python-人工智能基础

华为泰克人工智能实训教程

Python 基础语法

01. 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。 当然你也可以为源码文件指定不同的编码：
# -*- coding: gbk -*-
上述定义允许在源文件中使用 Windows中的简体中文字符编码，对应适合语言为非unicode的简体中文。

02. 标识符

• 第一个字符必须是字母表中字母或下划线 _ 。
• 标识符的其他的部分由字母、数字和下划线组成。
• 标识符对大小写敏感。

在 Python 3 中，非 ASCII 标识符也是允许的了。

03. python保留字

保留字也称关键字，在程序中不能把它们用作标识符。Python 的标准库提供 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']

04. 注释

Python中单行注释以 # 开头，实例如下：

实例

#!/usr/bin/python3
# 上一行表示在命令行直接执行Python文件时所调用的Python解释器
print ("Hello, Python!")# 打印输出字符串

执行以上代码，输出结果为：

Hello, Python!

多行注释可以用多个#号，还有'''和"""：

实例

#!/usr/bin/python3

# 第一个注释
# 第二个注释

'''
第三注释
第四注释
'''

"""
第五注释
第六注释
"""
print ("Hello, Python!")

执行以上代码，输出结果为：

Hello,  Python!

05. 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：

实例

if True:
    print ("True")
else:
    print ("False")

以下代码最后一行语句缩进数的空格数不一致，会导致运行错误：

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

以上程序由于缩进不一致，执行后会出现类似以下错误：

print  ("False")# 缩进不一致，会导致运行错误
                                   ^
IndentationError: unindent does not match any outer indentation level

06. 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，例如：

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

在[]，{}，或()中的多行语句，不需要使用反斜杠\，例如：

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

07. 空行

函数之间或类的方法之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔，以突出函数入口的开始。

空行与代码缩进不同，空行并不是Python语法的一部分。书写时不插入空行，Python解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码，便于日后代码的维护或重构。

**记住：**空行也是程序代码的一部分。

08. 等待用户输入

执行下面的程序在按回车键后就会等待用户输入：

实例

#!/usr/bin/python3
input("\n\n按下 enter 键后退出。")

以上代码中 ，"\n\n"在结果输出前会输出两个新的空行（输出中的空行）。

一旦用户按下Enter键时，程序将退出。

09. 同一行显示多条语句(不建议使用此类语法)

Python可以在同一行中使用多条语句，语句之间使用分号(;)分割，以下是一个简单的实例：

实例

#!/usr/bin/python3
 
import sys; x = 'TechLab'; sys.stdout.write(x + '\n')

执行以上代码，输出结果为：

TechLab

10. 多个语句构成代码组

缩进相同的一组语句构成一个代码块，我们称之代码组。

像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。

我们将首行及后面的代码组称为一个子句(clause)。

如下实例：

if expression : 
   suite
elif expression : 
   suite 
else : 
   suite

11. 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=""：

实例

#!/usr/bin/python3
 
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()

以上实例执行结果为：

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

12. 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（相当于导入的是一个文件夹，是个相对路径），格式为：
import somemodule
从某个模块中导入某个函数（相当于导入的是一个文件夹中的文件，是个绝对路径）,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 *

导入 sys 模块

import sys
print('================Python import mode==========================')
print('命令行参数为:')
for i in sys.argv:
    print(i)
print('Python 路径为:',sys.path)

导入 sys 模块的 argv,path 成员

from sys import argv, path  # 导入特定的成员

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

Python基本数据类型

Python 中的变量不需要声明。每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建。
在 Python 中，变量就是变量，它没有类型，我们所说的"类型"是变量所指的内存中对象的类型。
等号=用来给变量赋值。
等号=运算符左边是一个变量名,等号=运算符右边是存储在变量中的值。例如：

实例

#!/usr/bin/python3
 
counter = 100          # 整型变量
miles   = 1000.0       # 浮点型变量
name    = "PythonTest"     # 字符串
 
print (counter)
print (miles)
print (name)

执行以上程序会输出如下结果：

100
1000.0
PythonTest

多个变量赋值

Python允许你同时为多个变量赋值。例如：

a = b = c =  1

以上实例，创建一个整型对象，值为 1，三个变量都指向同一个内存位置。
您也可以为多个对象指定多个变量。例如：

a, b, c = 1, 2, "PythonTest"

以上实例，两个整型对象 1 和 2 的分配给变量 a 和 b，字符串对象 “PythonTest” 分配给变量 c。

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01. 标准数据类型

Python3 中有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）

Python3 的六个标准数据类型中：

• **不可变数据（3 个）：**Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）；

• **可变数据（3 个）：**List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）。

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02. Number（数字）

Python3 支持 int、float、bool、complex（复数）。
在Python 3里，只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 Python2 中的 Long。
像大多数语言一样，数值类型的赋值和计算都是很直观的。
内置的 type() 函数可以用来查询变量所指的对象类型。

