DayDayUP_Python自学记录[1]_Python基础知识
0 基础知识
0.1 Python 标识符
在python里，标识符有字母、数字、下划线组成。
在python中，所有标识符可以包括英文、数字以及下划线（_），但不能以数字开头。
python中的标识符是区分大小写的。
以下划线开头的标识符是有特殊意义的。以单下划线开头（_foo）的代表不能直接访问的类属性，需通过类提供的接口进行访问，不能用”from xxx import *”而导入；
以双下划线开头的（foo）代表类的私有成员；以双下划线开头和结尾的（__foo）代表python里特殊方法专用的标识，如init（）代表类的构造函数。
0.2 Python保留字符
下面的列表显示了在Python中的保留字。这些保留字不能用作常数或变数，或任何其他标识符名称。
所有Python的关键字只包含小写字母。
and exec not
assert finally or
break for pass
class from print
continue global raise
def if return
del import try
elif in while
else is with
except lambda yield0.3 多行语句
Python语句中一般以新行作为为语句的结束符。
但是我们可以使用斜杠（ \）将一行的语句分为多行显示，如下所示：
total = item_one + \
item_two + \
item_three语句中包含[], {} 或 () 括号就不需要使用多行连接符。如下实例：
days = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday',
'Thursday', 'Friday']1 数据类型
计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器，因此，计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是，计算机能处理的远不止数值，还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据，不同的数据，需要定义不同的数据类型。在Python中，能够直接处理的数据类型有以下几种：
1.1 整数
Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在Python程序中，整数的表示方法和数学上的写法一模一样，例如：1，100，-8080，0，等等。
计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用0x前缀和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。
1.2 浮点数
浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，比如，1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮点数可以用数学写法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5，等等。
整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的，整数运算永远是精确的（除法难道也是精确的？是的！），而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。
1.3 字符串
字符串是以”或”“括起来的任意文本，比如’abc’，”xyz”等等。请注意，”或”“本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串’abc’只有a，b，c这3个字符。
1.4 布尔值
布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False，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。
and运算是与运算，只有所有都为 True，and运算结果才是 True。
or运算是或运算，只要其中有一个为 True，or 运算结果就是 True。
not运算是非运算，它是一个单目运算符，把 True 变成 False，False 变成 True。
1.5 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。
此外，Python还提供了列表、字典等多种数据类型，还允许创建自定义数据类型，
1.6 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。
基本的运算：
1 + 2 + 3 # ==> 6
4 * 5 - 6 # ==> 14
7.5 / 8 + 2.1 # ==> 3.0375
使用括号可以提升优先级，这和数学运算完全一致，注意只能使用小括号，但是括号可以嵌套很多层：
(1 + 2) * 3 # ==> 9
(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3)) # ==> 0.42145593869731807
和数学运算不同的地方是，Python的整数运算结果仍然是整数，浮点数运算结果仍然是浮点数：
1 + 2 # ==> 整数 3
1.0 + 2.0 # ==> 浮点数 3.0
但是整数和浮点数混合运算的结果就变成浮点数了：
1 + 2.0 # ==> 浮点数 3.0
为什么要区分整数运算和浮点数运算呢？这是因为整数运算的结果永远是精确的，而浮点数运算的结果不一定精确，因为计算机内存再大，也无法精确表示出无限循环小数，比如 0.1 换成二进制表示就是无限循环小数。
那整数的除法运算遇到除不尽的时候，结果难道不是浮点数吗？我们来试一下：
11 / 4 # ==> 2
令很多初学者惊讶的是，Python的整数除法，即使除不尽，结果仍然是整数，余数直接被扔掉。不过，Python提供了一个求余的运算 % 可以计算余数：
11 % 4 # ==> 3
如果我们要计算 11 / 4 的精确结果，按照“整数和浮点数混合运算的结果是浮点数”的法则，把两个数中的一个变成浮点数再运算就没问题了：
11.0 / 4 # ==> 2.75
1.7布尔类型
在Python中，布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算，请看下面的代码：
a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'
计算结果不是布尔类型，而是字符串 ‘a=T’，这是为什么呢？
因为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，所以：
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。
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。
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。
2 print语句
print语句可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出’hello, world’，用代码实现如下：
>>> print 'hello, world'注意：
1.当我们在Python交互式环境下编写代码时，>>>是Python解释器的提示符，不是代码的一部分。
2.当我们在文本编辑器中编写代码时，千万不要自己添加 >>>。
print语句也可以跟上多个字符串，用逗号“,”隔开，就可以连成一串输出：
>>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'
The quick brown fox jumps over the lazy dogprint会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格，因此，输出的字符串是这样拼起来的：
print也可以打印整数，或者计算结果：
>>> print 300
300 #运行结果
>>> print 100 + 200
300 #运行结果因此，我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点：
>>> print '100 + 200 =', 100 + 200
100 + 200 = 300 #运行结果注意: 对于100 + 200，Python解释器自动计算出结果300，但是，’100 + 200 =’是字符串而非数学公式，Python把它视为字符串，请自行解释上述打印结果。
print()格式化输出
- 格式
print(format(value,format_modifier))
print(format(value,’m,nf’)) - 说明
value：数值
format_modifier：格式字
m：输出占位符
n：精度
eg:
>>> print (format(12.3456,'6.2f'))
12.35
>>> print (format(12.3456,'6.9f'))
12.345600000
>>> print (format(0.3456,'.2%'))
34.56%
>>> print (format(0.3456,'3.2%'))
34.56%
>>> print (format(0.3456,'1.3%'))
34.560% 3 注释
任何时候，我们都可以给程序加上注释。注释是用来说明代码的，给自己或别人看，而程序运行的时候，Python解释器会直接忽略掉注释，所以，有没有注释不影响程序的执行结果，但是影响到别人能不能看懂你的代码。
