Python入门
一 Python介绍
1 Python的特点
优雅,明确,简单
跨平台
2 Python适合的领域
1 Web网站和各种网络服务
2 系统工具和脚本
3 作为胶水语言把其他语言开发的模块包装起来方便使用
3 Python不适合的领域
贴近硬件的代码(首选C)
移动开发:ios,android各有自己的平台开发语言
游戏开发:C/C++
4 Python的实际应用
豆瓣,youtube,openStack
5 Python和其他语言对比
1 运行速度慢
随着cpu的速度越来越快,运行速度的瓶颈在数据库和网络访问,不再是语言。
2 Python源码不能加密
由于是解释执行,只能以服务形式提供。
二 安装Python
1 版本选择
主流有2.7和3.3两个版本,有语法不兼容问题,很多第三方库采用2.7版本实现,此处选择2.7版
2 安装Python
mac自带python运行环境,查看版本号命令如下:
Python -V
输出结果如下:
Python 2.7.10
输入python,即可进入python开发环境,输入100+200,回车,可看到输出300:
>>> 100+200
300
输入exit()即可退出开发环境。
3 第一个Python程序
在python命令行虽然可以直接编写执行python代码,但无法保存,每次都要重写,因此需要用编辑器把代码保存成扩展名为py的文本文件,然后在命令行执行,格式如下:
python hello.py
appledeMacBook-Pro:Desktop apple$ python hello.py
hello
4 Python开发IDE
比较流行的有 Eclipse with PyDev Komodo Edit Sublime Text Pycharm 参考:http://blog.csdn.net/chszs/article/details/45922299
三 Python变量和数据类型
1 数据类型
计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器,因此,计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是,计算机能处理的远不止数值,还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据,不同的数据,需要定义不同的数据类型。在Python中,能够直接处理的数据类型有以下几种:
一、整数
Python可以处理任意大小的整数,当然包括负整数,在Python程序中,整数的表示方法和数学上的写法一模一样,例如:1,100,-8080,0,等等。
计算机由于使用二进制,所以,有时候用十六进制表示整数比较方便,十六进制用0x前缀和0-9,a-f表示,例如:0xff00,0xa5b4c3d2,等等。
二、浮点数
浮点数也就是小数,之所以称为浮点数,是因为按照科学记数法表示时,一个浮点数的小数点位置是可变的,比如,1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮点数可以用数学写法,如1.23,3.14,-9.01,等等。但是对于很大或很小的浮点数,就必须用科学计数法表示,把10用e替代,1.23x10^9就是1.23e9,或者12.3e8,0.000012可以写成1.2e-5,等等。
整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的,整数运算永远是精确的(除法难道也是精确的?是的!),而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。
三、字符串
字符串是以’‘或”“括起来的任意文本,比如’abc’,”xyz”等等。请注意,’‘或”“本身只是一种表示方式,不是字符串的一部分,因此,字符串’abc’只有a,b,c这3个字符。
四、布尔值
布尔值和布尔代数的表示完全一致,一个布尔值只有True、False两种值,要么是True,要么是False,在Python中,可以直接用True、False表示布尔值(请注意大小写),也可以通过布尔运算计算出来。
布尔值可以用and、or和not运算。
and运算是与运算,只有所有都为 True,and运算结果才是 True。
or运算是或运算,只要其中有一个为 True,or 运算结果就是 True。
not运算是非运算,它是一个单目运算符,把 True 变成 False,False 变成 True。
五、空值
空值是Python里一个特殊的值,用None表示。None不能理解为0,因为0是有意义的,而None是一个特殊的空值。
此外,Python还提供了列表、字典等多种数据类型,还允许创建自定义数据类型,我们后面会继续讲到
2 print语句
print语句可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出’hello, world’,用代码实现如下:
>>> print 'hello, world'
注意:
1.当我们在Python交互式环境下编写代码时,»>是Python解释器的提示符,不是代码的一部分。
2.当我们在文本编辑器中编写代码时,千万不要自己添加 »>。
print语句也可以跟上多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出:
>>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'
The quick brown fox jumps over the lazy dog
print会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格,因此,输出的字符串是这样拼起来的:
print也可以打印整数,或者计算结果:
>>> print 300
300 #运行结果
>>> print 100 + 200
300 #运行结果
因此,我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点:
>>> print '100 + 200 =', 100 + 200
100 + 200 = 300 #运行结果
注意: 对于100 + 200,Python解释器自动计算出结果300,但是,’100 + 200 =’是字符串而非数学公式,Python把它视为字符串,请自行解释上述打印结果。
3 注释
任何时候,我们都可以给程序加上注释。注释是用来说明代码的,给自己或别人看,而程序运行的时候,Python解释器会直接忽略掉注释,所以,有没有注释不影响程序的执行结果,但是影响到别人能不能看懂你的代码。
Python的注释以 # 开头,后面的文字直到行尾都算注释
# 这一行全部都是注释...
print 'hello' # 这也是注释
注释还有一个巧妙的用途,就是一些代码我们不想运行,但又不想删除,就可以用注释暂时屏蔽掉:
# 暂时不想运行下面一行代码:
# print 'hello, python.'
4 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:
-
在内存中创建了一个’ABC’的字符串;
-
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’:
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’:
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:
所以,最后打印变量b的结果自然是’ABC’了。
练习:等差数列可以定义为每一项与它的前一项的差等于一个常数,可以用变量 x1 表示等差数列的第一项,用 d 表示公差,请计算数列
1 4 7 10 13 16 19 …
前 100 项的和。
x1 = 1
d = 3
n = 100
x100 = x1+99*d
s = (x1+x100)*50
print s
5 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
6 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!'''
