python语法基础汇总

python语法基础

一、简介及运算符

什么是计算机语言

计算机就是一台用来计算机的机器，人让计算机干什么计算机就得干什么！
需要通过计算机的语言来控制计算机（编程语言）！
计算机语言其实和人类的语言没有本质的区别，不同点就是交流的主体不同！
计算机语言发展经历了三个阶段：
    机器语言
        - 机器语言通过二进制编码来编写程序
        - 执行效率好，编写起来太麻烦

    符号语言（汇编）
        - 使用符号来代替机器码
        - 编写程序时，不需要使用二进制，而是直接编写符号
        - 编写完成后，需要将符号转换为机器码，然后再由计算机执行
            符号转换为机器码的过程称为汇编
        - 将机器码转换为符号的过程，称为反汇编  
        - 汇编语言一般只适用于某些硬件，兼容性比较差  

    高级语言
        - 高级语言的语法基本和现在英语语法类似，并且和硬件的关系没有那么紧密了
        - 也就是说我们通过高级语言开发程序可以在不同的硬件系统中执行
        - 并且高级语言学习起来也更加的容易，现在我们知道的语言基本都是高级语言
        - C、C++、C#、Java、JavaScript、Python 。。。

编译型语言和解释型语言

计算机只能识别二进制编码（机器码），所以任何的语言在交由计算机执行时必须要先转换为机器码，
    也就是像 print('hello') 必需要转换为类似 1010101 这样的机器码   

根据转换时机的不同，语言分成了两大类：
    编译型语言
        - C语言
        - 编译型语言，会在代码执行前将代码编译为机器码，然后将机器码交由计算机执行
        - a(源码) --编译--> b(编译后的机器码)
        - 特点：
            执行速度特别快
            跨平台性比较差

    解释型语言
        - Python JS Java
        - 解释型语言，不会在执行前对代码进行编译，而是在执行的同时一边执行一边编译
        - a（源码）--解释器--> 解释执行  
        - 特点：
            执行速度比较慢
            跨平台性比较好   

Python的介绍

Python是解释型语言

Python（英国发音：/ˈpaɪθən/ 美国发音：/ˈpaɪθɑːn/），是一种广泛使用的高级编程语言，属于通用型编程语言，由吉多·范罗苏姆创造，第一版发布于1991年。可以视之为一种改良（加入一些其他编程语言的优点，如面向对象）的LISP。作为一种解释型语言，Python的设计哲学强调代码的可读性和简洁的语法（尤其是使用空格缩进划分代码块，而非使用大括号或者关键词）。相比于C++或Java，Python让开发者能够用更少的代码表达想法。不管是小型还是大型程序，该语言都试图让程序的结构清晰明了。

Life is short you need Python （人生苦短，我用Python）    

Python的用途：
    WEB应用
        Facebook 豆瓣 。。。
    爬虫程序
    科学计算
    自动化运维
    大数据（数据清洗）
    云计算
    桌面软件/游戏
    人工智能
    。。。     

Python开发环境搭建

开发环境搭建就是安装Python的解释器
Python的解释器分类：
    CPython（官方）
        用c语言编写的Python解释器
    PyPy
        用Python语言编写的Python解释器
    IronPython
        用.net编写的Python解释器
    Jython
        用Java编写的Python解释器

步骤：
    1.下载安装包 python-3.6.5.exe
        - 3.x
        - 2.x    
    2.安装（傻瓜式安装）
    3.打开命令行窗口，输入python 出现如下内容
        Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2018, 16:07:46) [MSC v.1900 32 bit (Intel)] on win32
        Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
        >>>    

Python的交互界面

当我们通过命令行来输入Python，所进入到的界面就是Python的交互界面
结构：
    版本和版权声明：
    Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2018, 16:07:46) [MSC v.1900 32 bit (Intel)] on win32
    Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

    命令提示符：
    >>>

    在命令提示符后可以直接输入Python的指令！输入完的指令将会被Python的解释器立即执行！

    安装Python的同时，会自动安装一个Python的开发工具IDLE，通过IDLE也可以进入到交互模式
    但是不同的是，在IDLE中可以通过TAB键来查看语句的提示。
    IDLE实际上就是一个交互界面，但是他可以有一些简单的提示，并且可以将代码保存

交互模式只能你输入一行代码，它就是执行一行，所以他并不适用于我们日常的开发！
    仅可以用来做一些日常的简单的测试！   

我们一般会将Python代码编写到一个py文件中，然后通过python指令来执行文件中的代码

Python和Sublime的整合

1.在Sublime中执行Python代码，ctrl + b 自动在Sublime内置的控制台中执行  
    这种执行方式，在某些版本的Sublime中对中文支持不好，并且不能使用input()函数

2.使用SublimeREPL来运行python代码    
    安装完成，设置快捷键，希望按f5则自动执行当前的Python代码
    { "keys": ["f5"], "caption": "SublimeREPL:Python","command": "run_existing_window_command", "args":{"id": "repl_python_run","file": "config/Python/Main.sublime-menu"}},

几个概念

1.表达式
    表达式就是一个类似于数学公式的东西
    比如：10 + 5   8 - 4
    表达式一般仅仅用了计算一些结果，不会对程序产生实质性的影响
    如果在交互模式中输入一个表达式，解释器会自动将表达式的结果输出

2.语句
    在程序中语句一般需要完成某种功能，比如打印信息、获取信息、为变量赋值。。。
    比如：
        print()
        input()
        a = 10
    语句的执行一般会对程序产生一定的影响
    在交互模式中不一定会输出语句的执行结果  

3.程序（program）
    程序就是由一条一条的语句和一条一条的表达式构成的。

4.函数（function）
    函数就是一种语句，函数专门用来完成特定的功能
    函数长的形如：xxx()          
    函数的分类：
        内置函数
            - 由Python解释器提供的函数，可以在Python中直接使用
        自定义函数   
            - 由程序员自主的创建的函数
    当我们需要完成某个功能时，就可以去调用内置函数，或者自定义函数
    函数的两个要素：
        参数
            - ()中的内容就是函数的参数
            - 函数中可以没有参数，也可以有多个参数，多个参数之间使用,隔开
        返回值        
            - 返回值是函数的返回结果，不是所有的函数都有返回值

基本语法

1.在Python中严格区分大小写
2.Python中的每一行就是一条语句，每条语句以换行结束
3.Python中每一行语句不要过长（规范中建议每行不要超过80个字符）
    "rulers":[80],
4.一条语句可以分多行编写，多行编写时语句后边以\结尾  
5.Python是缩进严格的语言，所以在Python中不要随便写缩进  
6.在Python中使用#来表示注释，#后的内容都属于注释，注释的内容将会被解释器所忽略
    我们可以通过注释来对程序进行解释说明，一定要养成良好的编写注释的习惯
    注释要求简单明了，一般习惯上#后边会跟着一个空格

print('he\
aaa\
aaa')

# 这是一个打印语句，请你看见了不要慌张
# 这是一个注释
# 注释会被解释器所忽略
# print(123+456) 这行代码被注释了，将不会执行
print('abc') # 这是一个单行注释

字面量和变量

字面量就是一个一个的值，比如：1，2，3，4，5，6，‘HELLO’
    字面量所表示的意思就是它的字面的值，在程序中可以直接使用字面量

变量（variable）变量可以用来保存字面量，并且变量中保存的字面量是不定的
    变量本身没有任何意思，它会根据不同的字面量表示不同的意思

一般我们在开发时，很少直接使用字面量，都是将字面量保存到变量中，通过变量来引用字面量

变量和标识符

# Python中使用变量，不需要声明，直接为变量赋值即可
a = 10

# 不能使用没有进行过赋值的变量
# 如果使用没有赋值过的变量，会报错 NameError: name 'b' is not defined
# print(b)

# Python是一个动态类型的语言，可以为变量赋任意类型的值，也可以任意修改变量的值
a = 'hello'

# print(a)

# 标识符
# 在Python中所有可以自主命名的内容都属于标识符
# 比如：变量名、函数名、类名
# 标识符必须遵循标识符的规范
#   1.标识符中可以含有字母、数字、_，但是不能使用数字开头
#       例子：a_1 _a1 _1a
#   2.标识符不能是Python中的关键字和保留字
#       也不建议使用Python中的函数名作为标识符,因为这样会导致函数被覆盖
#   3.命名规范：
#       在Python中注意遵循两种命名规范：
#           下划线命名法
#               所有字母小写，单词之间使用_分割
#               max_length min_length hello_world xxx_yyy_zzz
#           帕斯卡命名法（大驼峰命名法）  
#               首字母大写，每个单词开头字母大写，其余字母小写
#               MaxLength MinLength HelloWorld XxxYyyZzz  
#       
#   如果使用不符合标准的标识符，将会报错 SyntaxError: invalid syntax    
#   练习：尝试自己定义几个变量（复杂一些，尝试不同的命名法），然后打印一些变量
#           通过搜索引擎搜索还有哪些其他的命名规范
_b123 = 20
# print(_b123)

