python3 基础概念

一、3.x新特性

1、print ()，打印，3.x必须加括号

2、raw_input，3.x改为input

 

二、简介

 

Python是著名的“龟叔”Guido van Rossum在1989年圣诞节期间，为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言。许多大型网站就是用Python开发的，例如YouTube、Instagram，还有国内的豆瓣。很多大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美国航空航天局）都大量地使用Python。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。

适用于：

1、网络应用，包括网站、后台服务等等；

2、日常需要的小工具；

3、把其他语言开发的程序再包装起来。

优点：

开源免费、强大的基础代码库、简单。

缺点：

1、运行速度慢。

2、代码不能加密。

三、数据类型：

1、整型：

       Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在程序中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。

2、浮点型：

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，1.23x109和12.3x108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，1.23x109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。

3、字符串：

    （1）字符串是以''或""括起来的任意文本，可以用“\”转义符来转义特殊字符。

    （2）Python还允许用r''表示''内部的字符串默认不转义。

    （3）如果字符串内部有很多换行，用\n写在一行里不好阅读，为了简化，Python允许用'''...'''的格式表示多行内容。

    （4）Python中，Unicode表示的字符串用u'...'表示。

两种字符串如何相互转换？字符串'xxx'虽然是ASCII编码，但也可以看成是UTF-8编码，而u'xxx'则只能是Unicode编码。

把u'xxx'转换为UTF-8编码的'xxx'用encode('utf-8')方法：

>>> u'ABC'.encode('utf-8')
'ABC'
>>> u'中文'.encode('utf-8')
'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

    英文字符转换后表示的UTF-8的值和Unicode值相等（但占用的存储空间不同），而中文字符转换后1个Unicode字符将变为3个UTF-8字符，你看到的\xe4就是其中一个字节，因为它的值是228，没有对应的字母可以显示，所以以十六进制显示字节的数值。len()函数可以返回字符串的长度：

>>> len(u'ABC')
3
>>> len('ABC')
3
>>> len(u'中文')
2
>>> len('\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6

反过来，把UTF-8编码表示的字符串'xxx'转换为Unicode字符串u'xxx'用decode('utf-8')方法：

>>> 'abc'.decode('utf-8')
u'abc'
>>> '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
u'\u4e2d\u6587'
>>> print '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
中文

由于Python源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

Try

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；

第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

    （5）、字符串的格式化：

    在Python中，采用的格式化方式和C语言是一致的，用%实现，举例如下：

>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'

你可能猜到了，%运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部，%s表示用字符串替换，%d表示用整数替换，有几个%?占位符，后面就跟几个变量或者值，顺序要对应好。如果只有一个%?，括号可以省略。

常见的占位符有：

%d	整数
%f	浮点数
%s	字符串
%x	十六进制整数

其中，格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数：

>>> '%2d-%02d' % (3, 1)
' 3-01'
>>> '%.2f' % 3.1415926
'3.14'

如果你不太确定应该用什么，%s永远起作用，它会把任何数据类型转换为字符串：

>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
'Age: 25. Gender: True'

对于Unicode字符串，用法完全一样，但最好确保替换的字符串也是Unicode字符串：

>>> u'Hi, %s' % u'Michael'
u'Hi, Michael'

有些时候，字符串里面的%是一个普通字符怎么办？这个时候就需要转义，用%%来表示一个%：

>>> 'growth rate: %d %%' % 7 

'growth rate: 7 %'    

 

4、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）。

    布尔值可以用and（&）、or（|）和not运算。

5、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。

6、列表（list）

类似java的数组，可以使用len获取长度，使用pop方法删除元素，使用insert插入元素，使用append添加元素：

1. >>> array = ['a', 'b', 'c']
2. >>> array
3. ['a', 'b', 'c']
4. >>> len(array)
5. 3
6. >>> array.append('d')
7. >>> array
8. ['a', 'b', 'c', 'd']
9. >>> array.pop()
10. 'd'
11. >>> array
12. ['a', 'b', 'c']
13. >>> array[-1]
14. 'c'
15. >>> array[-3]
16. 'a'
17. >>> array.insert(1,'d')
18. >>> array
19. ['a', 'd', 'b', 'c']
20. >>> array.append(['e', 'f'])
21. >>> array
22. ['a', 'd', 'b', 'c', ['e', 'f']]
23. >>> array[4][1]
24. 'f'
25. >>>

7、元组（tuple）：

    与list类似 一旦定义，引用不可变，里边的内容可以变。

    要定义一个只有1个元素的tuple，须加上”,“，以区别数学上的小括号：

1. >>> t = (1)
2. >>> t
3. 1
4. >>> t = (1,)
5. >>> t
6. (1,)

    引用不变，内容可变：

1. >>> t = ('a', 'b', 'c')
2. >>> t[0]
3. 'a'
4. >>> t[0] = 'd'
5. Traceback (most recent call last):
6. File "<pyshell#57>", line 1, in <module>
7. t[0] = 'd'
8. TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
9. >>> t = ('a', 'b', 'c', ['d', 'e'])
10. >>> t
11. ('a', 'b', 'c', ['d', 'e'])
12. >>> t[3][1] = 'f'
13. >>> t
14. ('a', 'b', 'c', ['d', 'f'])
15. >>>

 

8、字典

8、字符编码：

如果统一成Unicode编码，乱码问题从此消失了。但是，如果你写的文本基本上全部是英文的话，用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上就十分不划算。

所以，本着节约的精神，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节，常用的英文字母被编码成1个字节，汉字通常是3个字节，只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符，用UTF-8编码就能节省空间：