7 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。
8 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
9 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True和False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’‘和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。
-
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。
-
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。
四 List和Tuple类型
1 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 = []
2 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。
3 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。
4 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。
5 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']
6 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'
7 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
8 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)
9 “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:
当我们把list的元素’A’和’B’修改为’X’和’Y’后,tuple变为:
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。
五 条件判断和循环
1 if语句
计算机之所以能做很多自动化的任务,因为它可以自己做条件判断。
比如,输入用户年龄,根据年龄打印不同的内容,在Python程序中,可以用if语句实现:
age = 20
if age >= 18:
print 'your age is', age
print 'adult'
print 'END'
注意: Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块,上面的3,4行 print 语句就构成一个代码块(但不包括第5行的print)。如果 if 语句判断为 True,就会执行这个代码块。
缩进请严格按照Python的习惯写法:4个空格,不要使用Tab,更不要混合Tab和空格,否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。
注意: if 语句后接表达式,然后用:表示代码块开始。
如果你在Python交互环境下敲代码,还要特别留意缩进,并且退出缩进需要多敲一行回车:
>>> age = 20
>>> if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'
...
your age is 20
adult
2 if-else
当 if 语句判断表达式的结果为 True 时,就会执行 if 包含的代码块:
if age >= 18:
print 'adult'
如果我们想判断年龄在18岁以下时,打印出 ‘teenager’,怎么办?
方法是再写一个 if:
if age < 18:
print 'teenager'
或者用 not 运算:
if not age >= 18:
print 'teenager'
细心的同学可以发现,这两种条件判断是“非此即彼”的,要么符合条件1,要么符合条件2,因此,完全可以用一个 if … else … 语句把它们统一起来:
if age >= 18:
print 'adult'
else:
print 'teenager'
利用 if … else … 语句,我们可以根据条件表达式的值为 True 或者 False ,分别执行 if 代码块或者 else 代码块。
注意: else 后面有个“:”。
3 if-elif-else
有的时候,一个 if … else … 还不够用。比如,根据年龄的划分:
条件1:18岁或以上:adult 条件2:6岁或以上:teenager 条件3:6岁以下:kid
我们可以用一个 if age >= 18 判断是否符合条件1,如果不符合,再通过一个 if 判断 age >= 6 来判断是否符合条件2,否则,执行条件3:
if age >= 18:
print 'adult'
else:
if age >= 6:
print 'teenager'
else:
print 'kid'
这样写出来,我们就得到了一个两层嵌套的 if … else … 语句。这个逻辑没有问题,但是,如果继续增加条件,比如3岁以下是 baby:
if age >= 18:
print 'adult'
else:
if age >= 6:
print 'teenager'
else:
if age >= 3:
print 'kid'
else:
print 'baby'
这种缩进只会越来越多,代码也会越来越难看。
要避免嵌套结构的 if … else …,我们可以用 if … 多个elif … else … 的结构,一次写完所有的规则:
if age >= 18:
print 'adult'
elif age >= 6:
print 'teenager'
elif age >= 3:
print 'kid'
else:
print 'baby'
elif 意思就是 else if。这样一来,我们就写出了结构非常清晰的一系列条件判断。
特别注意: 这一系列条件判断会从上到下依次判断,如果某个判断为 True,执行完对应的代码块,后面的条件判断就直接忽略,不再执行了。 请思考下面的代码:
age = 8
if age >= 6:
print 'teenager'
elif age >= 18:
print 'adult'
else:
print 'kid'
当 age = 8 时,结果正确,但 age = 20 时,为什么没有打印出 adult?
如果要修复,应该如何修复?
