最近在慕课网学习廖雪峰老师的Python进阶课程，做笔记总结一下重点。

基本变量及其类型

变量

在Python中，能够直接处理的数据类型有以下几种：

整数

如-100,0xdf92

浮点数

如2.55，1.23e9

字符串

字符串是以 ' '或'' ''括起来的任意文本，如'xyz'，''lmn''

布尔值

在Python中，可以直接用True、False
表示布尔值（请注意大小写），也可以通过布尔运算计算出来。
布尔值可以用and、or和not运算

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

print语句

打印语句

>>>print 'hello, world'
hello, world```

>打印多个字符串

print 'I','love','Python'
I love Python```
打印运算结果

>>>print 2+3
5```

print '100 + 200 =', 100 + 200
100 + 200 = 300 ```

注释

Python的注释以 #开头，后面的文字直到行尾都算注释

# 这一行全部都是注释...
print 'hello' # 这也是注释```
####什么是变量

在Python中，变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的

在Python程序中，**变量**是用一个**变量名**表示，变量名必须是大小写英文、数字和下划线（_）的组合，且不能用数字开头
比如：
`a=1`
变量`a`是一个整数
`t_007 = 'T007'`
变量```t_007```是一个字符串
在Python中，等号`=`是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量。这种变量本身类型不固定的语言称之为**动态语言**，与之对应的是**静态语言**。

####定义字符串
* 如果字符串本身包含'怎么办？比如我们要表示字符串` I'm OK `，这时，可以用`" "`括起来表示：
`"I'm OK"`
* 类似的，如果字符串包含`"`，我们就可以用`' '`
括起来表示：
`'Learn "Python" in imooc'`
* 如果字符串既包含`'`又包含`"`怎么办？
这个时候，就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”，Python字符串用` \ `进行转义
要表示字符串` Bob said "I'm OK".`
由于` ' `和 `" `会引起歧义，因此，我们在它前面插入一个`\ `表示这是一个普通字符，不代表字符串的起始，因此，这个字符串又可以表示为：
`'Bob said \"I\'m OK\".'`
**注意：**转义字符` \  `不计入字符串的内容中
常用的转义字符还有：

     \n 表示换行
     \t 表示一个制表符
     \\ 表示 \ 字符本身

####raw字符串与多行字符串

* 如果一个字符串包含很多需要转义的字符，对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况，我们可以在字符串前面加个前缀`r `，表示这是一个 raw 字符串，里面的字符就不需要转义了。例如：

r'(_{_})/ (_{_})/'```
但是r'...'表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含'和 "的字符串

如果要表示多行字符串，可以用'''...'''表示：
'''Line 1
Line 2
Line 3'''
上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的：
'Line 1\nLine 2\nLine 3'
还可以在多行字符串前面添加 r，把这个多行字符串也变成一个raw字符串：

>>>print r''' "To be, or not to be": that is the question.
Whether it's nobler in the mind to suffer.'''
"To be, or not to be": that is the question.
Whether it's nobler in the mind to suffer.

Unicode字符串

如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError，这是因为.py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释：

# -*- coding: utf-8 -*-```
如.py文件：

-- coding: utf-8 --

print '''静夜思
床前明月光，
疑是地上霜。
举头望明月，
低头思故乡。
'''```
运行得到：

静夜思
床前明月光，
疑是地上霜。
举头望明月，
低头思故乡。

整数和浮点数

Python支持对整数和浮点数直接进行四则混合运算，运算规则和数学上的四则运算规则完全一致。

布尔类型

我们已经了解了Python支持布尔类型的数据，布尔类型只有True和False两种值。
Python把0、空字符串' '和None看成 False，其他数值和非空字符串都看成True，如：

True and 'a=T' 计算结果是 'a=T'
继续计算 'a=T' or 'a=F' 计算结果还是 'a=T'```
**要解释上述结果，又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则：短路计算。**
1. 在计算 `a and b `时，如果 a 是 False，则根据与运算法则，整个结果必定为 False，因此返回 a；如果 a 是 True，则整个计算结果必定取决与 b，因此返回 b。
2. 在计算 `a or b `时，如果 a 是 True，则根据或运算法则，整个计算结果必定为 True，因此返回 a；如果 a 是 False，则整个计算结果必定取决于 b，因此返回 b。

**所以Python解释器在做布尔运算时，只要能提前确定计算结果，它就不会往后算了，直接返回结果。**

运行如下代码：

a = 'python'
print 'hello,', a or 'world'
b = ''
print 'hello,', b or 'world'```
打印结果为：

hello, python
hello, world```

___

###List和Tuple类型
####创建list
Python内置的一种数据类型是列表：`list`。`list`是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素。
比如，列出班里所有同学的名字，就可以用一个list表示：

