Python简明教程

Python一小时快速入门

1.Python简介

pylogo.png

Python是一种相当高级的解释性程序设计语言，完成同一个任务C语言可能需要几千行代码
Java要写100行，Python可能只需要20行。

用Python可以做什么？可以做日常任务，比如自动备份你的MP3；可以做网站，很多著名的网站包括YouTube就是Python写的；可以做网络游戏的后台，很多在线游戏的后台都是Python开发的。总之就是能干很多很多事啦。

Python当然也有不能干的事情，比如写操作系统，这个只能用C语言写；写手机应用，只能用Swift/Objective-C（针对iPhone）和Java（针对Android）；写3D游戏，最好用C或C++。

但是，对于初学者和完成普通任务，Python语言是非常简单易用的。

python提供了完善的内置库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容，用python开发，很多功能不必从零编写，直接使用现成的即可。

除了内置库外，Python还有大量第三方库，也就是别人开发的，可以直接使用的。当然如果你的代码封装的很好，也可以作为第三方库给别人使用。

python适合开发网络应用、日常小工具、科学计算等活动。

2.安装Python

Python有两个版本，2.x和3.x互不兼容，按需求安装即可。
安装教程参考我的Ananconda简单入门。

python解释器：我们写的代码会在解释器上运行，类似JVM的机制，我们安装的标准解释器是用C编写的，称为CPython解释器，另外有IPython 是基于CPython交互解释器。还有Java写的Jpython解释器等等。我们一般使用Cpython。

3.python环境基本操作

基本上有两种操作Python的方式，命令行模式和交互模式。
命令行模式就是正常的shell终端操作，输入命令

prompt.png

执行xxx.py
交互模式指每输入一条语句将会得到实时反馈。
在命令行中输入

python 

即可看到命令行变成如下样式，行前有>>>提示符。

interactive.png

交互模式下输入语句会得到实时反馈，而不用输入输出函数。
输入 exit()退出交互模式。
我们在 交互模式下写出第一个程序

print('Hello World')

helloworld.png

下面我们尝试在命令行模式写一个程序。
打开你喜欢的文本编辑器，写下

print('Hello World!\n')

保存为hello.py文件
在命令行中切换到文件所在目录，输入

python hello.py
python xxx.py

即可执行文件

excute.png

输入和输出
输出print()是一个python内置函数，可以直接输出括号里的对象。

x=3.14
print(x)
mingzi='Mark'
print(mingzi)
print(300+500)
print('name')

print()也可以打印多个字符串

print(name,age,school)//用逗号隔开

输出.png

输入 input()同样也是python内置函数

x=input('请输入内容:')
括号内可以写提示语，`input()`收到键盘输入后会创建一个对应类型对象。
print(x)

输入.png

输入输出组合起来就可以实现一些小交互操作了

name=input('请输入姓名:\n')
print('你的名字是:'+name)

组合.png

小结
在Python交互式模式下，可以直接输入代码，然后执行，并立刻得到结果。

在命令行模式下，可以直接运行.py文件。

4.python基础

语法

python的语法采取缩进语句块，不需要C、java的大括号区分
同一缩进的代码被认为是一个语句块，一般我们约定俗成使用4个空格为一个缩进符，所以我建议大家将TAB设置为4个空格，而不是缩进符
也不需要分号结尾

缩进.png

#`＃`号后内容是注释

数据类型

python中所有数据类型都是对象，python创建一个数据类型不需要定义和提前声明，当一个变量赋值后就创建了它。
常用的数据类型

整数

python可以处理任意大小的整数，和matlab有异曲同工之妙，数据类型并没有固定的类型长度。
整数在程序中的写法和数学写法一样
10,-100,214700000000000000等等

浮点数

也就是小数，1.23,3.14等等，浮点数的精度可以规定

字符串

字符串是用单引号' '和双引号" "括起来的任意文本，事实上是字符的序列``list,稍后我们会讲到
既然字符串是序列，那么它当然支持各元素位置的操作。

s='abcd'
len(s)=4
s[0]='a'
s[3]='d'

可以使用序列的偏移量表示序列中的元素的索引。
序列中第一个元素索引为0，以此类推。
序列也能够反向索引从，最后一个开始s[-1],相当于s[len(s)-1],即倒数第几个。

s='abcd'
s[-1]='d'
s[-2]='c'