4 for循环
list或tuple可以表示一个有序集合。如果我们想依次访问一个list中的每一个元素呢?比如 list:
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
print L[0]
print L[1]
print L[2]
如果list只包含几个元素,这样写还行,如果list包含1万个元素,我们就不可能写1万行print。
这时,循环就派上用场了。
Python的 for 循环就可以依次把list或tuple的每个元素迭代出来:
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
for name in L:
print name
注意: name 这个变量是在 for 循环中定义的,意思是,依次取出list中的每一个元素,并把元素赋值给 name,然后执行for循环体(就是缩进的代码块)。
这样一来,遍历一个list或tuple就非常容易了。
5 while循环
和 for 循环不同的另一种循环是 while 循环,while 循环不会迭代 list 或 tuple 的元素,而是根据表达式判断循环是否结束。
比如要从 0 开始打印不大于 N 的整数:
N = 10
x = 0
while x < N:
print x
x = x + 1
while循环每次先判断 x < N,如果为True,则执行循环体的代码块,否则,退出循环。
在循环体内,x = x + 1 会让 x 不断增加,最终因为 x < N 不成立而退出循环。
如果没有这一个语句,while循环在判断 x < N 时总是为True,就会无限循环下去,变成死循环,所以要特别留意while循环的退出条件。
6 break退出循环
用 for 循环或者 while 循环时,如果要在循环体内直接退出循环,可以使用 break 语句。
比如计算1至100的整数和,我们用while来实现:
sum = 0
x = 1
while True:
sum = sum + x
x = x + 1
if x > 100:
break
print sum
咋一看, while True 就是一个死循环,但是在循环体内,我们还判断了 x > 100 条件成立时,用break语句退出循环,这样也可以实现循环的结束。
continue继续循环
和java语言一样
7 多重循环
在循环内部,还可以嵌套循环,我们来看一个例子:
for x in ['A', 'B', 'C']:
for y in ['1', '2', '3']:
print x + y
x 每循环一次,y 就会循环 3 次,这样,我们可以打印出一个全排列:
A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3
五 dict和set类型
1 什么是dict
我们已经知道,list 和 tuple 可以用来表示顺序集合,例如,班里同学的名字:
['Adam', 'Lisa', 'Bart']
或者考试的成绩列表:
[95, 85, 59]
但是,要根据名字找到对应的成绩,用两个 list 表示就不方便。
如果把名字和分数关联起来,组成类似的查找表:
'Adam' ==> 95
'Lisa' ==> 85
'Bart' ==> 59
给定一个名字,就可以直接查到分数。
Python的 dict 就是专门干这件事的。用 dict 表示“名字”-“成绩”的查找表如下:
d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}
我们把名字称为key,对应的成绩称为value,dict就是通过 key 来查找 value。
花括号 {} 表示这是一个dict,然后按照 key: value, 写出来即可。最后一个 key: value 的逗号可以省略。
由于dict也是集合,len() 函数可以计算任意集合的大小:
>>> len(d)
3
注意: 一个 key-value 算一个,因此,dict大小为3。
2 访问dict
我们已经能创建一个dict,用于表示名字和成绩的对应关系:
d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}
那么,如何根据名字来查找对应的成绩呢?
可以简单地使用 d[key] 的形式来查找对应的 value,这和 list 很像,不同之处是,list 必须使用索引返回对应的元素,而dict使用key:
>>> print d['Adam']
95
>>> print d['Paul']
Traceback (most recent call last):
File "index.py", line 11, in <module>
print d['Paul']
KeyError: 'Paul'
注意: 通过 key 访问 dict 的value,只要 key 存在,dict就返回对应的value。如果key不存在,会直接报错:KeyError。
要避免 KeyError 发生,有两个办法:
一是先判断一下 key 是否存在,用 in 操作符:
if 'Paul' in d:
print d['Paul']
如果 ‘Paul’ 不存在,if语句判断为False,自然不会执行 print d[‘Paul’] ,从而避免了错误。
二是使用dict本身提供的一个 get 方法,在Key不存在的时候,返回None:
>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None
3 dict的特点
dict的第一个特点是查找速度快,无论dict有10个元素还是10万个元素,查找速度都一样。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。
不过dict的查找速度快不是没有代价的,dict的缺点是占用内存大,还会浪费很多内容,list正好相反,占用内存小,但是查找速度慢。
由于dict是按 key 查找,所以,在一个dict中,key不能重复。
dict的第二个特点就是存储的key-value序对是没有顺序的!这和list不一样:
d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}
当我们试图打印这个dict时:
>>> print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}
打印的顺序不一定是我们创建时的顺序,而且,不同的机器打印的顺序都可能不同,这说明dict内部是无序的,不能用dict存储有序的集合。
dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变,Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。
可以试试用list作为key时会报什么样的错误。
不可变这个限制仅作用于key,value是否可变无所谓:
{
'123': [1, 2, 3], # key 是 str,value是list
123: '123', # key 是 int,value 是 str
('a', 'b'): True # key 是 tuple,并且tuple的每个元素都是不可变对象,value是 boolean
}
最常用的key还是字符串,因为用起来最方便。
4 更新dict
dict是可变的,也就是说,我们可以随时往dict中添加新的 key-value。比如已有dict:
d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}
要把新同学’Paul’的成绩 72 加进去,用赋值语句:
>>> d['Paul'] = 72
再看看dict的内容:
>>> print d
{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 59}
如果 key 已经存在,则赋值会用新的 value 替换掉原来的 value:
>>> d['Bart'] = 60
>>> print d
{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 60}