['Michael', 'Bob', 'Tracy']
['Michael', 'Bob', 'Tracy']```
list是数学意义上的有序集合，也就是说，list中的元素是按照顺序排列的。
构造list非常简单，按照上面的代码，直接用 [ ]
把list的所有元素都括起来，就是一个list对象。通常，我们会把list赋值给一个变量，这样，就可以通过变量来引用list：

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates # 打印classmates变量的内容
['Michael', 'Bob', 'Tracy']```
由于Python是**动态语言**，所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型，我们完全可以在list中包含各种数据：

L = ['Michael', 100, True]

一个元素也没有的list，就是空list：

empty_list = []```

按照索引访问list

由于list是一个有序集合，所以，我们可以用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

那我们如何从list中获取指定第 N 名的同学呢？方法是通过索引来获取list中的指定元素。
（**需要特别注意的是**，索引从 0 开始，也就是说，第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，以此类推。）
因此，要打印第一名同学的名字，用 L[0]:

print L[0]
Adam```
要打印第四名同学的名字，用 L[3]:

>>> print L[3]
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
IndexError: list index out of range```
报错了！IndexError意思就是索引超出了范围，因为上面的list只有3个元素，有效的索引是 0，1，2。
所以，使用索引时，**千万注意不要越界**。
####倒序访问list
如何得到分数最低的同学？
* 方法一
我们可以先数一数这个 list，发现它包含3个元素，因此，最后一个元素的索引是2：

print L[2]
Bart```

方法二
Bart同学是最后一名，俗称倒数第一，所以，我们可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素：

>>> print L[-1]
Bart```
（注意：使用倒序索引时，也要注意**不要越界**）

####添加新元素
今天，班里转来一名新同学 Paul，如何把新同学添加到现有的 list 中呢？
* 方法一
用 list 的 `append()` 方法，把新同学追加到 list 的末尾：

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
L.append('Paul')
print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```
append()总是把新的元素添加到 list 的尾部
如果把Paul 同学添加到第一的位置怎么办？

方法二
方法是用list的 insert()方法，它接受两个参数，第一个参数是索引号，第二个参数是待添加的新元素：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.insert(0, 'Paul')
>>> print L
['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']```
（ 注意**`L.insert(0, 'Paul')`**的意思是，'Paul'将被添加到索引为 0 的位置上（也就是第一个），而原来索引为 0 的Adam同学，以及后面的所有同学，都自动向后移动一位。）

####从list删除元素
Paul同学刚来几天又要转走了，那么我们怎么把Paul 从现有的list中删除呢？
* 如果Paul同学排在最后一个，我们可以用list的`pop()`方法删除：

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
L.pop()
'Paul'
print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

注意：pop()方法总是删掉list的最后一个元素，并且它还返回这个元素，所以我们执行 L.pop()后，会打印出 'Paul'。

如果Paul同学不是排在最后一个怎么办？比如Paul同学排在第三：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']```
要把Paul踢出list，我们就必须**先定位Paul的位置**。由于Paul的索引是2，因此，用 pop(2)
把Paul删掉：

L.pop(2)
'Paul'
print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

从list替换元素

假设现在班里仍然是3名同学：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']```
现在，Bart同学要转学走了，碰巧来了一个Paul同学，要更新班级成员名单。
* 方法一
我们可以先把Bart删掉（pop），再把Paul添加（append或insert）进来。
* 方法二

L[2] = 'Paul'
print L
L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul']```
对list中的某一个索引赋值，就可以直接用新的元素替换掉原来的元素，list包含的元素个数保持不变。
由于Bart还可以用 -1 做索引，因此，下面的代码也可以完成同样的替换工作：

>>> L[-1] = 'Paul'```

####创建tuple
tuple是另一种有序的列表，中文翻译为“ 元组 ”。tuple 和 list 非常类似，但是，**tuple一旦创建完毕，就不能修改了!!!**
同样是表示班里同学的名称，用tuple表示如下：

t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')```

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]。

现在，这个t就不能改变了，tuple没有 append()方法，也没有insert()和pop()方法。所以，新同学没法直接往 tuple 中添加，老同学想退出 tuple 也不行。

获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的，我们可以正常使用 t[0]，t[-1]等索引方式访问元素，但是不能赋值成别的元素!!!

创建单元素tuple

tuple和list一样，可以包含 0 个、1个和任意多个元素

创建包含 0 个元素的 tuple，也就是空tuple，直接用 ()表示：

>>> t = ()
>>> print t
()```
* 创建包含1个元素的 tuple

t = (1)
print t
1

好像哪里不对！t 不是 tuple ，而是整数1。**为什么**呢？

因为`()`既可以表示tuple，又可以作为括号表示运算时的优先级，结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1，导致我们得到的不是tuple，而是整数 1。
正是因为用()定义单元素的tuple有歧义，所以 Python 规定，单元素 tuple 要多加一个逗号`“,”`，这样就避免了歧义：

t = (1,)
print t
(1,)```
Python在打印单元素tuple时，也自动添加了一个“,”，为了更明确地告诉你这是一个tuple。

多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的：

>>> t = (1, 2, 3,)
>>> print t
(1, 2, 3)```

####“可变”的tuple

前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在，我们来看一个“可变”的tuple：

t = ('a', 'b', ['A', 'B'])```

注意到 t 有 3 个元素：'a'，'b'和一个list：['A', 'B']。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到：

