【廖雪峰课程笔记】之初识Python

第1章 Python变量与数据类型

1-1 Python中的基础数据类型

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一、整数

• Python可以处理任意大小的整数，包括整整数、负整数，表示方法与数学中的表示方法一样。

二、浮点数

• 浮点数，即小数，可以用科学记数法和数学写法表示；
• 整数和浮点数在计算机内部的存储方式是不同的，整数运算永远是精确的，浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

三、字符串

• 以 ‘ ’ 或 “ ” 括起来的任意文本。切记： ‘ ’ 和 “ ” 只是字符串的一种表示方式，并不是字符串的一部分。

四、布尔值

• 一个布尔值只有 True 或 False (注意：大小写)，Python中可以直接使用 True 和 False 表示布尔值，也可以通过布尔运算计算出来；
• 布尔运算有3个运算符：and or not。

五、空值

• 空值是Python中的一个特殊字符，用 None 表示，切记：None 与0的含义不一样。
  
  

1-2 Python之Print语句

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• print 输出指定的内容；
• 多个字符串时用逗号(,)隔开，可以连成一串输出，print 打印时遇到逗号会输出一个空格；
• print 可以打印数值或数值运算。
  
  

1-3 Python的注释

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• 注释是用来说明代码作用的，程序运行时，python 解释器会直接忽略掉注释；
• Python 的注释是以 “ # ” 开头，一直到行尾的文字；
• 注释的用途：不需要但又不想删除的代码，可以通过注释暂时屏蔽。
  
  

1-4 Python中什么是变量

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• 计算机程序中的变量，不仅可以是数值，也可以是任意的数据类型；
• Python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，且不能以数字开头，区分大小写；
• Python中，等号(=)是赋值语句，可以将任意类型的数据赋值给变量，同一变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量；
• 变量类型不固定的语言是动态语言，如python；静态语言是指在定义变量时必须指定变量类型的语言，如java；和静态语言相比，动态语言更加灵活。
  
  

1-5 Python中定义字符串

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• 当字符串本身包含了‘ ’时，可以用“ ”括起来表示；当字符串本身包含了“ ”时，可以用‘ ’括号括起来表示；
• 当字符串本身包含了‘ ’和“ ”时，需要对字符串中的特殊字符进行转义，Python中使用\进行转义，在‘ ’和“ ”前面插入\表示该字符为普通字符；
• 转义字符不计入字符串的内容中，常见的需要转义的字符：\n表示换行、\t表示一个制表符、\\表示字符串\本身。
  
  

1-6 Python中raw字符串与多行字符串

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• 如果一个字符串中包含了多个需要转义的字符，对每一个都加转义符会很麻烦，通过在字符串前面加 r 表示这是一个raw字符串，里面的特殊字符就不需要转义了；
• 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；
• ‘“.....”’表示法，可以表示多行字符串，也是一个 raw 字符串，可以表示上述说的情况。
  
  

1-7 Python中Unicode字符串

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• 计算机只能处理数值，若要处理文本，需要先将文本转换为数字才能处理。0-255用来表示大小写英文字母、数字和特殊符号，被称为ASCII编码；
• 中国制定了GB2312用来将中文编码进去，且不能和ASCII编码冲突，类似的日本、韩国也存在类似的问题，为了统一所有文字的编码，Unicode编码应运而生；
• Python的诞生比ASCII编码要早，所以最早的Python仅支持ASCII编码，后来添加了支持Unicode编码，以Unicode编码的字符用u‘…’表示，不加 u 则中文无法正常显示；
• Unicode字符串除了多了一个u以外，与普通字符串没有区别，转义字符和多行表示法仍然有效；
• 在Python环境中，若出现了UnicodeDecodeError是因为.py文件保存的格式有问题，可以在代码的第一行添加注释# -*- coding: utf-8 -*- 目的是告诉Python解释器用UTF-8编码解读源码。
  
  