>>> 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'>

此外还可以用 isinstance 来判断：

实例

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

isinstance 和 type 的区别在于：

class A:
    pass

class B(A):
    pass

isinstance(A(), A)  # returns True
type(A()) == A      # returns True
isinstance(B(), A)    # returns True
type(B()) == A        # returns False

区别就是:

• type()不会认为子类是一种父类类型。
• isinstance()会认为子类是一种父类类型。

注意：

• 在 Python2 中是没有布尔型的，它用数字 0 表示 False，用 1 表示 True。
• 到 Python3 中，把 True 和 False 定义成关键字了，但它们的值还是 1 和 0，它们可以和数字相加。

当你指定一个值时，Number 对象就会被创建：

var1 = 1
var2 = 10

也可以使用del语句删除一些对象引用。
del语句的语法是：

del var1[,var2[,var3[....,varN]]]

可以通过使用del语句删除单个或多个对象。例如：

del var
del var_a, var_b

数值运算

实例：

>>>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

注意：

• 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。

数值类型实例

int	float	complex
10	0.0	3.14j
100	15.20	45.j
-786	-21.9	9.322e-36j
080	32.3e+18	.876j
-0490	-90.	-.6545+0J
-0x260	-32.54e100	3e+26J
0x69	70.2E-12	4.53e-7j

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

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03. 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]

索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。
加号 (+) 是字符串的连接符， 星号 (*) 表示复制当前字符串，紧跟的数字为复制的次数。实例如下：

实例

#!/usr/bin/python3
 
str = 'PythonTest'
 
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

执行以上程序会输出如下结果：

PythonTest
PythonTes
P
tho
thonTest
PythonTestPythonTest
PythonTestTEST

Python 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('Python\nTest')
Python
Test
>>> print(r'Python\nTest')
Python\nTest

另外，反斜杠 \ 可以作为续行符，表示下一行是上一行的延续。也可以使用 """...""" 或者 '''...''' 跨越多行。

注意，Python 没有单独的字符类型，一个字符就是长度为1的字符串。

实例

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

与 C 字符串不同的是，Python 字符串不能被改变。向一个索引位置赋值，比如word[0] = 'm’会导致错误。

注意：

• 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。

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04. List（列表）

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。
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。
和字符串一样，列表同样可以被索引和截取，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如下：

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。
加号+是列表连接运算符，星号*是重复操作。如下实例：

实例

#!/usr/bin/python3
 
list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'PythonTest', 70.2 ]
tinylist = [123, 'PythonTest']
 
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

以上实例输出结果：

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

与Python字符串不一样的是，列表中的元素是可以改变的：

实例

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> a[0] = 9
>>> a[2:5] = [13, 14, 15]
>>> a
[9, 2, 13, 14, 15, 6]
>>> a[2:5] = []   # 将对应的元素值设置为 [] 
>>> a
[9, 2, 6]

List内置了有很多方法，例如append()、pop()等等，这在后面会讲到。

注意：

• 1、List写在方括号之间，元素用逗号隔开。
• 2、和字符串一样，list可以被索引和切片。
• 3、List可以使用+操作符进行拼接。
• 4、List中的元素是可以改变的。

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05. 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。
元组中的元素类型也可以不相同：

实例

#!/usr/bin/python3
 
tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'PythonTest', 70.2  )
tinytuple = (123, 'PythonTest')
 
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

以上实例输出结果：

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

元组与字符串类似，可以被索引且下标索引从0开始，-1 为从末尾开始的位置。也可以进行截取（看上面，这里不再赘述）
其实，可以把字符串看作一种特殊的元组。

实例

>>> tup = (1, 2, 3, 4, 5, 6)
>>> print(tup[0])
1
>>> print(tup[1:5])
(2, 3, 4, 5)
>>> tup[0] = 11  # 修改元组元素的操作是非法的
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

虽然tuple的元素不可改变，但它可以包含可变的对象，比如list列表。
构造包含 0 个或 1 个元素的元组比较特殊，所以有一些额外的语法规则：

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

string、list和tuple都属于sequence（序列）。

注意：

• 与字符串一样，元组的元素不能修改。
• 元组也可以被索引和切片，方法一样。
• 注意构造包含0或1个元素的元组的特殊语法规则。
• 元组也可以使用+操作符进行拼接。

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06. Set（集合）

集合（set）是一个无序不重复元素的序列。

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。

创建格式：

parameter = {value01,value02,...}
# 或者
set(value)

实例

#!/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(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

以上实例输出结果：

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

---

07. Dictionary（字典）

字典（dictionary）是Python中另一个非常有用的内置数据类型。
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)**对集合。
键(key)必须使用不可变类型。
在同一个字典中，键(key)必须是唯一的。

实例

#!/usr/bin/python3
 
dict = {}
dict['one'] = "1 - PythonTutorial"
dict[2]     = "2 - Python教程"
 
tinydict = {'name': 'Python','code':1, 'site': 'www.python.org'}
 
 
print (dict['one'])       # 输出键为 'one' 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