>>> L = t[2]```
然后，我们把list的两个元素改一改：

L[0] = 'X'
L[1] = 'Y'```
再看看tuple的内容：

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])```
表面上看，tuple的元素确实变了，但其实变的不是 tuple 的元素，而是list的元素。
tuple一开始指向的list并没有改成别的list，所以，tuple所谓的**“不变”**是说，tuple的每个元素，指向永远不变。即**指向'a'，就不能改成指向'b'**，指向一个list，就不能改成指向其他对象，但指向的这个list本身是可变的！
理解了**“指向不变”**后，要创建一个内容也不变的tuple怎么做？那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。
例如：

t = ('a', 'b', ('A', 'B'))```
就是不可变的。

条件判断和循环

if语句

计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。
比如，输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在Python程序中，可以用if语句实现：

age = 20
if age >= 18:
    print 'your age is', age
    print 'adult'
print 'END'```


**注意: **Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块，上面的3，4行 print 语句就构成一个代码块（但不包括第5行的print）。如果 if 语句判断为 True，就会执行这个代码块。


缩进要严格按照Python的习惯写法：4个空格，不要使用Tab，更不要混合Tab和空格，否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。

**注意**: if 语句后接表达式，然后用`:`表示代码块开始。

如果在Python交互环境下敲代码，还要特别留意缩进，并且退出缩进需要多敲一行回车：

age = 20
if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'

t = (1, 2, 3,)
>>> print t
(1, 2, 3)####“可变”的tuple 前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在，我们来看一个“可变”的tuple：
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])**注意**到 t 有 3 个元素：**'a'，'b'**和一个list：**['A', 'B']**。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到：
>>> L = t[2]然后，我们把list的两个元素改一改：
>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'再看看tuple的内容：
>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])表面上看，tuple的元素确实变了，但其实变的不是 tuple 的元素，而是list的元素。 tuple一开始指向的list并没有改成别的list，所以，tuple所谓的**“不变”**是说，tuple的每个元素，指向永远不变。即**指向'a'，就不能改成指向'b'**，指向一个list，就不能改成指向其他对象，但指向的这个list本身是可变的！理解了**“指向不变”**后，要创建一个内容也不变的tuple怎么做？那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。例如：
t = ('a', 'b', ('A', 'B'))就是不可变的。 ----------------- ###条件判断和循环 ####if语句计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。比如，输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在Python程序中，可以用if语句实现：
age = 20
if age >= 18:
print 'your age is', age
print 'adult'
print 'END'**注意: **Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块，上面的3，4行 print 语句就构成一个代码块（但不包括第5行的print）。如果 if 语句判断为 True，就会执行这个代码块。缩进要严格按照Python的习惯写法：4个空格，不要使用Tab，更不要混合Tab和空格，否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。 **注意**: if 语句后接表达式，然后用`:`表示代码块开始。如果在Python交互环境下敲代码，还要特别留意缩进，并且退出缩进需要多敲一行回车：
>>> age = 20
>>> if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'
...
your age is 20
print t
(1, 2, 3)####“可变”的tuple 前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在，我们来看一个“可变”的tuple：
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])**注意**到 t 有 3 个元素：**'a'，'b'**和一个list：**['A', 'B']**。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到：
>>> L = t[2]然后，我们把list的两个元素改一改：
>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'再看看tuple的内容：
>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])表面上看，tuple的元素确实变了，但其实变的不是 tuple 的元素，而是list的元素。 tuple一开始指向的list并没有改成别的list，所以，tuple所谓的**“不变”**是说，tuple的每个元素，指向永远不变。即**指向'a'，就不能改成指向'b'**，指向一个list，就不能改成指向其他对象，但指向的这个list本身是可变的！理解了**“指向不变”**后，要创建一个内容也不变的tuple怎么做？那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。例如：
t = ('a', 'b', ('A', 'B'))就是不可变的。 ----------------- ###条件判断和循环 ####if语句计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。比如，输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在Python程序中，可以用if语句实现：
age = 20
if age >= 18:
print 'your age is', age
print 'adult'
print 'END'**注意: **Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块，上面的3，4行 print 语句就构成一个代码块（但不包括第5行的print）。如果 if 语句判断为 True，就会执行这个代码块。缩进要严格按照Python的习惯写法：4个空格，不要使用Tab，更不要混合Tab和空格，否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。 **注意**: if 语句后接表达式，然后用`:`表示代码块开始。如果在Python交互环境下敲代码，还要特别留意缩进，并且退出缩进需要多敲一行回车：
>>> age = 20
>>> if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'
...
your age is 20
adult```