1-8 Python中整数与浮点数

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• Python支持整数与浮点数的四则运算，和数学四则运算一致，可以使用括号嵌套；
• 不同点：Python3中除法运算结果永远是浮点数、浮点数运算结果仍是浮点数，但是浮点数与整数的混合运算结果为浮点数；
• Python一定要区分整数运算和浮点数运算的原因：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是准确的，因为计算机内存再大也无法精确表示出无限循环小数；
• Python提供了一个求余数的运算%可以计算余数。
  
  

1-9 Python中布尔类型

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• 布尔运算在计算机中用来做条件判断，根据计算结果为 True 或 False 自动执行后续的代码；
• 在Python中，布尔运算可以与其他数据类型做 and \ or \ not 运算；
• Python将 0 、空字符串 ‘ ’ 、None均看作是 False ，将其它数值和非空字符串均看作是 True ；
• and 和 or 运算时的短路原则：Python解释器在做布尔运算时，只要能提前确定计算结果，则不再执行后续代码，直接返回结果。
  
  

第2章 List 和 Tuple 数据类型

2-1 Python创建list

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• list是一种数学意义上的有序集合，用[ ]表示，可以随时添加和删除其中的元素；
• Python是一种动态语言，list中的元素并不要求都是同一种数据类型，可以包含各种类型的数据，也可以是空的。
  
  

2-2 Python按照索引访问list

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• 索引即元素在list中的位置，list的索引是从第0位开始的，第二个元素是第1位，以此类推；
• 注意：使用索引时，千万不能越界，否则会报错。通常使用切片来访问元素，即list[索引值]。
  
  

2-3 Python之倒序访问list

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• 倒序访问时，最后一位元素的索引是从-1开始的，倒数第二位是-2，以此类推，切记：使用倒序索引时不能越界。
  
  

2-4 Python之list添加新元素

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• 方法一：list.append()：总是将元素追加至list尾部；
• 方法二：list.insert(index, name)：将指定的元素name添加至指定索引index的位置，该索引之后的元素自动向后移动。
  
  

2-5 Python之list删除元素

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• list.pop()：默认总是删除list中最后一个元素，当需要删除指定索引的元素时，用list.pop(index)来指定索引；
• pop()的结果是返回本次删除的元素，同时list中的指定元素会被删除。
  
  

2-6 Python之替换list元素

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• 对list中的元素进行更新，通过切片的方法对list的索引进行赋值，即可实现新元素代替原来元素，list元素个数保持不变。
  
  

2-7 Python之创建Tuple

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• Tuple是一种有序的集合，用( )表示，和list类似，但Tuple一旦创建后，不可修改；
• 访问Tuple的方法和list一样通过索引切片即可，但不能赋值成别的元素，更没有append()／pop()／insert()等函数。
  
  

2-8 Python之单元素Tuple

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• Tuple和list一样，可以包含任意个元素，空Tuple用Tuple()表示；
• ( )既可以表示tuple，也可以作为括号表示运算时的优先级，单个元素时会被Python解释器认为是元素，而非tuple；
• 因为使用( )表示Tuple存在歧义，Python规定：单元素tuple时需要在元素后加一个逗号 “,” 。多元素tuple时可以不加；
  
  

2-9 Python之可变Tuple

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• Tuple的不可变是指其元素指向不变，即指向了元素 a 就不能指向元素 b ，指向了list1就不能再指向list2；
• 当Tuple中的所有元素本身是不可变时，Tuple是不可变的；当可变元素如list作为Tuple的元素时，list中的元素是可变的，可以变相地实现Tuple可变。
  
  

第3章 条件判断和循环

3-1 Python之if语句

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• if 语句用于控制程序的执行，"判断条件"成立时，则执行后面的语句，执行内容可以多行，以缩进来区分同一范围；
• if后接表达式，用冒号(:)表示代码块开始，Python代码的缩紧规则：具有相同缩进的代码视为代码块，缩进时的习惯：4个空格键，不要用Tab键、不要Tab键与空格混用；
  
  

3-2 Python之if-else语句

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• 利用if......else语句，可以根据条件表达式的值为True或False，分别执行if代码块，或else代码块，else后面要紧跟冒号(:)；
• 大于号(>)和小于号(<)在没有括号的情况下会比and和or优先判断。
  
