python:基础知识

环境：

• window11
• python 3.10.6
• vscode
• javascript、c/c++/java/c#基础（与这些语言对比）

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1qW4y1a7fU/

注释

一、数据类型

基础六大数据类型，可以使用 type()查看，如下图：

1.1 数字（Number）

支持

• 整数（int）
• 浮点数（float）
• 复数（complex），如：4+3j，以j结尾表示复数
• 布尔（bool）True用1表示，False用0表示，反之，1表示True，其他表示False

1.2 字符串（String）

可以用单引号或双引号声明，也可以使用 三个 单引号或双引号声明

1.3 列表（List）

有序的可变列表

1.4 元组（Tuple）

有序的不可变序列，可有序记录一堆不可变的Python数据集合

1.5 集合（Set）

无序不重复结合
可无序记录一堆不重复的Python数据集合

1.6 字典（Dictionary）

无序Key-Value集合
可无序记录一堆Key-Value型的Python数据集合

1.7 数据类型转换

可以将任意类型转为字符串，如：数字/字符串/列表/元组/集合/字典 => 字符串，如下图：

但字符串并不能转到任意其他类型，因为字符串本质是一个字符列表，下面看转换的效果：

其他的转换，如：int <=>float吗，需要注意：float转int会有精度丢失（注意是精度丢失，不是四舍五入），看下图：

元组转列表:

1.8 vscode 调试时观察数据类型

二、变量

python是脚本语言，弱类型，所以一个变量可以随便赋其他的值，甚至变更数据类型，这点和javascript类似。
另外，python中不用定义变量，直接使用即可，如下：

三、运算符

常见运算符 ：+ 加法，- 减法，* 乘法，/ 除法，// 整除，% 取余，**指数

下面列出重点关注的几项：

四、字符串扩展

4.1 定义的三种方式：

• 使用单引号' abc'
• 使用双引号"abc"
• 使用 """abc""" 或 '''abc'''

特点总结：

1. 单引号和双引号的作用类似，支持这两种方式就给了我们不写转移字符的可能 \，如：
   
2. 使用 """abc""" 或 '''abc'''，就可以让我们省去表示换行符合\的苦恼，看下面对比效果：
   
   另外，我们需要注意，"""abc""" 和 '''abc'''的开头和结尾不想有换行的话，要紧贴这写，否则会产生换行符，如下：
   

4.2 字符串的拼接

使用 + 可进行拼接，但不同于其他语言，我们不能将字符串和其他类型（如：int）进行相加，如下：

javascript是允许的，这点得注意下：

4.3 字符串格式化

上面使用+对字符串拼接简单的还行，当相加内容很多的话就不易读了，而且还不支持其他数据类型（比如: int/float）自动转字符串，所以就有了下面两种字符串格式化方法：

• %d, %f, %s：类似c语言
• f"{exp}{exp2}"

下面是效果：

五、交互式输入

可以使用input(prompt)获取用户控制台的输入，回车后，用户输入的字符串就传到了程序中，如下：

六、for循环和range

python中的for循环没有 for(int x=0;x<10;x++)这种格式，只有: for x in li:这种，如下：

这种方式，是没办法这循环体中获取当前进度的，但我们可以借助range

range函数本身是生成一个范围，格式为：range(start,end,step) 注意：包含start,不包含end，看下面的示例：

那么，组合range和for循环如下：

七、函数

7.1 简单函数

直接看下面的使用示例：

返回的None可以用于if判断中，表示False
return和return None 是一样的。

7.2 函数中的参数和返回值

另外，python中的函数还有一些特点，如：

• 支持返回多个值
• 支持默认参数、关键字参数、不定长参数（*和**）

直接看示例：

不定长参数示例：

7.3 函数做参数/匿名函数/lambda函数

八、容器之列表

8.1 概念和操作

python中的list类似javascript中的数组, c#中的list，常见操作如下：

• 获取列表长度: len(li)
• 获取指定索引元素: li[index]
• 遍历: for x in li:
• 获取值所在索引: li.index(ele)
• 插入: li.insert(index,ele)
• 追加: li.apped(ele)
• 追加另一个容器: li.extend(li2)
• 移除指定元素: li.remove(ele)
• 根据下标移除: dele li[index]
• 从末尾弹出: delEle=li.pop()
• 清空列表: li.clear()
• 统计列表中某个元素的数量: li.count(ele)
• 列表排序: li.sort(key=lambda: x: x"age"], reverse=True)
• 列表相加(组合): [1,2]+[3,4] //out: [1, 2, 3, 4]
• 列表相乘(重复): [1,2]*3 //out: [1, 2, 1, 2, 1, 2]
• 元素是否在列表中: 3 in [1,2,3] //out: True
• 常见操作: map(lambda, list)、filter(lambda, list)、reduce(lambda, list)
• 列表推导式: n_list=[x **2 for x in range(10) if x %2 ==0]