以上实例输出结果：

1 - PythonTutorial
2 - Python教程
{'name': 'Python', 'code': 1, 'site': 'www.python.org'}
dict_keys(['name', 'code', 'site'])
dict_values(['Python', 1, 'www.python.org'])

构造函数 dict() 可以直接从键值对序列中构建字典如下：

实例

>>> dict([('TechLab', 1), ('Huawei', 2), ('Python', 3)])
{'Huawei': 2, 'Python': 3, 'TechLab': 1}
 
>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}
 
>>> dict(TechLab=1, Huawei=2, Python=3)
dict(TechLab=1, Huawei=2, Python=3)

另外，字典类型也有一些内置的函数，例如clear()、keys()、values()等。

注意：

• 1、字典是一种映射类型，它的元素是键值对。
• 2、字典的关键字必须为不可变类型，且不能重复。
• 3、创建空字典使用 {}。

---

08. Python数据类型转换

有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可。

以下几个内置的函数可以执行数据类型之间的转换。这些函数返回一个新的对象，表示转换的值。

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

Python运算符

什么是运算符？

本章节主要说明Python的运算符。举个简单的例子 4 +5 = 9 。 例子中，4 和 5 被称为操作数，"+" 称为运算符。

Python语言支持以下类型的运算符:

• 算术运算符
• 比较（关系）运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符
• 位运算符
• 成员运算符
• 身份运算符
• 运算符优先级

接下来让我们一个个来学习Python的运算符。

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Python算术运算符

以下假设变量a为10，变量b为21：

运算符	描述	实例
+	加 - 两个对象相加	a + b 输出结果 31
-	减 - 得到负数或是一个数减去另一个数	a - b 输出结果 -11
*	乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串	a * b 输出结果 210
/	除 - x 除以 y	b / a 输出结果 2.1
%	取模 - 返回除法的余数	b % a 输出结果 1
**	幂 - 返回x的y次幂	a**b 为10的21次方
//	取整除 - 返回商的整数部分	9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0

以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 21
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print ("1 - c 的值为：", c)
 
c = a - b
print ("2 - c 的值为：", c)
 
c = a * b
print ("3 - c 的值为：", c)
 
c = a / b
print ("4 - c 的值为：", c)
 
c = a % b
print ("5 - c 的值为：", c)
 
# 修改变量 a 、b 、c
a = 2
b = 3
c = a**b 
print ("6 - c 的值为：", c)
 
a = 10
b = 5
c = a//b 
print ("7 - c 的值为：", c)

以上实例输出结果：

1 - c 的值为： 31
2 - c 的值为： 11
3 - c 的值为： 210
4 - c 的值为： 2.1
5 - c 的值为： 1
6 - c 的值为： 8
7 - c 的值为： 2

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Python比较运算符

以下假设变量a为10，变量b为20：

运算符	描述	实例
==	等于 - 比较对象是否相等	(a == b) 返回 False。
!=	不等于 - 比较两个对象是否不相等	(a != b) 返回 True。
>	大于 - 返回x是否大于y	(a > b) 返回 False。
<	小于 - 返回x是否小于y。所有比较运算符返回1表示真，返回0表示假。这分别与特殊的变量True和False等价。注意，这些变量名的大写。	(a < b) 返回 True。
>=	大于等于 - 返回x是否大于等于y。	(a >= b) 返回 False。
<=	小于等于 - 返回x是否小于等于y。	(a <= b) 返回 True。

以下实例演示了Python所有比较运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 21
b = 10
c = 0
 
if ( a == b ):
   print ("1 - a 等于 b")
else:
   print ("1 - a 不等于 b")
 
if ( a != b ):
   print ("2 - a 不等于 b")
else:
   print ("2 - a 等于 b")
 
if ( a < b ):
   print ("3 - a 小于 b")
else:
   print ("3 - a 大于等于 b")
 
if ( a > b ):
   print ("4 - a 大于 b")
else:
   print ("4 - a 小于等于 b")
 
# 修改变量 a 和 b 的值
a = 5;
b = 20;
if ( a <= b ):
   print ("5 - a 小于等于 b")
else:
   print ("5 - a 大于  b")
 
if ( b >= a ):
   print ("6 - b 大于等于 a")
else:
   print ("6 - b 小于 a")

以上实例输出结果：

1 - a 不等于 b
2 - a 不等于 b
3 - a 大于等于 b
4 - a 大于 b
5 - a 小于等于 b
6 - b 大于等于 a

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Python赋值运算符

以下假设变量a为10，变量b为20：

运算符	描述	实例
=	简单的赋值运算符	c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+=	加法赋值运算符	c += a 等效于 c = c + a
-=	减法赋值运算符	c -= a 等效于 c = c - a
*=	乘法赋值运算符	c *= a 等效于 c = c * a
/=	除法赋值运算符	c /= a 等效于 c = c / a
%=	取模赋值运算符	c %= a 等效于 c = c % a
**=	幂赋值运算符	c **= a 等效于 c = c ** a
//=	取整除赋值运算符	c //= a 等效于 c = c // a