# print = 123
# print(print)

数据类型

数据类型指的就是变量的值得类型，也就是可以为变量赋哪些值
数值
    整型
        布尔值
    浮点型
    复数
字符串
空值

# 在Python数值分成了三种：整数、浮点数（小数）、复数
# 在Python中所有的整数都是int类型
a = 10
b = 20
# Python中的整数的大小没有限制，可以是一个无限大的整数
# c = 999999999999999999999999999999999999999999999 ** 100

# 如果数字的长度过大，可以使用下划线作为分隔符
c = 123_456_789

# d = 0123 10进制的数字不能以0开头
# 其他进制的整数，只要是数字打印时一定是以十进制的形式显示的
# 二进制 0b开头
c = 0b10 # 二进制的10
# 八进制 0o开头
c = 0o10
# 十六进制 0x开头
c = 0x10

# 也可以通过运算符来对数字进行运算，并且可以保证整数运算的精确
c = -100
c = c + 3

# 浮点数（小数），在Python中所有的小数都是float类型
c = 1.23
c = 4.56

# 对浮点数进行运算时，可能会得到一个不精确的结果
c = 0.1 + 0.2 # 0.30000000000000004

print(c)

# 字符串(str)
# 字符串用来表示一段文本信息，字符串是程序中使用的最多的数据类型
# 在Python中字符串需要使用引号引起来

s = 'hello'
# s = abc # 字符串必须使用引号引起来，不使用不是字符串
# 引号可以是双引号，也可以是单引号，但是注意不要混着用
s = 'hello'
s = "hello"
# s = 'hello" 引号不能混合使用  SyntaxError: EOL while scanning string literal

# 相同的引号之间不能嵌套
# s = "子曰:"学而时习之，乐呵乐呵！""
s = '子曰:"学而时习之，乐呵乐呵！"'

# 长字符串
# 单引号和双引号不能跨行使用
s = '锄禾日当午，\
汗滴禾下土，\
谁知盘中餐，\
粒粒皆辛苦'

# 使用三重引号来表示一个长字符串 ''' """
# 三重引号可以换行，并且会保留字符串中的格式

s = '''锄禾日当午，
汗滴禾下土，
谁知盘中餐，
粒粒皆辛苦'''

# 转义字符
# 可以使用 \ 作为转义字符，通过转义字符，可以在字符串中使用一些特殊的内容
# 例子：
#   \' 表示'
#   \" 表示"
#   \t 表示制表符
#   \n 表示换行符
#   \\ 表示反斜杠
#   \uxxxx 表示Unicode编码
s = "子曰:\"学而时习之，\\\\n乐呵乐呵！\""

s = '\u2250'
print(s)

# 格式化字符串
a = 'hello'

# 字符串之间也可以进行加法运算
# 如果将两个字符串进行相加，则会自动将两个字符串拼接为一个
a = 'abc' + 'haha' + '哈哈'
# a = 123 
# 字符串只能不能和其他的类型进行加法运算，如果做了会出现异常 TypeError: must be str, not int
# print("a = "+a) # 这种写法在Python中不常见
a = 123
# print('a =',a)

# 在创建字符串时，可以在字符串中指定占位符
# %s 在字符串中表示任意字符
# %f 浮点数占位符
# %d 整数占位符
b = 'Hello %s'%'孙悟空'
b = 'hello %s 你好 %s'%('tom','孙悟空')
b = 'hello %3.5s'%'abcdefg' # %3.5s字符串的长度限制在3-5之间
b = 'hello %s'%123.456
b = 'hello %.2f'%123.456
b = 'hello %d'%123.95
b = '呵呵'

# print('a = %s'%a)

# 格式化字符串，可以通过在字符串前添加一个f来创建一个格式化字符串
# 在格式化字符串中可以直接嵌入变量
c = f'hello {a} {b}'

print(f'a = {a}')

# 创建一个变量来保存你的名字
name = '孙悟空'

# 使用四种方式来输出，欢迎 xxx 光临
# 拼串
print('欢迎 '+name+' 光临！')
# 多个参数
print('欢迎',name,'光临！')
# 占位符
print('欢迎 %s 光临！'%name)
# 格式化字符串
print(f'欢迎 {name} 光临！')

# 字符串的复制（将字符串和数字相乘）
a = 'abc'
# * 在语言中表示乘法
# 如果将字符串和数字相乘，则解释器会将字符串重复指定的次数并返回
a = a * 20

print(a)

# 布尔值（bool）
# 布尔值主要用来做逻辑判断
# 布尔值一共有两个 True 和 False
# True表示真 False表示假
a = True
a = False
# print('a =',a)

# 布尔值实际上也属于整型，True就相当于1，False就相当于0
# print(1 + False)

# None（空值）
# None专门用来表示不存在
b = None
print(b)

类型检查

# 通过类型检查，可以检查只能值（变量）的类型

a = 123 # 数值
b = '123' # 字符串

# print('a =',a)
# print('b =',b)、

# type()用来检查值的类型
# 该函数会将检查的结果作为返回值返回，可以通过变量来接收函数的返回值
c = type('123')
c = type(a)
# print(type(b))
print(type(1)) # 
print(type(1.5)) # 
print(type(True)) # 
print(type('hello'))  # 
print(type(None)) # 

对象（object）

- Python是一门面向对象的语言
- 一切皆对象！
- 程序运行当中，所有的数据都是存储到内存当中然后再运行的！
- 对象就是内存中专门用来存储指定数据的一块区域
- 对象实际上就是一个容器，专门用来存储数据
- 像我们之前学习的数值、字符串、布尔值、None都是对象

对象的结构

- 每个对象中都要保存三种数据
    - id（标识）
        > id用来标识对象的唯一性，每一个对象都有唯一的id
        > 对象的id就相当于人的身份证号一样
        > 可以通过id()函数来查看对象的id
        > id是由解析器生成的，在CPython中，id就是对象的内存地址
        > 对象一旦创建，则它的id永远不能再改变

    - type（类型）
        > 类型用来标识当前对象所属的类型
        > 比如：int str float bool 。。。
        > 类型决定了对象有哪些功能
        > 通过type()函数来查看对象的类型
        > Python是一门强类型的语言，对象一旦创建类型便不能修改


    - value（值）
        > 值就是对象中存储的具体的数据
        > 对于有些对象值是可以改变的
        > 对象分成两大类，可变对象 不可变对象
            可变对象的值可以改变
            不可变对象的值不能改变，之前学习的对象都是不可变对象

变量和对象

- 对象并没有直接存储到变量中，在Python中变量更像是给对象起了一个别名
- 变量中存储的不是对象的值，而是对象的id（内存地址），
    当我们使用变量时，实际上就是在通过对象id在查找对象
- 变量中保存的对象，只有在为变量重新赋值时才会改变
- 变量和变量之间是相互独立的，修改一个变量不会影响另一个变量

类型转换

- 所谓的类型转换，将一个类型的对象转换为其他对象
- 类型转换不是改变对象本身的类型，而是根据当前对象的值创建一个新对象

# 类型转换四个函数 int() float() str() bool()
# int() 可以用来将其他的对象转换为整型
# 规则：
#   布尔值：True -> 1   False -> 0
#   浮点数：直接取整，省略小数点后的内容
#   字符串：合法的整数字符串，直接转换为对应的数字
#           如果不是一个合法的整数字符串，则报错 ValueError: invalid literal for int() with base 10: '11.5'
#   对于其他不可转换为整型的对象，直接抛出异常 ValueError
# float() 和 int()基本一致，不同的是它会将对象转换为浮点数
# str() 可以将对象转换为字符串
#  True -> 'True'
#  False -> 'False'
#  123 -> '123' 
#  。。。
#  bool() 可以将对象转换为布尔值，任何对象都可以转换为布尔值
#   规则：对于所有表示空性的对象都会转换为False，其余的转换为True
#       哪些表示的空性：0 、 None 、 '' 。。。

a = True

# 调用int()来将a转换为整型
# int()函数不会对原来的变量产生影响，他是对象转换为指定的类型并将其作为返回值返回
# 如果希望修改原来的变量，则需要对变量进行重新赋值
a = int(a)

a = False
a = int(a)

a = '123'
a = int(a)

a = 11.6
a = int(a)

a = '11.5'
# a = int(a)

a = None
# a = int(a)

a = 1
a = float(a)

a = False
a = float(a)

a = 123
a = str(a)

a = None
a = bool(a)

print('a =',a)
print('a的类型是',type(a))
# b = 456
# print('hello'+str(b))

运算符(操作符)

- 运算符可以对一个值或多个值进行运算或各种操作
- 比如 + 、-、= 都属于运算符
- 运算符的分类：
    1.算术运算符
    2.赋值运算符
    3.比较运算符（关系运算符）
    4.逻辑运算符
    5.条件运算符（三元运算符）    

算术运算符

# 算术运算符
# + 加法运算符（如果是两个字符串之间进行加法运算，则会进行拼串操作）
# - 减法运算符
# * 乘法运算符（如果将字符串和数字相乘，则会对字符串进行复制操作，将字符串重复指定次数）
# / 除法运算符，运算时结果总会返回一个浮点类型
# // 整除，只会保留计算后的整数位，总会返回一个整型
# ** 幂运算，求一个值的几次幂
# % 取模，求两个数相除的余数

a = 10 + 5 # 计算
a = 'hello' + ' ' + 'world' # 拼串

a = 10 - 5 # 计算
a = 5 - True 
a = a - 2 # 用变量a的值减去2，然后再赋值给a
# a = 'hello' - 'h' TypeError

a = 5 * 5

a = 10 / 5
a = 5 / 2
# a = 5 / 0 ZeroDivisionError: division by zero
a = 10 / 3
a = 10 // 3
a = 5 // 2 

a = 2 ** 2
a = 10 ** 5
a = 16 ** 0.5 # 求16的平方根

a = 10 % 5 # 0
a = 10 % 4 # 2
a = 10 % 3 # 1
a = 10 % 2 # 0

print("a =",a)