if-else语句

当 if 语句判断表达式的结果为 True 时，就会执行 if 包含的代码块：

if age >= 18: print 'adult'```
如果我们想判断年龄在18岁以下时，打印出 'teenager'，怎么办？
可以用一个 if ... else ... 语句：

if age >= 18:
print 'adult'
else:
print 'teenager'```

if-elif-else语句

有的时候，一个 if ... else ... 还不够用。比如，根据年龄的划分：

条件1：18岁或以上：adult
条件2：6岁或以上：teenager
条件3：6岁以下：kid```

要避免嵌套结构的 if ... else ...，我们可以用 if ... 多个elif ... else ...的结构，一次写完所有的规则：

if age >= 18:
print 'adult'
elif age >= 6:
print 'teenager'
elif age >= 3:
print 'kid'
else:
print 'baby'```
elif 意思就是 else if。这样一来，我们就写出了结构非常清晰的一系列条件判断。

**特别注意: **这一系列条件判断会从上到下依次判断，如果某个判断为 True，执行完对应的代码块，后面的条件判断就直接忽略，不再执行了

for循环

list或tuple可以表示一个有序集合。如果我们想依次访问一个list中的每一个元素呢？比如 list：

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']```
Python的 for 循环就可以依次把list或tuple的每个元素迭代出来：

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']for name in L: print name```

注意: name 这个变量是在 for 循环中定义的，意思是，依次取出list中的每一个元素，并把元素赋值给 name，然后执行for循环体（就是缩进的代码块）。
这样一来，遍历一个list或tuple就非常容易了。

while循环

和 for 循环不同的另一种循环是 while 循环，while 循环不会迭代 list 或 tuple 的元素，而是根据表达式判断循环是否结束。

比如要从 0 开始打印不大于 N 的整数：

N = 10
x = 0
while x < N:
     print x 
     x = x + 1```
while循环每次先判断 x < N，如果为True，则执行循环体的代码块，否则，退出循环。
在循环体内，x = x + 1 会让 x 不断增加，最终因为 x < N 不成立而退出循环。

####break退出循环
用 for 循环或者 while 循环时，如果要在循环体内直接退出循环，可以使用 break 语句

比如计算1至100的整数和，我们用while来实现：

sum = 0
x = 1
while True:
sum = sum + x
x = x + 1
if x > 100:
break
print sum```
咋一看， while True 就是一个死循环，但是在循环体内，我们还判断了 x > 100 条件成立时，用break语句退出循环，这样也可以实现循环的结束。

continue继续循环

在循环过程中，可以用break退出当前循环，还可以用continue跳过后续循环代码，继续下一次循环。

现在老师只想统计及格分数的平均分，就要把 x < 60 的分数剔除掉，这时，利用 continue，可以做到当 x < 60的时候，不继续执行循环体的后续代码，直接进入下一次循环：

L = [75, 98, 59, 81, 66, 43, 69, 85]
sum = 0.0
n = 0
for x in L: 
    if x < 60: 
        continue 
    sum = sum + x 
    n = n + 1```

####多重循环
在循环内部，还可以嵌套循环，我们来看一个例子：

for x in ['A', 'B', 'C']:
for y in ['1', '2', '3']:
print x + y

x 每循环一次，y 就会循环 3 次，这样，我们可以打印出一个全排列：
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3

__________

###Dict和Set类型

####什么是dict
我们已经知道，list 和 tuple 可以用来表示顺序集合，例如，班里同学的名字：

['Adam', 'Lisa', 'Bart']```
或者考试的成绩列表：

[95, 85, 59]```
但是，要根据名字找到对应的成绩，用两个 list 表示就不方便。
如果把名字和分数关联起来，组成类似的查找表：

'Adam' ==> 95
'Lisa' ==> 85
'Bart' ==> 59```
那么给定一个名字，就可以直接查到分数。

Python的 dict 就是专门干这件事的。用 dict 表示“名字”-“成绩”的查找表如下：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

我们把名字称为key，对应的成绩称为value，dict就是通过 key 来查找 value。

花括号 {} 表示这是一个dict，然后按照** key: value**, 写出来即可。最后一个 key: value 的逗号可以省略。

由于dict也是集合，len() 函数可以计算任意集合的大小：

>>> len(d)
3

注意: 一个 key-value 算一个，因此，dict大小为3。

访问dict

我们已经能创建一个dict，用于表示名字和成绩的对应关系：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}```
那么，如何根据名字来查找对应的成绩呢？

可以简单地使用 `d[key]` 的形式来查找对应的 value，这和 list 很像，不同之处是，**list 必须使用索引返回对应的元素，而dict使用key：**

print d['Adam']
95
print d['Paul']
Traceback (most recent call last):
File "index.py", line 11, in
print d['Paul']
KeyError: 'Paul'