字符	ASCII	Unicode	UTF-8
A	01000001	00000000 01000001	01000001
中	x	01001110 00101101	11100100 10111000 10101101

从上面的表格还可以发现，UTF-8编码有一个额外的好处，就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分，所以，大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系，我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式：

在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为UTF-8编码。

用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件：

浏览网页的时候，服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器：

所以你看到很多网页的源码上会有类似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码。

四、变量

动态语言，变量类型不固定。

1. var = 123
3. print ('var =', var)
5. var = 'abc'
7. print ('var =', var)

五、常量

通常全部大写表示常量，实际上也是一个变量。例如：PI = 3.14

六、条件语句

格式：

1. if 条件:
2. 处理语句
3. elif 条件：
4. 处理语句
5. else
6. 处理语句

elif是else if的缩写，用于进行分支条件判断，例如：

1. #~ 条件判断语句
3. # 将输入的字符串转为int
4. a = int(input('please enter a number :'));
5. if a > 0:
6. print ('a > 0')
7. elif a < 0:
8. print ('a < 0')
9. else :
10. print ('a = 0')

七、循环语句

Python有两种循环：

1、for ... in循环：

    格式：

1. for 变量 in 循环对象：
2. 处理语句

    例如：

1. #~ 循环语句
3. # for in循环
4. arr = ['a', 'b', 'c']
5. for v in arr:
6. print (v)
7. # 求1 + 2 + 3 + ... + 100
8. sum = 0
9. for v in range(101):
10. sum += v
11. print ('sum = ', sum)

2、while循环：

    格式：

1. while 条件：
2. 处理语句

例：

1. # while循环
2. n = 100
3. sum = 0
4. while True:
5. if n == 0:
6. break
7. sum += n
8. n = n - 1
9. print ('sum = ', sum)

八、dict：

Python的字典，采用键值对的方式存放，类似java的map。查找速度快，占用资源多，键值对存放无序。

例如：

1. >>> map = {'a' : 1, "b" : 2}
2. >>> map
3. {'a': 1, 'b': 2}
4. >>> map["b"]
5. 2
6. >>> map["c"] = 3
7. >>> map
8. {'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}
9. >>> map["d"] = 4
10. >>> map
11. {'a': 1, 'c': 3, 'd': 4, 'b': 2}
12. >>>

新增的“c”、“d”键值对在map的存放并不是后增的，而是采用hash来计算存放地址。

 

判断键是否在dict中，可有用in语句，或者用get方法：

1. >>> "a" in map
2. True
3. >>> map.get("a")
4. 1
5. >>> map.get("e")
6. >>> map["e"]
7. Traceback (most recent call last):
8. File "<pyshell#102>", line 1, in <module>
9. map["e"]
10. KeyError: 'e'
11. >>>

键“e”在map中不存在，所以map["e"]获取时会报错，而map.get("e")返回空值：

1. >>> map.get("e") == None
2. True
3. >>> map.get("e") == ""
4. False

dict中存放的key不能重复，且一个key只能有一个value与之对应，后赋的值会覆盖前边的值：

1. >>> map["e"] = 5
2. >>> map
3. {'a': 1, 'c': 3, 'd': 4, 'b': 2, 'e': 5}
4. >>> map["e"] = 6
5. >>> map
6. {'a': 1, 'c': 3, 'd': 4, 'b': 2, 'e': 6}
7. >>>

 

九、set：

set结构，元素不能重复，且无顺序，支持add、remove等方法来添加和移除元素，同时，set可以很方便的求并、交、差集：

1. >>> list = [1, 2, 3]
2. >>> s = set(list)
3. >>> s
4. {1, 2, 3}
5. >>> s.add(4)
6. >>> s
7. {1, 2, 3, 4}
8. >>> s.remove(2)
9. >>> s
10. {1, 3, 4}
11. >>> s1 = set(1,2,3)
12. Traceback (most recent call last):
13. File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
14. s1 = set(1,2,3)
15. TypeError: set expected at most 1 arguments, got 3
16. >>> s1 = set([1, 2, 3])
17. >>> s2 = set([2, 3, 4])
18. >>> s1 & s2
19. {2, 3}
20. >>> s1 - s2
21. {1}
22. >>> s2 - s1
23. {4}
24. >>> s1 | s2
25. {1, 2, 3, 4}
26. >>> s1 ^ s2
27. {1, 4}
28. >>>

**可变对象和不可变对象

Python在heap中分配的对象分成两类：可变对象和不可变对象。所谓可变对象是指，对象的内容可变，而不可变对象是指对象内容不可变。

不可变（immutable）：int、字符串(string)、float、（数值型number）、元组（tuple)

可变（mutable）：字典型(dictionary)、列表型(list)

不可变类型特点：

　　看下面的例子（例1）

1. i = 73
2. i += 2

从上图可知，不可变对象的特征没有变，变的只是创建了新对象，改变了变量的对象引用。

　　看一个例子（例2）

>>>x = 1
>>>y = 1
>>>x = 1
>>> x is y
True
>>>y is z
True

　　如上所示，因为整数为不可变，x,y,z在内存中均指向一个值为1的内存地址，也就是说，x,y,z均指向的是同一个地址，值得注意的是，整形来说，目前仅支持(-1,100)。

　　总结一下，不可变对象的优缺点。

　　　　优点是，这样可以减少重复的值对内存空间的占用。

　　　　缺点呢，如例1所示，我要修改这个变量绑定的值，如果内存中没用存在该值的内存块，那么必须重新开辟一块内存，把新地址与变量名绑定。而不是修改变量原来指向的内存块的值，这回给执行效率带来一定的降低。

　　下面看一个可变对象的例子（例3）

m=[5,9]
m+=[6]