赋值运算符

# 赋值运算符
# = 可以将等号右侧的值赋值给等号左侧的变量
# +=  a += 5 相当于 a = a + 5 
# -=  a -= 5 相当于 a = a - 5 
# *=  a *= 5 相当于 a = a * 5 
# **= a **= 5 相当于 a = a ** 5 
# /=  a /= 5 相当于 a = a / 5 
# //= a //= 5 相当于 a = a // 5 
# %=  a %= 5 相当于 a = a % 5 
a = 10
# a = a + 5
# a += 5
a -= 5
a *= 5
a **= 2
a /= 25
a = 25.0 # 在对浮点数做算术运算时，结果也会返回一个浮点数
a //= 5
a = 5
a %= 4

print('a =',a)

关系运算符

# 关系运算符
# 关系运算符用来比较两个值之间的关系，总会返回一个布尔值
# 如果关系成立，返回True，否则返回False
# > 比较左侧值是否大于右侧值
# >= 比较左侧的值是否大于或等于右侧的值
# < 比较左侧值是否小于右侧值
# <= 比较左侧的值是否小于或等于右侧的值
# == 比较两个对象的值是否相等
# != 比较两个对象的值是否不相等
#   相等和不等比较的是对象的值，而不是id
# is 比较两个对象是否是同一个对象，比较的是对象的id
# is not 比较两个对象是否不是同一个对象，比较的是对象的id
result = 10 > 20 # False
result = 30 > 20 # True
result = 30 < 20 # False
result = 10 >= 10 # True

result = 2 > True # True
# result = 2 > '1' TypeError: '>' not supported between instances of 'int' and 'str'

# 0032 > 0031
result = '2' > '1' # True
result = '2' > '11' # True

# 在Python中可以对两个字符串进行大于（等于）或小于（等于）的运算，
#   当对字符串进行比较时，实际上比较的是字符串的Unicode编码
#   比较两个字符串的Unicode编码时，是逐位比较的
#   利用该特性可以对字符串按照字母顺序进行排序，但是对于中文来说意义不是特别大
#   注意：如果不希望比较两个字符串的Unicode编码，则需要将其转换为数字然后再比较
#   0061 > 0062
result = 'a' > 'b' # False
result = 'c' < 'd' # True
result = 'ab' > 'b' # False

# print(int('2') > int('11'))

result = 1 == 1 # True
result = 'hello' == 'hello' # True
result = 'abc' == 'bcd' # False
result = 'abc' != 'bcd' # True
result = 1 == True # True
result = 1 is True # False
result = 1 is not True # True
print('result =',result)
print(id(1),id(True))

逻辑运算符

# 逻辑运算符
# 逻辑运算符主要用来做一些逻辑判断
# not 逻辑非
#   not可以对符号右侧的值进行非运算
#       对于布尔值，非运算会对其进行取反操作，True变False，False变True
#       对于非布尔值，非运算会先将其转换为布尔值，然后再取反
#       
# and 逻辑与
#   and可以对符号两侧的值进行与运算
#    只有在符号两侧的值都为True时，才会返回True，只要有一个False就返回False
#    与运算是找False的
#    Python中的与运算是短路的与，如果第一个值为False，则不再看第二个值
#   
# or 逻辑或
#   or 可以对符号两侧的值进行或运算
#    或运算两个值中只要有一个True，就会返回True
#    或运算是找True的
#    Python中的或运算是短路的或，如果第一个值为True，则不再看第二个值
#    
# 练习：
#   尝试一下对布尔值进行三种逻辑运算
#   尝试对非布尔值进行三种逻辑运算，并观察返回的结果   
#   

a = True
a = not a # 对a进行非运算

a = 1
a = ''
a = not a
# print('a =',a)

result = True and True # True
result = True and False # False
result = False and True # False
result = False and False # False

# print(result) 

# True and print('你猜我出来吗？') 第一个值是True，会看第二个值，所以print()会执行
# False and print('你猜我出来吗？')第一个值是False，不会看第二个值，所以print()不会执行


result = True or True # True
result = True or False # True
result = False or True # True
result = False or False # False

# print(result) 
# False or print('你猜我出来吗？') 第一个值为False，继续看第二个，所以打印语句执行
# True or print('你猜我出来吗？') 第一个值为True，不看第二个，所以打印语句不执行

# 非布尔值的与或运算
#   当我们对非布尔值进行与或运算时，Python会将其当做布尔值运算，最终会返回原值
#   与运算的规则
#       与运算是找False的，如果第一个值是False，则不看第二个值
#       如果第一个值是False，则直接返回第一个值，否则返回第二个值
#   或运算的规则
#       或运算是找True的，如果第一个值是True，则不看第二个值
#       如果第一个值是True，则直接返回第一个值，否则返回第二个值    

# True and True
result = 1 and 2 # 2
# True and False
result = 1 and 0 # 0
# False and True
result = 0 and 1 # 0
# False and False
result = 0 and None # 0

# True or True
result = 1 or 2 # 1
# True or False
result = 1 or 0 # 1
# False or True
result = 0 or 1 # 1
# False or False
result = 0 or None # None

print(result)

条件运算符

# 条件运算符（三元运算符）
# 语法： 语句1 if 条件表达式 else 语句2
# 执行流程：
#   条件运算符在执行时，会先对条件表达式进行求值判断
#       如果判断结果为True，则执行语句1，并返回执行结果
#       如果判断结果为False，则执行语句2，并返回执行结果

# print('你好') if False else print('Hello')
a = 30
b = 50
# print('a的值比较大！') if a > b else print('b的值比较大！')
# 获取a和b之间的较大值
max = a if a > b else b
print(max)


# 练习：
#   现在有a b c三个变量，三个变量中分别保存有三个数值，
#       请通过条件运算符获取三个值中的最大值

a = 40
b = 50
c = 30

# 通过条件运算符获取三个值中的最大值
# max = a if a > b else b
# max = max if max > c else c

max = a if (a > b and a > c) else (b if b > c else c) # 不推荐这么使用
# max = a if (b < a > c) else (b if b > c else c)

# print(max)

运算符的优先级

# 运算符的优先级
# 和数学中一样，在Python运算也有优先级，比如先乘除 后加减
# 运算符的优先级可以根据优先级的表格来查询，
#   在表格中位置越靠下的运算符优先级越高，优先级越高的越优先计算
#   如果优先级一样则自左向右计算
#  关于优先级的表格，你知道有这么一个东西就够了，千万不要去记
#  在开发中如果遇到优先级不清楚的,则可以通过小括号来改变运算顺序
a = 1 + 2 * 3

# 一样 and高 or高
# 如果or的优先级高，或者两个运算符的优先级一样高
#   则需要先进行或运算，则运算结果是3
# 如果and的优先级高，则应该先计算与运算
#   则运算结果是1
a = 1 or 2 and 3

# print(a)

# 逻辑运算符（补充）
# 逻辑运算符可以连着使用
result = 1 < 2 < 3 # 相当于 1 < 2 and 2 < 3
result = 10 < 20 > 15

print(result)

二、条件判断及循环语句

简介

Python代码在执行时是按照自上向下顺序执行的。
通过流程控制语句，可以改变程序的执行顺序，也可以让指定的程序反复执行多次
流程控制语句分成两大类：条件判断语句，循环语句

条件判断语句（if语句）

条件判断语句（if语句）

# 条件判断语句（if语句）
# 语法：if 条件表达式 : 
#           代码块
# 执行的流程：if语句在执行时，会先对条件表达式进行求值判断，
#   如果为True，则执行if后的语句
#   如果为False，则不执行
# 默认情况下，if语句只会控制紧随其后的那条语句，如果希望if可以控制多条语句，
#   则可以在if后跟着一个代码块
# 代码块
#   代码块中保存着一组代码，同一个代码块中的代码，要么都执行要么都不执行
#   代码块就是一种为代码分组的机制
#   如果要编写代码块，语句就不能紧随在:后边，而是要写在下一行
#   代码块以缩进开始，直到代码恢复到之前的缩进级别时结束
#   
# 缩进有两种方式，一种是使用tab键，一种是使用空格（四个）
#   Python的官方文档中推荐我们使用空格来缩进
#   Python代码中使用的缩进方式必须统一
#   "translate_tabs_to_spaces": true,     

# if False : print('你猜我出来么？')

num = 10
# if num > 10 : print('num比10大！')
# print('谁也管不了我')

if False :
    print(123)
    print(456)
    print(789)
    print(101112)
# print('hello')

num = 28

# 可以使用逻辑运算符来连接多个条件，
#   如果希望所有条件同时满足，则需要使用and
#   如果希望只要有一个条件满足即可，则需要使用or
# if num > 10 and num < 20 :
#     print('num比10大,num比20小！')