Python的注释以 # 开头，后面的文字直到行尾都算注释
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。
4 变量
例如，对于方程式 y=x*x ，x就是变量。当x=2时，计算结果是4，当x=5时，计算结果是25。
只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。
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，例如：
a = 123 # a是整数
print a
a = 'imooc' # a变为字符串
print a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。
静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。例如Java是静态语言，赋值语句如下（// 表示注释）：
int a = 123; // a是整数类型变量
a = “mooc”; // 错误：不能把字符串赋给整型变量
和静态语言相比，动态语言更灵活，就是这个原因。
请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码：
x = 10
x = x + 2如果从数学上理解x = x + 2那无论如何是不成立的，在程序中，赋值语句先计算右侧的表达式x + 2，得到结果12，再赋给变量x。由于x之前的值是10，重新赋值后，x的值变成12。
最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：a = ‘ABC’时，Python解释器干了两件事情：
在内存中创建了一个’ABC’的字符串；
在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向’ABC’。
也可以把一个变量a赋值给另一个变量b，这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据，例如下面的代码：
a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print b最后一行打印出变量b的内容到底是’ABC’呢还是’XYZ’？如果从数学意义上理解，就会错误地得出b和a相同，也应该是’XYZ’，但实际上b的值是’ABC’，让我们一行一行地执行代码，就可以看到到底发生了什么事：
执行a = ‘ABC’，解释器创建了字符串 ‘ABC’和变量 a，并把a指向 ‘ABC’：
执行b = a，解释器创建了变量 b，并把b指向 a 指向的字符串’ABC’：
执行a = ‘XYZ’，解释器创建了字符串’XYZ’，并把a的指向改为’XYZ’，但b并没有更
所以，最后打印变量b的结果自然是’ABC’了。
6 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（为什么？）
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：
r'''Python is created by "Guido".
It is free and easy to learn
Let's start learn Python in imooc!'''
7 Unicode字符串
字符串还有一个编码问题。
因为计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），0 - 255被用来表示大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母 A 的编码是65，小写字母 z 的编码是122。
如果要表示中文，显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。
类似的，日文和韩文等其他语言也有这个问题。为了统一所有文字的编码，Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。
Unicode通常用两个字节表示一个字符，原有的英文编码从单字节变成双字节，只需要把高字节全部填为0就可以。
因为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早，所以最早的Python只支持ASCII编码，普通的字符串’ABC’在Python内部都是ASCII编码的。
Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u’…’表示，比如：
print u'中文'
中文
注意: 不加 u ，中文就不能正常显示。
Unicode字符串除了多了一个 u 之外，与普通字符串没啥区别，转义字符和多行表示法仍然有效：
转义：
u'中文\n日文\n韩文'
多行：
u'''第一行
第二行'''
raw+多行：
ur'''Python的Unicode字符串支持"中文",
"日文",
"韩文"等多种语言'''
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 -*-
目的是告诉Python解释器，用UTF-8编码读取源代码。然后用Notepad++ 另存为… 并选择UTF-8格式保存。
8 list 和Tuple 类型
8.1 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 = []
8.2 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
要打印第二名同学的名字，用 L[1]:
>>> print L[1]
Lisa
要打印第三名同学的名字，用 L[2]:
>>> print L[2]
Bart
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。
8.3 倒序访问list
我们还是用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学：
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
这时，老师说，请分数最低的同学站出来。
要写代码完成这个任务，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
有没有更简单的方法？
有！
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
Bart同学表示躺枪。
类似的，倒数第二用 -2 表示，倒数第三用 -3 表示，倒数第四用 -4 表示：
>>> print L[-2]
Lisa
>>> print L[-3]
Adam
>>> print L[-4]
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
IndexError: list index out of range
L[-4] 报错了，因为倒数第四不存在，一共只有3个元素。
使用倒序索引时，也要注意不要越界。
8.4 添加新元素
现在，班里有3名同学：
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
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？
第一个办法是用 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 Paul 同学表示自己总是考满分，要求添加到第一的位置，怎么办？
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']
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。
8.5 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']
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']
8.6 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，我们可以先把Bart删掉，再把Paul添加进来。
另一个办法是直接用Paul把Bart给替换掉：
>>> 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'
8.7 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，不信可以试试：
>>> t[0] = 'Paul'
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
8.8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。
包含多个元素的 tuple，前面我们已经创建过了。
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 呢？来试试：
>>> 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：
8.9 “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'])
不是说tuple一旦定义后就不可变了吗？怎么现在又变了？
别急，我们先看看定义的时候tuple包含的3个元素：
当我们把list的元素’A’和’B’修改为’X’和’Y’后，tuple变为：
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。