Python程序笔记20230306

判断闰年

初始版本

year = input('请输入一个年份：')

while not year.isdigit():
    year = input("抱歉，您的输入有误，请输入一个整数：")

year = int(year)
if year % 400 == 0:
    print(year, "是闰年！")
else:
    if year % 4 == 0 and year % 100 != 0:
        print(year, "是闰年！")
    else:
        print(year, "不是闰年！")

isdigit()函数

isdigit() 是 Python 字符串对象的方法，用于判断字符串是否只包含数字字符。该方法返回一个布尔值，如果字符串中所有字符都是数字，则返回 True，否则返回 False。如果字符串为空，则返回 False。

my_string = "12345"
print(my_string.isdigit()) # 输出 True

my_string = "123abc"
print(my_string.isdigit()) # 输出 False

my_string = ""
print(my_string.isdigit()) # 输出 False

在实际编程中，可以使用 isdigit() 来检查输入的是否是数字，以确保输入的是有效数据。例如，在一个需要输入数字的程序中，可以使用 isdigit() 来验证用户的输入是否为数字，如果不是，则提示用户重新输入。

优化版本

将判断闰年的逻辑封装到一个函数中，这样使得程序结构更加清晰。另外，对于输入的异常处理，可以考虑添加一个循环让用户在输入错误时可以重新输入，而不是只提示一次。这是一个修改后的版本：

def is_leap_year(year: int) -> bool:
    if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
        return True
    return False

def get_year_input(prompt: str) -> int:
    while True:
        year = input(prompt)
        if year.isdigit():
            return int(year)
        else:
            print("抱歉，您的输入有误，请输入一个正整数。")

def main():
    year = get_year_input("请输入一个年份：")
    if is_leap_year(year):
        print(year, "是闰年！")
    else:
        print(year, "不是闰年！")

if __name__ == "__main__":
    main()

语法分析

def is_leap_year(year: int) -> bool

• year: int 是一个类型提示注释，用于告诉程序员和解释器该函数的参数 year 应该是一个整数类型。
• -> 的语法是一种函数注解（function annotation），它可以用来为函数的参数和返回值添加一些元数据，比如类型、描述等。函数注解是可选的，它不会影响函数的执行，也不会强制类型检查，它只是提供了一些额外的信息，方便阅读和理解代码。你可以使用 __annotations__ 属性来访问函数的注解。例如：

# 定义一个带有注解的函数
def is_leap_year(year: int) -> bool:
    if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
        return True
    return False

# 查看函数的注解
print(is_leap_year.__annotations__)

输出结果：

{'year': <class 'int'>, 'return': <class 'bool'>}

这个例子中，-> bool 表示这个函数的返回值是一个布尔值，year: int 表示这个函数的参数 year 是一个整数。这样，其他人在阅读或调用这个函数时，就可以清楚地知道这个函数的输入和输出类型。当然，你也可以使用其他类型或表达式作为注解，比如字符串、列表、字典等，只要它们是合法的 python 表达式即可。你也可以使用 typing 模块中的一些特殊类型来表示更复杂的类型，比如 Union、Optional、List 等。

Python 安装交互式查询程序

问题展现

Python 历史上有几个重要的版本节点：

• January 1994，Python1.0 发布
• 2000年10月16日，Python2.0 发布
• 2010年7月3日，Python2.7 发布，这是Python2.x的最后一个版本，Python2.x 和 Python3.x不兼容
• 2008年12月3日，Python3.0 发布，Python3引入多个和Python2.x不兼容的特性，Python 从2.x到3.x的迁移经历了比较长的时间，编程语言版本不兼容有时候会是个致命错误（例如Perl6），好在Python挺过来了。
• 2021年10月5号，Python3.10 发布，这是目前到2021年为止最新的版本
• 而最新的开发中版本是 Python3.11

不同平台对Python环境的默认支持是不同的：

• Windows 平台没有默认安装 Python
• Linux/Mac 平台大部分默认安装了 Python2.7

一般建议安装Python3.x 版本进行学习或开发。下面的Python字典给出了不同平台的安装信息：

install = {
    "Windows": "请下载 Windows 安装包安装：https://www.python.org/downloads/windows/",
    "CentOS": "使用yum包管理器，执行命令：yum install -y python3",
    "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，执行命令：apt-get install -y python3",
    "MacOS": "安装brew包管理器，然后执行命令： brew install python3",
}

基于这个信息，我们可以编写一个交互式Python程序，要求支持用户操作：

• 反复输入平台快捷键字符查询不同平台应该如何快速安装 Python3.x 版本
• 按q退出查询

if __name__ == '__main__':
    install = {
        "Windows": "请下载 Windows 安装包安装：https://www.python.org/downloads/windows/",
        "CentOS": "使用yum包管理器，执行命令：yum install -y python3",
        "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，执行命令：apt-get install -y python3",
        "MacOS": "安装brew包管理器，然后执行命令： brew install python3",
    }

    shortcut_keys = {}
    for platform in install:
        key = platform[0].lower()
        shortcut_keys[key] = platform