# if 10 < num < 20 :
#     print('num比10大,num比20小！')

input()函数

# input()函数
# 该函数用来获取用户的输入
# input()调用后，程序会立即暂停，等待用户输入
#   用户输入完内容以后，点击回车程序才会继续向下执行
#   用户输入完成以后，其所输入的的内容会以返回值得形式返回
#   注意：input()的返回值是一个字符串
#   input()函数中可以设置一个字符串作为参数，这个字符串将会作为提示文字显示
# a = input('请输入任意内容：')
# print('用户输入的内容是:',a)
# input()也可以用于暂时阻止程序结束


# 在命令行让用户输入一个用户名，获取用户输入，并进行判断
# 如果用户输入的用户名是admin，则显示欢迎管理员光临
# 如果用户输入的是其他的用户名，则什么也不做
username = input('请输入你的用户名:')
# 判断用户名是否是admin
if username == 'admin' :
    print('欢迎管理员光临！')

if-else语句

# 让用户在控制台中输入一个年龄
# age = int(input('请输入你的年龄：'))

# 如果用户的年龄大于18岁，则显示你已经成年了
# if age >= 18 :
#     print('你已经成年了~~~')

# if-else语句
# 语法： 
#   if 条件表达式 :
#       代码块
#   else :
#       代码块
# 执行流程：
#   if-else语句在执行时，先对if后的条件表达式进行求值判断
#       如果为True，则执行if后的代码块
#       如果为False，则执行else后的代码块

age = 7
if age > 17 :
    print('你已经成年了~~')
else :
    print('你还未成年~~')

if-elif-else语句

# if-elif-else语句
# 语法：
#   if 条件表达式 :
#       代码块
#   elif 条件表达式 :
#       代码块
#   elif 条件表达式 :
#       代码块
#   elif 条件表达式 :
#       代码块
#   else :
#       代码块
#       
# 执行流程：
#   if-elif-else语句在执行时，会自上向下依次对条件表达式进行求值判断，
#       如果表达式的结果为True，则执行当前代码块，然后语句结束
#       如果表达式的结果为False，则继续向下判断，直到找到True为止
#       如果所有的表达式都是False，则执行else后的代码块
#   if-elif-else中只会有一个代码块会执行

age = 210

# if age > 200 :
#     print('活着可真没劲呢！')
# elif age > 100 :
#     print('你也是老大不小了！')
# elif age >= 60 :
#     print('你已经退休了！')
# elif age >= 30 :
#     print('你已经是中年了！')
# elif age >= 18 :
#     print('你已经成年了！')
# else :
#     print('你还是个小孩！')

age = 68

if age >= 18 and age < 30 :
    print('你已经成年了！')
elif age >= 30 and age < 60 :
    print('你已经中年了！')
elif age >= 60 :
    print('你已经退休了！')

# 练习1：
#     编写一个程序，获取一个用户输入的整数。然后通过程序显示这个数是奇数还是偶数。
# 获取用户输入的整数
# num = int(input('请输入一个任意的整数：'))

# # 显示num是奇数还是偶数
# if num % 2 == 0 :
#     print(num , "是偶数")
# else :
#     print(num , '是奇数')

# 练习2：
#     编写一个程序，检查任意一个年份是否是闰年。
#     如果一个年份可以被4整除不能被100整除，或者可以被400整除，这个年份就是闰年
# year = int(input('请输入一个任意的年份:'))
# # 检查这个年份是否是闰年
# # year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or year % 400 == 0
# if year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or year % 400 == 0 :
#     print(year,'是闰年')
# else :
#     print(year,'是平年')

# 练习3：
#     我家的狗5岁了，5岁的狗相当于多大年龄的人呢？
#     其实非常简单，狗的前两年每一年相当于人类的10.5岁，然后每增加一年就增加四岁。
#     那么5岁的狗相等于人类的年龄就应该是10.5+10.5+4+4+4 = 33岁 

#     编写一个程序，获取用户输入的狗的年龄，然后通过程序显示其相当于人类的年龄。
#     如果用户输入负数，请显示一个提示信息

# dog_age = float(input('请输入狗的年龄：'))
# like_person_age = 0
# 检查用户输入的是否是负数
# if dog_age < 0 :
#     print('你的输入不合法！')
# # 如果狗的年龄在两岁以下（包含两岁）
# elif dog_age <= 2 :
#     # 直接将当前的年龄乘以10.5
#     like_person_age = dog_age * 10.5
# # 如果狗的年龄在两岁以上
# else :
#     # 计算前两岁相当于人类的年纪
#     like_person_age = 2 * 10.5
#     # 计算超过两岁的部分相对于人类的年纪，并进行相加
#     like_person_age += ( dog_age - 2 ) * 4

# if dog_age > 0 :
#     print(dog_age,'岁的狗，年纪相当于',like_person_age,'岁的人')
#     

# 在if也可以去嵌套if，代码块是可以嵌套的，每增加一个缩进的级别，代码块就低一级
# 检查用户的输入是否合法
# if dog_age > 0 :
#     # 如果狗的年龄在两岁以下（包含两岁）
#     if dog_age <= 2 :
#         # 直接将当前的年龄乘以10.5
#         like_person_age = dog_age * 10.5
#     # 如果狗的年龄在两岁以上
#     else :
#         # 计算前两岁相当于人类的年纪
#         like_person_age = 2 * 10.5
#         # 计算超过两岁的部分相对于人类的年纪，并进行相加
#         like_person_age += ( dog_age - 2 ) * 4

#     print(dog_age,'岁的狗，年纪相当于',like_person_age,'岁的人')
# else :
#     print('请输入一个合法的年龄！')

# 练习4：
#     从键盘输入小明的期末成绩:
#         当成绩为100时，'奖励一辆BMW'
#         当成绩为[80-99]时，'奖励一台iphone'
#         当成绩为[60-79]时，'奖励一本参考书'
#         其他时，什么奖励也没有

# 获取小明的成绩
# score = float(input('请输入你的期末成绩(0-100)：'))

# # 打印分割线
# print("="*40)

# # 检查用户的输入是否合法
# if 0 <= score <= 100 :
#     # 判断发给的奖励
#     if score == 100 :
#         print('宝马，拿去玩！')
#     elif score >= 80 :
#         print('苹果手机，拿去玩！')
#     elif score >= 60 :
#         print('参考书，拿去玩！')
#     else :
#         print('棍子一根！')
# else :
#     # 用户输入的不合法，弹出一个友好提示
#     print('你输入的内容不合法，拉出去毙了！')

# 练习5：
#     大家都知道，男大当婚，女大当嫁。那么女方家长要嫁女儿，当然要提出一定的条件：
#         高：180cm以上; 富:1000万以上; 帅:500以上;
#         如果这三个条件同时满足，则:'我一定要嫁给他'
#         如果三个条件有为真的情况，则:'嫁吧，比上不足，比下有余。'
#         如果三个条件都不满足，则:'不嫁！'

# 获取用户的三个数据，身高、财富、颜值
height = float(input('请输入你的身高(厘米):'))
money = float(input('请输入你的财富(万):'))
face = float(input('请输入你的颜值(平方厘米):'))

# 判断到底嫁不嫁
# 如果这三个条件同时满足，则:'我一定要嫁给他'
if height > 180 and money > 1000 and face > 500 :
    print('我一定要嫁给他！')
# 如果三个条件有为真的情况，则:'嫁吧，比上不足，比下有余。'
elif height > 180 or money > 1000 or face > 500 :
    print('嫁吧，比上不足，比下有余。')
# 如果三个条件都不满足，则:'不嫁！'
else :
    print('不嫁！')

循环语句

# 循环语句
# 循环语句可以使指定的代码块重复指定的次数
# 循环语句分成两种，while循环 和 for循环
# while循环
# 语法：
#   while 条件表达式 :
#       代码块
#   else :
#       代码块
# 执行流程：
#   while语句在执行时，会先对while后的条件表达式进行求值判断，
#       如果判断结果为True，则执行循环体（代码块），
#       循环体执行完毕，继续对条件表达式进行求值判断，以此类推，
#       直到判断结果为False，则循环终止，如果循环有对应的else，则执行else后的代码块

# 条件表达式恒为True的循环语句，称为死循环，它会一直运行，慎用！
# while True :
#     print('hello')

# 循环的三个要件（表达式）
# 初始化表达式，通过初始化表达式初始化一个变量
# i = 0

# # 条件表达式，条件表达式用来设置循环执行的条件
# while i < 10 :
#     print(i)
#     # 更新表达式，修改初始化变量的值
#     i += 1

# 创建一个执行十次的循环
i = 0
while i < 10 :
    i += 1
    print(i,'hello')
else :
    print('else中的代码块')

练习1：
求100以内所有的奇数之和

# 求100以内所有的奇数之和
# 获取所有100以内数
# i = 0
# # 创建一个变量，用来保存结果
# result = 0
# while i < 100 :
#     i += 1
#     # 判断i是否是奇数
#     if i % 2 != 0:
#         result += i

