【Python】4 基础语法笔记

1 Python介绍

python之父：Guido van Rossum“龟叔”1989年，YouTube、网络游戏后台、在线游戏后台都是Python开发的。

高级编程语言会提供比较完善的基础代码库，能直接调用，比如，针对电子邮件协议的SMTP库，针对桌面环境的GUI库。Python就为我们提供了非常完善的基础代码库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容，被形象地称作“内置电池（batteries included）”。用Python开发，许多功能不必从零编写，直接使用现成的即可。除了内置的库外，Python还有大量的第三方库，也就是别人开发的，供你直接使用的东西。当然，如果你开发的代码通过很好的封装，也可以作为第三方库给别人使用。

Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”，初学者学Python，不但入门容易，而且将来深入下去，可以编写那些非常复杂的程序。总的来说，Python的哲学就是简单优雅，尽量写容易看明白的代码，尽量写少的代码。

适合网络应用，包括网站、后台服务等等；

许多日常需要的小工具，包括系统管理员需要的脚本任务等等；

把其他语言开发的程序再包装起来，方便使用。

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2 Python3.7 安装

版本问题：Python安装时需要考虑现有机器学习包的支持情况，例如Tensorflow和Pytorch是不支持最新版本的Python的。从TensorFlow的官网可以看到，Python3.7兼容性最好。安装时要注意把Add to path选上，另外更改安装目录。安装完成后需要更改Python的包管理器pip

由于众所周知的原因，国内下载第三方包十分慢，因此使用镜像地址。常用地址是阿里云或清华源。切记使用管理员模式。

下载pip
https://pypi.org/project/pip/#files
进入压缩文件所在包，安装
python setup.py install
记得设置环境变量（python和pip都需要）

换源：
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

也可以直接下载miniconda（配置环境等更方便严谨）
​​​​​​​https://zhuanlan.zhihu.com/p/133494097

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2.1 终端

1.windows power shell （管理员打开）

2.win+R，输入cmd

2.1.1 power shell 常用指令

tab 自动补全

cd D: /进入D盘
cd ~/
cd Desktop               
ls  或  dir  /展开                 
pip list   ///查看安装了哪些包
pip show ...
pip search ...
pip install ... -i 换源

python  进入 交互环境模式

exit(0) 退出

2.2 IDE

2.2.1 pycharm

pycharm是IDE（集成开发环境）

模仿matlab工作区，社区版（免费版）足够使用

2.2.2 Vscode

商店：python和jupyter 搭建IDE

记得要先在终端 pip install jupyter

如果直接使用 jupyter，在终端输入 jupyter notebook

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3 python基础

3.1 标识符

变量名、函数名等都属于标识符

标识符不能用以下这些关键字，也不能以数字开头，不能有空格，可以有 "_"（下划线）。

import keyword
print(keyword.kwlist)

['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 
'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

3.2 变量

python不用声明变量，直接赋值就行。

变量=变量名+变量内容

盒子本身是（变量名）（标识符）

给盒子里装的东西（变量的内容），整体就叫变量。

相当于就是我们先创建一个新盒子，在电脑内存中，起名为name，此时盒子里没有数。然后我们在电脑内存中，输入东西，这个东西现在不确定在哪。

通过“=”号！赋值运算！把这个东西放到名字为name的盒子中。

name='marry'
print(name)
print('标识',id(name))
print('类型',type(name))
print('值',name)

# 变量的多次赋值：
name='marry'
name='me'#变量名指向最新的空间

# 方法： 
name.title()  name.upper()  name.lower()

3.3 语句与注释

语句一般不加分号，且注释 # 后面一般有一个空格（规范）

3.4 模块

一个模块即一个文件。

当语句以冒号 : 结尾时，缩进的语句视为代码块。按照约定俗成的惯例，应该始终坚持使用4个空格的缩进。

import 模块名
# print(模块名.代码元素名)
from 模块名 import 代码元素
from 模块名 import 代码元素 as 代码元素别名

# hello.py
x='nihao'
y=True
z=20.0

# world.py
import hello
from hello import z
from hello import x as x2

x=100
y=20
print(x) #100
print(y) #20
print(z) #20.0
print(x2) #nihao

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4 数据类型

所有数据类型都属于某一类

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4.1 整数类型

4.2 浮点类型

a=-3.1415926
print(a,type(a))