以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 21
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print ("1 - c 的值为：", c)
 
c += a
print ("2 - c 的值为：", c)
 
c *= a
print ("3 - c 的值为：", c)
 
c /= a 
print ("4 - c 的值为：", c)
 
c = 2
c %= a
print ("5 - c 的值为：", c)
 
c **= a
print ("6 - c 的值为：", c)
 
c //= a
print ("7 - c 的值为：", c)

以上实例输出结果：

1 - c 的值为： 31
2 - c 的值为： 52
3 - c 的值为： 1092
4 - c 的值为： 52.0
5 - c 的值为： 2
6 - c 的值为： 2097152
7 - c 的值为： 99864

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Python位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下：

下表中变量 a 为 60，b 为 13二进制格式如下：

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 1100 0011

运算符	描述	实例
&	按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0	(a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100
|	按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。	(a | b) 输出结果 61 ，二进制解释： 0011 1101
^	按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1	(a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001
~	按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。~x 类似于 -x-1	(~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。
<<	左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。	a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000
>>	右移动运算符：把">>“左边的运算数的各二进位全部右移若干位，”>>"右边的数指定移动的位数	a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111

以下实例演示了Python所有位运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a & b;        # 12 = 0000 1100
print ("1 - c 的值为：", c)
 
c = a | b;        # 61 = 0011 1101 
print ("2 - c 的值为：", c)
 
c = a ^ b;        # 49 = 0011 0001
print ("3 - c 的值为：", c)
 
c = ~a;           # -61 = 1100 0011
print ("4 - c 的值为：", c)
 
c = a << 2;       # 240 = 1111 0000
print ("5 - c 的值为：", c)
 
c = a >> 2;       # 15 = 0000 1111
print ("6 - c 的值为：", c)

以上实例输出结果：

1 - c 的值为： 12
2 - c 的值为： 61
3 - c 的值为： 49
4 - c 的值为： -61
5 - c 的值为： 240
6 - c 的值为： 15

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Python逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符，以下假设变量 a 为 10, b为 20:

运算符	逻辑表达式	描述	实例
and	x and y	布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y 的计算值。	(a and b) 返回 20。
or	x or y	布尔"或" - 如果 x 是 True，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。	(a or b) 返回 10。
not	not x	布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。	not(a and b) 返回 False

以上实例输出结果：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 10
b = 20
 
if ( a and b ):
   print ("1 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
   print ("1 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")
 
if ( a or b ):
   print ("2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
else:
   print ("2 - 变量 a 和 b 都不为 true")
 
# 修改变量 a 的值
a = 0
if ( a and b ):
   print ("3 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
   print ("3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")
 
if ( a or b ):
   print ("4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
else:
   print ("4 - 变量 a 和 b 都不为 true")
 
if not( a and b ):
   print ("5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false")
else:
   print ("5 - 变量 a 和 b 都为 true")

以上实例输出结果：

1 - 变量 a 和 b 都为 true
2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true
3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true
4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true
5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false

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Python成员运算符

除了以上的一些运算符之外，Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。

运算符	描述	实例
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。	x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in	如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。	x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。

以下实例演示了Python所有成员运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ];
 
if ( a in list ):
   print ("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
 
if ( b not in list ):
   print ("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中")
 
# 修改变量 a 的值
a = 2
if ( a in list ):
   print ("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")

以上实例输出结果：

1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中

---

Python身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

运算符	描述	实例
is	is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象	x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False
is not	is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象	x is not y ， 类似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False。

注： id() 函数用于获取对象内存地址。

以下实例演示了Python所有身份运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 20
b = 20
 
if ( a is b ):
   print ("1 - a 和 b 有相同的标识")
else:
   print ("1 - a 和 b 没有相同的标识")
 
if ( id(a) == id(b) ):
   print ("2 - a 和 b 有相同的标识")
else:
   print ("2 - a 和 b 没有相同的标识")
 
# 修改变量 b 的值
b = 30
if ( a is b ):
   print ("3 - a 和 b 有相同的标识")
else:
   print ("3 - a 和 b 没有相同的标识")
 
if ( a is not b ):
   print ("4 - a 和 b 没有相同的标识")
else:
   print ("4 - a 和 b 有相同的标识")

以上实例输出结果：

1 - a 和 b 有相同的标识
2 - a 和 b 有相同的标识
3 - a 和 b 没有相同的标识
4 - a 和 b 没有相同的标识

is 与 == 区别：

is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个， == 用于判断引用变量的值是否相等。

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Python运算符优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符：

运算符	描述
**	指数 (最高优先级)
~ + -	按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@)
* / % //	乘，除，取模和取整除
+ -	加法减法
>> <<	右移，左移运算符
&	位 ‘AND’
^ |	位运算符
<= < > >=	比较运算符
<> == !=	等于运算符
= %= /= //= -= += *= **=	赋值运算符
is is not	身份运算符
in not in	成员运算符
and or not	逻辑运算符