# print('result =',result)

# 获取100以内所有的奇数
# i = 1
# while i < 100:
#     print(i)
#     i += 2

练习2：
求100以内所有7的倍数之和，以及个数

# 求100以内所有7的倍数之和，以及个数
i = 7 
# 创建一个变量，来保存结果
result = 0
# 创建一个计数器，用来记录循环执行的次数
# 计数器就是一个变量，专门用来记录次数的变量
count = 0
while i < 100:
    # 为计数器加1
    count += 1
    result += i
    i += 7    

print('总和为：',result,'总数量为:',count)

练习3：
水仙花数是指一个 n 位数（n≥3 ），它的每个位上的数字的 n 次幂之和等于它本身（例如：13 + 53 + 3**3 = 153）。
求1000以内所有的水仙花数

# 水仙花数是指一个 n 位数（n≥3 ），它的每个位上的数字的 n 次幂之和等于它本身（例如：1**3 + 5**3 + 3**3 = 153）。
# 求1000以内所有的水仙花数

# 获取1000以内的三位数
i = 100
while i < 1000:

    # 假设，i的百位数是a，十位数b，个位数c
    # 求i的百位数
    a = i // 100
    # 求i的十位数
    # b = i // 10 % 10
    b = (i - a * 100) // 10
    # 求i的个位数字
    c = i % 10
    # print(i , a , b , c)
    
    # 判断i是否是水仙花数
    if a**3 + b**3 + c**3 == i :
        print(i)
    i += 1

练习4：
获取用户输入的任意数，判断其是否是质数。质数是只能被1和它自身整除的数，1不是质数也不是合数。

# 获取用户输入的任意数，判断其是否是质数。
num = int(input('输入一个任意的大于1的整数：'))

# 判断num是否是质数，只能被1和它自身整除的数就是质数
# 获取到所有的可能整除num的整数
i = 2
# 创建一个变量，用来记录num是否是质数，默认认为num是质数
flag = True
while i < num:
    # 判断num能否被i整除
    # 如果num能被i整除，则说明num一定不是质数
    if num % i == 0 :
        # 一旦进入判断，则证明num不是质数，则需要将flag修改为false
        flag = False
    i += 1

if flag :
    print(num,'是质数')
else :
    print(num,'不是质数')

循环嵌套

# 练习1：
#   打印99乘法表
#   1*1=1
#   1*2=2 2*2=4
#   1*3=3 2*3=6 3*3=9
#   ...                 9*9=81

# 创建一个外层循环来控制图形的高度
i = 0
while i < 9:
    i += 1
    
    # 创建一个内层循环来控制图形的宽度
    j = 0
    while j < i:
        j += 1
        print(f"{j}*{i}={i*j} ",end="")

    print()

   # 求100以内所有的质数
# 创建一个循环，求1-100以内所有的数
i = 2
while i <= 100:
    
    # 创建一个变量，记录i的状态，默认认为i是质数
    flag = True

    # 判断i是否是质数
    # 获取所有可能成为i的因数的数
    j = 2 
    while j < i:
        # 判断i能否被j整除
        if i % j == 0:
            # i能被j整除，证明i不是质数，修改flag为False
            flag = False
        j += 1
    # 验证结果并输出
    if flag :
        print(i)   

    i += 1

break和continue

# break
# break可以用来立即退出循环语句（包括else）
# continue
# continue可以用来跳过当次循环
# break和continue都是只对离他最近的循环起作用
# pass
# pass是用来在判断或循环语句中占位的

# 创建一个5次的循环
# i = 0
# while i < 5:
#     if i == 3:
#         break
#     print(i)
#     i += 1
# else :
#     print('循环结束')

# i = 0
# while i < 5:
#     i += 1
#     if i == 2:
#         continue
#     print(i)
# else :
#     print('循环结束')

i = 0
if i < 5:
    pass

time()模块

# 模块，通过模块可以对Python进行扩展
# 引入一个time模块，来统计程序执行的时间
from time import *
# time()函数可以用来获取当前的时间，返回的单位是秒
# 获取程序开始的时间


begin = time()

i = 2
while i <= 100000:
    flag = True
    j = 2 
    while j <= i ** 0.5:
        if i % j == 0:
            flag = False
            # 一旦进入判断，则证明i一定不是质数，此时内层循环没有继续执行的必要
            # 使用break来退出内层的循环
            break
        j += 1
    if flag :
        # print(i)  
        pass
    i += 1

# 获取程序结束的时间
end = time()

# 计算程序执行的时间
print("程序执行花费了：",end - begin , "秒")

小游戏 《唐僧大战白骨精》

1、身份选择
    ① 显示提示信息
        欢迎光临 xxx 游戏！
        请选择你的身份：
            1.xxx
            2.xxx
        请选择：x
    ② 根据用户选择来分配身份（显示不同的提示消息）  
        1.---
        2.---
        3.---  

2、游戏进行
    ① 显示玩家的基本信息（攻击力 生命值）
    ② 显示玩家可以进行的操作：
        1、练级
            - 提升玩家的攻击力和生命值
        2、打BOSS
            - 玩家对BOSS进行攻击，玩家要攻击BOSS，BOSS对玩家进行反击
            - 计算BOSS是否被玩家消灭，玩家是否被BOSS消灭
            - 游戏结束
        3、逃跑
            - 退出游戏，显示提示信息，游戏结束！

# 显示欢迎信息
print('-'*20,'欢迎光临《唐僧大战白骨精》','-'*20)

# 显示身份选择的信息
print('请选择你的身份：')
print('\t1.唐僧')
print('\t2.白骨精')
# 游戏的身份选择
player_choose = input('请选择[1-2]：')

# 打印一条分割线
print('-'*66)

# 根据用户的选择来显示不同的提示信息
if player_choose == '1':
    # 选择1
    print('你已经选择了1，你将以->唐僧<-的身份来进行游戏！')
elif player_choose == '2':
    # 选择2
    print('你竟然选择了白骨精，太不要脸了，你将以->唐僧<-的身份来进行游戏！')
else :
    # 选择3
    print('你的输入有误，系统将自动分配身份，你将以->唐僧<-的身份来进行游戏！')

# 进入游戏

# 创建变量，来保存玩家的生命值和攻击力
player_life = 2 # 生命值
player_attack = 2 # 攻击力

# 创建一个变量，保存boss的生命值和攻击力
boss_life = 10
boss_attack = 10

# 打印一条分割线
print('-'*66)
# 显示玩家的信息（攻击力、生命值）
print(f'唐僧，你的生命值是 {player_life} , 你的攻击力是 {player_attack}')

# 由于游戏选项是需要反复显示的，所以必须将其编写到一个循环中
while True :
    # 打印一条分割线
    print('-'*66)
    # 显示游戏选项，游戏正式开始
    print('请选择你要进行的操作：')
    print('\t1.练级')
    print('\t2.打BOSS')
    print('\t3.逃跑')
    game_choose = input('请选择要做的操作[1-3]：')

    # 处理用户的选择
    if game_choose == '1' :
        # 增加玩家的生命值和攻击力
        player_life += 2
        player_attack += 2
        # 显示最新的信息
        # 打印一条分割线
        print('-'*66)
        # 显示玩家的信息（攻击力、生命值）
        print(f'恭喜你升级了！，你现在的生命值是 {player_life} , 你的攻击力是 {player_attack}')
    elif game_choose == '2' :
        # 玩家攻击boss
        # 减去boss的生命值，减去的生命值应该等于玩家的攻击力
        boss_life -= player_attack 

        # 打印一条分割线
        print('-'*66)
        print('->唐僧<- 攻击了 ->白骨精<-')
        # 检查boss是否死亡
        if boss_life <= 0 :
            # boss死亡，player胜利，游戏结束
            print(f'->白骨精<-受到了 {player_attack} 点伤害，重伤不治死了，->唐僧<-赢得了胜利！')
            # 游戏结束
            break

        # boss要反击玩家
        # 减去玩家的生命值
        player_life -= boss_attack 
        print(' ->白骨精<- 攻击了 ->唐僧<-')
        # 检查玩家是否死亡
        if player_life <= 0 :
            # 玩家死亡
            print(f'你受到了 {boss_attack} 点伤害，重伤不治死了！GAME OVER')
            # 游戏结束
            break
    elif game_choose == '3' :
        # 打印一条分割线
        print('-'*66)
        # 逃跑，退出游戏
        print('->唐僧<-一扭头，撒腿就跑！GAME OVER')
        break
    else :
        # 打印一条分割线
        print('-'*66)
        print('你的输入有误，请重新输入！')

三、列表、元组、字典、集合

列表（list）

- 列表是Python中的一个对象
- 对象（object）就是内存中专门用来存储数据的一块区域
- 之前我们学习的对象，像数值，它只能保存一个单一的数据
- 列表中可以保存多个有序的数据
- 列表是用来存储对象的对象
- 列表的使用：
    1.列表的创建
    2.操作列表中的数据