**注意:** 通过 key 访问 dict 的value，只要 key 存在，dict就返回对应的value。如果key不存在，会直接报错：KeyError。
要避免 KeyError 发生，有两个办法：
* **一是先判断一下 key 是否存在，用 in 操作符：**

if 'Paul' in d:
print d['Paul']```
如果 'Paul' 不存在，if语句判断为False，自然不会执行 print d['Paul'] ，从而避免了错误。

二是使用dict本身提供的一个 get 方法，在Key不存在的时候，返回None：

>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None```

####dict的特点

* **dict的第一个特点是查找速度快 ，无论dict有10个元素还是10万个元素，查找速度都一样**。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。

不过dict的查找速度快不是没有代价的，**dict的缺点是占用内存大，还会浪费很多内容**，list正好相反，占用内存小，但是查找速度慢。

由于dict是按 key 查找，所以，在一个dict中，key不能重复。
* **dict的第二个特点就是存储的key-value序对是没有顺序 的！**这和list不一样：

d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}

当我们试图打印这个dict时：

print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}```

打印的顺序不一定是我们创建时的顺序，而且，不同的机器打印的顺序都可能不同，这说明dict内部是无序的，不能用dict存储有序的集合。

dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变，Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的，都可以作为 key。但是list是可变的，就不能作为 key。

不可变这个限制仅作用于key，value是否可变无所谓：

{ 
       '123': [1, 2, 3],  # key 是 str，value是list 
       123: '123', # key 是 int，value 是 str 
       ('a', 'b'): True # key 是 tuple，并且tuple的每个元素都是不可变对象，value是 boolean
}```

最常用的key还是字符串，因为用起来最方便。


####什么是set
**dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系，dict的key是不能重复的。**

有的时候，我们只想要 dict 的 key，不关心 key 对应的 value，目的就是保证这个集合的元素不会重复，这时，set就派上用场了。

**set 持有一系列元素，这一点和 list 很像，但是set的元素没有重复，而且是无序的，这点和 dict 的 key很像。**
创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list，list的元素将作为set的元素：

s = set(['A', 'B', 'C'])

可以查看 set 的内容：

print s
set(['A', 'C', 'B'])```

注意，上述打印的形式类似 list，但它不是 list，仔细看还可以发现，打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的，因为set内部存储的元素是无序的。

因为set不能包含重复的元素 ，所以，当我们传入包含重复元素的 list 会怎么样呢？

>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
3

结果显示，set会自动去掉重复的元素，原来的list有4个元素，但set只有3个元素。

访问set

由于set存储的是无序集合，所以我们没法通过索引来访问。

访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。

例如，存储了班里同学名字的set：

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])```

**我们可以用 in 操作符判断：**

Bart是该班的同学吗？

'Bart' in s
True```

print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}打印的顺序不一定是我们创建时的顺序，而且，不同的机器打印的顺序都可能不同，这说明dict内部是**无序**的，不能用dict存储有序的集合。 * **dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变**，Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的，都可以作为 key。但是list是可变的，就不能作为 key。不可变这个限制仅作用于key，value是否可变无所谓：
{
'123': [1, 2, 3], # key 是 str，value是list
123: '123', # key 是 int，value 是 str
('a', 'b'): True # key 是 tuple，并且tuple的每个元素都是不可变对象，value是 boolean
}最常用的key还是字符串，因为用起来最方便。 ####什么是set **dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系，dict的key是不能重复的。** 有的时候，我们只想要 dict 的 key，不关心 key 对应的 value，目的就是保证这个集合的元素不会重复，这时，set就派上用场了。 **set 持有一系列元素，这一点和 list 很像，但是set的元素没有重复，而且是无序的，这点和 dict 的 key很像。** 创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list，list的元素将作为set的元素：
>>> s = set(['A', 'B', 'C'])
可以查看 set 的内容：
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])**注意**，上述打印的形式类似 list，但它不是 list，仔细看还可以发现，打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的，因为set内部存储的元素是**无序**的。因为**set不能包含重复的元素 **，所以，当我们传入包含重复元素的 list 会怎么样呢？
>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
3
结果显示，set会自动去掉重复的元素，原来的list有4个元素，但set只有3个元素。 ####访问set 由于**set存储的是无序集合**，所以我们没法通过索引来访问。访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。例如，存储了班里同学名字的set：
>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])**我们可以用 in 操作符判断：** Bart是该班的同学吗？
>>> 'Bart' in s
True```
Bill是该班的同学吗？

>>> 'Bill' in s
False```
bart是该班的同学吗？

'bart' in s
False```
看来大小写很重要，'Bart' 和 'bart'被认为是两个不同的元素

set的特点

set的内部结构和dict很像，唯一区别是不存储value，因此，判断一个元素是否在set中速度很快。

set存储的元素和dict的key类似，必须是不变对象，因此，任何可变对象是不能放入set中的。

最后，set存储的元素也是没有顺序的。
set的这些特点，可以应用在哪些地方呢？
星期一到星期日可以用字符串'MON', 'TUE', ... 'SUN'表示。
假设我们让用户输入星期一至星期日的某天，如何判断用户的输入是否是一个有效的星期呢？
可以用** if 语句**判断，但这样做非常繁琐。