# 浮点数相加减的时候，可以用decimal模块来调整小数点位数

4.3 布尔类型

a=True
print(a,type(a)) # True <class 'bool'>
print(True+1) #2 可以转为数 对为1，错为0

4.4 序列类型

序列：可迭代、元素有序

序列特点：索引、切片、成员测试

a='hello' # 索引
print(a[0])
print(a[-5])

a='hello'
 # 01234
print(a[0:3]) #hel 从索引0开始，不包括索引3
print(a[0:3:2]) #hl 从索引0开始，不包括索引3，即hel，先取第0个元素h，步长为2，再取l
print(a[1:4:3]) #e 从索引1开始，不包括索引4，即ell，先取第0个元素e，步长为3

a='abcdefg'
 # 0123456
print(a[0:3]) #abc 从索引0开始，不包括索引3
print(a[0:7:2]) #aceg 从索引0开始，不包括索引7，即abcdefg，先取第0个元素a，步长为2（包括自身），再取c，e，g
print(a[1:7:3]) #be 从索引1开始，不包括索引7，即bcdefg，先取第0个元素b，步长为3(包括自身)，再取e

4.4.1字符串类型（不可变）

#字符串中出现\t是制表符，\n是换行符

name='sun'
age=22
print(type(name),type(age))
print('我的名字是'   +name+   '，我今年'   +str(age)+    '岁') # 我的名字是sun，我今年22岁

4.4.2 元组 tuple( )（不可变）

# 第一种方法 小括号即可
a=('hello','world',98)
b=('no','yes',22)
# 索引 0 1 2 
print(a)
print(a[0])
print(a.index(98)) # 获取指定元素的索引

# 第二种方法 调用tuple函数
c=tuple('helloworld')
d=tuple(['aaa',99])
e,f=d  #元组拆包，分别赋给不同变量
print(c)
print(d)
print(e)
print(f)

4.4.3 列表 list [ ]（可变）

# 第一种方法 中括号即可
a=['hello','world',98]
b=['no','yes',22]
# 索引 0 1 2 
print(a)
print(a[0])
print(a.index(98)) # 获取指定元素的索引
a.append(80)  # 追加元素（单个元素）
a.extend(b)   # 追加元素（多个元素）
a.insert(1,111)  #在索引1前面加入111这个元素
a[0]=222    #将索引0位置的元素替换为222
del a[0] #根据索引，删除元素 （语句删除，不能再访问）
a.pop(2) #根据索引，删除元素（可设置变量，继续访问）
a.remove(22)  #根据值，删除22这个元素（可设置变量，继续访问）
a.sort() #永久排序，按字母a-z顺序 
a.soet(reverse=True) #永久排序，按字母z-a顺序
a.sorted() #临时排序，按字母a-z顺序 
a.reverse() #永久排序，反转倒装
len(a) #确定a列表的长度
print(a)

# 第二种方法 调用list函数
Lst2=list(['helloworld',99])
print(Lst2)

4.5 字典类型dict{ }

无序、可变、key-value成对元素

a={1:11,2:22,3:33}
print(a)
print(a.items())
print(a.keys())
print(a.values())

b=dict({1:11,2:22,3:33})
c=dict(((1,11),(2,22),(3,33)))
print(b)
print(c)

{1: 11, 2: 22, 3: 33}
dict_items([(1, 11), (2, 22), (3, 33)])
dict_keys([1, 2, 3])
dict_values([11, 22, 33])

4.6 集合类型 set( )

无序、可变、无key的字典，不能包含重复元素

import curses

a={11,22,33,44,11,22}
print(a)
a.add(55)
a.remove(44)
print(a)

b=set('hello')
c=set('world')
print(b)
print(c)

5 组织结构

5.1 基础

5.1.1 对象的bool值

Python一切皆对象，bool( )获取对象的布尔值 # False、True

空、None、0的布尔值为False

5.1.2 条件表达式

#比较键盘两个数的大小
num_a=int(input("请输入第一个整数"))
num_b=int(input("请输入第二个整数"))
print("使用条件表达式")
print(  str(num_a)+"大于等于"+str(num_b)  if num_a>=num_b else  str(num_a)+"小于等于"+str(num_b) )
# 注意字符串的连接问题！

5.1.3 pass语句

搭建语法结构，先占一个语句位置，使其不报错。

5.2 if 单分支结构

money=1000  #银行卡余额
s=int(input("请输入取款金额"))
if money>=s:
    money=money-s
    print("取款成功，余额为：",money)

5.3 if-else 双分支结构

# 输入一个数，判断是奇数还是偶数

a=int(input("请输入一个整数"))
b=a%2
if b==0:
    print("这个数是偶数")
else:
    print("这个数是奇数")

5.4 if-elif-else 多分支结构

# 输入成绩，判断分数区间
# 0-100以外的数字为非法数字
a=int(input("输入成绩"))
if a>=90 and a<+100:
    print("大于90")
elif a>=80 and a<=89:
    print("80-90之间")
elif a<80 and a>=0:
    print("小于80")
else:
    print("对不起，这个数字有问题")
#python特有写法
#   0<=a<=59