列表简介

# 创建列表，通过[]来创建列表
my_list = [] # 创建了一个空列表
# print(my_list , type(my_list))

# 列表存储的数据，我们称为元素
# 一个列表中可以存储多个元素，也可以在创建列表时，来指定列表中的元素
my_list = [10] # 创建一个只包含一个元素的列表

# 当向列表中添加多个元素时，多个元素之间使用,隔开
my_list = [10,20,30,40,50] # 创建了一个保护有5个元素的列表

# 列表中可以保存任意的对象
my_list = [10,'hello',True,None,[1,2,3],print]

# 列表中的对象都会按照插入的顺序存储到列表中，
#   第一个插入的对象保存到第一个位置，第二个保存到第二个位置
# 我们可以通过索引（index）来获取列表中的元素
#   索引是元素在列表中的位置，列表中的每一个元素都有一个索引
#   索引是从0开始的整数，列表第一个位置索引为0，第二个位置索引为1，第三个位置索引为2，以此类推
my_list = [10,20,30,40,50]

# 通过索引获取列表中的元素
# 语法：my_list[索引] my_list[0]
# print(my_list[4])
# 如果使用的索引超过了最大的范围，会抛出异常
# print(my_list[5]) IndexError: list index out of range

# 获取列表的长度，列表中元素的个数
# len()函数，通过该函数可以获取列表的长度
# 获取到的长度的值，是列表的最大索引 + 1
print(len(my_list)) # 5

切片

# 切片
# 切片指从现有列表中，获取一个子列表
# 创建一个列表，一般创建列表时，变量的名字会使用复数
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']

# 列表的索引可以是负数
# 如果索引是负数，则从后向前获取元素，-1表示倒数第一个，-2表示倒数第二个 以此类推
# print(stus[-2])

# 通过切片来获取指定的元素
# 语法：列表[起始:结束] 
#   通过切片获取元素时，会包括起始位置的元素，不会包括结束位置的元素
#   做切片操作时，总会返回一个新的列表，不会影响原来的列表
#   起始和结束位置的索引都可以省略不写
#   如果省略结束位置，则会一直截取到最后
#   如果省略起始位置，则会从第一个元素开始截取
#   如果起始位置和结束位置全部省略，则相当于创建了一个列表的副本
# print(stus[1:])
# print(stus[:3])
# print(stus[:])
# print(stus)

# 语法：列表[起始:结束:步长] 
# 步长表示，每次获取元素的间隔，默认值是1
# print(stus[0:5:3])
# 步长不能是0，但是可以是负数
# print(stus[::0]) ValueError: slice step cannot be zero
# 如果是负数，则会从列表的后部向前边取元素
print(stus[::-1])

列表修改元素

# 创建一个列表
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']

# print("修改前：",stus)
# 修改列表中的元素
# 直接通过索引来修改元素
stus[0] = 'sunwukong'
stus[2] = '哈哈'
# 通过del来删除元素
del stus[2] # 删除索引为2的元素

# print('修改后：',stus)

stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']

# print("修改前：",stus)

# 通过切片来修改列表
# 在给切片进行赋值时，只能使用序列
# stus[0:2] = ['牛魔王','红孩儿'] 使用新的元素替换旧元素
# stus[0:2] = ['牛魔王','红孩儿','二郎神']
# stus[0:0] = ['牛魔王'] # 向索引为0的位置插入元素
# 当设置了步长时，序列中元素的个数必须和切片中元素的个数一致
# stus[::2] = ['牛魔王','红孩儿','二郎神']

# 通过切片来删除元素
# del stus[0:2]
# del stus[::2]
# stus[1:3] = []

# print('修改后：',stus)

# 以上操作，只适用于可变序列
s = 'hello'
# s[1] = 'a' 不可变序列，无法通过索引来修改
# 可以通过 list() 函数将其他的序列转换为list
s = list(s)
print(s)

列表的方法

# 列表的方法
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧']
# print('原列表：',stus)

# append() 
# 向列表的最后添加一个元素
# stus.append('唐僧')

# insert()
# 向列表的指定位置插入一个元素
# 参数：
#   1.要插入的位置
#   2.要插入的元素
# stus.insert(2,'唐僧')

# extend()
# 使用新的序列来扩展当前序列
# 需要一个序列作为参数，它会将该序列中的元素添加到当前列表中
# stus.extend(['唐僧','白骨精'])
# stus += ['唐僧','白骨精']

# clear()
# 清空序列
# stus.clear()

# pop()
# 根据索引删除并返回被删除的元素

# result = stus.pop(2) # 删除索引为2的元素
# result = stus.pop() # 删除最后一个
# print('result =',result)

# remove()
# 删除指定值得元素，如果相同值得元素有多个，只会删除第一个
# stus.remove('猪八戒')

# reverse()
# 用来反转列表
# stus.reverse()

# sort()
# 用来对列表中的元素进行排序，默认是升序排列
# 如果需要降序排列，则需要传递一个reverse=True作为参数
my_list = list('asnbdnbasdabd')
my_list = [10,1,20,3,4,5,0,-2]

print('修改前',my_list)

my_list.sort(reverse=True)
print('修改后',my_list)
# print('修改后：',stus)

遍历列表

# 遍历列表，指的就是将列表中的所有元素取出来
# 创建列表
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','白骨精','蜘蛛精']

# 遍历列表
# print(stus[0])
# print(stus[1])
# print(stus[2])
# print(stus[3])

# 通过while循环来遍历列表
# i = 0
# while i < len(stus):
#     print(stus[i])
#     i += 1

# 通过for循环来遍历列表
# 语法：
#   for 变量 in 序列 :
#       代码块
# for循环的代码块会执行多次，序列中有几个元素就会执行几次
#   没执行一次就会将序列中的一个元素赋值给变量，
#   所以我们可以通过变量，来获取列表中的元素

for s in stus :
    print(s)

序列（sequence）

- 序列是Python中最基本的一种数据结构
- 数据结构指计算机中数据存储的方式
- 序列用于保存一组有序的数据，所有的数据在序列当中都有一个唯一的位置（索引）
    并且序列中的数据会按照添加的顺序来分配索引
- 序列的分类：
    可变序列（序列中的元素可以改变）：
        > 列表（list）
    不可变序列（序列中的元素不能改变）：
        > 字符串（str）    
        > 元组（tuple）
    - 刚刚我们所讲所有操作都是序列的通用操作01 02 03 三个文件中的操作

序列的基本操作

# + 和 *
# +可以将两个列表拼接为一个列表
my_list = [1,2,3] + [4,5,6]

# * 可以将列表重复指定的次数
my_list = [1,2,3] * 5

# print(my_list)

# 创建一个列表
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精','沙和尚','沙和尚']

# in 和 not in
# in用来检查指定元素是否存在于列表中
#   如果存在，返回True，否则返回False
# not in用来检查指定元素是否不在列表中
#   如果不在，返回True，否则返回False
# print('牛魔王' not in stus)
# print('牛魔王' in stus)

# len()获取列表中的元素的个数

# min() 获取列表中的最小值
# max() 获取列表中的最大值
arr = [10,1,2,5,100,77]
# print(min(arr) , max(arr))

# 两个方法（method），方法和函数基本上是一样，只不过方法必须通过 对象.方法() 的形式调用
# xxx.print() 方法实际上就是和对象关系紧密的函数
# s.index() 获取指定元素在列表中的第一次出现时索引
# print(stus.index('沙和尚'))
# index()的第二个参数，表示查找的起始位置 ， 第三个参数，表示查找的结束位置
# print(stus.index('沙和尚',3,7))
# 如果要获取列表中没有的元素，会抛出异常
# print(stus.index('牛魔王')) ValueError: '牛魔王' is not in list
# s.count() 统计指定元素在列表中出现的次数
print(stus.count('牛魔王'))

range()函数

# range()是一个函数，可以用来生成一个自然数的序列
r = range(5) # 生成一个这样的序列[0,1,2,3,4]
r = range(0,10,2)
r = range(10,0,-1)
# 该函数需要三个参数
#   1.起始位置（可以省略，默认是0）
#   2.结束位置
#   3.步长（可以省略，默认是1）

# print(list(r))

# 通过range()可以创建一个执行指定次数的for循环
# for()循环除了创建方式以外，其余的都和while一样，
#   包括else、包括break continue都可以在for循环中使用
#   并且for循环使用也更加简单
# 将之前使用while循环做的练习，再使用for循环完成一次！
for i in range(30):
    print(i)

# for s in 'hello':
#     print(s)

EMS（Employee Manager System 员工管理系统） 练习

- 做命令行版本的员工管理系统
- 功能：
    四个：
        1.查询
            - 显示当前系统当中的所有员工
        2.添加
            - 将员工添加到当前系统中
        3.删除
            - 将员工从系统当中删除
        4.退出
            - 退出系统
- 员工信息要保存到哪里？ 列表，在系统中应该有一个列表，专门用来保存所有员工信息的

# 显示系统的欢迎信息
print('-'*20 , '欢迎使用员工管理系统', '-'*20)
# 创建一个列表，用来保存员工的信息，员工的信息以字符串的形式统一保存到列表
emps = ['孙悟空\t18\t男\t花果山','猪八戒\t28\t男\t高老庄']