如果事先创建好一个set，包含'MON' ~ 'SUN'：

weekdays = set(['MON', 'TUE', 'WED', 'THU', 'FRI', 'SAT', 'SUN'])```

再判断输入是否有效，只需要判断该字符串是否在set中：

x = '???' # 用户输入的字符串
if x in weekdays:
print 'input ok'
else:
print 'input error'```
这样一来，代码就简单多了。

遍历set

由于 set 也是一个集合，所以，遍历 set 和遍历 list 类似，都可以通过 for 循环实现。

直接使用 for 循环可以遍历 set 的元素：

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
..           print name
... 
Lisa
Adam
Bart```
**注意: **观察 for 循环在遍历set时，元素的顺序和list的顺序很可能是不同的，而且不同的机器上运行的结果也可能不同。

例：用 for 循环遍历如下的set，打印出 name: score 来。

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])```
代码：

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])
for x in s:
    print x[0]+':',x[1]```
打印结果：

Lisa: 85
Adam: 95
Bart: 59```

更新set

由于set存储的是一组不重复的无序元素，因此，更新set主要做两件事：
一是把新的元素添加到set中，二是把已有元素从set中删除。
添加元素时，用set的add()方法：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])```
如果添加的元素已经存在于set中，add()不会报错，但是不会加进去了：

s = set([1, 2, 3])
s.add(3)
print s
set([1, 2, 3])```

删除set中的元素时，用set的remove() 方法：

>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])```

如果删除的元素不存在set中，remove()会报错：

s = set([1, 2, 3])
s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
KeyError: 4```

所以用add()可以直接添加，而remove()前需要判断。

函数

什么是函数

抽象是数学中非常常见的概念。

借助抽象，我们才能不关心底层的具体计算过程，而直接在更高的层次上思考问题。

写计算机程序也是一样，函数就是最基本的一种代码抽象的方式。

Python不但能非常灵活地定义函数，而且本身内置了很多有用的函数，可以直接调用。

调用函数

Python内置了很多有用的函数，我们可以直接调用。

要调用一个函数，需要知道函数的名称和参数，比如求绝对值的函数 abs，它接收一个参数。

可以直接从Python的官方网站查看文档：
http://docs.python.org/2/library/functions.html
#abs

也可以在交互式命令行通过 help(abs)查看abs函数的帮助信息。

调用 **abs **函数：

>>> abs(100)
100
>>> abs(-20)
20
>>> abs(12.34)
12.34```
调用函数的时候，如果传入的参数数量不对，会报**TypeError**的错误，并且Python会明确地告诉你：abs()有且仅有1个参数，但给出了两个：

abs(1, 2)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)```

如果传入的参数数量是对的，但参数类型不能被函数所接受，也会报TypeError的错误，并且给出错误信息：str是错误的参数类型：

>>> abs('a')
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: bad operand type for abs(): 'str'```

而比较函数**cmp(x, y) ** 就需要两个参数，如果 **xy**，返回 **1**：

cmp(1, 2)
-1
cmp(2, 1)
1
cmp(3, 3)
0```

Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数，比如 int() 函数可以把其他数据类型转换为整数：

>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12```

**str()**函数把其他类型转换成 str：

str(123)
'123'
str(1.23)
'1.23'```

例子：
sum()函数接受一个list作为参数，并返回list所有元素之和。请计算 11 + 22 + 33 + ... + 100100
代码：

L = [ ]
x=1
while x<=100:
    L.append(x*x)
    x=x+1
print sum(L)```

打印结果：

338350```

编写函数

在Python中，定义一个函数要使用** def 语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:**，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用 return语句返回。

例子：定义一个 square_of_sum 函数，它接受一个list，返回list中每个元素平方的和。

代码：

def square_of_sum(L):
    sum=0
    for x in L:
        sum = sum +x**2
    return sum

print square_of_sum([1, 2, 3, 4, 5])
print square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25])```

打印结果：

55
900```
注意，函数体内部的语句在执行时，一旦执行到return时，函数就执行完毕，并将结果返回。因此，函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果没有return语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为 None。

return None可以简写为return。

返回多值

函数可以返回多个值吗？答案是肯定的。

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点，给出坐标、位移和角度，就可以计算出新的坐标：

#math包提供了sin()和 cos()函数，我们先用import引用它：

import math
def move(x, y, step, angle):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny```
这样我们就可以同时获得返回值：