  

3-3 Python之for循环

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• for循环：重复执行语句，依次将集合序列中的元素逐个取出，并赋值给指定的变量；
• for……else循环：和普通的for循环一样，else语句会在代码正常执行完后执行，而非因break中断跳出。
  
  

3-4 Python之while循环

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• while循环：在给定的判断条件为true 时执行循环体，否则退出循环体；
• while……else循环，是在判断条件为False时执行else代码语句；
• while循环的判断条件总为真时，会无限执行下去，变成死循环，因此要注意while循环的退出条件；
  
  

3-5 Python之循环控制语句

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• break语句：终止for循环或while循环，并且跳出整个循环，即使循环条件没有False或序列还没被完全循环完；
• continue语句：跳出for循环或while循环本次的循环，即跳过当前循环剩下的代码语句，继续进行下一轮循环；
• pass语句：空语句，不做任何事情，用做占位语句保持程序结构的完整性，通常用在定义类时使用。
  
  

3-6 Python之多重循环

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• Python语言中，允许一个循环中嵌套另外一个循环，如for循环中嵌套for循环、while循环中嵌套for循环。
  
  

第4章 Dict和Set数据类型

4-1 Python之什么是dict

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• dict：一种键值对组成的无序集合，即索引(key)和对应值(value)，用花括号{ }表示，键与值之间用冒号(:)连接，一个key:value算一个元素，元素之间用逗号(,)连接；
• dict的元素是通过key进行存取，而非list的索引存取，所以dict的key必须是唯一的，但是value不必唯一。
  
  

4-2 Python之访问dict

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• dict通过切片的方法：d[key]来访问dict的元素，和list的方法类似，只要key存在则返回对应的value，若不存在则报错KeyError；
• 若避免出现KeyError的情况，可以通过if进行判断，也可以通过dict自带的方法，dict.get(key)进行访问dict，若key不存在则返回None。
  
  

4-3 Python中dict的特点

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• 特点一：查找速度快，无论dict有10个元素还是10万个，速度都一样，而list是随着元素个数的增多而逐渐下降。对应的缺点：占用内存多，浪费资源；
• 特点二：存储的元素key:value是无序的，打印输出的顺序和创建的顺序不一定一样，不同的机器打印出来的顺序也可能不一样；
• 特点三：作为key的元素必须是不可变的，list不能作为key，最常用的是字符串。
  
  

4-4 Python之更新dict

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• dict[key] = value可以将指定的元素添加到dict，若已存在相同的key值，则替换原有的元素；
• dict.clear()：删除dict中的所有元素；
• dict.update(dict1)：将dict1添加到dict中；
• dict.pop(key)：删除dict中指定key的元素，并返回该key对应的value；
• dict.popitem()：随机删除dict中的一个元素(键值对)，一般为末尾，并返回删除的键值对。
  
  

4-5 Python之遍历dict

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• dict和list一样，都是序列，通过for循环或while循环可以遍历其中的元素；
• dict.keys()：以列表形式返回dict所有的键组成的可迭代对象，dict通过对key的遍历可以在循环体内返回对应的value；
• dict.values()：以列表的形式，返回dict所有的值组成的可迭代对象；
• dict.items()：以列表的形式，返回由key与value组成的Tuple构成的可迭代对象。
• 字典的keys()函数和items()函数，返回的均是视图对象，支持集合的交、并、差等运算，但是values()函数不支持。
  
  

4-6 Python中什么是set

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• set：无序不重复的数据集合，类似于dict的key，基本功能：关系测试、删除重复元素；
• 创建set：调用set()并传入一个list，set([list])，其打印形式类似list，但结果无序；
• 当传入set()的list中存在重复元素时，set()的结果会自动忽略掉重复的元素；
• 不支持切片和索引；
• 支持一系列标准操作：并集(|)、交集(&)、差集(-)、对称差集(^)
  
  

4-7 Python之访问set

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• 由于set中的元素是无序的，无法通过索引来访问，访问set中的元素实际上就是判断一个元素是否在set中；
• 在进行元素判断时，特别注意要区分英文字母的大小写；
  
