 0 个、1个和任意多个元素。

    包含多个元素的 tuple,前面我们已经创建过了。

    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 呢?来试试:

    >>> t = (1) >>> print t 1

    好像哪里不对!t 不是 tuple ,而是整数1。为什么呢?

    因为()既可以表示tuple,又可以作为括号表示运算时的优先级,结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1,导致我们得到的不是tuple,而是整数 1。

    正是因为用()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“,”,这样就避免了歧义:

    >>> t = (1,) >>> print t (1,)

    Python在打印单元素tuple时,也自动添加了一个“,”,为了更明确地告诉你这是一个tuple。

    多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的:

    >>> t = (1, 2, 3,) >>> print t (1, 2, 3)


  • Python之创建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。

    同样是表示班里同学的名称,用tuple表示如下:

    >>> t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')

    创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]

    现在,这个 t 就不能改变了,tuple没有 append()方法,也没有insert()和pop()方法。所以,新同学没法直接往 tuple 中添加,老同学想退出 tuple 也不行。

    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,但是不能赋值成别的元素,不信可以试试:

    >>> t[0] = 'Paul' Traceback (most recent call last):   File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: 'tuple' object does not support item assignment


  • Python中替换元素

    假设现在班里仍然是3名同学:

    >>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

    现在,Bart同学要转学走了,碰巧来了一个Paul同学,要更新班级成员名单,我们可以先把Bart删掉,再把Paul添加进来。

    另一个办法是直接用Paul把Bart给替换掉:

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

    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。

    由于Bart还可以用 -1 做索引,因此,下面的代码也可以完成同样的替换工作:

    >>> L[-1] = 'Paul'


  • Python从list删除元素

    Paul同学刚来几天又要转走了,那么我们怎么把Paul 从现有的list中删除呢?

    如果Paul同学排在最后一个,我们可以用list的pop()方法删除:

    >>> 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'。

    如果Paul同学不是排在最后一个怎么办?比如Paul同学排在第三:

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

    要把Paul踢出list,我们就必须先定位Paul的位置。由于Paul的索引是2,因此,用 pop(2)把Paul删掉:

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


  • Python之添加新元素

    现在,班里有3名同学:

    >>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

    今天,班里转来一名新同学 Paul,如何把新同学添加到现有的 list 中呢?

    第一个办法是用 list 的 append() 方法,把新同学追加到 list 的末尾:

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

    append()总是把新的元素添加到 list 的尾部。

    如果 Paul 同学表示自己总是考满分,要求添加到第一的位置,怎么办?

    方法是用list的 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']

    L.insert(0, 'Paul') 的意思是,'Paul'将被添加到索引为 0 的位置上(也就是第一个),而原来索引为 0 的Adam同学,以及后面的所有同学,都自动向后移动一位。


  • Python之倒序访问list

    我们还是用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:

    >>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

    这时,老师说,请分数最低的同学站出来。

    要写代码完成这个任务,我们可以先数一数这个 list,发现它包含3个元素,因此,最后一个元素的索引是2:

    >>> print L[2] Bart

    有没有更简单的方法?

    有!

    Bart同学是最后一名,俗称倒数第一,所以,我们可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素:

    >>> print L[-1] Bart

    Bart同学表示躺枪。

    类似的,倒数第二用 -2 表示,倒数第三用 -3 表示,倒数第四用 -4 表示:

    >>> print L[-2] Lisa >>> print L[-3] Adam >>> print L[-4] Traceback (most recent call last):   File "<stdin>", line 1, in <module> IndexError: list index out of range

    L[-4] 报错了,因为倒数第四不存在,一共只有3个元素。

    使用倒序索引时,也要注意不要越界。


  • Python按照索引访问list

    由于list是一个有序集合,所以,我们可以用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:

    >>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

    那我们如何从list中获取指定第 N 名的同学呢?方法是通过索引来获取list中的指定元素。

    需要特别注意的是,索引从 0 开始,也就是说,第一个元素的索引是0,第二个元素的索引是1,以此类推。

    因此,要打印第一名同学的名字,用 L[0]:

    >>> print L[0] Adam

    要打印第二名同学的名字,用 L[1]:

    >>> print L[1] Lisa

    要打印第三名同学的名字,用 L[2]:

    >>> print L[2] Bart

    要打印第四名同学的名字,用 L[3]:

    >>> print L[3] Traceback (most recent call last):   File "<stdin>", line 1, in <module> IndexError: list index out of range

    报错了!IndexError意思就是索引超出了范围,因为上面的list只有3个元素,有效的索引是 0,1,2。

    所以,使用索引时,千万注意不要越界。


  • Python创建list

    Python内置的一种数据类型是列表:list。list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。

    比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个list表示:

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

    list是数学意义上的有序集合,也就是说,list中的元素是按照顺序排列的。

    构造list非常简单,按照上面的代码,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']

    由于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 = []


  • Python中布尔类型

    我们已经了解了Python支持布尔类型的数据,布尔类型只有TrueFalse两种值,但是布尔类型有以下几种运算:

    与运算:只有两个布尔值都为 True 时,计算结果才为 True。

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

    或运算:只要有一个布尔值为 True,计算结果就是 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

    布尔运算在计算机中用来做条件判断,根据计算结果为True或者False,计算机可以自动执行不同的后续代码。

    在Python中,布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算,请看下面的代码:

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

    计算结果不是布尔类型,而是字符串 'a=T',这是为什么呢?