5.5 if-if-else-else 嵌套if结构

# 会员200打8折，100打9折，其他不打折
# 非会员200打9折，其他不打折
a=bool(input("请输入是否是会员(0或1）"))
if a==True:
    money=int(input("请输入卡内余额"))
    if money>=200:
        print("8折")
    elif 200>money>=100:
        print("9折")
    else:
        print("不打折")
else:
    money=int(input("请输入卡内余额"))
    if money >= 200:
         print("9折")
    else:
         print("不打折")

5.6 while循环

#计算0到4的和
a=0
sum=0
while a<5:
    sum=sum+a      ## 条件执行体
    a=a+1               ## 改变变量
print("和为",sum)

#计算1-100的偶数和
a=1
sum=0
while a<=100:
    if a%2==0:
      sum=sum+a
    a=a+1
print("和为",sum)
#注意intented block 缩进块！！！

5.7 for-in循环（遍历）

#可迭代对象为字符串或者序列,把可迭代对象依次取值放到自定义变量里。
for a in "pri":
    print(a) #把a的值输出
for b in range(3):
    print("b") #循环3次输出b
aas=['1','2','3']
for aa in aas:
    print(aa)
    
#输出1-100的偶数和
sum=c=0
for c in range(1,101):
    if c%2==0:
        sum=sum+c
    c=+1
print("和为",sum)

p    r      i
b    b     b
和为 2550

# 水仙花数 153=3*3*3+5*5*5+1*1*1
# 输出100-999之间的水仙花数
# 百位数       个 a%10        十 a//10%10       百 a//100
for a in range(100,1000):
    if a==(a//100)**3+(a//10%10)**3+(a%10)**3:
        print("水仙花数为" ,a)
    a=+1

5.8 break

# 输入密码，有三次尝试机会，如果输入正确，就退出循环
for a in range(3):                                  #a只是一个循环次数！！！
    mima=input("请输入密码：")
    if mima=="8888":
        print("密码正确")
        break
    else:
        print("密码不正确")

5.9 contiue

5.10 else

for a in range(3):                                  #a只是一个循环次数！！！
    mima=input("请输入密码：")
    if mima=="8888":
        print("密码正确")
        break
    else:
        print("密码不正确")
else:
    print("对不起，三次密码都输入错误")

5.11 嵌套循环

#输出3行4列矩阵
for i in range(3):
    for j in range(4):
        print("*",end="\t") #不换行
print() #换行

5.12 二重循环中的break和contiue

6 函数、类、方法

6.0 函数与方法（字符串中使用变量）

函数：

函数名（输入参数）：

方法：

变量名.方法名（）

---

函数： def

类：class def 类的声明和初始化，创建一个对象，当没有能表达所需的数据类型时，则使用一个类。

强制类型转化函数：
str(age)         # 转变为字符串
int(age)         # 转变为整型

abs(-20) #20 输出绝对值函数

max(1,2,3) #3 输出最大值函数

#函数名其实是指向一个函数对象的引用，完全可以把函数名赋给一个变量
a=abs
a(-2)

#自定义函数需要返回两个数的情况
import math
def qqq(a,b,c):
    m=b*b-4*a*c
    x=(-b+math.sqrt(m))/(2*a)
    y=(-b-math.sqrt(m))/(2*a)
    return x,y

print('X1和X2的答案分别是：'+str(qqq(2,3,1))) #别忘了写逗号
print(f"X1和X2的答案分别是：{qqq(2,3,1)}") #别忘了写逗号
#X1和X2的答案分别是： (-0.5, -1.0)

def calc(a,b):  #形式参数  形参
    c=a+b
    return c

dddd=calc(10,20)  #实际参数  实参
print(dddd)

# 函数调用的参数传递-位置实参-关键字实参
dddd=calc(10,20)
dddd=calc(b=20,a=10)

6.0 递归函数

# 如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。
# 计算阶乘n! = 1 x 2 x 3 x ... x n，用函数fact(n)表示
# fact(n)=n!=1×2×3×⋅⋅⋅×(n−1)×n=(n−1)!×n=fact(n−1)×n
# 所以，fact(n)可以表示为n x fact(n-1)，只有n=1时需要特殊处理。
# 于是，fact(n)用递归的方式写出来就是：

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    else:
        return n * fact(n - 1)

a=fact(3)
print(a)

6.1 print输出函数

# 直接输出数字（计算机能自己理解，不用引号）
print(111)

# 直接输出字符串
# 字符串是变化多样，计算机不能理解(需要单引号，就是让计算机不用理解，直接输出）
print('hello world'',''hello world'","'hello world')

# 含有运算符
print(3+1)

# 可以输出到文件中,aaa是变量名，
aaa=open('D:/text.txt','a+') #a+表示没有的话，会创建这个文件。有的话，会重复输入。
print('hello world',file=aaa)
aaa.close()

6.2 input输入函数

#input是str（字符串）类型 
present=input('你想要什么礼物呢？') #这是输入提示
print(present,type(present))
# 你想要什么礼物呢？111
# 111 <class 'str'>

