二、Python基础语法

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文/Bruce.Liu1

1.运算符

本章节主要说明Python的运算符。举个简单的例子 4 +5 = 9 。 例子中，4 和 5 被称为操作数，"+" 称为运算符。

Python语言支持以下类型的运算符:

• 算术运算符
• 比较（关系）运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符
• 成员运算符
• 身份运算符
• 位运算符
• 运算符优先级

1.1.算术运算

• 以下假设变量： a=10，b=20：

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以下运算结果是多少?

>>> 10 / 3 + 2.5

1.2.比较运算

• 以下假设变量： a=10，b=20：

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Python 3以后丢弃<>方式

1.3.赋值运算

• 以下假设变量a为10，变量b为20：

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1.4.逻辑运算

• Python语言支持逻辑运算符，以下假设变量 a 为 10, b为 20:

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• or(或)示例

>>> a - b > 0 or b == a + 10
True

• and(与)示例

>>> a + 10 == b and b - a == 10
True

• not(非)示例

>>> a
10
>>> not a
False

1.5.成员运算

• 除了以上的一些运算符之外，Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。

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• 判断成员是否在字符串、列表、元组中

>>> res_list = range(10)
>>> 5 in res_list
True

• 判断成员是否不在字符串、列表、元组中

>>> test_code = 'Hello World'
>>> 'L' not in test_code
True

1.6.身份运算

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• is示例验证两个标识符来自同一个引用

>>> def main():
...   pass
... 
>>> result = main()
>>> result is None
True

• 以下代码和"sql result"做 == is运算返回是否相等

>>> a = 'sql result'
>>> a is 'sql result'
False
>>> a == 'sql result'
True

• is not 示例验证两个标识符来自不同引用

>>> a is not  'sql result'
True

1.7.位运算

• 按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下：

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• 下表中变量 a 为 60，b 为 13，二进制格式如下：

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 1100 0011

• 利用 bin() eval() int()方法，方便二、十进制的转换

>>> a = 60
>>> binary_a = bin(a)
'0b111100'
>>> eval(binary_a)
60
>>> int(binary_a,2)
60

1.8.运算符优先级

• 以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符：

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简单温习一下小学数学

>>> a = 20
>>> b = 10
>>> c = 15
>>> d = 5
>>> e = 0
 
>>> e = (a + b) * c / d
>>> print "(a + b) * c / d 运算结果为：",  e
(a + b) * c / d 运算结果为： 90
 
>>> e = ((a + b) * c) / d  
>>> print "((a + b) * c) / d 运算结果为：",  e
((a + b) * c) / d 运算结果为： 90

2.条件语句

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。
可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:

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2.1.用户登录验证

2.1.1.基本控制子句

• 用户输入账户名和密码，根绝输入的对错提示不同的消息

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

import getpass

username = 'liu'
password = '745'

users = raw_input('Enter your name: ')
pwds = getpass.getpass('password : ')

if username == users and password == pwds :
    print('Welcome user {_name}'.format(_name = users))
else:
    print('invalid username or password!')

2.1.2.多重控制子句

2.1.2.1.多重控制子句-1

• 猜年龄程序，基于用户输入的年龄返回是否正确，及提示差距
  问：当输入18的时候，到底是返回那个结果?

#!/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
__author__ = "Bruce"


age_of_python = 30

guess_age = raw_input('Enter age: ')

if guess_age < age_of_python:
    print('think bigger!')
elif guess_age == 18:
    print('成年了，骚年!')
elif guess_age > age_of_python:
    print('think smaller!')
else:
    print('yes. you got it.')

现实总是这么的让人茫然，结果总是太出乎人的意料，think smaller!，python BUG?

# python 3_guess.py 
Enter age: 18
think smaller!

2.1.2.1.多重控制子句-2

raw_input 函数接收的参数都将以str类型返回
input 函数将接收的参数数据类型原样返回
3.x python 取消了input方法,raw_input方法改成成input()

• 此时在问：当输入18的时候，到底是返回那个结果?

#!/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
__author__ = "Bruce"


age_of_python = 30

#guess_age = input('Enter age: ')
guess_age = int(raw_input('Enter age: '))


if guess_age < age_of_python:
    print('think bigger!')
elif guess_age == 18:
    print('成年了，骚年!')
elif guess_age > age_of_python:
    print('think smaller!')
else:
    print('yes. you got it.')

3.循环语句

循环语句允许我们执行一个语句或语句组多次，下面是在大多数编程语言中的循环语句的一般形式：

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• Python提供了for循环和while循环

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• 循环控制语句可以更改语句执行的顺序。Python支持以下循环控制语句：

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3.1.loop循环

3.1.1.简单的Loop循环

>>> for i in range(10):
...     print 'Loop:',i
... 
Loop: 0
Loop: 1
Loop: 2
Loop: 3
Loop: 4
Loop: 5
Loop: 6
Loop: 7
Loop: 8
Loop: 9

3.1.2.循环控制语句

循环控制语句可以更改语句执行的顺序

3.1.2.1.循环控制语句continue

continue子句的作用：停止并跳出当前本次循环，执行下一次循环

打印1到100数字，打印到50的时候显示特殊信息

>>> for i in range(100):
...   if i == 50:
...     print 'I have got to the round 50th!'
...     continue
...   print i

3.1.2.2.循环控制语句break

break子句的作用：终止循环，并跳出整个循环体

打印1到100数字，打印到50的时候显示信息并停止程序

>>> for i in range(100):
...   if i == 50:
...     print 'I have got to the round 50th!'
...     break
...   print i

3.1.2.3.循环控制语句pass

仅仅是为了是代码保持语法完整性的.