序列中，我们可以在方括号中使用任何表达式
除了索引,序列还支持分片（slice)

s='abcd'
s[1:3]='bc'

分片中，默认左边界是0，默认右边界是序列长度。

s[:3]='abc'
s[1:]='bcd'
s[:]='abcd'
作为一个序列，字符串也支持拼接
s+'zxyz='abcdxyz'

不可变性

字符串的某个字符不能够被改变，但是可以新建字符串

s='abcd'
s[1]='x'是错误的
可以新建
n=s[1]+'x'
python中，数字、字符串、元组都是不可变的。列表、和字典可变。

字符串类型特定方法

find()find方法是字符串特有的字串查找方法

s='china'
s.find('in')=3
将会返回找到的偏移地址。

replace()是替换字符串内字符的方法。

s.replace('in','out')='chouta'
s='china'//s并没有改变。

split()是分离方法

s='aaa,bbb,ccc'
s.split(',')=['aaa','bbb','ccc']

将字符串序列分为了有三个字符串的列表。
还有一些方法，使用dir(数据类型)查看对象的所有属性和方法，使用help(方法）查看某方法功能。帮助内容与官方文档一致，最好查询方法就是使用的时候查看.

name='china'
dir(name)
help(name.split)

help.png

str(数字)可以将数字转换为字符串，int（string）可以将字符串转换为数字等等

列表 list

列表是序列的一种，支持所有字符串的操作，唯一的区别返回的结果仍然是列表。
列表用方括号[]定义

s=['abc',123,3.14]
len(s)=3
我们仍然可以对列表进行索引、切片等:
s[1]=123
s[:-1]=['abc',123]
s+[4,5,6]=['abc',123,3.14,4,5,6]
s=['abc',123,3.14]s仍然没有被改变

列表特定方法

列表没有固定大小，可以根据需要增加和减小
append() 在列表末尾增加对象
pop()丢弃列表内容。
sort()列表排序,默认升序。
reverse()列表反转

s=[123,456,789]
s.append(666)
s=[123,456,789,666]
s.pop(2)
s=[123,456,666]
s.reverse()
s=[666,456,123]
s.sort()
s=[123,456,666]

列表支持嵌套，元素也可以是另一个列表
m=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]是一个3x3矩阵

m[1]=[4,5,6]

列表解析

除了列表的方法，列表还提供了一个高级操作列表解析
使用列表解析可以简单的操作矩阵

col=[row[1] for row in m]
=[2,5,8]
实际运用可能更复杂
col=[row[1]+1 for row in m if row[1]%2==0]
=[3,9]

列表解析编写在方括号中
可以使用迭代器

G=(sum(row) for row in m)
next(G)=6
next(G)=15

内置函数map()，也会对各项对应位置进行运算

map(sum,m）
=[6，15，24]
map(min,m)
=[1,4,7]

事实上。列表、集合、字典都可以使用解析。

元组 tuple

元组也是序列,但它具有不可变性,一旦初始化就不能修改，语法上它被编写在圆括号中，支持任意类型、任意嵌套和常见的序列操作。

s=（1,2,3,4)
len(t)
=4

元组有特别方法

s.index(4)
=3

即4 出现在偏移量3，4 appears at offset 3

s.count(4)
=1

4只出现一次
元组存在的意义是完整性检查，比如传输数据时保证程序其他部分不会改变数据。

字典 dict

用{}花括号括起来，一个key对应一个value

索引和序列相似，不过不是数字而是key值
D['name']='zhangsan'

事实上我们是在用key哈希映射键搜索值
重访嵌套

D={'name': 'zhangsan','age': '20','job': ['dev','manager']}
D[job]
= ['dev','manager']
D[job][-1]
='manger'

键排序

D={b:'name',c:'job',a:'age',d:'gender;}
我们一般取key并新建列表
ks=list(D.keys())
ks.sort()
for key in keys:
  print(key,'=>',D[key])

也可以使用内置函数sorted()

for key in sorted(D)
  print(key,'=>'D[key]