看下面的示例：

8.2 通过下标访问列表

8.3 循环遍历列表

8.4 常见函数用法（增删改查、排序、统计）

# 插入到指定位置
print()
print("------li.insert()-------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
li.insert(0, '曹操')
print(f'["刘备", "关羽", "张飞"].insert(0,"曹操")=> {li}')

# 追加元素
print()
print("--------append()------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
li.append("孔明")
print(f'["刘备", "关羽", "张飞"].append("孔明")=> {li}')

# 追加另一个容器
print()
print("--------extend()------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
li.extend(["孙策", "孙权"])
print(f'["刘备", "关羽", "张飞"].append(["孙策", "孙权"])=> {li}')

# 移除指定元素
print()
print("--------remove(): 只移除第一个------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞", "关羽"]
li.remove('关羽')
print(f'["刘备", "关羽", "张飞","关羽"].remove("关羽")=> {li}')

# 根据下标移除
print()
print("--------del list[index]: 根据下标移除------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
del li[1]
print(f'["刘备", "关羽", "张飞"] del li[1]=> {li}')

# 从末尾移除一个
print()
print("--------pop(): 从末尾弹出一个------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
ele = li.pop()
print(f'["刘备", "关羽", "张飞"].pop()=> {li}, ele={ele}')

# 清空列表
print()
print("--------clear(): 清空列表------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
li.clear()
print(f'["刘备", "关羽", "张飞"].clear()=> {li}')

# 获取列表长度
print()
print("--------len(li): 获取列表长度------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞"]
count = len(li)
print(f'len(["刘备", "关羽", "张飞"])=> {count}')

# 统计列表元素数量
print()
print("--------count(ele): 统计列表某个元素数量------")
li = ["刘备", "关羽", "张飞", "关羽"]
count = li.count("关羽")
print(f'["刘备", "关羽", "张飞","关羽"].count("关羽")=> {count}')

# 列表排序
print()
print("--------sort(): 列表排序------")
li = ["a", "c", "b"]
li.sort()
print(f'["a","c","b"].sort()=> {li}')
li = ["a", "c", "b"]
li.sort(reverse=True)
print(f'["a","c","b"].sort(reverse=True)=> {li}')
li = [{"name": "小明", "age": 18},
      {"name": "小花", "age": 16},
      {"name": "小刚", "age": 20}]
li.sort(key=lambda x: x["age"], reverse=True)
print(f'[dict1,dict2,dict3].sort(key=lambda x: x["age"])=> {li}')

""" 输出如下：
PS D:\jackletter\pylearn> py .\15.py

------li.insert()-------
["刘备", "关羽", "张飞"].insert(0,"曹操")=> ['曹操', '刘备', '关羽', '张飞']

--------append()------
["刘备", "关羽", "张飞"].append("孔明")=> ['刘备', '关羽', '张飞', '孔明']

--------extend()------
["刘备", "关羽", "张飞"].append(["孙策", "孙权"])=> ['刘备', '关羽', '张飞', '孙策', '孙权']

--------remove(): 只移除第一个------
["刘备", "关羽", "张飞","关羽"].remove("关羽")=> ['刘备', '张飞', '关羽']

--------del list[index]: 根据下标移除------
["刘备", "关羽", "张飞"] del li[1]=> ['刘备', '张飞']

--------pop(): 从末尾弹出一个------
["刘备", "关羽", "张飞"].pop()=> ['刘备', '关羽'], ele=张飞

--------clear(): 清空列表------
["刘备", "关羽", "张飞"].clear()=> []

--------len(li): 获取列表长度------
len(["刘备", "关羽", "张飞"])=> 3

--------count(ele): 统计列表某个元素数量------
["刘备", "关羽", "张飞","关羽"].count("关羽")=> 2

--------sort(): 列表排序------
["a","c","b"].sort()=> ['a', 'b', 'c']
["a","c","b"].sort(reverse=True)=> ['c', 'b', 'a']
[dict1,dict2,dict3].sort(key=lambda x: x["age"])=> [{'name': '小刚', 'age': 20}, {'name': '小明', 'age': 18}, {'name': '小花', 'age': 16}]
PS D:\jackletter\pylearn>
"""
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8.5 列表相加(组合)

8.6 列表相乘(重复)

8.7 列表排序

简单的升序:

简单的降序:

指定排序的key:

8.8 多维列表

其实类似c#中的List>嵌套，但不同于c中的 int[i,j]

8.9 列表快速初始化

8.10 filter/map/reduce

filter:

map:

reduce:

8.11 列表推导式

多维嵌套的列表推导式:

九、容器之元组

python中除了list还有tuple，元组是只读的，所以没有增删改等操作。
直接看下面：

9.1 元组的定义

9.2 元组的访问和遍历

因为元组是按顺序存储，所以支持按照索引访问，同时支持for循环，如下：

9.3 元组函数 index 和 count

这个和list的用法类似，如下：

9.5 元组推导式

元组推导式不同于列表/字典/集合的明显一点是，推导式的结果是一个生成器，而不是元组对象，我们需要使用 tuple 函数转换:

十、容器之字符串

字符串可以看做是字符的只读容器，类似list

10.1 字符串的下标访问和遍历

10.1 常见函数

十一、容器（序列）的切片

列表(list)、元组(tuple)、字符串(str) 这三个都是序列，它们支持切片操作。
切片的语法为：seq[start:end:step]，其中，start/end/step的默认值分别为：0/len(seq)/1，另，当 step是为负值时，start/end默认是： -1/-(len+1)

下面以列表为例，看下它的效果：

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

# 正常取
print(li[1:5:2]) # [1, 3]

# 拷贝 同 li[:]
print(li[:]) # [0, 1, 2, 3, 4, 5]
print(li[::]) # [0, 1, 2, 3, 4, 5]

# 反转 当step为负值时,start/step默认值是: -1/-(len+1)
print(li[::-1]) # [5, 4, 3, 2, 1, 0]

# 终点在起点前面,而步长是1,肯定取不到
print(li[4:2]) # []

# 终点起点超出, 取不到 但不会报错
print(li[100:120]) # []

# 相当于 li[5:1] 但步长不对,取不出
print(li[5:-5]) # []

# 相当于 li[5:1:-1] 倒叙取出
print(li[5:-5:-1]) # [5, 4, 3, 2]

# 连续切片
print(li[:4][1:3][-1:]) # 2
# 解释
print(li[:4]) # [0, 1, 2, 3]
print(li[:4][1:3]) # [1, 2]

# 截取末尾2个
print(li[-3:-1]) # [3, 4]
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对元组和字符串也是一样的，如下：

十二、容器之集合

集合相对于列表、元组、字符串的特点是：无序且唯一。
因为无序自然不能用下标访问，也不能用于切片。
唯一是集合自动去重的。

12.1 集合的定义

12.2 集合的遍历

12.3 集合的常见操作

• 添加 se.add(ele)
• 移除/弹出 se.remove(ele) / ele = se.pop()
• 清空 se.clear()

如下图：

还有集合运算

• 求交集 se & se2
• 求并集 se | se2
• 求差集 se - se2
• 求补集 se ^ se2

如下图：

还有集合运算后将结果覆盖第一个集合的，如：
se.intersection_update(se2)
se.difference_update(se2)

不再实验

12.4 集合推导式

集合和字典的推导式写法一致, 不同点在于生成的目标是字典还是集合。

下面的是集合推导式:

下面的是字典推导式:

下面的是列表推导式:

十三、容器之字典

13.1 字典简单示例

python中的字典和javascript的对象一个意思，直接看下面的示例：

字典的定义：

注意：我们如果 dic[key] 如果不存在的话会报错，但我们可以使用 dic.get(key)，当然我们也可以使用__contains__去判断，如下：

13.2 字典的遍历

13.3 字典改数据

13.4 字典的keys()/values()/items()

13.5 字典推导式

交换字典的kv:

根据字典的v过滤:

十四、文件操作

文件模式:
r 只读
w：存在则覆盖，不存在则新建
a：存在则追加，不存在则新建追加

简单的写入和读写示例：

我们也可以指定读取的字符数（注意：不是字节数）或读取一行，如下（还是用上面创建的txt）：

我们也可以使用for循环读取，另外，我们可以使用with关键字以防止忘记写close()

十五、异常

直接看下面的示例：

print("------捕获异常---")
try:
    i = 5/0
except Exception as ex:
    print(type(ex), ex)

print()
print("------捕获异常---")
try:
    dic = {"age": 18}
    i = dic["name"]
except Exception as ex:
    print(type(ex), ex)

print()
print("------捕获异常---")
try:
    i = 5/0
except:
    print("异常了")

print()
print("-------捕获多种异常--------")
try:
    i = 5/0
except (KeyError, ZeroDivisionError) as ex:
    print(type(ex), ex)

print()
print("------finally-------")
try:
    i = 5/0
except:
    print("异常了")
finally:
    print("finally执行了")

print()
print("--------自己引发异常-------")
try:
    raise Exception("测试手动抛异常")
except Exception as ex:
    print(ex)
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输出如下：

十六、模块和包

概念：在python中简单理解，一个文件就是一个模块
导入模块的语法：
[from 模块名] import [ 模块 | 类 | 变量 | 函数 | * ] [as 别名]