该代码，竟不能够执行，因为python认为有从属关系的代码块，就必须有子代码

>>> for i in range(10):
... 
  File "", line 2
    
    ^
IndentationError: expected an indented block

改成这种方法即可。这会非常有用。

>>> for i in range(10):
...   pass
...

3.2.while 循环

3.2.1.无限循环

# !/bin/env python

count = 0
while True:
  print 'loop:',count
  count +=1

3.2.2.条件循环

打印1到100数字，打印到50的时候显示特殊信息，打印到70停止程序

#!/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
__author__ = "Bruce"

counter = 1

while True:
    counter += 1
    if counter == 50:
        print 'I have got to the round 50th!'
        continue
    elif counter > 70:
        break
    print counter

3.3.嵌套循环

• 九九乘法表

>>> for i in range(1,10):
...     for j in range(1,10):
...         print "{} x {} = {}".format(i, j, i * j)

4.字符串操作

字符串是 Python 中最常用的数据类型。我们可以使用引号('或")来创建字符串。和其他语言一样字符串是不可修改的。

4.1.字符串基本操作

4.1.1.声明字符串

创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。例如：

>>> msg = 'Hello World'

4.1.2.单引号、双引号

python中没有字符串的引用符 双引号 " 、单引号'。没有强引用、弱引用之说，有些情况确需要不懂的引用方式

示例一

>>> 'hello,world!'
'hello,world!'

示例二 这种方式明显是语法错误。如何表示我们想要表达的意思呢?

>>> 'Let's go!'
  File "", line 1
    'Let's go!'
         ^
SyntaxError: invalid syntax

示例三 通过双引号表示

>>> "Let's go!"
"Let's go!"

示例四 或者通过转移符 \将 Let's转转成普通字符

>>> 'Let\'s go!'
"Let's go!"

4.1.3.字符串拼接

>>> x= 'Hello,'
>>> y = 'world!'
>>> x + y
'Hello,world!'

4.1.4.访问字符串的值

Python访问子字符串，可以使用方括号来截取字符串，如下实例：

• 默认(下标0开始)；[0:5]表示从下标0开始匹配,匹配到5结束,这种方式也叫切片。(切片search数据的方式是：顾头不顾尾)

>>> msg = 'Hello World'
>>> msg[0]
'H'
>>> msg[0:5]
'Hello'

4.2.转义字符

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4.3.字符串运算符

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4.5.字符串格式化

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4.6.字符串内置方法

字符串方法是从python1.6到2.0慢慢加进来的——它们也被加到了Jython中。
这些方法实现了string模块的大部分方法，如下表所示列出了目前字符串内建支持的方法，所有的方法都包含了对Unicode的支持，有一些甚至是专门用于Unicode的。

• 获取帮助信息
  help的时候方法不需要加括号

>>> msg = 'hello world'
>>> help(msg.capitalize)

• 首字母大写

>>> msg.capitalize()
'Hello world'

• 集中对齐

>>> msg.center(15 )
'  hello world  '
>>> msg.center(15 ,'#')
'##hello world##'

• 统计输入参数出现的次数

>>> msg.count('l')
3

• 编码成bytes格式

>>> msg.encode()
'hello world'

• 判断字符串结尾是否包含输入参数

>>> msg.endswith('world')
True

• 自动以制表符的长度

>>> text = 'hello\tworld'
>>> print text
hello   world
>>> text.expandtabs(10)
'hello     world'

• 返回字符串位置，没有则返回-1(默认下标0开始自左向右find，找到就返回)

>>> msg.find('l')
2
>>> msg.find('x')
-1

• 格式化字符串

第一种写法

>>> cmd = "mysql -h{ip} -P{port} -u{user} -p{passs}".format(ip='localhost',port=3306,user='mysql',passs='buzhidao')
>>> cmd
'mysql -hlocalhost -P3306 -umysql -pbuzhidao'

第二种写法

>>> cmd = "mysql -h{0} -P{1} -u{2} -p{3}".format('localhost',3306,'mysql','buzhidao')
>>> print cmd
mysql -hlocalhost -P3306 -umysql -pbuzhidao

第三种写法

>>> cmd = "mysql -h{} -P{} -u{} -p{}".format('localhost',3306,'mysql','buzhidao')
>>> cmd
'mysql -hlocalhost -P3306 -umysql -pbuzhidao'

• 返回字符串位置，没有则报错(多个重复值时，找到第一个就返回)

>>> msg.index('l')
2
>>> msg.index('a')
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
ValueError: substring not found

• 判断是否是标准字符(0-9,a-Z)

>>> msg.isalnum()
False
>>> '09aZ'.isalnum()
True

• 判断是否是字母(a-Z)

>>> 'asdf'.isalpha()
True
>>> 'as21'.isalpha()
False

• 判断是否是数字(0-9)

>>> '123'.isdigit()
True

• 判断是否是小写

>>> msg.islower()
True

• 判断是否是空格

>>> s = ' '
>>> s.isspace()
True

• 判断是否是首字母大写

>>> _msg = 'Hello World'
>>> _msg.istitle()
True

• 判断字符串是否全部是大写

>>> _msg = 'TEST CODE'
>>> _msg.isupper()

• 将序列中的元素以指定的字符连接生成一个新的字符串

>>> tuple_res = ('Bruce','BJ')
>>> '#'.join(tuple_res)
'Bruce#BJ'

• 显示长度，不够时右边用空格填充

>>> msg.ljust(12)
'hello world '

• 返回字符串小写格式

>>> _msg.lower()
'test'

• 去掉左边的空格回车符

>>> text =  '\n\taa'
>>> print text

    aa
>>> text.lstrip()
'aa'