    因为Python把0空字符串''None看成 False,其他数值和非空字符串都看成 True,所以:

    True and 'a=T' 计算结果是 'a=T' 继续计算 'a=T' or 'a=F' 计算结果还是 'a=T'

    要解释上述结果,又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则:短路计算。

    1. 在计算 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。

    2. 在计算 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。

    所以Python解释器在做布尔运算时,只要能提前确定计算结果,它就不会往后算了,直接返回结果。


  • Python中整数和浮点数

    Python支持对整数和浮点数直接进行四则混合运算,运算规则和数学上的四则运算规则完全一致。

    基本的运算:

    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,这和数学运算完全一致,注意只能使用小括号,但是括号可以嵌套很多层:

    (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

    但是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

    为什么要区分整数运算和浮点数运算呢?这是因为整数运算的结果永远是精确的,而浮点数运算的结果不一定精确,因为计算机内存再大,也无法精确表示出无限循环小数,比如 0.1 换成二进制表示就是无限循环小数。

    那整数的除法运算遇到除不尽的时候,结果难道不是浮点数吗?我们来试一下:

    11 / 4    # ==> 2

    令很多初学者惊讶的是,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


  • Python中Unicode字符串

    字符串还有一个编码问题。

    因为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大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),0 - 255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。

    因为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,比如:

    print u'中文' 中文

    注意: 不加 u ,中文就不能正常显示。

    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:

    转义:

    u'中文\n日文\n韩文'

    多行:

    u'''第一行 第二行'''

    raw+多行:

    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

    # -*- coding: utf-8 -*-

    目的是告诉Python解释器,用UTF-8编码读取源代码。然后用Notepad++ 另存为... 并选择UTF-8格式保存。


  • Python中raw字符串与多行字符串

    如果一个字符串包含很多需要转义的字符,对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况,我们可以在字符串前面加个前缀 r ,表示这是一个 raw 字符串,里面的字符就不需要转义了。例如:

    r'\(~_~)/ \(~_~)/'

    但是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(为什么?)

    如果要表示多行字符串,可以用'''...'''表示:

    '''Line 1 Line 2 Line 3'''

    上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的:

    'Line 1\nLine 2\nLine 3'

    还可以在多行字符串前面添加 r ,把这个多行字符串也变成一个raw字符串:

    r'''Python is created by "Guido". It is free and easy to learn. Let's start learn Python in imooc!'''


  • Python中定义字符串

    前面我们讲解了什么是字符串。字符串可以用''或者""括起来表示。

    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"

    类似的,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"怎么办?

    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。

    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,因此,这个字符串又可以表示为

    'Bob said \"I\'m OK\".'

    注意:转义字符 \ 不计入字符串的内容中。

    常用的转义字符还有:

    \n 表示换行 \t 表示一个制表符 \\ 表示 \ 字符本身


  • Python中什么是变量

    在Python中,变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的。

    例如,对于方程式 y=x*x x就是变量。当x=2时,计算结果是4,当x=5时,计算结果是25

    只是在计算机程序中,变量不仅可以是数字,还可以是任意数据类型。

    在Python程序中,变量是用一个变量名表示,变量名必须是大小写英文、数字和下划线(_)的组合,且不能用数字开头,比如:

    a = 1

    变量a是一个整数。

    t_007 = 'T007'

    变量t_007是一个字符串。

    在Python中,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,例如:

    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。

    静态语言在定义变量时必须指定变量类型,如果赋值的时候类型不匹配,就会报错。例如Java是静态语言,赋值语句如下(// 表示注释):

    int a = 123; // a是整数类型变量 a = "mooc"; // 错误:不能把字符串赋给整型变量

    和静态语言相比,动态语言更灵活,就是这个原因。

    请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码:

    x = 10 x = x + 2

    如果从数学上理解x = x + 2那无论如何是不成立的,在程序中,赋值语句先计算右侧的表达式x + 2,得到结果12,再赋给变量x。由于x之前的值是10,重新赋值后,x的值变成12。

    最后,理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写:a = 'ABC'时,Python解释器干了两件事情:

    1. 在内存中创建了一个'ABC'的字符串;

    2. 在内存中创建了一个名为a的变量,并把它指向'ABC'

    也可以把一个变量a赋值给另一个变量b,这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据,例如下面的代码:

    a = 'ABC' b = a a = 'XYZ' print b

    最后一行打印出变量b的内容到底是'ABC'呢还是'XYZ'?如果从数学意义上理解,就会错误地得出b和a相同,也应该是'XYZ',但实际上b的值是'ABC',让我们一行一行地执行代码,就可以看到到底发生了什么事:

    执行a = 'ABC',解释器创建了字符串  'ABC'和变量 a,并把a指向 'ABC':

    <!--此处有图片-->

    执行b = a,解释器创建了变量 b,并把b指向 a 指向的字符串'ABC':

    <!--此处有图片-->

    执行a = 'XYZ',解释器创建了字符串'XYZ',并把a的指向改为'XYZ',但b并没有更改:

    <!--此处有图片-->

    所以,最后打印变量b的结果自然是'ABC'了。


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