以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作：

实例

#!/usr/bin/python3
 
a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = 0
 
e = (a + b) * c / d       #( 30 * 15 ) / 5
print ("(a + b) * c / d 运算结果为：",  e)
 
e = ((a + b) * c) / d     # (30 * 15 ) / 5
print ("((a + b) * c) / d 运算结果为：",  e)
 
e = (a + b) * (c / d);    # (30) * (15/5)
print ("(a + b) * (c / d) 运算结果为：",  e)
 
e = a + (b * c) / d;      #  20 + (150/5)
print ("a + (b * c) / d 运算结果为：",  e)

以上实例输出结果：

(a + b) * c / d 运算结果为： 90.0
((a + b) * c) / d 运算结果为： 90.0
(a + b) * (c / d) 运算结果为： 90.0
a + (b * c) / d 运算结果为： 50.0

Python 条件控制

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:

---

if 语句

Python中if语句的一般形式如下所示：

if condition_1:
    statement_block_1
elif condition_2:
    statement_block_2
else:
    statement_block_3

• 如果 “condition_1” 为 True 将执行 “statement_block_1” 块语句
• 如果 “condition_1” 为False，将判断 “condition_2”
• 如果"condition_2" 为 True 将执行 “statement_block_2” 块语句
• 如果 “condition_2” 为False，将执行"statement_block_3"块语句

Python 中用 elif 代替了 else if，所以if语句的关键字为：if – elif – else。

注意：

• 1、每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
• 2、使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
• 3、在Python中没有switch – case语句。

实例

以下是一个简单的 if 实例：

#!/usr/bin/python3
 
var1 = 100
if var1:
    print ("1 - if 表达式条件为 true")
    print (var1)
 
var2 = 0
if var2:
    print ("2 - if 表达式条件为 true")
    print (var2)
print ("Good bye!")

执行以上代码，输出结果为：

1 - if 表达式条件为 true
100
Good bye!

从结果可以看到由于变量 var2 为 0，所以对应的 if 内的语句没有执行。

以下实例演示了狗的年龄计算判断：

实例

#!/usr/bin/python3
 
age = int(input("请输入你家狗狗的年龄: "))
print("")
if age < 0:
    print("输入错误!")
elif age == 1:
    print("相当于 14 岁的人。")
elif age == 2:
    print("相当于 22 岁的人。")
elif age > 2:
    human = 22 + (age -2)*5
    print("对应人类年龄: ", human)
 
### 退出提示
input("点击 enter 键退出")

将以上脚本保存在dog.py文件中，并执行该脚本：

$ python3 dog.py 
请输入你家狗狗的年龄: 1

相当于 14 岁的人。
点击 enter 键退出

以下为if中常用的操作运算符:

操作符	描述
<	小于
<=	小于或等于
>	大于
>=	大于或等于
==	等于，比较对象是否相等
!=	不等于

实例

#!/usr/bin/python3
 
# 程序演示了 == 操作符
# 使用数字
print(5 == 6)
# 使用变量
x = 5
y = 8
print(x == y)

以上实例输出结果：

False
False

high_low.py文件演示了数字的比较运算：

实例

#!/usr/bin/python3 
 
# 该实例演示了数字猜谜游戏
number = 7
guess = -1
print("数字猜谜游戏!")
while guess != number:
    guess = int(input("请输入你猜的数字："))
 
    if guess == number:
        print("恭喜，你猜对了！")
    elif guess < number:
        print("猜的数字小了...")
    elif guess > number:
        print("猜的数字大了...")

执行以上脚本，实例输出结果如下：

$ python high_low.py 
数字猜谜游戏!
请输入你猜的数字：1
猜的数字小了...
请输入你猜的数字：9
猜的数字大了...
请输入你猜的数字：7
恭喜，你猜对了！

---

if 嵌套

在嵌套 if 语句中，可以把 if…elif…else 结构放在另外一个 if…elif…else 结构中。

if 表达式1:
    语句
    if 表达式2:
        语句
    elif 表达式3:
        语句
    else:
        语句
elif 表达式4:
    语句
else:
    语句

实例

# !/usr/bin/python3
 
num=int(input("输入一个数字："))
if num % 2 == 0:
    if num % 3 == 0:
        print ("你输入的数字可以整除 2 和 3")
    else:
        print ("你输入的数字可以整除 2，但不能整除 3")
else:
    if num % 3 == 0:
        print ("你输入的数字可以整除 3，但不能整除 2")
    else:
        print  ("你输入的数字不能整除 2 和 3")

将以上程序保存到 test.py 文件中，执行后输出结果为：

$ python test.py 
输入一个数字：6
你输入的数字可以整除 2 和 3

Python3 循环语句

Python中的循环语句有 for 和 while。
Python循环语句的控制结构图如下所示：

---

while 循环

Python中while语句的一般形式：

while 判断条件：
    语句

同样需要注意冒号和缩进。另外，在Python中没有do…while循环。

以下实例使用了 while 来计算 1 到 100 的总和：

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-
 
n = 100
 
sum = 0
counter = 1
while counter <= n:
    sum = sum + counter
    counter += 1
 
print("1 到 %d 之和为: %d" % (n,sum))

执行结果如下：

1 到 100 之和为: 5050

无限循环

我们可以通过设置条件表达式永远不为 false 来实现无限循环，实例如下：

实例

#!/usr/bin/python3
 
var = 1
while var == 1 :  # 表达式永远为 true
   num = int(input("输入一个数字  :"))
   print ("你输入的数字是: ", num)
 
print ("Good bye!")

