Python自学基础教程大纲

Python自学教程大纲
小白入门总结——马永亮Python视频1--60讲大纲

大纲

1. Python编程基础
2. Python对象类型及其运算
3. Python流程控制
4. Python迭代器和列表解析
5. Python文件对象
6. Python函数
7. Python类与面向对象
8. Python模块
9. Python异常
10. Python执行环境
11. Python代码的测试、调试与探查

01. Python编程基础

Python程序文件结构

程序→模块→语句→表达式

Python的关键要素（8个）

要素#1：基本数据类型

• Integral类型
• 浮点类型
• 字符串

要素#2：对象引用（变量）

变量是指向内存对象的引用（变量没有类型，对象才有）

变量命名规则

Python命名惯例

要素#3：组合数据类型

• 序列类型（最基本的）
  • 列表
  • 元组
  • 字符串
  • Unicode字符串
  • buffer对象
  • xrange对象
• 集合类型
  • 集合
• 映射类型
  • 字典

要素#4：逻辑操作符

• ①身份操作符
• ②比较操作符
• ③成员操作符
• ④逻辑运算符

要素#5：控制流语句

• if
• while
• for…in
• try

要素#6：算数操作符

要素#7：输入/输出

要素#8：函数的创建与调用

Python编程风格

语句和语法

标识符

命名惯例

Python文件结构

• ①起始行
• ②模块文档
• ③模块导入
• ④（全局）变量定义
• ⑤类定义
• ⑥函数定义
• ⑦主程序

02. Python对象类型及其运算

所有数据皆对象
所有对象都有一个身份（id）、一个类型（type）、一个值（value） ;
所有对象都有引用计数（sys.getrefcount()） ;

对象都是类实例化而来
类：数据（即变量）+方法（即函数）

Python核心数据类型

• 数字：int，long，float，complex，bool
  不可变
• 字符：str，unicode
  不可变
  可迭代对象
  支持操作：切片，索引，增，删，改
• 列表：list
  容器类型，可变
  可迭代对象（列表解析）
  支持操作：切片，索引，增，删，改
• 元组：tuple
  容器类型，不可变
  可迭代对象
  支持操作：切片，索引
• 字典：dict
  容器类型，可变，无序
  可迭代对象
  索引非常快
  支持操作：索引，增，删，改
• 集合：set
  无序，可哈希
  支持操作：并，交，差
• 文件：file
• 其他类型：frozenset（冻结集合），类类型（类本身也是一种类型），None

表达式和语句

• 表达式：某事
  表达式操作符（存在运算优先级）
• 语句：做某事
  • 赋值语句
  • 调用语句
  • 条件语句
  • 控制语句
  • ……

03. Python流程控制

if 语句

if boolean_expression1: 
    suite1 
elif boolean_expression2: 
    suite2 
.... 
else: 
    else_suite 

while 循环语句

一般用于非遍历式的，速度比较慢

while boolean_expression: 
    while_suite 
else: 
    else_suite 

for 循环语句

用于可遍历式的，速度快

for expression1 in iterable: 
    for_suite 
else: 
    else_suite 

04. Python迭代器和列表解析

如果某对象在其内部实现了__iter__或__getitem__方法，则该对象为可迭代（iterable）对象。

• 字符，列表，元组；
• 字典;
• 文件

迭代器（也叫游标）

• 生成方式：
  1. 直接调用内置的`__iter__`方法；
  2. iter() 函数
• 调用方式：next()
• 不可逆，遍历完后要重新创建

▲列表解析

• 根据已有列表，高效生成新列表的方式。
• 语法:

[ expression for iter_var in iterable ] 

[ expression for iter_var in iterable if cond_expr] 

• 直接返回一个新列表

▲生成器

• 返回一个生成器对象，一次只生成一个值——惰性计算方式
• 语法：

(expr for iter_var in iterable) 

(expr for iter_var in iterable if cond_expr) 

05. Python文件对象

• 文件和文件系统
• 打开文件
  • 语法：ar_name = open(name [, mode [, bufsize]])
  • 打开模式mode：r，w，a，r+，w+，a+
• python文件是可迭代对象：next()
• 读取行：.readline()，readlines()
• 指针
  • .tell()
  • 移动指针：seek(offet [, whence])
    • offset: 偏移量
    • whence: 偏移的起点
      0：从文件头部开始偏移（默认）
      1：从当前位置开始偏移
      2：从文件尾部开始偏移
• 关闭文件：.close()

os模块

• 与 目录 相关的方法
• 与 文件 相关的方法
• 与 访问权限 相关的方法
• 与 文件描述符 相关的方法
• 与 设备文件 相关的方法

pickle模块

可以直接将python中的原生对象存储到文件中

06. Python函数

• python中有4种函数：

  • ①全局函数
  • ②局部函数
  • ③lambda函数/匿名函数
  • ④方法（类中的函数）

• 创建函数

  • 语法：

def funtionName(parameters): 
    suite 

• 函数作用域（名称空间）/变量名解析

  • LEGB原则：本地→函数内→全局→内置
  • 函数的闭包（工厂函数）
  • 函数定义了本地作用域
  • 模块定义了全局作用域

• 参数传递
  注意：不要在函数内部去修改可变对象

• 参数匹配模型

  • 位置参数
  • 关键字参数
  • 默认参数
  • 可变参数

匿名函数lambda

• 语法：

lambda args: expression 

是个表达式而非语句，直接返回函数对象

Python函数式编程/泛函编程

就是把函数当作参数传递给另一个函数，实现函数调用函数

1. 过滤器：

filter(func, seq)

1. 映射器：

map(func, seq1 [, seq2 ...])