• 默认从左侧开始匹配；返回一个3元的元组，第一个为分隔符左边的子串，第二个为分隔符本身，第三个为分隔符右边的子串

>>> names = 'Burce.Liu'
>>> names.partition('.')
('Burce', '.', 'Liu')

• 字符串替换,默认全面替换

>>> info = '***** hotle'
>>> hotel  = info.replace('*','星')
>>> print hotel
星星星星星 hotle

• 返回字符串位置，没有则返回-1
  默认(下标0开始) 自左向右find，找到最右侧的在返回

>>> msg
'hello world'
>>> msg.rfind('l')
9
>>> msg.find('a')
-1

• 从右至左返回字符串位置，没有则报错(多个重复值时，找到第一个就返回)

>>> msg.rindex('l')
9

• 显示长度，不够时左边用空格填充

>>> msg.rjust(12)
' hello world'

• 从右边开始切分，返回一个3元的元组，第一个为分隔符左边的子串，第二个为分隔符本身，第三个为分隔符右边的子串

>>> url = 'www.hanxiang.com'
>>> url.rpartition('.')
('www.hanxiang', '.', 'com')

• 从右侧开始，将字符串默认以空格分割，分割后以list的形势返回

>>> msg.rsplit()
['hello', 'world.', 'none..']

• 去掉右边的空格回车符

>>> test = '\n\ttile......\n\t'
>>> print test.rstrip()

    tile......

• 将字符串默认以空格分割，分割后以list的形势返回

>>> names.split('.')
['Burce', 'Liu']

• 按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表

>>> info = '123\n456\n789'
>>> info.splitlines()
['123', '456', '789']

• 判断字符串首部是否包含参数值

>>> ftp_cmd = 'get file'
>>> ftp_cmd.startswith('get')
True

• 默认脱掉两边的空格回车符

>>> test = '\n\ttile......\n\t'
>>> print test

    tile......
    
>>> test.strip()
'tile......'

• 对字符串的大小写字母进行转换

>>> info = 'Test Code!'
>>> info.swapcase()
'tEST cODE!'

• 返回字符串首字母大写

>>> msg.title()
'Hello World. None..'

• 方法根据参数table给出的表(包含 256 个字符)转换字符串的字符

>>> from string import maketrans
>>> intab = 'a'
>>> outtab = '1'
>>> # str.translate(table[, deletechars]);
>>> # table -- 翻译表，翻译表是通过maketrans方法转换而来。
>>> # deletechars -- 字符串中要过滤的字符列表。
>>> trantab = maketrans(intab, outtab) 
>>> str = "a this is string example....wow!!!";
>>> print str.translate(trantab)
1 this is string ex1mple....wow!!!

• 返回字符串的大写形式

>>> msg.upper()
'HELLO WORLD. NONE..'

• 方法返回指定长度的字符串，原字符串右对齐，前面填充0。

>>> #返回一个值的ASCII映射值
>>> ord('2')
50
>>> #将50转换成二进制方式表示
>>> bin(ord('2'))
'0b110010'
>>> #用zfill方法填充默认不够的0
>>> binary_num.zfill(10)
'000b110010'

4.7.字符串的进阶

• 返回变量的类型

>>> type(msg)

• 返回最大值

>>> msg = 'my name is Burce1.'
>>> max(msg)
'y'

• 返回最小值

>>> min(msg)
' '

• 取长度

>>> len(msg)
18

• 数据类型转换-int

>>> one = '1'
>>> num1 = int(one)
>>> type(num1)

• 数据类型转换-str

>>> numtwo = str(num1)
>>> type(numtwo)

• ascii转换-1(str -> ascii)

>>> ord('a')
97

• ascii转换-2(ascii -> str)

>>> chr(97)
'a'

• 比较两个值的大小

>>> a = 'z'
>>> b = 'a'
>>> cmp(a,b)
1
>>> cmp(b,a)
-1

• 为每一个元素添加一个ID

>>> import string
>>> string.lowercase
'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> for i in string.lowercase:
...   print string.lowercase.index(i),i
... 
0 a
1 b
2 c
3 d
4 e
5 f
6 g
7 h
8 i
9 j
10 k
11 l
12 m
13 n
14 o
15 p
16 q
17 r
18 s
19 t
20 u
21 v
22 w
23 x
24 y
25 z

• 想合并一组序列如何做

>>> nums = ('Bruce',27,'erha',1,'QQ',23)
>>> ','.join(nums)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: sequence item 1: expected string, int found

尝试一下代码

>>> nums = ('Bruce',27,'erha',1,'QQ',25)
>>> result = ''
>>> for i in nums:
...   if type(i) is int:
...     result += '{},'.format(str(i))
...     continue
...   result += '{},'.format(i)
... 
>>> result
'Bruce,27,erha,1,QQ,25,'

5.列表操作

列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。并且列表内的数据类型灵活多变。

列表(list)具有一下几个特点：

• 任意对象的有序集合
• 可变的序列

有一个需求需要存放班级所有同学的姓名，如果有同学休学或其他原因造成不能继续上课，存放数据的结构中还需要对应的维护，如何存放数据呢?