执行以上脚本，输出结果如下：

输入一个数字  :5
你输入的数字是:  5
输入一个数字  :

你可以使用 CTRL+Z 来退出当前的无限循环。

无限循环在服务器上客户端的实时请求非常有用。

while 循环使用 else 语句

在 while … else 在条件语句为 false 时执行 else 的语句块：

实例

#!/usr/bin/python3
 
count = 0
while count < 5:
   print (count, " 小于 5")
   count = count + 1
else:
   print (count, " 大于或等于 5")

执行以上脚本，输出结果如下：

0  小于 5
1  小于 5
2  小于 5
3  小于 5
4  小于 5
5  大于或等于 5

简单语句组

类似if语句的语法，如果你的while循环体中只有一条语句，你可以将该语句与while写在同一行中， 如下所示：

实例

#!/usr/bin/python
 
flag = 1
 
while (flag): print ('Python Tutorial!')
 
print ("Good bye!")

**注意：**以上的无限循环你可以使用 CTRL+Z 来中断循环。

执行以上脚本，输出结果如下：

Python Tutorial!
Python Tutorial!
Python Tutorial!
Python Tutorial!
Python Tutorial!
Python Tutorial!
Python Tutorial!
Python Tutorial!
……

---

for 语句

Python for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。

for循环的一般格式如下：

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

Python loop循环实例：

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

languages = ["C", "C++", "Java", "Python"] 
for x in languages:
    print (x)

输出结果：

C
C++
Java
Python

以下 for 实例中使用了 break 语句，break 语句用于跳出当前循环体：

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

sites = ["Baidu", "Google", "Huawei"]
for site in sites:
    if site == "Huawei":
        print("华为！")
        break
    print("循环数据 " + site)
else:
    print("没有循环数据!")
print("完成循环!")

执行脚本后，在循环到 "TechLab"时会跳出循环体：

循环数据 Baidu
循环数据 Google
华为！
完成循环!

---

range()函数

如果需要遍历数字序列，可以使用内置range()函数。它会生成数列，例如:

实例

>>>for i in range(5):
			       print(i)
0
1
2
3
4

也可以使用range指定区间的值：

实例

>>>for i in range(5,9) :
       print(i)


5
6
7
8

也可以使range以指定数字开始并指定不同的增量(甚至可以是负数，有时这也叫做’步长’):

实例

>>>for i in range(0, 10, 3) :
       print(i)
 
    
0
3
6
9

负数：

实例

>>>for i in range(-10, -100, -30) :
       print(i)
 
    
-10
-40
-70

您可以结合range()和len()函数以遍历一个序列的索引,如下所示:

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-
    
a = ['Google', 'Baidu', 'Huawei', 'Alibaba', 'Tencent']

for i in range(len(a)):
    print(i, a[i])

输出结果：

0 Google
1 Baidu
2 Huawei
3 Alibaba
4 Tencent

还可以使用range()函数来创建一个列表：

实例

>>>list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

---

break和continue语句及循环中的else子句

break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。如果你从 for 或 while 循环中终止，任何对应的循环 else 块将不执行。 实例如下：

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-
 
for letter in 'PythonTutorial':     # 第一个实例
    if letter == 'T':
        break
    print ('当前字母为 :', letter)
  
var = 11                    # 第二个实例
while var > 0:              
    print ('当期变量值为 :', var)
    var -= 3
    if var == 5:
        break
else:
    print(var)
print ("Good bye!")

执行以上脚本输出结果为：

当前字母为 : P
当前字母为 : y
当前字母为 : t
当前字母为 : h
当前字母为 : o
当前字母为 : n
当期变量值为 : 11
当期变量值为 : 8
Good bye!

continue语句被用来告诉Python跳过当前循环块中的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

for letter in 'Huawei':  # 第一个实例
    if letter == 'a':  # 字母为 a 时跳过输出
        continue
    print('当前字母 :', letter)

var = 10  # 第二个实例
while var > 0:
    var = var - 1
    if var == 5:  # 变量为 5 时跳过输出
        continue
    print('当前变量值 :', var)
print("Good bye!")

执行以上脚本输出结果为：

当前字母 : H
当前字母 : u
当前字母 : w
当前字母 : e
当前字母 : i
当前变量值 : 9
当前变量值 : 8
当前变量值 : 7
当前变量值 : 6
当前变量值 : 4
当前变量值 : 3
当前变量值 : 2
当前变量值 : 1
当前变量值 : 0
Good bye!