# 从键盘输入两个数，求和。
a=input("输入第一个数：")
b=input("输入第二个数：")
print(type(a),type(b))
print(int(a)+int(b))
# 输入第一个数：10   输入第二个数：20
# <class 'str'> <class 'str'>
# 30

# 或者一开始就把格式转换过来
a=input("输入第一个数：")
a=int(a)
b=input("输入第二个数：")
b=int(b)
print(type(a),type(b))
print(a+b)

6.3 range函数-生成一系列数

6.4 list函数-创建列表

#range函数 用于生成一个整数序列
r1=range(5) #从0开始，不包括5，（步长为1）
r2=range(1,5) #从1开始，不包括5，（步长为1）
r3=range(1,5,2) #从1开始，不包括5，步长为2
print(r1,r2,r3)
print(list(r1),list(r2),list(r3))
print(5 in r3)
print(5 not in r3)

#range(0, 5) range(1, 5) range(1, 5, 2)
#[0, 1, 2, 3, 4] [1, 2, 3, 4] [1, 3]
#False
#True

#把1到10的平方和写入列表
squares=[]
for a in range(1,11):
    square=a**2
    squares.append(square)
print(squares)

6.4 类与实例

class Student(object):   #Student为类名
    def __init__(self, name, score):   
        #强制给类里面的（实例self）上name和score属性（和函数的唯一区别）
        self.name = name
        self.score = score

    def get_grade(self):     #类的优势！
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

    def print_score(self):      #类的优势！
        print('%s: %s' % (self.name,self.score))

lisa = Student('Lisa', 99)
bart = Student('Bart', 59)
print(lisa.name, lisa.get_grade())
print(bart.name, bart.get_grade())
lisa.print_score()


class Dog(): #类名要大写

    def __init__(self,name,age) :
        self.name=name
        self.age=age
    
    def sit(self):
        '''模拟小狗蹲下'''
        print(self.name.title()+  'is now sitting')
    
    def roll_over(self):
        print(self.name.title()+  "rolled over")

my_dog=Dog("wangzai",3)
my_dog.sit()
my_dog.roll_over()

7 杂

7.1 运算符

7.1.1 算术运算符

7.1.2 位运算符

7.1.3 比较运算符

a=1
b=1
print('a和b的value一样吗',a==b)
print('a和b的id一样吗',a is b)
list1=[1,2,3,4]
list2=[1,2,3,4]
print('1和2的value一样吗',list1==list2)
print('1和2的id一样吗',list1 is list2)
print(id(list1),id(list2))
'''
a和b的value一样吗 True
a和b的id一样吗 True
1和2的value一样吗 True
1和2的id一样吗 False
2256309925632 2256309874816
==     !=     >     >=     <     <=
'''

7.1.4 布尔运算符

# and or not 与或非  in,not in
a=True
b='ttttu'
print(not a)  #False
print('u' in b)  #True

7.1.5 赋值运算符

a+=10       a=a+10
a/=3       a=a/3
#交换不需要中间变量
a,b=5,2
print('交换之前：',a,b)
a,b=b,a
print('交换之后：',a,b)
# 交换之前： 5 2
# 交换之后： 2 5

7.2 转义字符与原字符

# \这叫反斜线 /这叫斜线
print('我要输出单引号双引号和反斜线')
print('\',\",\\')

print('我要让转义字符不起作用')
print(r'\\')#前面加r就不起作用了

#关于制表位的使用 四个字符为一个表位
print('hello\tworld')

7.3 二进制

计算机只认识1和0

口口 2个位置，4个状态

口口口口口口口口 8个位置，256个状态（ASCII码）

7.4 文件读写

# 读取文件

# 读取文件，显示内容
with open('文件名.txt') as file_object:    #文件命名为file_object。相对路径行不通可以用绝对路径
    contents = file_object.read()          #读取文件内容，传入字符串中 
    print(contents.rstrip())               #rstrip()方法删除字符串末尾的空白
    
# 逐行读取
with open('文件名.txt') as file_object:
    lines = file_object.readlines()        #readlines()方法从文件中读取每一行，储存在一个列表中
    for line in file_object:
        print(line)       

# 整体写入
with open('filename.txt','w') as file_object:    #以写入模式打开文件，如果文件不存在会自动创建，已经存在会清空文件
    file_object.write("I love programming.")     #注意只能写入字符串，写入多行时可以加换行符

# 附加内容
with open('filename.txt','a') as file_object:    #以附加模式打开文件，不会清空原有文件，写入的行添加到文件末尾
    file_object.write("\nI love programming.")