• 这种写法显然不能灵活的维护更新数据,那么此时就引入了list数据类型

>>> grade = 'erha,eric,Bruce,tom'

其实通过刚才的知识就能将字符串转换成list,那么此时grade_list就变得很好维护更新了

>>> grade_list = grade.split(',')
>>> grade_list
['erha', 'eric', 'Bruce', 'tom']

5.1.列表的基本操作

5.1.1.定义列表

name_list = ['Bruce','erha','tom','Yang']

5.1.2.访问列表

• 获取list元素,默认下标0是第1个位置，以此类推

>>> name_list[0]
'Bruce'
>>> name_list[-1]
'Yang'

5.1.3.切片

如果说想一次性访问list中多个元素如何做呢？

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• 取下标1~4的元素(包括1，不包括4)

>>> names = ['Bruce','tom','jack','Yang','QQ']
>>> names[1:4]
['tom', 'jack', 'Yang']

• 取下标2~-1的元素(-1是元素中最右侧的下标)

>>> names[2:-1]
['jack', 'Yang']

• 从头开始取，取到下标3

>>> names[:3]
['Bruce', 'tom', 'jack']
>>> names[0:3]
['Bruce', 'tom', 'jack']

• 去最后3下标的元素

>>> names[-3:]
['jack', 'Yang', 'QQ']

#这种是错误的，因为-1在尾部不能被包含
>>> names[-3:-1]
['jack', 'Yang']

• 取下标3之前的元素，每隔一个元素，取一个

>>> names[:3:2]
['Bruce', 'jack']

• 也可以基于切片，指定下标2位置插入

>>> names[2:2] = ['wang da chui']
>>> names
['Bruce', 'tom', 'wang da chui', 'jack', 'Yang', 'QQ']

5.2.列表的内置方法

• 列表末尾追加元素

>>> names = ['Bruce', 'tom', 'wang da chui', 'jack', 'Yang', 'QQ']
>>> names.append('QQ')

• 统计元素在列表中出现的个数

>>> names.count('QQ')
2

• 扩展列表

>>> names = ['Bruce', 'tom', 'wang da chui', 'jack', 'Yang', 'QQ']
>>> names.extend(range(10))
>>> print names

等于以下方式

>>> names += range(10)
>>> print names

• 返回该元素的位置，无则抛异常，并且匹配第一个元素即返回

>>> names.index('QQ')
5
>>> names.index('Tom')
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
ValueError: list.index(x): x not in list

• 指定元素下标插入

>>> names.insert(4,'新来的')
>>> print names[4]
新来的

• 指定下标删除元素并返回删除的元素，默认不指定删除最后一个元素

>>> names.pop(4)
'\xe6\x96\xb0\xe6\x9d\xa5\xe7\x9a\x84'
>>> names.pop()
4

• 删除第一次出现的改元素

>>> names.remove('QQ')

• 倒序

>>> names.reverse()
>>> names
[3, 2, 1, 0, 'QQ', 'Yang', 'jack', 'wang da chui', 'tom', 'Bruce']

• 排序

>>> names.sort()
>>> names
[0, 1, 2, 3, 'Bruce', 'QQ', 'Yang', 'jack', 'tom', 'wang da chui']

倒序、排序都是基于首字符ascii码的大小进行的

5.3.列表的高级进阶

5.3.1.Enumerate枚举

enumerate在循环的同时直接访问当前的索引值

>>> for k, v in enumerate(names):
...   print k, v
... 
0 0
1 1
2 2
3 3
4 Bruce
5 QQ
6 Yang
7 jack
8 tom
9 wang da chui

5.3.2.找出列表中的最大值

>>> import random  #随机模块，后面展开讲解
>>> 
>>> sequences = range(15)
>>> random.shuffle(sequences)
>>> d = -1
>>> for i in sequences:
...   if i > d:
...     d = i
... 
>>> print d
14

5.3.3.列表的复制

5.3.3.1.潜复制

• 一维数据潜复制验证，

>>> import copy
>>> names = ['Bruce', 'Eric', 'goods cat!']
>>> names2 =copy.copy(names)
>>> names[1] = 'eric'
>>> print names
['Bruce', 'eric', 'goods cat!']
>>> print names2
['Bruce', 'Eric', 'goods cat!']

• 二维数据或多维数据中潜复制的区别
  但是二维列表中发现，其实浅复制并没有真正的复制一个单独的列表，而是指向了同一个列表的指针，这就是潜复制；二维数据时,潜复制并不会完全的复制一个副本

>>> shopping = [['Iphone',5800],['Nike',699],'buy']
>>> copy_shopping = copy.copy(shopping)
>>> shopping[0][0]
'Iphone'
>>> shopping[0][1] = 5699
>>> print shopping
[['Iphone', 5699], ['Nike', 699], 'buy']
>>> print copy_shopping
[['Iphone', 5699], ['Nike', 699], 'buy']

• 潜复制也并非鸡肋，我们看一场景：
  父子卡账户拥有相同的一个卡号和金额，但是名字不同，发生扣款时金额必须同时扣款

>>> blank_user = ['names',['blank_name','card_type',0]]
>>> Tom = ['犀利哥',['光大','储值卡',800]]
>>> jery = copy.copy(Tom)
>>> jery[0] = '凤姐'
>>> jery[1][2] = 800 - 699
>>> print jery[0],jery[1][2]
凤姐 101
>>> print Tom[0],Tom[1][2]
犀利哥 101

5.3.3.2.深复制

• 深复制才是真正的将多维元素进行完全的copy(类似于软连接、硬链接)

>>> shopping = [['Iphone',5800],['Nike',699],'buy']
>>> deepcopy_shopping = copy.deepcopy(shopping)
>>> shopping[0] = ['Iphone Plus','8800']
>>> shopping
[['Iphone Plus', '8800'], ['Nike', 699], 'buy']
>>> deepcopy_shopping 
[['Iphone', 5800], ['Nike', 699], 'buy']

5.3.4.列表的转换

• str转换list

>>> import string
>>> result = string.uppercase
>>> list_res = list(result)
>>> print list_res
['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z']

• list转换str
  str方法仅仅是将数据结构外面用引号,这并不是我们想要的结果

>>> str(list_res)
"['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z']"

• 正确的姿势

>>> ''.join(list_res)
'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'