  

4-8 Python之set的特点

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• 特点：set的内部结构和dict很像，运算速度快、set的元素和dict的key类似，必须是不变对象、set的元素是无序存储；
• 用途：判断用户输入的星期／月份是否是合法的，通过提前设定的set集合，通过一步判断即可快速实现。
  
  

4-9 Python之遍历set

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• set是一个集合，遍历set和遍历list类似，都可以通过for循环实现，其结果的顺序和set中元素的顺序很可能不同，不同机器上的运行结果很可能也不同。
  
  

4-10 Python之更新set

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• 更新set元素：把新的元素添加到set 中、把已有元素从set中删除；
• set.add(name)：将新元素name添加到set中，若set 中已存在name，则无法添加进去，但是不会报错；
• set.remove(name)：将指定元素name从set 中删除，若set中不存在name，则会报错，需要提前做判断。
  
  

第5章 函数

5-1 Python之什么是函数

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• 抽象是数学中最常见的概念，借助抽象我们不必关注底层的具体计算过程，直接在更高的层次上思考问题，写计算机程序也一样，函数就是最基本的一种代码抽象。Python不仅能轻松灵活地定义函数，本身也内置了很多有用的函数，可以调用；
• 函数：指组织好的，可重复使用的，用来实现单一或相关功能的代码段。函数能提高应用的模块性和代码的重复利用率。
  
  

5-2 Python之调用函数

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• 调用函数，需要知道函数的名称和参数，可以在交互命令行通过help(name)查看函数的信息；
• 调用函数时：1）若传入的参数数量不对，会报TypeError错误，并给出信息：该函数需要几个参数，却提供了几个参数；2）若传入的参数类型不能被函数接受，也会报TypeError错误，并给出信息：是错误的参数类型；
  
  

5-3 Python之编写函数

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• 定义一个函数，使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数、冒号，然后在缩进块中编写函数体，return语句用来退出函数，选择性地向调用方返回一个表达式或数值；
• 函数体内部的语句在执行时，一旦执行到return语句，函数就执行完毕，并返回结果；若没有return语句，函数执行完毕后会返回None。
  
  

5-4 Python函数之返回多个值

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• Python函数返回多个值，其实是返回一个Tuple，在语法上，返回tuple可以省略括号写起来方便，多个变量可以同时接受一个tuple，按位置赋给对应的值。
  
  

5-5 Python之递归函数

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• 若一个函数在内部调用了该函数本身，则称为递归函数。其优点：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函数；
• 使用递归函数要防止栈溢出。计算机中，函数调用是通过栈(stack)这种数据结果实现的，每进入一个函数调用，栈会加一层栈帧，每当函数返回栈就会减少一帧，由于栈的大小不是无限循环，递归调用的次数过多时会导致栈溢出。
  
  

5-6 Python之定义默认参数

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• 调用函数时，可以使用的正式参数类型：必需参数、关键字参数、默认参数、可变参数；
• 必需参数：以正确的顺序传入参数，调用时和声明时必须一致；
• 关键字参数：函数调用使用关键字参数来确定转入的参数值；
• 默认参数：默认参数的作用是简化函数调用(定义时默认设置，调用时不用传参)，只能定义在必需参数的后面；
  
  

5-7 Python之定义可变参数

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• 若让一个函数可以接受任意个参数，可以定义一个可变参数，用星号(*) + 变量名表示，该变量会存入所有未命名的参数，Python会将转入的一组参数封装成一个tuple专递给该可变参数，函数调用没有指定参数时，该变量是空tuple。
  
  

第6章 切片

6-1 Python之切片操作

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• Python提供了切片(slice)功能，用来简化取指定索引范围的操作，通常用来对list和tuple进行提取元素；
• list[0:n]表示从索引0开始取，直到索引n为止，但是不包括索引n，当第一个索引是0时，可以简写：list[:n]；
• list[n:]表示从索引n开始取，取之后所有的元素；
• list[:]表示从头到尾取出所有元素，实际上相当于复制出了一个新list；
• list[m:n:s]表示从索引m开始，到索引n(不包含)结束，步长间隔为s；
• 取多个元素时，切片右边界值n表示索引为n(不包含)，返回的是索引为n-1的元素，因为索引是从0开始，所以返回的是序列中第n个元素；
• 取单个元素时，切片值n表示索引为n，因为索引是从0开始，所以返回的是序列中第n+1位元素。
  
