python3学习笔记(1) - 基础知识汇总

写在前面

最近2周在研究人脸识别相关的内容，做 poc 和 demo 的过程中，python 用得比较多的，由于没有进行系统的基础学习就直接上手写代码，接下来，有必要将基础知识系统性的梳理一遍，便于自己后续再使用 python 编码时，能够得心应手，不要那么的“野路子”。

1. 基础语法

1.1 编码

默认情况下，Python 3 源码文件以 UTF-8 编码，所有字符串都是 unicode 字符串。

# -*- coding: cp-1252 -*-

1.2 保留字

保留字即关键字，我们不能把它们用作任何标识符名称。Python 的标准库提供了一个 keyword 模块，可以输出当前版本的所有关键字：

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 
'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 
'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

1.3 注释

Python中单行注释以 # 开头，当然还有多行注释，见以下代码

# 第一个注释

'''
第二个注释
'''

"""
第三注释
"""

print ("Hello, Jason!")

1.4 行与缩进

python最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号 {} 。
缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。实例如下：

# 正确的例子
if True:
    print ("True")
else:
    print ("False")

# 错误的例子
if True:
    print ("True")
else:
  print ("False")    # 缩进不一致，会导致运行错误

1.5 多行语句

Python 通常是一行写完一条语句，但如果语句很长，我们可以使用反斜杠()来实现多行语句

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

在 [], {}, 或 () 中的多行语句，不需要使用反斜杠()

total = ['item_one', 'item_two', 'item_three',
        'item_four', 'item_five']

1.6 同一行显示多条语句

Python可以在同一行中使用多条语句，语句之间使用分号(;)分割

import sys; x = 'Hello'; sys.stdout.write(x + '\n')

1.7 多个语句构成代码组

if、while、def和class这样的复合语句，首行以关键字开始，以冒号( : )结束，该行之后的一行或多行代码构成代码组。

if expression : 
   suite
elif expression : 
   suite 
else : 
   suite

1.8 print 输出

print 默认输出是换行的，如果要实现不换行需要在变量末尾加上 end=""：

x="a"
y="b"
# 换行输出
print( x )
print( y )
 
print('---------')
# 不换行输出
print( x, end=" " )
print( y, end=" " )
print()

运行结果

a
b
---------
a b 

1.9 import 与 from…import

在 python 用 import 或者 from…import 来导入相应的模块。
将整个模块(somemodule)导入，格式为： import somemodule
从某个模块中导入某个函数,格式为： from somemodule import somefunction
从某个模块中导入多个函数,格式为： from somemodule import firstfunc, secondfunc, thirdfunc
将某个模块中的全部函数导入，格式为： from somemodule import *

from sys import argv,path  #  导入特定的成员

print('================python from import===================================')
print('path:',path) # 因为已经导入path成员，所以此处引用时不需要加sys.path

2. 基本数据类型

2.1 六个标准的数据类型

• Number（数字）
• String（字符串）
• List（列表）
• Tuple（元组）
• Set（集合）
• Dictionary（字典）

2.2 Number（数字）

支持 int、float、bool、complex（复数）

>>> a, b, c, d = 20, 5.5, True, 4+3j
>>> print(type(a), type(b), type(c), type(d))
<class 'int'> <class 'float'> <class 'bool'> <class 'complex'>

>>> a = 111
>>> isinstance(a, int)
True

2.2.1 数值运算

1、Python可以同时为多个变量赋值，如a, b = 1, 2。
2、一个变量可以通过赋值指向不同类型的对象。
3、数值的除法包含两个运算符：/ 返回一个浮点数，// 返回一个整数。
4、在混合计算时，Python会把整型转换成为浮点数。

>>>5 + 4  # 加法
9
>>> 4.3 - 2 # 减法
2.3
>>> 3 * 7  # 乘法
21
>>> 2 / 4  # 除法，得到一个浮点数
0.5
>>> 2 // 4 # 除法，得到一个整数
0
>>> 17 % 3 # 取余 
2
>>> 2 ** 5 # 乘方
32

2.2.2 数值类型实例

Python还支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型

2.3 String（字符串）

Python中的字符串用单引号 ’ 或双引号 " 括起来，同时使用反斜杠 \ 转义特殊字符。
字符串的截取的语法格式如下：
变量[头下标:尾下标]

str = 'JasonLi'
 
print (str)          # 输出字符串
print (str[0:-1])    # 输出第一个到倒数第二个的所有字符
print (str[0])       # 输出字符串第一个字符
print (str[2:5])     # 输出从第三个开始到第五个的字符
print (str[2:])      # 输出从第三个开始的后的所有字符
print (str * 2)      # 输出字符串两次
print (str + "TEST") # 连接字符串

输出结果

JasonLi
JasonL
J
son
sonLi
JasonLiJasonLi
JasonLiTEST

使用反斜杠()转义特殊字符，如果你不想让反斜杠发生转义，可以在字符串前面添加一个 r，表示原始字符串

>>> print('Jaso\nLi')
Jaso
Li
>>> print(r'Jaso\nLi')
Jaso\nLi

Tips :
1、反斜杠可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义。
2、字符串可以用+运算符连接在一起，用*运算符重复。
3、Python中的字符串有两种索引方式，从左往右以0开始，从右往左以-1开始。
4、Python中的字符串不能改变。