循环语句可以有 else 子句，它在穷尽列表(以for循环)或条件变为 false (以while循环)导致循环终止时被执行,但循环被break终止时不执行。

如下实例用于查询质数的循环例子:

实例

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-
 
for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, '等于', x, '*', n//x)
            break
    else:
        # 循环中没有找到元素
        print(n, ' 是质数')

执行以上脚本输出结果为：

2  是质数
3  是质数
4 等于 2 * 2
5  是质数
6 等于 2 * 3
7  是质数
8 等于 2 * 4
9 等于 3 * 3

---

pass 语句

Python pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句，如下实例

实例

>>>while True:
...     pass  # 等待键盘中断 (Ctrl+C)

最小的类:

实例

>>>class MyEmptyClass:
...     pass

以下实例在字母为 a 时 执行 pass 语句块:

实例

#!/usr/bin/python3

for letter in 'PythonTutorial':
    if letter == 'T':
        pass
        print('执行 pass 块')
        continue
    print('当前字母 :', letter)

print("Good bye!")

执行以上脚本输出结果为：

当前字母 : P
当前字母 : y
当前字母 : t
当前字母 : h
当前字母 : o
当前字母 : n
执行 pass 块
当前字母 : u
当前字母 : t
当前字母 : o
当前字母 : r
当前字母 : i
当前字母 : a
当前字母 : l
Good bye!

Python 函数

函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数，比如print()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

定义一个函数

你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

• 函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号 ()。
• 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间，圆括号之间可以用于定义参数。
• 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
• 函数内容以冒号起始，并且缩进。
• return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None。

语法

Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：

def 函数名(参数列表):
    函数体

默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。

实例：

使用函数来输出"Hello World！"：

def hello():
	print("Hello World!")

hello()# Hello World!

更复杂点的应用，函数中带上参数变量:

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 计算面积函数
def area(width, height):
    return width * height


def print_welcome(name):
    print("Welcome", name)


print_welcome("Python Tutorial")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

以上实例输出结果：

Welcome Python Tutorial
width = 4  height = 5  area = 20

函数调用

定义一个函数：给了函数一个名称，指定了函数里包含的参数，和代码块结构。

这个函数的基本结构完成以后，你可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从 Python 命令提示符执行。

如下实例调用了 printme() 函数：

实例：

#!/usr/bin/python3
 
# 定义函数
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str)
   return
 
# 调用函数
printme("我要调用用户自定义函数!")
printme("再次调用同一函数")

以上实例输出结果：

我要调用用户自定义函数!
再次调用同一函数

参数传递

在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型的：

a = [1, 2, 3]

a = "PythonTutorial"

以上代码中，[1,2,3] 是 List 类型，“PythonTutorial” 是 String 类型，而变量 a 是没有类型，它仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是指向 List 类型对象，也可以是指向 String 类型对象。

可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list,dict 等则是可以修改的对象。

• **不可变类型：**变量赋值 a=5 后再赋值 a=10，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。
• **可变类型：**变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

python 函数的参数传递：

• **不可变类型：**类似 c++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。
• **可变类型：**类似 c++ 的引用传递，如 列表，字典。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响

python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。

python 传不可变对象实例

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-


def ChangeInt( a ):
    a = 10
 
b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 结果是 2

实例中有 int 对象 2，指向它的变量是 b，在传递给 ChangeInt 函数时，按传值的方式复制了变量 b，a 和 b 都指向了同一个 Int 对象，在 a=10 时，则新生成一个 int 值对象 10，并让 a 指向它。

传可变对象实例

可变对象在函数里修改了参数，那么在调用这个函数的函数里，原始的参数也被改变了。例如：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明
def changeme( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4])
   print ("函数内取值: ", mylist)
   return
 
# 调用changeme函数
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函数外取值: ", mylist)

传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下：

函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

参数

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

• 必需参数
• 关键字参数
• 默认参数
• 不定长参数

必需参数

必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。

调用printme()函数，必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明
def printme(str):
    "打印任何传入的字符串"
    print(str)
    return

# 调用printme函数
printme()

以上实例输出结果：

Traceback (most recent call last):
  File "Test.py", line 10, in 
    printme()
TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

关键字参数

关键字参数和函数调用关系紧密，函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。

使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明
def printme(str):
    "打印任何传入的字符串"
    print(str)
    return

# 调用printme函数
printme(str="Python教程")

以上实例输出结果：

Python教程

以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

实例：

#!/usr/bin/python3

# 可写函数说明
def printinfo(name, age):
    "打印任何传入的字符串"
    print("名字: ", name)
    print("年龄: ", age)
    return

# 调用printinfo函数
printinfo(age=15, name="TechLab")

以上实例输出结果：

名字:  TechLab
年龄:  15

默认参数

调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数，则使用默认值：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明
def printinfo(name, age=15):
    "打印任何传入的字符串"
    print("名字: ", name)
    print("年龄: ", age)
    return

# 调用printinfo函数
printinfo(age=22, name="Colins")
print("--------以下只填入name，age使用默认参数15--------")
printinfo(name="Colins")

以上实例输出结果：

名字:  Colins
年龄:  22
--------以下只填入name，age使用默认参数15--------
名字:  Colins
年龄:  15

不定长参数

你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数，和上述 2 种参数不同，声明时不会命名。基本语法如下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