补充

• zip拉链
  两个列表长度不一致，zip拉链的时候，自动截取一致

>>> a = [1, 2, 3, 4]
>>> b = [5, 6, 7, 8, 9]
>>> zip(a,b)
[(1, 5), (2, 6), (3, 7), (4, 8)]

两遍元数量一样的效果

>>> a.append('new')
>>> zip(a,b)
[(1, 5), (2, 6), (3, 7), (4, 8), ('new', 9)]

• map方法
  如果list长度不一致，则用None补充

>>> b.append(10)
>>> map(None,a,b)
[(1, 5), (2, 6), (3, 7), (4, 8), ('new', 9), (None, 10)]

6.元组操作

元组：tuple。tuple和list非常类似，但是tuple一旦初始化就不能修改，比如同样是列出同学的名字、函数或其他对象的返回结果都是元组形式

元组(tuple)具有以下几个特点：

• 任意对象的有序集合
• 不可变的序列

6.1.元组的基本操作

6.1.1.声明一个元组

>>> db_res = ('as','the','is','at','go')

6.1.2.访问元组

>>> db_res[0]
'as'

因为元组是只读的所以没有过多关于修改的内置函数，也不支持修改元组中的元素

>>> db_res[0] = 'Change'
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

6.2.元组的内置方法

• 统计元素出现的次数

>>> db_res.count('as')
1

• 返回元素的下标位置

>>> db_res.index('at')
3

补充

• tuple -> list

>>> list_db_res  = list(db_res)
>>> print list_db_res
['as', 'the', 'is', 'at', 'go']

• list -> tuple

>>> db_res_2 = tuple(list_db_res)
>>> print db_res_2
('as', 'the', 'is', 'at', 'go')

• tuple -> str

result_tuple = ('Tablespace->', 'INDEX_PAY', 'TotalSize->', 69632, 'FreeSize->', 14293.0625, 'UsedSize->', 55338.9375, 'FreePencent->', 20.52)
>>> tmp_res = ''
>>> for i in result_tuple:
...   tmp_res += str(i)
>>> print tmp_res
Tablespace->INDEX_PAYTotalSize->69632FreeSize->14293.0625UsedSize->55338.9375FreePencent->20.52

7.字典操作

Python内置了字典：dict的支持，dict全称dictionary，在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度。

字典(dict)具有以下几个特点：

• 任意对象的无序集合
• 可变的序列
• Search元素效率极高

为什么dict查找速度这么快？因为dict的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了1万个汉字，我们要查某一个字，一个办法是把字典从第一页往后翻，直到找到我们想要的字为止，这种方法就是在list中查找元素的方法，list越大，查找越慢。

第二种方法是先在字典的索引表里（比如部首表）查这个字对应的页码，然后直接翻到该页，找到这个字，无论找哪个字，这种查找速度都非常快，不会随着字典大小的增加而变慢。

dict就是第二种实现方式，给定一个名字，比如'Michael'，dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”，也就是95这个数字存放的内存地址，直接取出来，所以速度非常快。

你可以猜到，这种key-value存储方式，在放进去的时候，必须根据key算出value的存放位置，这样，取的时候才能根据key直接拿到value。

• 假设要根据同学的名字查找对应的成绩，如果用list实现，需要两个list
  给定一个名字，要查找对应的成绩，就先要在names中找到对应的位置，再从scores取出对应的成绩，list越长，耗时越长。

>>> names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> scores = [95, 75, 85]

• 如果用dict实现，只需要一个“名字”-“成绩”的对照表，直接根据名字查找成绩，无论这个表有多大，查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下：

>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
>>> d['Michael']
95

7.1.字典的基本操作

7.1.1.声明一个字典

• 如创建一个员工信息

>>> contacts = { '3951' : ['Bruce','IT','DBA'], '3091' : ['Jack','HR','HR'], '5122' : ['BlueTShirt','Sales','SecurityGuard'] }

7.1.2.访问字典中的元素

>>> contacts['3951'][0]
'Bruce'

7.1.3.添加字典中的元素

• 没有key，默认就是添加

>>> contacts['5927'] = ['Tang','BUG','土豪不需要职业']
>>> print contacts['5927'][2]
土豪不需要职业

7.1.4.修改字典中的元素

• 存在的key，就是修改

>>> contacts['5927'][0] = 'TangYan'
>>> contacts['5927'][0]
'TangYan'

7.2.字典的内置方法

7.2.1.清空字典

>>> contacts.clear()

7.2.2.潜复制字典

• 和list一样潜复制这对二维或以上多维数据结构时，不是全完数据副本的拷贝

>>> copy_contacts = contacts.copy()
>>> contacts['3091'][0] = 'erha'
>>> contacts
{'3951': ['Bruce', 'IT', 'DBA'], '3091': ['erha', 'HR', 'HR'], '5122': ['BlueTShirt', 'Sales', 'SecurityGuard']}
>>> copy_contacts
{'3951': ['Bruce', 'IT', 'DBA'], '3091': ['erha', 'HR', 'HR'], '5122': ['BlueTShirt', 'Sales', 'SecurityGuard']}

• 深度复制

>>> deepcopy_contacts = copy.deepcopy(contacts)
>>> contacts
{'3951': ['Bruce', 'IT', 'DBA'], '3091': ['erha', 'HR', 'HR'], '5122': ['BlueTShirt', 'Sales', 'SecurityGuard']}
>>> contacts['3091'][0] = 'Jack'

7.2.3.初始化dict

• 和潜复制一样都是有二级结构指针问题

>>> dict_module = dict.fromkeys(['BJ','SH','GZ'],['domain',{'module':'example.com'}])
>>> for k in dict_module: #遍历字典
...   print k,dict_module[k]
... 
SH ['domain', {'module': 'example.com'}]
GZ ['domain', {'module': 'example.com'}]
BJ ['domain', {'module': 'example.com'}]