x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
print x, y
cmp(3, 3)
0Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数，比如** int() **函数可以把其他数据类型转换为整数：
>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12**str()**函数把其他类型转换成 str：
>>> str(123)
'123'
>>> str(1.23)
'1.23'例子： sum()函数接受一个list作为参数，并返回list所有元素之和。请计算 1*1 + 2*2 + 3*3 + ... + 100*100 代码：
L = [ ]
x=1
while x<=100:
L.append(xx)
x=x+1
print sum(L)打印结果：
338350####编写函数在Python中，定义一个函数要使用** def **语句，依次写出**函数名**、**括号**、括号中的**参数**和**冒号:**，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用 **return**语句返回。例子：定义一个 square_of_sum 函数，它接受一个list，返回list中每个元素平方的和。代码：
def square_of_sum(L):
sum=0
for x in L:
sum = sum +x*2
return sum

print square_of_sum([1, 2, 3, 4, 5])
print square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25])打印结果：
55
900**注意**，函数体内部的语句在执行时，一旦执行到return时，函数就执行完毕，并将结果返回。因此，函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。如果没有return语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为 None。 ** return None可以简写为return。 ** ####返回多值函数可以返回多个值吗？答案是肯定的。比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点，给出坐标、位移和角度，就可以计算出新的坐标： **#math**包提供了**sin()**和 **cos()**函数，我们先用import引用它：
import math
def move(x, y, step, angle):
nx = x + step * math.cos(angle)
ny = y - step * math.sin(angle)
return nx, ny这样我们就可以同时获得返回值：
>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print x, y
151.961524227 70.0```
但其实这只是一种假象，Python函数返回的仍然是单一值：

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)```
用print打印返回结果，原来返回值是一个**tuple**！

但是，在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以，**Python的函数**返回多值其实就是**返回一个tuple**，但写起来更方便。

例子：
一元二次方程的定义是：ax² + bx + c = 0
请编写一个函数，返回一元二次方程的两个解。
**注意：**Python的math包提供了sqrt()函数用于计算平方根。

代码：

import math

def quadratic_equation(a, b, c):
de=b2-4ac
if de>=0:
x1=(-b+math.sqrt(b2-4ac))/(2a)
x2=(-b-math.sqrt(b2-4ac))/(2a)
return x1,x2
else:
return

print quadratic_equation(2, 3, 0)
print quadratic_equation(1, -6, 5)```

打印结果：

(0.0, -1.5)
(5.0, 1.0)```

####递归函数

在函数内部，可以调用其他函数。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。

举个例子，我们来计算阶乘 **n! = 1 * 2 * 3 * ... * n**，用函数 **fact(n)**表示，可以看出：

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 * 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
    return n * fact(n - 1)```
如果我们计算fact(5)，可以根据函数定义看到计算过程如下：

===> fact(5)
===> 5 * fact(4)
===> 5 * (4 * fact(3))
===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))
===> 5 * (4 * (3 * 2))
===> 5 * (4 * 6)
===> 5 * 24
===> 120```

递归函数的优点是定义简单，逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，但循环的逻辑不如递归清晰。

使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。

例子：
汉诺(http://baike.baidu.com/view/191666.htm) 的移动也可以看做是递归函数。

我们对柱子编号为a, b, c，将所有圆盘从a移到c可以描述为：

如果a只有一个圆盘，可以直接移动到c；

如果a有N个圆盘，可以看成a有1个圆盘（底盘） + (N-1)个圆盘，首先需要把 (N-1) 个圆盘移动到 b，然后，将 a的最后一个圆盘移动到c，再将b的(N-1)个圆盘移动到c。

请编写一个函数，给定输入 n, a, b, c，打印出移动的步骤：

move(n, a, b, c)

例如，输入 move(2, 'A', 'B', 'C')，打印出：

A --> B
A --> C
B --> C

代码：

#-*- coding:utf-8 -*-
# move(n, a, b, c)表示的是有n个盘子在a柱子上，将要移到c柱子上面去
def move(n, a, b, c):
# 如果a柱子上面只有一个盘子，则直接移到c柱子上面去并输出路径，结束递归
    if n == 1:  
        print a, '-->', c
        return
# 表示的是将n-1的盘子从a柱子上面移到b柱子上面去
    move(n-1, a, c, b)
# 输出最下面个盘子移从a移到c的路径
    print a, '-->', c
# 将b柱子上面的n-1个盘子移动到c柱子上面
    move(n-1, b, a, c)

move(4, 'A', 'B', 'C')```

打印结果：

A --> B
A --> C
B --> C
A --> B
C --> A
C --> B
A --> B
A --> C
B --> C
B --> A
C --> A
B --> C
A --> B
A --> C
B --> C```

定义默认参数

定义函数的时候，还可以有默认参数。

例如Python自带的 int() 函数，其实就有两个参数，我们既可以传一个参数，又可以传两个参数：

>>> int('123')
123
>>> int('123', 8)
83```
int()函数的第二个参数是转换进制，如果不传，默认是十进制 (base=10)，如果传了，就用传入的参数。