>>>word = 'Python'
>>> print(word[0], word[5])
P n
>>> print(word[-1], word[-6])
n P

2.4 List（列表）

列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。列表中元素的类型可以不相同，它支持数字，字符串甚至可以包含列表（所谓嵌套）。
列表是写在方括号 [ ] 之间、用逗号分隔开的元素列表。
可以被索引和截取，列表被截取后返回一个包含所需元素的新列表。

列表截取的语法格式：变量[头下标:尾下标]
索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。

代码示例

#!/usr/bin/python3

list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'jasonli', 70.2 ]
tinylist = [123, 'jasonli']

print (list)            # 输出完整列表
print (list[0])         # 输出列表第一个元素
print (list[1:3])       # 从第二个开始输出到第三个元素
print (list[2:])        # 输出从第三个元素开始的所有元素
print (tinylist * 2)    # 输出两次列表
print (list + tinylist) # 连接列表

输出结果

['abcd', 786, 2.23, 'jasonli', 70.2]
abcd
[786, 2.23]
[2.23, 'jasonli', 70.2]
[123, 'jasonli', 123, 'jasonli']
['abcd', 786, 2.23, 'jasonli', 70.2, 123, 'jasonli']

其他操作

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
print(a)

print(a[1:7:2]) # 注意尾端包含关系

a[2:5] = [7, 8, 9] # 将对应的元素值赋值，最左边为0位置，[2,5)
print(a)

for num in a:
    print(num)

运行结果

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
[1, 3, 5]
[0, 1, 7, 8, 9, 5, 6, 7]
0
1
7
8
9
5
6
7

2.5 tuple（元组）

元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号 () 里，元素之间用逗号隔开。

#!/usr/bin/python3
 
tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'jasonli', 70.2  )
tinytuple = (123, 'jasonli')
 
print (tuple)             # 输出完整元组
print (tuple[0])          # 输出元组的第一个元素
print (tuple[1:3])        # 输出从第二个元素开始到第三个元素
print (tuple[2:])         # 输出从第三个元素开始的所有元素
print (tinytuple * 2)     # 输出两次元组
print (tuple + tinytuple) # 连接元组

输出结果

('abcd', 786, 2.23, 'jasonli', 70.2)
abcd
(786, 2.23)
(2.23, 'jasonli', 70.2)
(123, 'jasonli', 123, 'jasonli')
('abcd', 786, 2.23, 'jasonli', 70.2, 123, 'jasonli')

额外语法规则

tup1 = ()    # 空元组
tup2 = (20,) # 一个元素，需要在元素后添加逗号

2.6 Set（集合）

集合（set）是由一个或数个形态各异的大小整体组成的，构成集合的事物或对象称作元素或是成员。
基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素。
可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

代码示例

#!/usr/bin/python3

student = {'Tom', 'Jim', 'Mary', 'Tom', 'Jack', 'Rose'}
print(student)   # 输出集合，重复的元素被自动去掉
# 成员测试
if 'Rose' in student :
    print('Rose 在集合中')
else :
    print('Rose 不在集合中')


# set可以进行集合运算
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a)
print(b)
print(a - b)     # a 和 b 的差集
print(a | b)     # a 和 b 的并集
print(a & b)     # a 和 b 的交集
print(a ^ b)     # a 和 b 中不同时存在的元素

输出结果

{'Rose', 'Jim', 'Tom', 'Mary', 'Jack'}
Rose 在集合中
{'b', 'r', 'd', 'c', 'a'}
{'m', 'l', 'c', 'a', 'z'}
{'d', 'b', 'r'}
{'b', 'r', 'm', 'd', 'l', 'c', 'a', 'z'}
{'a', 'c'}
{'m', 'b', 'r', 'l', 'z', 'd'}

2.7 Dictionary（字典）

列表是有序的对象集合，字典是无序的对象集合。两者之间的区别在于：字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。
字典是一种映射类型，字典用 { } 标识，它是一个无序的 键(key) : 值(value) 的集合。
键(key)必须使用不可变类型。

dict = {}
dict['key1'] = "value1"
dict[2]     = "value2"

tinydict = {'name': 'jasonli','code':1}

print (dict['key1'])      # 输出键为 'key1' 的值
print (dict[2])           # 输出键为 2 的值
print (tinydict)          # 输出完整的字典
print (tinydict.keys())   # 输出所有键
print (tinydict.values()) # 输出所有值

运行结果

value1
value2
{'name': 'jasonli', 'code': 1}
dict_keys(['name', 'code'])
dict_values(['jasonli', 1])

2.8 数据类型转换

函数	描述
int(x [,base])	将x转换为一个整数
float(x)	将x转换到一个浮点数
complex(real [,imag])	创建一个复数
str(x)	将对象 x 转换为字符串
repr(x)	将对象 x 转换为表达式字符串
eval(str)	用来计算在字符串中的有效Python表达式,并返回一个对象
tuple(s)	将序列 s 转换为一个元组
list(s)	将序列 s 转换为一个列表
set(s)	转换为可变集合
dict(d)	创建一个字典。d 必须是一个序列 (key,value)元组。
frozenset(s)	转换为不可变集合
chr(x)	将一个整数转换为一个字符
ord(x)	将一个字符转换为它的整数值
hex(x)	将一个整数转换为一个十六进制字符串
oct(x)	将一个整数转换为一个八进制字符串