加了星号 * 的参数会以元组(tuple)的形式导入，存放所有未命名的变量参数。

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明

def printinfo(arg1, *vartuple):
    "打印任何传入的参数"
    print("输出: ")
    print(arg1)
    print(vartuple)


# 调用printinfo 函数
printinfo(70, 60, 50)

以上实例输出结果：

输出: 
70
(60, 50)

如果在函数调用时没有指定参数，它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明

def printinfo(arg1, *vartuple):
   "打印任何传入的参数"
   print("输出: ")
   print(arg1)
   for var in vartuple:
      print(var)
   return


# 调用printinfo 函数
printinfo(10)
printinfo(70, 60, 50)

以上实例输出结果：

输出:
10
输出:
70
60
50

还有一种就是参数带两个星号**基本语法如下：

def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

加了两个星号**的参数会以字典的形式导入。

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 可写函数说明

def printinfo(arg1, **vardict):
   "打印任何传入的参数"
   print("输出: ")
   print(arg1)
   print(vardict)


# 调用printinfo 函数
printinfo(1, a=2, b=3)

以上实例输出结果：

输出: 
1
{'a': 2, 'b': 3}

声明函数时，参数中星号*可以单独出现，例如:

def f(a, b, *, c):
    return a + b + c

如果单独出现星号 * 后的参数必须用关键字传入。

def f(a, b, *, c):
    return a + b + c

f(1, 2, 3)  # 报错
"""
Traceback (most recent call last):
  File "Test.py", line 4, in 
    f(1, 2, 3)  # 报错
TypeError: f() takes 2 positional arguments but 3 were given
"""
f(1, 2, c=3)  # 正常
"""
6
"""

匿名函数

python 使用 lambda 来创建匿名函数。

所谓匿名，意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。

• lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。
• lambda 的主体是一个表达式，而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
• lambda 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
• 虽然 lambda 函数看起来只能写一行，却不等同于 C 或 C++ 的内联函数，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

语法

lambda 函数的语法只包含一个语句，如下：

lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

如下实例：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

# 函数形式
def sum1(arg1, arg2): return arg1 + arg2
# lambda表达式形式
sum2 = lambda arg1,arg2 : arg1 + arg2

# 调用两个不同的sum函数
print("相加后的值为 : ", sum1(10, 20))
print("相加后的值为 : ", sum2(20, 20))

以上实例输出结果：

相加后的值为 :  30
相加后的值为 :  40

return语句

return [表达式] 语句用于退出函数，选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。之前的例子都没有示范如何返回数值，以下实例演示了 return 语句的用法：

实例：

#!/usr/bin/python3
 
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
   # 返回2个参数的和."
   total = arg1 + arg2
   print ("函数内 : ", total)
   return total
 
# 调用sum函数
total = sum( 10, 20 )
print ("函数外 : ", total)

以上实例输出结果：

函数内 :  30
函数外 :  30

变量作用域

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种，分别是：

• L （Local） 局部作用域
• E （Enclosing） 闭包函数外的函数中
• G （Global） 全局作用域
• B （Built-in） 内建作用域（内建函数和类的作用域）

以 L –> E –> G –>B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

x = int(2.9)  # 内建作用域
 
g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域

Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if / elif / else、try / except、for / while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问，如下代码：

if True:
	msg = 'I am from TechLab'

print(msg)# I am from TechLab

实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。

如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：

def test():
	msg_inner = 'I am from TechLab'

print(msg_inner)
"""
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
NameError: name 'msg_inner' is not defined
"""

从报错的信息上看，说明了 msg_inner 未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

total = 0  # 这是一个全局变量
# 可写函数说明


def sum(arg1, arg2):
    #返回2个参数的和."
    total = arg1 + arg2  # total在这里是局部变量.
    print("函数内是局部变量 : ", total)
    return total


#调用sum函数
sum(10, 20)
print("函数外是全局变量 : ", total)

以上实例输出结果：

函数内是局部变量 :  30
函数外是全局变量 :  0

global 和 nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。

以下实例修改全局变量 num：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-
 
num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
print(num)

以上实例输出结果：

1
123
123

如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- encoding:utf-8 -*-

def outer():
    num = 10

    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)


outer()

以上实例输出结果：

100
100

另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：

实例：

#!/usr/bin/python3
 
a = 10
def test():
    a = a + 1
    print(a)
test()

以上程序执行，报错信息如下：

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 7, in 
    test()
  File "test.py", line 5, in test
    a = a + 1
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

错误信息为局部作用域引用错误，因为 test 函数中的 a 使用的是局部，未定义，无法修改。

修改 a 为全局变量，通过函数参数传递，可以正常执行输出结果为：

实例：

#!/usr/bin/python3
 
a = 10
def test(a):
    a = a + 1
    print(a)
test(a)

执行输出结果为：

11