# 创建一个死循环
while True:
    # 显示用户的选项
    print('请选择要做的操作：')
    print('\t1.查询员工')
    print('\t2.添加员工')
    print('\t3.删除员工')
    print('\t4.退出系统')
    user_choose = input('请选择[1-4]:')
    print('-'*62)
    # 根据用户的选择做相关的操作
    if user_choose == '1' :
        # 查询员工
        # 打印表头
        print('\t序号\t姓名\t年龄\t性别\t住址')
        # 创建一个变量，来表示员工的序号
        n = 1
        # 显示员工信息
        for emp in emps :
            print(f'\t{n}\t{emp}')
            n += 1
    elif user_choose == '2':
        # 添加员工
        # 获取要添加员工的信息，姓名、年龄、性别、住址
        emp_name = input('请输入员工的姓名：')
        emp_age = input('请输入员工的年龄：')
        emp_gender = input('请输入员工的性别：')
        emp_address = input('请输入员工的住址：')

        # 创建员工信息
        # 将四个信息拼接为一个字符串，然后插入到列表中
        emp = f'{emp_name}\t{emp_age}\t{emp_gender}\t{emp_address}'
        # 显示一个提示信息
        print('以下员工将被添加到系统中')
        print('-'*62)
        print('姓名\t年龄\t性别\t住址')
        print(emp)
        print('-'*62)
        user_confirm = input('是否确认该操作[Y/N]:')

        # 判断
        if user_confirm == 'y' or user_confirm == 'yes' :
            # 确认
            emps.append(emp)
            # 显示提示信息
            print('添加成功！')
        else :
            # 取消操作
            print('添加已取消！')
        
    elif user_choose == '3':
        # 删除员工，根据员工的序号来删除员工
        # 获取要删除的员工的序号
        del_num = int(input('请输入要删除的员工的序号：'))

        # 判断序号是否有效
        if 0 < del_num <= len(emps) :
            # 输入合法，根据序号来获取索引
            del_i = del_num - 1
            # 显示一个提示信息
            print('以下员工将被删除')
            print('-'*62)
            print('\t序号\t姓名\t年龄\t性别\t住址')
            print(f'\t{del_num}\t{emps[del_i]}')
            print('-'*62)
            user_confirm = input('该操作不可恢复，是否确认[Y/N]:')
            # 判断
            if user_confirm == 'y' or user_confirm == 'yes' :
                # 删除元素
                emps.pop(del_i)
                # 显示提示
                print('员工已被删除！')
            else :
                # 操作取消
                print('操作已取消！')
        else :
            # 输入有误
            print('您的输入有误，请重新操作！')

    elif user_choose == '4':
        # 退出
        print('欢迎使用！再见!')
        input('点击回车键退出！')
        break
    else :
        print('您的输入有误，请重新选择！')

    # 打印分割线
    print('-'*62)

元组 tuple

# 元组 tuple
# 元组是一个不可变的序列
# 它的操作的方式基本上和列表是一致的
# 所以你在操作元组时，就把元组当成是一个不可变的列表就ok了
# 一般当我们希望数据不改变时，就使用元组，其余情况都使用列表

# 创建元组
# 使用()来创建元组
my_tuple = () # 创建了一个空元组
# print(my_tuple,type(my_tuple)) # 

my_tuple = (1,2,3,4,5) # 创建了一个5个元素的元组
# 元组是不可变对象，不能尝试为元组中的元素重新赋值
# my_tuple[3] = 10 TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
# print(my_tuple[3])

# 当元组不是空元组时，括号可以省略
# 如果元组不是空元组，它里边至少要有一个,
my_tuple = 10,20,30,40
my_tuple = 40,
# print(my_tuple , type(my_tuple))

my_tuple = 10 , 20 , 30 , 40

# 元组的解包（解构）
# 解包指就是将元组当中每一个元素都赋值给一个变量
a,b,c,d = my_tuple

# print("a =",a)
# print("b =",b)
# print("c =",c)
# print("d =",d)

a = 100
b = 300
# print(a , b)

# 交互a 和 b的值，这时我们就可以利用元组的解包
a , b = b , a

# print(a , b)
my_tuple = 10 , 20 , 30 , 40


# 在对一个元组进行解包时，变量的数量必须和元组中的元素的数量一致
# 也可以在变量前边添加一个*，这样变量将会获取元组中所有剩余的元素
a , b , *c = my_tuple
a , *b , c = my_tuple
*a , b , c = my_tuple
a , b , *c = [1,2,3,4,5,6,7]
a , b , *c = 'hello world'
# 不能同时出现两个或以上的*变量
# *a , *b , c = my_tuple SyntaxError: two starred expressions in assignment
print('a =',a)
print('b =',b)
print('c =',c)
 

可变对象

- 每个对象中都保存了三个数据：
    id（标识）
    type（类型）
    value（值）    

- 列表就是一个可变对象
    a = [1,2,3]

- a[0] = 10 （改对象）
    - 这个操作是在通过变量去修改对象的值
    - 这种操作不会改变变量所指向的对象    
    - 当我们去修改对象时，如果有其他变量也指向了该对象，则修改也会在其他的变量中体现

- a = [4,5,6] （改变量）
    - 这个操作是在给变量重新赋值
    - 这种操作会改变变量所指向的对象
    - 为一个变量重新赋值时，不会影响其他的变量

- 一般只有在为变量赋值时才是修改变量，其余的都是修改对象

# # 可变对象
# a = [1,2,3]
# print('修改前：', a , id(a))

# # 通过索引修改列表
# a[0] = 10
# print('修改后：', a , id(a))

# # 为变量重新赋值
# a = [4,5,6]
# print('修改后：', a , id(a))


a = [1,2,3]
b = a
# b[0] = 10
b = [10,2,3]
# print("a",a,id(a))
# print("b",b,id(b))

# == !=  is is not
# == != 比较的是对象的值是否相等 
# is is not 比较的是对象的id是否相等（比较两个对象是否是同一个对象）

a = [1,2,3]
b = [1,2,3]
print(a,b)
print(id(a),id(b))
print(a == b) # a和b的值相等，使用==会返回True
print(a is b) # a和b不是同一个对象，内存地址不同，使用is会返回False

字典（dict）

- 字典属于一种新的数据结构，称为映射（mapping）
- 字典的作用和列表类似，都是用来存储对象的容器
- 列表存储数据的性能很好，但是查询数据的性能的很差
- 在字典中每一个元素都有一个唯一的名字，通过这个唯一的名字可以快速的查找到指定的元素
- 在查询元素时，字典的效率是非常快的
- 在字典中可以保存多个对象，每个对象都会有一个唯一的名字
    这个唯一的名字，我们称其为键（key），通过key可以快速的查询value
    这个对象，我们称其为值（value）
    所以字典，我们也称为叫做键值对（key-value）结构
    每个字典中都可以有多个键值对，而每一个键值对我们称其为一项（item）

# 字典
# 使用 {} 来创建字典
d = {
     } # 创建了一个空字典

# 创建一个保护有数据的字典
# 语法：
#   {key:value,key:value,key:value}
#   字典的值可以是任意对象
#   字典的键可以是任意的不可变对象（int、str、bool、tuple ...），但是一般我们都会使用str
#       字典的键是不能重复的，如果出现重复的后边的会替换到前边的
# d = {'name':'孙悟空' , 'age':18 , 'gender':'男' , 'name':'sunwukong'}
d = {
     
'name':'孙悟空' , 
'age':18 , 
'gender':'男' , 
'name':'sunwukong'
}

# print(d , type(d))

# 需要根据键来获取值
# print(d['name'],d['age'],d['gender'])

# 如果使用了字典中不存在的键，会报错
# print(d['hello']) KeyError: 'hello'

# 创建字典
# 使用{}
# 语法：{k1:v1,k2:v2,k3:v3}

# 使用 dict()函数来创建字典
# 每一个参数都是一个键值对，参数名就是键，参数名就是值（这种方式创建的字典，key都是字符串）
d = dict(name='孙悟空',age=18,gender='男') 

# 也可以将一个包含有双值子序列的序列转换为字典
# 双值序列，序列中只有两个值，[1,2] ('a',3) 'ab'
# 子序列，如果序列中的元素也是序列，那么我们就称这个元素为子序列
# [(1,2),(3,5)]
d = dict([('name','孙悟饭'),('age',18)])
# print(d , type(d))
d = dict(name='孙悟空',age=18,gender='男') 

# len() 获取字典中键值对的个数
# print(len(d))

# in 检查字典中是否包含指定的键
# not in 检查字典中是否不包含指定的键
# print('hello' in d)

# 获取字典中的值，根据键来获取值
# 语法：d[key]
# print(d['age'])

# n = 'name'
# print(d[n])

# 通过[]来获取值时，如果键不存在，会抛出异常 KeyError
# get(key[, default]) 该方法用来根据键来获取字典中的值
#   如果获取的键在字典中不存在，会返回None
#   也可以指定一个默认值，来作为第二个参数，这样获取不到值时将会返回默认值
# print(d.get('name'))
# print(d.get('hello','默认值'))

# 修改字典
# d[key] = value 如果key存在则覆盖，不存在则添加
d['name'] = 'sunwukong' # 修改字典的key-value
d['address'] = '花果山' # 向字典中添加key-value

# print(d)
# setdefault(key[, default]) 可以用来向字典中添加key-value
#   如果key已经存在于字典中，则返回key的值，不会对字典做任何操作
#   如果key不存在，则向字典中添加这个key，并设置value
result = d.setdefault('name','猪八戒')
result = d.setdefault('hello','猪八戒')