可见，**函数的默认参数的作用是简化调用**，你只需要把必须的参数传进去。但是在需要的时候，又可以传入额外的参数来覆盖默认参数值。


我们来定义一个计算 x 的N次方的函数:

def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s```

假设计算平方的次数最多，我们就可以把 n 的默认值设定为 2：

def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s```

这样一来，计算平方就不需要传入两个参数了：

power(5)
25

由于函数的参数按从左到右的顺序匹配，所以**默认参数只能定义在必需参数的后面：**

OK:

def fn1(a, b=1, c=2):
pass

Error:

def fn2(a=1, b):
pass```

例子：
定义一个 greet() 函数，它包含一个默认参数，如果没有传入，打印 'Hello, world.'，如果传入，打印 'Hello, xxx.'默认参数的默认值可以设定为'world'
代码：

def greet(name='world'):
    print 'Hello, ' + name + '.'
greet()
greet('Bart')```
打印结果：

Hello,world.
Hello,Bart.```

定义可变参数

如果想让一个函数能接受任意个参数，我们就可以定义一个可变参数：

def fn(*args): 
    print args```
可变参数的名字前面有个 *** **号，我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数：

fn()
()
fn('a')
('a',)
fn('a', 'b')
('a', 'b')
fn('a', 'b', 'c')
('a', 'b', 'c')```

可变参数也不是很神秘，Python解释器会把传入的一组参数组装成一个tuple传递给可变参数，因此，在函数内部，直接把变量** args** 看成一个 tuple 就好了。

定义可变参数的目的也是为了简化调用。假设我们要计算任意个数的平均值，就可以定义一个可变参数：

def average(*args): 
      ...```
这样，在调用的时候，可以这样写：

average()
0
average(1, 2)
1.5
average(1, 2, 2, 3, 4)
2.4```

例子：
编写接受可变参数的 average() 函数。
可变参数 args 是一个tuple，当0个参数传入时，args是一个空tuple。
代码：

def average(*args):
    sum = 0.0
    if len(args) == 0:
        return sum
    for x in args:
        sum = sum + x
    return sum / len(args)
print average()
print average(1, 2)
print average(1, 2, 2, 3, 4)```

打印结果：

0.0
1.5
2.4```

切片

对list进行切片

取一个list的部分元素是非常常见的操作。比如，一个list如下：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```

取前N个元素，也就是索引为0-(N-1)的元素，可以用循环，对这种经常取指定索引范围的操作，用循环十分繁琐，因此，Python提供了切片（Slice）操作符，能大大简化这种操作。

对应上面的问题，取前3个元素，用一行代码就可以完成切片：

L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

L[0:3]表示，从索引0开始取，直到索引3为止，但不包括索引3。即索引0，1，2，正好是3个元素。

如果第一个索引是0，还可以省略：

>>> L[:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

也可以从索引1开始，取出2个元素出来：

L[1:3]
['Lisa', 'Bart']```

只用一个** : **，表示从头到尾：

>>> L[:]
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```
**因此，L[:]实际上复制出了一个新list。**

切片操作还可以指定第三个参数：

L[::2]
['Adam', 'Bart']```
第三个参数表示每N个取一个，上面的 L[::2] 会每两个元素取出一个来，也就是隔一个取一个。
把list换成tuple，切片操作完全相同，只是切片的结果也变成了tuple。

例子：
range()函数可以创建一个数列：

>>> range(1, 101)
[1, 2, 3, ..., 100]```
请利用切片，取出：

1. 前10个数；
2. 3的倍数；
3. 不大于50的5的倍数。

代码：

L = range(1, 101)
print L[0:10]
print L[2::3]
print L[4:50:5]


打印结果：

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99]
[5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50]```

倒序切片

对于list，既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素，那么它同样支持倒数切片，试试：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

>>> L[-2:]
['Bart', 'Paul']

>>> L[:-2]
['Adam', 'Lisa']

>>> L[-3:-1]
['Lisa', 'Bart']

>>> L[-4:-1:2]
['Adam', 'Bart']```
记住倒数第一个元素的索引是-1。
**倒序切片包含起始索引，不包含结束索引。**

####对字符串切片

字符串 'xxx'和 Unicode字符串 u'xxx'也可以看成是一种**list**，每个元素就是一个字符。因此，字符串也可以用切片操作，只是操作结果仍是字符串：

'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
'ABCDEFG'[-3:]
'EFG'
'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'```
在很多编程语言中，针对字符串提供了很多各种截取函数，其实目的就是对字符串切片。Python没有针对字符串的截取函数，只需要切片一个操作就可以完成，非常简单。

例子：
字符串有个方法 upper() 可以把字符变成大写字母：

>>> 'abc'.upper()
'ABC'```
但它会把所有字母都变成大写。请设计一个函数，它接受一个字符串，然后返回一个仅首字母变成大写的字符串。
**提示：**利用切片操作简化字符串操作。

代码：

def firstCharUpper(s):
return s[0].upper()+s[1:]

print firstCharUpper('hello')
print firstCharUpper('sunday')
print firstCharUpper('september')```