1. 折叠：

from functools import reduce 
reduce(func, seq1 [, init]) 

yield生成器

在函数中使用yield，会返回一个生成器对象

装饰器

本身也是一个函数
功能：增强被装饰函数的功能
使用@符号进行调用

递归函数

自己调用自己
组成：边界条件，递归前进段，递归返回段

函数的设计规范

• （降低）耦合性
• （提高）聚合性

07. Python类与面向对象

python既可以面向过程，也能够面向对象。

面向对象编程（OOP）

• 先有类，类实例化出对象
• 类的成员：状态集合（数据）+ 转换这些状态的操作集合（方法）

类间的关系

1、依赖（“uses-a”）
2、聚合（“has-a”）
3、继承（“is-a”）

3个原则

1. 封装（Encapsulation）
2. 继承（Inheritance）
3. 多态性（Polymorphism）

创建类

• 一般形式 :

class ClassName(bases): 
    'class documentation string' 
    data = value #定义数据属性 
    def method(self, ...): #定义方法属性，可调用 
        self.meber = value 

类中每个方法必须具有self参数，它隐含当前实例之意

类属性

• object.attr
• 获取方式：.__dict__ 或 dir()
• 特殊类属性
  __dict__， __name__, __doc__, __bases__, __module__, __class__

类方法

• 调用：object.method()
• python规定，没有实例，方法不允许被调用，此即为“绑定”

python构造器

每一个类都有一个称为构造器的特殊方法——__init__
隐性地为实例提供属性

python析构器/解构器

__del__
销毁一个实例

实例属性

实例仅拥有数据属性（严格来说，方法是类属性）
通常通过构造器__init__为实例提供的属性

类的继承

• 创建子类：

class SubClassName(ParentClass1 [, ParentClass2, ...]): 
    'optional class documentation string' 
     class_suite 

• 属性搜索树

类、实例和其他对象的一些内建函数

issubclass()
isinstance()
hasattr()
super()

运算符重载

在方法中拦截内置的操作，重新定义

08. Python模块

python模块其实就是python的程序文件（.py）

python程序框架

• 顶层文件（1个）：程序执行入口
• 模块文件（0，1，多个）
• 标准库模块

导入模块

import module1 [, module2 [,... moduleN]] 
import module as module_alias 
form module import name1 [, name2 [, ... nameN]] 

模块的工作机制

import时会执行3个步骤

1. 找到模块文件
   模块搜索——搜索路径：sys.path
2. 编译成字节码
3. 执行模块的代码来创建其所定义的对象

python包

将一组模块归并到一个目录中，此目录即为包

import dir1.dir2.mod1 #包名.子包名.模块名 

模块的顶层执行及被导入

• 顶层执行
  作为顶层文件
  内置属性__name__的值为 __main__

• 被导入
  作为模块文件
  内置属性__name__的值为模块名

发布python模块或程序

使用disutils发布模块

09. Python异常

python的运行时发生的错误称作异常

• 语法错误
• 逻辑错误

异常的功用

• 错误处理：默认停止程序，打印错误信息
• 事件通知
• 特殊情况处理
• 终止行为
• 非常规控制流程

检测和处理异常

通过try语句检测

1. try-except：检测和处理异常
2. try-finally：仅检查异常并做一些必要的清理工作

• 复合形式：try-except-finally

自定义异常——raise

格式：raise [SomeException [, args [, traceback]]]

异常对象

• 异常是一个对象
• 基类：Exception，BaseException
• 标准异常类StandarError
• 自定义异常类
  • 多重继承：从自定义异常类和标准异常类进行多重继承
  • python标准库中的许多模块都定义了自己的异常类

class CustomAttributeError(CustomException, AttributeError): 
    pass 

assert断言语句

在程序中引入调试代码，实现手动触发异常
简化版的自定义异常方式

assert condition [, expression] 

10. Python执行环境

Python解释器环境与选项

启动解释器的命令行参数：
python [option] [-c cmd| filename | - ] [args]

Python解释器环境变量

11. Python代码的测试、调试与探查

python文档字符串（docstrings）

内置函数help()或对象的默认方法__doc__可显示

doctest模块

基于文档对程序本身做测试

可创建自测试的模块

if __name__ == '__main__': 
    import doctest 
    doctest.testmod() 

--完--

附：本文思维导图版：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2ODU3MDE0NQ==&mid=2247483873&idx=1&sn=2e50e9c2c04a0607711bdf3d3d7f2a88&chksm=eaecdaafdd9b53b95d6c3b75ada25090e70c1b6c1a0d73b3a2ca7b1ccedb47c592a8989b6f7a&token=2117383101&lang=zh_CN#rd