集合 set

与字典类似，只有键key，但没有值 value并且不重复

循环

for循环自带迭代器，可以步进循环列表、字符串、对象等

for i in range(2,100,2):
  x=sum(i)
print(sum)
如果是字符串s='abcd'
for i in s:
  print(i)
列表l=['name',2,3,4]
for i in l:
  print(i)
画一个杨辉三角
for i in range(1,10):
  print('*'*i+"\n")

yangtangle.png

while循环

x=4
while (x>4):
  x--
  print(x)

判断分支

if-else语句

a=100,b=10
if a

break提前退出当前循环
continue跳过本次循环

函数

python中的函数非常简单

def Fun_Name (para1,para2)
  if xxx
    return xxx
  else
    xxx
    return xxx

返回可以时任何对象，因为python中所有东西都是对象，可以直接赋值给某对象。

x=Fun_name(para1,para2)
然后使用x

空函数不做任何事情
def name()
pass
语句什么都不做，那有什么用？实际上pass可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个pass，让代码能运行起来。
返回多个值当然是可以的，比如游戏里要返回一个三维坐标

import math
def move(x,y,z,step,angle)
  nx=x+step*math.cos(angle)
  ny=y+step*math.sin(angle)
  nz=z+step*math.tan(angle)
  return nx,ny,nz

其中import math表示导入math包，使用封装好的函数
得到坐标我们就可以赋值了

x,y,z=move(100,100,0,60,math.pi/3)
print(x,y,z)

其实完全可以使用一个对象接收

role=move(100,100,0,60,math.pi/3)
print(role)

效果和上面一样
关于参数，正确传参非常重要，pyrhon函数参数有默认参数、可变参数和关键字参数。
默认参数
定义时

def funame (x,y=2)
使用时可以，仅使用一个参数x,参数y将默认为2
funame(x)
如果使用funame(x,y)参数值将为传入值

默认参数降低了使用函数的难度，默认参数必须指向不变对象
可变参数传入参数的个数时可变的，我们首先想到将参数作为一个list传入 如:

def cal(numbers)
  x=0
  for n in numbers
    x+=sum(n)
  return (x)

但是要在使用前组装一个list或tulple
我们可以使用可变参数

def cal(*numbers)
  x=0
  for n in numbers
    x+=sum(n)
  return (x)

如果已经有一个list或者tuple，要调用一个可变参数怎么办？可以这样做：

nums = [1, 2, 3]
calc(nums[0], nums[1], nums[2])
=6

这种写法当然是可行的，问题是太繁琐，所以Python允许你在list或tuple前面加一个*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：

 nums = [1, 2, 3]
 calc(*nums)
=6

关键字参数可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。请看示例：

def person(name, age, **kw):
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)
函数person除了必选参数name和age外，还接受关键字参数kw。在调用该函数时，可以只传入必选参数
person('Michael', 30)
=name: Michael age: 30 other: {}
也可以传入任意个数的关键字参数：
person('Bob', 35, city='Beijing')
=name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
=name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}

关键字参数有什么用？它可以扩展函数的功能。比如，在person函数里，我们保证能接收到name和age这两个参数，但是，如果调用者愿意提供更多的参数，我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能，除了用户名和年龄是必填项外，其他都是可选项，利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。

5.python进阶

模块，我们之前导入过math模块（库）（包）

import math

import xxx后python将会找到包所在地址，并且编译，开销很大，但之后就可以直接使用它的函数，xxx.function()
例如引入

import random
ramdom.choice([1,2,3])
或者起别名
import random as ran
ran.choice([1,2,3])

另一种导入包的方式是 from 从某个模块中导入某个具体对象的复制

from xxx import function（）
from random import choice()
choice([1,2,3])

就可以
math时python提供的模块（库）（包，我们可以使用自己写的模块，也可以使用第三方模块
在Python中，安装第三方模块，是通过包管理工具pip完成的。
一般安装某个模块
直接使用pip install packagename
且慢，我们还有更好的办法
我们推荐使用的Anaconda，这是一个基于Python的数据处理和科学计算平台，它已经内置了许多非常有用的第三方库，我们装上Anaconda，就相当于把数十个第三方模块自动安装好了，非常简单易用。
直接在要装某模块的环境下

conda install packagename

即可