    # TODO(You): 请在此添加Python3.x安装文档交互式查询代码

以下是交互式执行的操作样例:

请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：w
Windows: 请下载 Windows 安装包安装：https://www.python.org/downloads/windows/
请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：c
CentOS: 使用yum包管理器，执行命令：yum install -y python3
请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：u
Ubuntu: 使用apt-get包管理器，执行命令：apt-get install -y python3
请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：m
MacOS: 安装brew包管理器，然后执行命令： brew install python3
请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：q

解决方案

方案 1

while True:
    ret = input("请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：")
    if ret != 'q':
        platform = shortcut_keys.get(ret)
        if platform is not None:
            doc = install.get(platform)
            print(f"{platform}: {doc}")
        else:
            print("不支持的平台")
    else:
        break

方案 2

while True:
    ret = input("请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：")
    platform = shortcut_keys.get(ret)

    if ret == 'q':
        break

    if platform is None:
        print("不支持的平台")
        continue

    doc = install.get(platform)
    print(f"{platform}: {doc}")

方案 3

while True:
    ret = input("请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：")
    if ret == 'q':
        break
    platform = shortcut_keys.get(ret)
    if platform is None:
        print("不支持的平台")
    else:
        doc = install.get(platform)
        print(f"{platform}: {doc}")

重点语法分析

shortcut_keys = {}
for platform in install:
    key = platform[0].lower()
    shortcut_keys[key] = platform

shortcut_keys = {platform[0].lower(): platform for platform in install}

两段代码的目的都是根据 install 字典创建一个新的 shortcut_keys 字典，键是平台名字的首字母的小写形式，值是完整的平台名字。

第一段代码：使用了一个 for 循环来遍历 install 字典的键（即平台名字）。对于每个平台名字，它首先提取平台名字的第一个字符（platform[0]），然后将其转换为小写形式（platform[0].lower()），并将其作为新字典 shortcut_keys 的键。接着，它将完整的平台名字作为键对应的值。这样，我们就得到了一个与 install 字典具有相同值但键不同的新字典。

在这一段 python 语句中，shortcut_keys = {} 用的是大括号{}，是因为 shortcut_keys 是一个字典(dictionary)。字典是一种用来存储键值对(key-value pairs)的数据结构，它们用大括号{}来表示。字典的键(key)可以是任何不可变的类型，比如字符串、数字或元组，而值(value)可以是任何类型，比如列表、函数或对象。字典的元素可以通过键来访问，而不是通过索引(index)。例如，shortcut_keys[‘i’] 会返回 install 这个值。

第二段代码：这段代码使用了字典推导（dictionary comprehension），它是一种更简洁的创建字典的方法。字典推导的语法类似于列表推导，但使用大括号 {}（而不是方括号 []），并在其内部包含键值对（而不是单个元素）。

字典推导的基本结构是：{key_expression: value_expression for item in iterable}

在这个例子中，key_expression 是 platform[0].lower()，value_expression 是 platform，iterable 是 install。这个字典推导的含义是：对于 install 字典的每个键（即平台名字 platform），创建一个键值对，键是 platform[0].lower()，值是 platform。这样，我们得到了与第一段代码相同的结果。

优化结果

if __name__ == '__main__':
    install = {
        "Windows": "请下载 Windows 安装包安装：https://www.python.org/downloads/windows/",
        "CentOS": "使用yum包管理器，执行命令：yum install -y python3",
        "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，执行命令：apt-get install -y python3",
        "MacOS": "安装brew包管理器，然后执行命令： brew install python3",
    }

    shortcut_keys = {platform[0].lower(): platform for platform in install}

    while True:
        platform_input = input("请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：")
        if platform_input.lower() == 'q':
            break

        platform = shortcut_keys.get(platform_input.lower())
        if platform:
            print(f"{platform}: {install[platform]}")
        else:
            print("输入有误，请重新输入。")

可以考虑将用户输入和指令显示的功能封装到函数中，以提高代码的可读性。

def display_install_instructions(install_dict, shortcut_keys):
    while True:
        platform_input = input("请选择安装平台[w/c/u/m, 按q退出]：")
        if platform_input.lower() == 'q':
            break

        platform = shortcut_keys.get(platform_input.lower())
        if platform:
            print(f"{platform}: {install_dict[platform]}")
        else:
            print("输入有误，请重新输入。")

if __name__ == "__main__":
    install = {
        "Windows": "请下载 Windows 安装包安装：https://www.python.org/downloads/windows/",
        "CentOS": "使用yum包管理器，执行命令：yum install -y python3",
        "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，执行命令：apt-get install -y python3",
        "MacOS": "安装brew包管理器，然后执行命令： brew install python3",
    }

    shortcut_keys = {platform[0].lower(): platform for platform in install}
    display_install_instructions(install, shortcut_keys)