7.2.4.获取dict的value

• 获取字典中的value,找不到不抛出异常

>>> contacts.get('3951')
['Bruce', 'IT', 'DBA']
>>> contacts.get(3951)

7.2.5.判断dict中的key是否存在

>>> contacts.has_key(3951)
False
>>> contacts.has_key('3951')
True

7.2.5.将dict转换成list

• 一般用于遍历字典使用，我们后面介绍语法及效率问题

>>> contacts.items()
[('3951', ['Bruce', 'IT', 'DBA']), ('3091', ['Jack', 'HR', 'HR']), ('5122', ['BlueTShirt', 'Sales', 'SecurityGuard'])]

7.2.6.返回字典的所有Key

>>> contacts.keys()
['3951', '3091', '5122']

• 判断成员是否在字典的key中

>>> '3527' in contacts.keys()
True

7.2.7.返回字典的所有values

>>> contacts.values()
[['Bruce', 'IT', 'DBA'], ['Jack', 'HR', 'HR'], ['BlueTShirt', 'Sales', 'SecurityGuard']]

• 判断成员是否在字典的value中

>>> test_dict = {'sansha':['erha','samo']}
>>> test_dict.values()
[['erha', 'samo']]
>>> test_dict.values()[0]
['erha', 'samo']
>>> 'erha' in test_dict.values()[0]
True

7.2.8.删除dict元素

• 删除dict元素，并返回删除的value

>>> contacts.pop('3091')
['Jack', 'HR', 'HR']

7.2.9.随机删除dict元素

>>> contacts.popitem()
('3951', ['Bruce', 'IT', 'DBA'])

7.2.10.添加dict元素

• 添加dict元素，如果不写value，则为空；如果存在及不创建

>>> contacts.setdefault('name_module')
>>> contacts.setdefault(3951,['Bruce','IT','DBA'])
['Bruce', 'IT', 'DBA']

7.2.11.合并dict

• 如果key冲突，则覆盖原有value

>>> a ={ 1:'a',2:'2', 4:'5'}
>>> b = {1:2,2:3,3:4}
>>> a.update(b)
>>> a
{1: 2, 2: 3, 3: 4, 4: '5'}

7.3.字典的高级特性

7.3.1.多维字典的应用

• 声明一个字典

site_catalog = {
    "BJ":{
        "noodle": ["pretty, good"],
        "duck": ["Who eats"," ho regrets"],
        "tiananmen": ["many people"],
    },
    "SH":{
        "food":["i do not know","I heard that sweets mainly"]
    },
    "GZ":{
        "vermicelli":["Looking at the scary", "eating is fucking sweet"]
    }
}

• 字典的添加

>>> site_catalog['CD'] = {'gril':['White,','rich','beautiful']}
>>> #上下两种方法都可以.
>>> site_catalog['CD']['boay'] = {}
>>> site_catalog['CD']['boay']['key'] = ['Tall', 'rich and handsome']
>>> site_catalog['BJ']['ditan'] = ['拜地']

• 字典的修改value
  注意:dict不能修改字典的key,只能是删除，在创建

>>> site_catalog['CD']['gril'][0] = 'Bai...'

• 字典的访问

>>> site_catalog['CD']['gril'][0]
'White,'
>>> site_catalog['CD']['gril'].count('White')
0

• 三维字典的访问

>>> for k in site_catalog:
...     print "Title:%s" % k
...     for v in site_catalog[k]:
...         print "-> index:%s" % v
...         for j in site_catalog[k][v]:
...             if 'key' in site_catalog[k][v]:
...                 print '--> result:{}'.format(site_catalog[k][v][j])
...                 continue
...             print '--> result:{}'.format(j)
... 
Title:SH
-> index:food
--> result:i do not know
--> result:I heard that sweets mainly
Title:GZ
-> index:vermicelli
--> result:Looking at the scary
--> result:eating is fucking sweet
Title:BJ
-> index:tiananmen
--> result:many people
-> index:noodle
--> result:pretty, good
-> index:ditan
--> result:拜地
-> index:duck
--> result:Who eats
--> result: ho regrets
Title:CD
-> index:Gril
--> result:White,
--> result:rich
--> result:beautiful
-> index:boay
--> result:['Tall', 'rich and handsome']
-> index:gril
--> result:Bai...
--> result:rich
--> result:beautiful

7.3.2.遍历字典比较

7.3.2.1.方法一

• itesm函数会将所有dict转换成list，数据量大时dict转换成list，效率超级低下

>>> contacts = {'3527': 'tangYan', '3951': {'Bruce': ['IT', 'DBA']}, '3091': {'Jack': ['HR', 'HR']}, '5122': {'BlueTShirt': ['Sales', 'SecurityGuard']}}
>>> for k, v in contacts.items():
...   print k ,v
... 
3527 tangYan
3951 {'Bruce': ['IT', 'DBA']}
3091 {'Jack': ['HR', 'HR']}
5122 {'BlueTShirt': ['Sales', 'SecurityGuard']}

7.3.2.2.方法二

• 最简单的遍历字典

>>> for i in contacts:
...   print i,contacts[i]
... 
3527 tangYan
3951 {'Bruce': ['IT', 'DBA']}
3091 {'Jack': ['HR', 'HR']}
5122 {'BlueTShirt': ['Sales', 'SecurityGuard']}