常用形式：

• import 模块名
• from 模块名 import 类、变量、方法等
• from 模块名 import *
• import 模块名 as 别名
• from 模块名 import 功能名 as 别名

看一个简单的示例（导入系统提供的）：

16.1 自定义模块

我们可以自定义模块，然后导入，如下：

# 路径: /cc/c_28.py

# 默认定义的都可以被导出, 可以使用 __all__指定仅导出哪些,但仅限定在 import *
__all__ = ["funcSub"]

def funcSub(x, y):
    return x-y
    
print()
print("-------------")
print(f"__file__:{__file__}")
print(f"__name__:{__name__}")
if (__name__ == "__main__"):
    print(f"直接运行脚本: {__file__}")
else:
    print(f"导入了脚本: {__file__}")
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# 路径: /pp/test.py
import sys
import os
sys.path.append(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..'))

from cc.c_28 import funcSub

print()
print("-----------")
print(f"funcSub(1, 2)=>{funcSub(1, 2)}")
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运行如下：

上面有几点需要注意下：

• __name__ 可以用来判断当前模块是被导入的还是直接运行的
• __all__ 可以用来限制导入时(import *) 只能导入指定的模块（注意，只有在 import * 时有效）
• 可以使用 sys.path.append(xx) 将指定的路径加入到模块搜索中去

16.2 包和自定义包

在python中包其实就是一个文件夹，里面可以放许多的模块(代码文件)，通过包进行归类，方便管理。
但python包和普通文件夹又有区别：包下面有一个 __init__.py 文件来标识这是一个包，通常会在这个文件中使用`all``来限制导出的内容。
如：

十七、pip和国内源

参考：《python配置国内镜像源操作步骤》

类似 java中的maven，javascript中的npm，python中也有pip管理包的程序。
我们可以通过它方便的引用三方包，如下：

我们可以先通过命令查看配置：

来解释下：

• pip config list 显示所有的配置，当前已设置了国内源，如果没有的话可以参考：
  pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip config set install.trusted-host pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

  其他常用的源还有：
  1、华南理工大学镜像源
  http://pypi.hustunique.com/simple/%29
  2、清华大学
  https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
  3、豆瓣
  http://pypi.douban.com/simple/
  4、清华大学开源镜像站
  https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/
  5、网易开源
  http://mirrors.163.com/
  6、华为
  https://mirrors.huaweicloud.com/
  7、阿里巴巴
  https://opsx.alibaba.com/mirror/

• pip list 显示当前安装的三方包
  可以看到，当前我安装了一个 numpy，另外两个是自带的，安装命令为：
  pip install aliyun-python-sdk-core==2.13.36 （也可以不指定版本）
  如下：
  

十八、虚拟环境

18.1 概念

python 和 java、c#这种语言不一样：

• java和c#都是静态语言，安装的都是别人编译好的包，它们可以将一个包的各个版本缓存起来，然后加入到项目的引用即可；
• 而python是解释性语言，安装的都是源码，没有将包的某个版本加入到项目引用这种说法，所以管理起来就麻烦很多；

javascript也是解释性语言，它也有同样的问题，不过npm是将本项目引用的包都放在node_moudules文件夹下面。缺点就是每个新项目都得重新下，即使我们用的是xxxx包的同一个版本。

python为了解决这个问题，提出了虚拟环境的概念，就是将python拷贝一份作为新的环境，这样我们在新的环境里安装包不会影响其他环境里的，做到了隔离。比如：

• 我们在环境A里导入了xxxx包的1.0版本，在环境B里导入了xxxx包的2.0版本。它们互不影响；
• 项目A和项目B使用环境A，因为它们都会导入相同版本的包，项目C和项目D使用环境B，因为它们也会使用相同环境的包；

18.2 创建和使用虚拟环境

我们先选择一个目录，如 D:\jackletter\my-venv，然后执行如下：py -m venv my-venv

执行完成后，看看里面的东西：

我们需要激活这个环境，如下：
.\Scripts\Activate.ps1

其实激活就是将my-venv的路径配置到path里面，如下：

在虚拟环境里，我们安装的包都在 my-venv\Lib\site-packages下，如下：

退出虚拟环境的命令是：.\Scripts\deactivate.bat，不过在powershell中不好用。。。但在cmd里是可以的。。。

18.3 requirements.txt

requirements.txt可以记录当前项目依赖的包版本，这package.json中的dependency作用是一样的，格式如下：

如果，一个项目目录下已经有这个文件了，则可以使用 pip install -r requirements.txt 一键安装里面的依赖项。
如果没有的话，可以使用当前环境的所有包和版本生成它：pip freeze > requirements.txt