  

6-2 Python之倒序切片

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• Python的切片提供了倒序切片，list最后一个元素的索引是 -1，倒序切片方法和正序除了索引不用，用法完全一样；
• list[-n:-m]表示从索引-n开始取，直到索引到为-m为止，但是不包括索引为-m，当-n后所有元素都取完时，可以简写：list[-n:]；
• list[:-n]表示从最开始取，直到索引为-n为止，但是不包含-n；
• 取多个元素时，切片右边界为-n表示索引为-n(不包含)，返回的是序列中倒数第-(n+1)个元素
• 取单个元素时，切片值为-n表示索引为-n，返回的是序列中倒数第n个元素；
  
  

6-3 Python之字符串切片

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• 字符串’xxx’和Unicode字符串u‘xxx’也可以看作是一个list，每个字符是一个元素，也可以进行切片操作，操作结果仍是字符串。
  
  

第7章 迭代

7-1 Python之什么是迭代

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• 集合是指包含一组元素的数据结构，如：有序集合list／tuple／str／unicode、无序集合set／dict；
• 迭代(iteration)操作：对于一个集合，无论是否有序，通过for循环都可以依次取出集合的每个元素。
  
  

7-2 Python之索引迭代

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• 在Python中，迭代永远是取元素本身，而非元素的索引；
• enumerate()：将可遍历的数据对象(如list/tuple/str)组合为一个由索引及对应元素组成的tuple；
• 索引迭代，并非真的按照索引进行访问，而是由enumerate函数把每个元素变成Tuple(index,element)，再进行for循环，遍历出索引及元素本身；
• enumerate(sequence, [start=0])函数的默认参数start可以指定起始索引的值为0或1。
  
  

7-3 Python之迭代dict的value

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• dict对象本身是可迭代对象，但每次迭代的是dict的key，通过dict.value()方法可以将dict的所有value组成一个list进行迭代；
• dict.itervalues()和dict.value()的迭代效果一样，区别：后者是新生成了list，而前者不作转换，所以更省内存；
• 迭代是一种抽象的操作，任何可迭代对象都可以进行for循环，我们不关心内部是如何迭代的，它不对迭代对象内部的数据有任何要求。
  
  

7-4 Python之迭代dict的key和value

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• dict.items()：以列表的形式返回由dict的key和value组成的Tuple。items()函数配合for循环即可遍历dict的key和value。
  
  

第8章 推导式

8-1 Python 之推导式

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• 推导式comprehensions(又称解析式)，是Python的一种独有特性；
• 推导式是从一个数据序列构建另一个新的数据序列的结构体；
• 在Pyhton2和3中，都支持推导式，有3种类型：1）列表(list)推导式；2）字典(dict)推导式；3）集合(set)推导式。
  
  

8-2 列表推导式

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• 使用中括号[]生成列表，for循环 + if判断，当if判断结果为True时，把循环的当前元素进行表达式运算，添加到列表中；
• 示例：[x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] = [4, 16, 36, 64, 100]
• 多层推导式：使用for循环嵌套生成列表，示例：[m + n for m in 'ABC' for n in '123’] = ['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3’]
• 将中括号替换成小括号，得到一个生成器generator
  
  

8-3 字典推导式

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• 字典推导和列表推导使用方法是类似的，需要将中括号该改成大括号
• 示例：dict1 = {"xz":12, "sm":34}，{k:v for k, v in dict1.items() if v % 3 == 0} —> {'xz': 12}
• 该方法可以快速更换dict的key和values
  
  

8-4 集合推导式

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• 集合推导和列表推导的使用方法是类似的，需要将中括号该改成大括号
• 示例：{x**2 for x in [1, 1, 2]} —> {1, 4}