字典和列表

字典（dictionary）和列表（list）都是 Python 中常用的数据结构，但它们之间存在一些关键的区别：

1. 键值对 vs. 有序元素集合：
   • 字典是一个基于键值对（key-value pair）的无序集合。在字典中，每个元素都有一个唯一的键（key）与之对应。字典中的元素通过键来访问，而不是通过索引。
   • 列表是一个有序的元素集合。列表中的元素可以通过索引访问，索引从 0 开始，按元素在列表中的顺序递增。
2. 可变性：
   • 字典和列表都是可变的（mutable），这意味着它们的内容可以在运行时修改。
3. 查找速度：
   • 字典使用散列（hashing）技术，因此在查找特定键时，字典的查找速度通常非常快。字典的查找速度与字典的大小无关。
   • 列表查找元素的速度通常较慢，尤其是在大型列表中。列表的查找速度取决于列表的大小。
4. 语法：
   • 字典使用大括号 {} 来创建，每个元素由键和值组成，键值对之间用冒号 : 分隔，元素之间用逗号 , 分隔。例如：{'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}。
   • 列表使用方括号 [] 来创建，元素之间用逗号 , 分隔。例如：[1, 2, 3, 4]。

常用的列表（list）和字典（dictionary）的操作方法：

列表（list）操作

1. 创建列表：
   
   my_list = [1, 2, 3, 4]

2. 访问列表元素：
   
   first_element = my_list[0] second_element = my_list[1]

3. 修改列表元素：
   
   my_list[0] = 10 my_list[1] = 20

4. 添加元素到列表末尾：
   
   my_list.append(5)

5. 在列表指定位置插入元素：
   
   my_list.insert(1, 1.5)

6. 从列表中删除元素（通过索引）：
   
   del my_list[0]

7. 从列表中删除元素（通过值）：
   
   my_list.remove(2)

8. 弹出列表中的最后一个元素：
   
   last_element = my_list.pop()

9. 弹出列表中的指定位置的元素：
   
   second_element = my_list.pop(1)

10. 列表切片（截取列表的一部分）：
    
    sublist = my_list[1:3]

11. 列表排序（从小到大）：
    
    my_list.sort()

12. 列表反转：
    
    my_list.reverse()

13. 计算列表中元素的个数：
    
    length = len(my_list)

14. 计算列表中特定元素出现的次数：
    
    count = my_list.count(2)

15. 查找列表中特定元素的索引（如果元素不存在，会抛出异常）：
    
    index = my_list.index(3)

16. 列表拼接：
    
    list1 = [1, 2, 3] list2 = [4, 5, 6] combined_list = list1 + list2

17. 列表复制：
    
    copied_list = my_list.copy()

18. 清空列表：
    
    my_list.clear()

字典（dictionary）操作

1. 创建字典：
   
   my_dict = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}

2. 访问字典元素：
   
   value1 = my_dict['key1']

value2 = my_dict['key2']

3. 修改字典元素：
   
   my_dict['key1'] = 'new_value1'

my_dict['key2'] = 'new_value2'

4. 添加新的键值对到字典：
   
   my_dict['key4'] = 'value4'

5. 从字典中删除键值对：
   
   del my_dict['key1']

6. 检查字典中是否存在某个键：
   
   if 'key1' in my_dict: print("Key 'key1' exists in the dictionary.")

7. 获取字典中所有的键：
   
   keys = my_dict.keys()

8. 获取字典中所有的值：
   
   values = my_dict.values()

9. 获取字典中所有的键值对（元组形式）：
   
   items = my_dict.items()

10. 使用get()方法访问字典元素（如果键不存在，返回默认值）：
    
    value1 = my_dict.get('key1', 'default_value')

11. 使用 update() 方法将另一个字典的键值对合并到当前字典中（如果有重复的键，当前字典的值将被覆盖）：
    
    another_dict = {'key5': 'value5', 'key6': 'value6'} my_dict.update(another_dict)

12. 使用pop()方法删除并返回字典中指定键的值（如果键不存在，返回默认值或抛出异常）：
    
    value3 = my_dict.pop('key3', 'default_value')

13. 使用popitem()方法删除并返回字典中最后一个键值对（如果字典为空，抛出异常）：
    
    last_item = my_dict.popitem()

14. 设置字典中指定键的默认值（如果键已经存在，则不修改其值）：
    
    my_dict.setdefault('key1', 'default_value1')

15. 清空字典：
    
    my_dict.clear()