7.3.2.3.方法三

• 基于dict内置方法iteritems()迭代器(iterator)
  items()是返回包含dict所有元素的list，但是由于这样太浪费内存。性能也是极其的地下，所以就引入了iteritems(), iterkeys(), itervalues()这一组函数，用于返回一个 iterator 来节省内存；但是在 3.x 里items() 本身就返回这样的 iterator，所以在 3.x 里items() 的行为和 2.x 的 iteritems() 行为一致，iteritems()这一组函数就废除了。”

>>> for i in contacts.iteritems():
...   print i
... 
('3527', 'tangYan')
('3951', {'Bruce': ['IT', 'DBA']})
('3091', {'Jack': ['HR', 'HR']})
('5122', {'BlueTShirt': ['Sales', 'SecurityGuard']})

• iteritems()

>>> result_iterator = contacts.iteritems()
>>> result_iterator.next()
('3527', 'tangYan')
>>> result_iterator.next()
('3951', {'Bruce': ['IT', 'DBA']})
>>> result_iterator.next()
('3091', {'Jack': ['HR', 'HR']})
>>> result_iterator.next()
('5122', {'BlueTShirt': ['Sales', 'SecurityGuard']})
>>> result_iterator.next()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 

• iterkeys()

>>> '3951' in contacts.iterkeys()
True

• itervalues()

>>> 'tangYan' in contacts.itervalues()
True

7.3.2.4.一致性

• 虽然Iterator被采纳，评论却指出，这种说法并不准确，在 3.x 里 items() 的行为和 2.x 的 iteritems() 不一样，它实际上返回的是一个"full sequence-protocol object"，这个对象能够反映出 dict 的变化，后来在 Python 2.7 里面也加入了另外一个函数 viewitems() 和 3.x 的这种行为保持一致

• 创建一个测试dict

>>> d = {'size': 'large', 'quantity': 6}
>>> il = d.items()
>>> it = d.iteritems()
>>> vi = d.viewitems()

• 模拟字典被正常修改

d['newkey'] = 'newvalue'

• 验证一下不同方式dict的结果

1. 原生字典

>>> for i in d:
...   print i, d[i]
... 
newkey newvalue
quantity 6
size large

2. items()字典

>>> for k, v in il:
...   print k, v
... 
quantity 6
size large

3. iteritems()字典

>>> for k, v in it:
...   print k, v
... 
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
RuntimeError: dictionary changed size during iteration

4. viewitmes()字典

>>> for k, v in vi:
...   print k, v
... 
newkey newvalue
quantity 6
size large

总结：在 2.x 里面，最初是 items() 这个方法，但是由于太浪费内存，所以加入了 iteritems() 方法，用于返回一个 iterator，在 3.x 里面将 items() 的行为修改成返回一个 view object，让它返回的对象同样也可以反映出原 dictionary 的变化，同时在 2.7 里面又加入了 viewitems() 向下兼容这个特性。

所以在 3.x 里面不需要再去纠结于三者的不同之处，因为只保留了一个 items() 方法。

8.集合操作

在Python中set是基本数据类型的一种集合类型，是一个无序不重复元素集, 基本功能包括关系测试和消除重复元素. 集合对象还支持union(联合), intersection(交), difference(差)和sysmmetric difference(对称差集)等数学运算；它有可变集合(set())和不可变集合(frozenset)两种。

8.1.集合基本操作

8.1.1.声明集合

>>> a = set(range(1,6))
>>> b = set(range(5,10))
>>> a
set([1, 2, 3, 4, 5])
>>> b
set([8, 9, 5, 6, 7])

8.1.2.交集

>>> a & b
set([5])

或

>>> a.intersection(b)
set([5])

8.1.3.并集

>>> a | b
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

或

>>> a.union(b)
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

8.1.4.差集

>>> a - b
set([1, 2, 3, 4])
>>> b - a
set([8, 9, 6, 7])

或

>>> a.difference(b)
set([1, 2, 3, 4])
>>> b.difference(a)
set([8, 9, 6, 7])

8.1.5.对称差集

• 取两个集合中互相没有的元素

>>> a ^ b
set([1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9])

或

>>> a.symmetric_difference(b)
set([1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9])

8.1.6.子集

• D是C的子集

>>> c = set([1,2,3,4,5,6,7])
>>> d = set([1,3,7])
>>> d <= c
True

或

>>> d.issubset(c)
True

8.1.7.父集

• C是D的父集

>>> c >= d
True

或

>>> c.issuperset(d)
True

8.1.8.成员测试

• 成员1在集合A的元素?

>>> 1 in a
True

• 成员1不在集合A的元素?

>>> 1 not in a
False

8.2.集合内置函数

8.2.1.添加一个元素

>>> a.add('haha')

8.2.2.清空集合A

>>> a.clear()
>>> print a
set([])

8.2.3.浅复制

• 老问题，呵呵不说了。

>>> a = set(range(1,6))
>>> e = a.copy()

8.2.4.随机删除元素

• 随机删除集合中的元素，并显示被删除的元素

>>> a.pop()
1

8.2.5.删除元素

>>> a.remove(2)

8.2.6.合并集合

• 此时就能看出来集合的特性：去重功能

>>> a = set(range(1,6))
>>> b = set(range(3,8))
>>> a
set([1, 2, 3, 4, 5])
>>> b
set([3, 4, 5, 6, 7])
>>> a.update(b)
>>> a
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])

• 合并list测试

>>> a.update([5,6,7,8])
>>> a
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])

9.作业

9.1.猜年龄作业

• 输入用户的信息
• 并且只有猜对年龄才能显示
• 要求猜的机会只有10次

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

name = raw_input('Please imput your name:')
job = raw_input('job:')
salary = raw_input('salary:')

for i in range(10):
  age = input('age:')
  if age > 29:
    print 'think smaller!'
  elif age == 29:
    print '\033[32;1mGOOD! 10 RMB!\033[0m'
    break
  else:
    print 'think bigger!'
  print 'You still got %s shots !' % (9 - i)

print '''
Personal information of %s:
    Name: %s
    Age : %d
    Job : %s
 salary : %s
''' % (name,name,age,job,salary)

