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python入门

Python学习笔记

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_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printaa='imooc'#a变为字符串printa

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）：

inta=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=10x=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=aa='XYZ'printb

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。

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'mOK ，这时，可以用""括起来表示：

"I'mOK"

类似的，如果字符串包含"，我们就可以用''括起来表示：

'Learn"Python"inimooc'

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 Bobsaid"I'mOK".

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

'Bobsaid\"I\'mOK\".'

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

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：

'''Line1Line2Line3'''

上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的：

'Line1\nLine2\nLine3'

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'''Pythoniscreatedby"Guido".Itisfreeandeasytolearn.Let'sstartlearnPythoninimooc!

'''

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：

printu'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。

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#==>64*5-6#==>147.5/8+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31.0+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

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。

TrueandTrue#==>TrueTrueandFalse#==>FalseFalseandTrue#==>FalseFalseandFalse#==>False

或运算：

只要有一个布尔值为True，计算结果就是True。

TrueorTrue#==>TrueTrueorFalse#==>TrueFalseorTrue#==>TrueFalseorFalse#==>False

非运算：

把True变为False，或者把False变为True：

notTrue#==>FalsenotFalse#==>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=Trueprintaand'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：

Trueand'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 aandb 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 aorb 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。

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=[]

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]:

>>>printL[0]Adam

要打印第二名同学的名字，用L[1]:

>>>printL[1]Lisa

要打印第三名同学的名字，用L[2]:

>>>printL[2]Bart

要打印第四名同学的名字，用L[3]:

>>>printL[3]Traceback（mostrecentcalllast）:

File"",line1,inIndexError:

listindexoutofrange

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。

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：

>>>printL[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：

>>>printL[-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：

>>>printL[-2]Lisa>>>printL[-3]Adam>>>printL[-4]Traceback（mostrecentcalllast）:

File"",line1,inIndexError:

listindexoutofrange

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。

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'）>>>printL['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'）>>>printL['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。

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'>>>printL['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'>>>printL['Adam','Lisa','Bart']

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'>>>printLL=['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'

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（mostrecentcalllast）:

File"",line1,inTypeError:

'tuple'objectdoesnotsupportitemassignment

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=（）>>>printt（）

创建包含1个元素的tuple呢？

来试试：

>>>t=

（1）>>>printt1

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,）>>>printt（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,）>>>printt（1,2,3）

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：

>>>printt（'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。

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=20ifage>=18:

print'yourageis',ageprint'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>>>ifage>=18:

...print'yourageis',age...print'adult'...yourageis20adult

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：

ifage>=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:

ifage<18:

print'teenager'

或者用not运算：

ifnotage>=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：

ifage>=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 Tru