9.2.用户交互作业

• 用户指定打印循环的次数
• 达到循环的次数是问用户是否继续
• 根据用户选择退出还是再次执行打印的循环次数

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

print_num = input('Which loop do you want it to be printed out?')
counter = 0
while True:
    print 'Loop:', counter
    if counter == print_num:
        choice = raw_input('Do you want to continue the loop?(y/n)')
        if choice == 'y' or  choice == 'Y':
            while print_num <= counter:
                print_num = input('Which loop do you want it to be printed out?')
                if print_num <= counter:
                    print '输入值不得小于循环体的值'
        elif choice == 'n' or  choice == 'N':
            print'exit loop....'
            break
        else:
            print 'invalid input!'
            continue
    counter += 1

以上代码能够完成基本功能但是还有bug的地方

• 在执行choice 代码块时,用户输入，会有多余的loop打印

Do you want to continue the loop?(y/n)12
invalid input!
Loop: 5

• 代码有重复代码，这肯定是可以优化的两个print_num用户输入
  print_num = input('Which loop do you want it to be printed out?')

优化版

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


counter = 0
flag_1 = True
flag_2 = True
while True:
    if flag_1 is True:
        print 'Loop:', counter
    else:
        flag_1 = True

    if flag_2 is True:
        print_num = input('Which loop do you want it to be printed out?')
        flag_2 = False

    if counter == print_num:
        choice = raw_input('Do you want to continue the loop?(y/n)')
        if choice == 'y' or  choice == 'Y':
            while print_num <= counter:
                print_num = input('Which loop do you want it to be printed out?')
                if print_num <= counter:
                    print '输入值不得小于循环体的值'
        elif choice == 'n' or  choice == 'N':
            print'exit loop....'
            break
        else:
            print 'invalid input!'
            flag_1 = False
            continue
    counter += 1

9.3.购物车作业

• 输入你的工资，进入商城选购商品
• 将商品放入购物车后，相应扣款
• 结束购物车时，清算商品及金额
• 并打印买的商品信息

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


products = [['Iphone',5800],['MacPro',12000],['NB Shoes',680],['MX4',64]]

salary = raw_input('Please input your salary: ')

shopping_list = []
if salary.isdigit():
    salary = int(salary)

    while True:
        # print shoppint cart
        for index,item in enumerate(products):
            #print products.index(i),i
            print index, item
        # get user input
        choice = raw_input('Please choose sth to buy')
        # judge user input data type is number
        if choice.isdigit():
            choice = int(choice)
            # judge goods count and seach goods index
            if choice < len(products) and choice >= 0 :
                pro_itmes = products[choice]
                # judge Wage salary
                if salary > pro_itmes[1] :
                    shopping_list.append(pro_itmes)
                    salary = salary - pro_itmes[1]
                    print('Added \033[31;1m%s\033[1m into shopping cart ,your current balance : %s' % (pro_itmes,salary))
                else:
                    print('Sorry, your credit is running low : \033[41;1m%s\033[1m' % salary)
            else:
                print('input invalied!')
        elif choice == 'q':
            print("""------ shopping Cart------""")
            for i in shopping_list:
                print i
            print('wage balance : \033[31;1m%s\033[1m ' % salary)
            exit()
        else:
            print('There is no such commodity!')
else:
    print('input error!')

9.4.地区查询作业

• 打印省、市、县、区、街道信息
• 可返回上一级
• 可以随时退出程序，以下是所需dict：

menu = {
    '北京':{
        '海淀':{
            '五道口':{
                'soho':{},
                '网易':{},
                'google':{}
            },
            '中关村':{
                '爱奇艺':{},
                '汽车之家':{},
                'youku':{},
            },
            '上地':{
                '百度':{},
            },
        },
        '昌平':{
            '沙河':{
                '链家':{},
                '小贩':{},
            },
            '天通苑':{},
            '回龙观':{},
        },
        '朝阳':{},
        '东城':{},
    },
    '上海':{
        '闵行':{
            "人民广场":{
                '炸鸡店':{}
            }
        },
        '闸北':{
            '火车战':{
                '携程':{}
            }
        },
        '浦东':{},
    },
    '山东':{},
}

exit_code = False
while not exit_code:
    for i in menu:
        print i
    choire = raw_input('Please input city :')

    if choire in menu:
        while not exit_code:
            for i2 in menu[choire]:
                print i2
            choire2 = raw_input('Please input area or cd .. (Y/N):')

            if choire2 in menu[choire]:
                if len(menu[choire][choire2]) <= 0 :
                    print "没有信息!"
                while not exit_code:
                    for i3 in menu[choire][choire2]:
                        print i3
                    choire3 = raw_input('Please input space or cd .. (Y/N):')

                    if choire3 in menu[choire][choire2]:
                        for i4 in menu[choire][choire2][choire3]:
                            print i4
                        choire4 = raw_input('cd .. (Y/N)')

                        if choire4 == 'Y':
                            pass
                        elif choire4 == 'q':
                            exit_code = True
                    if choire3 == 'Y':
                        break
                    elif choire3 == 'q':
                        exit_code = True

            if choire2 == 'Y':
                break
            elif choire2 == 'q':
                exit_code = True

• 附录

1. 运算符
2. 条件语句
3. 循环运算
4. 字符串操作
5. 列表操作
6. 元组操作
7. 字典操作
8. 集合操作
9. 作业