# print('result =',result)
# print(d)

# update([other])
# 将其他的字典中的key-value添加到当前字典中
# 如果有重复的key，则后边的会替换到当前的
d = {
     'a':1,'b':2,'c':3}
d2 = {
     'd':4,'e':5,'f':6, 'a':7}
d.update(d2)

# print(d)
# 删除，可以使用 del 来删除字典中的 key-value
del d['a']
del d['b']

# popitem()
# 随机删除字典中的一个键值对，一般都会删除最后一个键值对
#   删除之后，它会将删除的key-value作为返回值返回
#   返回的是一个元组，元组中有两个元素，第一个元素是删除的key，第二个是删除的value
# 当使用popitem()删除一个空字典时，会抛出异常 KeyError: 'popitem(): dictionary is empty'
# d.popitem()
# result = d.popitem()

# pop(key[, default])
# 根据key删除字典中的key-value
# 会将被删除的value返回！
# 如果删除不存在的key，会抛出异常
#   如果指定了默认值，再删除不存在的key时，不会报错，而是直接返回默认值
result = d.pop('d')
result = d.pop('z','这是默认值')

# del d['z'] z不存在，报错
# result = d.popitem()
# result = d.popitem()
# result = d.popitem()
# result = d.popitem()

# clear()用来清空字典
d.clear()

# print('result =',result)
# print(d)

# copy()
# 该方法用于对字典进行浅复制
# 复制以后的对象，和原对象是独立，修改一个不会影响另一个
# 注意，浅复制会简单复制对象内部的值，如果值也是一个可变对象，这个可变对象不会被复制
d = {
     'a':1,'b':2,'c':3}
d2 = d.copy()
# d['a'] = 100

d = {
     'a':{
     'name':'孙悟空','age':18},'b':2,'c':3}
d2 = d.copy()
d2['a']['name'] = '猪八戒'


print('d = ',d , id(d))
print('d2 = ',d2 , id(d2))

 

遍历字典

# 遍历字典
# keys() 该方法会返回字典的所有的key
#   该方法会返回一个序列，序列中保存有字典的所有的键
d = {
     'name':'孙悟空','age':18,'gender':'男'}

# 通过遍历keys()来获取所有的键
# for k in d.keys() :
#     print(k , d[k])

# values()
# 该方法会返回一个序列，序列中保存有字典的左右的值
# for v in d.values():
#     print(v)

# items()
# 该方法会返回字典中所有的项
# 它会返回一个序列，序列中包含有双值子序列
# 双值分别是，字典中的key和value
# print(d.items())
for k,v in d.items() :
    print(k , '=' , v)

集合（set）

- 集合和列表非常相似
- 不同点：
    1.集合中只能存储不可变对象
    2.集合中存储的对象是无序（不是按照元素的插入顺序保存）
    3.集合中不能出现重复的元素

集合的创建

# 集合
# 使用 {} 来创建集合
s = {
     10,3,5,1,2,1,2,3,1,1,1,1} # 
# s = {[1,2,3],[4,6,7]} TypeError: unhashable type: 'list'
# 使用 set() 函数来创建集合
s = set() # 空集合
# 可以通过set()来将序列和字典转换为集合
s = set([1,2,3,4,5,1,1,2,3,4,5])
s = set('hello')
s = set({
     'a':1,'b':2,'c':3}) # 使用set()将字典转换为集合时，只会包含字典中的键

# 创建集合
s = {
     'a' , 'b' , 1 , 2 , 3 , 1}

# 使用in和not in来检查集合中的元素
# print('c' in s)

# 使用len()来获取集合中元素的数量
# print(len(s))

# add() 向集合中添加元素
s.add(10)
s.add(30)

# update() 将一个集合中的元素添加到当前集合中
#   update()可以传递序列或字典作为参数，字典只会使用键
s2 = set('hello')
s.update(s2)
s.update((10,20,30,40,50))
s.update({
     10:'ab',20:'bc',100:'cd',1000:'ef'})

# {1, 2, 3, 100, 40, 'o', 10, 1000, 'a', 'h', 'b', 'l', 20, 50, 'e', 30}
# pop()随机删除并返回一个集合中的元素
# result = s.pop()

# remove()删除集合中的指定元素
s.remove(100)
s.remove(1000)

# clear()清空集合
s.clear()

# copy()对集合进行浅复制

# print(result)
print(s , type(s))

集合的运算

# 在对集合做运算时，不会影响原来的集合，而是返回一个运算结果
# 创建两个集合
s = {
     1,2,3,4,5}
s2 = {
     3,4,5,6,7}

# & 交集运算
result = s & s2 # {3, 4, 5}

# | 并集运算
result = s | s2 # {1,2,3,4,5,6,7}

# - 差集
result = s - s2 # {1, 2}

# ^ 异或集 获取只在一个集合中出现的元素
result = s ^ s2 # {1, 2, 6, 7}

# <= 检查一个集合是否是另一个集合的子集
# 如果a集合中的元素全部都在b集合中出现，那么a集合就是b集合的子集，b集合是a集合超集
a = {
     1,2,3}
b = {
     1,2,3,4,5}

result = a <= b # True
result = {
     1,2,3} <= {
     1,2,3} # True
result = {
     1,2,3,4,5} <= {
     1,2,3} # False

# < 检查一个集合是否是另一个集合的真子集
# 如果超集b中含有子集a中所有元素，并且b中还有a中没有的元素，则b就是a的真超集，a是b的真子集
result = {
     1,2,3} < {
     1,2,3} # False
result = {
     1,2,3} < {
     1,2,3,4,5} # True

# >= 检查一个集合是否是另一个的超集
# > 检查一个集合是否是另一个的真超集
print('result =',result)

四、函数

函数简介（function）

- 函数也是一个对象
- 对象是内存中专门用来存储数据的一块区域
- 函数可以用来保存一些可执行的代码，并且可以在需要时，对这些语句进行多次的调用
- 创建函数：
    def 函数名([形参1,形参2,...形参n]) :
        代码块
    - 函数名必须要符号标识符的规范
        （可以包含字母、数字、下划线、但是不能以数字开头）    
- 函数中保存的代码不会立即执行，需要调用函数代码才会执行
- 调用函数：
    函数对象()
- 定义函数一般都是要实现某种功能的    

# 比如有如下三行代码，这三行代码是一个完整的功能
# print('Hello')
# print('你好')
# print('再见')

# 定义一个函数
def fn() :
    print('这是我的第一个函数！')
    print('hello')
    print('今天天气真不错！')

# 打印fn
# print(fn) 
# print(type(fn)) 

# fn是函数对象  fn()调用函数
# print是函数对象 print()调用函数
# fn()


# 定义函数时指定形参
def fn2(a , b) :
    # print('a =',a)
    # print('b =',b)
    print(a,"+",b,"=",a + b)

# 调用函数时，来传递实参
fn2(10,20)
fn2(123,456)

函数的参数

- 在定义函数时，可以在函数名后的()中定义数量不等的形参，
    多个形参之间使用,隔开
- 形参（形式参数），定义形参就相当于在函数内部声明了变量，但是并不赋值
- 实参（实际参数）
    - 如果函数定义时，指定了形参，那么在调用函数时也必须传递实参，
        实参将会赋值给对应的形参，简单来说，有几个形参就得传几个实参

# 求任意三个数的乘积
def mul(a,b,c):
    print(a*b*c)

# 根据不同的用户名显示不同的欢迎信息   
def welcome(username):
    print('欢迎',username,'光临')

# mul(1,2,3)   
# welcome('孙悟空') 

# 定义一个函数
# 定义形参时，可以为形参指定默认值
# 指定了默认值以后，如果用户传递了参数则默认值没有任何作用
#   如果用户没有传递，则默认值就会生效
def fn(a = 5 , b = 10 , c = 20):
    print('a =',a)
    print('b =',b)
    print('c =',c)

# fn(1 , 2 , 3)
# fn(1 , 2)
# fn()

# 实参的传递方式
# 位置参数
# 位置参数就是将对应位置的实参复制给对应位置的形参
# 第一个实参赋值给第一个形参，第二个实参赋值给第二个形参 。。。
# fn(1 , 2 , 3)

# 关键字参数
# 关键字参数，可以不按照形参定义的顺序去传递，而直接根据参数名去传递参数
# fn(b=1 , c=2 , a=3)
# print('hello' , end='')
# 位置参数和关键字参数可以混合使用
# 混合使用关键字和位置参数时，必须将位置参数写到前面
# fn(1,c=30)

def fn2(a):
    print('a =',a)

# 函数在调用时，解析器不会检查实参的类型
# 实参可以传递任意类型的对象
b = 123
b = True
b = 'hello'
b = None
b = [1,2,3]

# fn2(b)    
fn2(fn)

def fn3(a , b):
    print(a+b)

# fn3(123,"456")

def fn4(a):
    # 在函数中对形参进行重新赋值，不会影响其他的变量
    # a = 20
    # a是一个列表，尝试修改列表中的元素
    # 如果形参执行的是一个对象，当我们通过形参去修改对象时
    #   会影响到所有指向该对象的变量
    a[0] = 30
    print('a =',a,id(a))

c = 10   
c = [1,2,3] 

# fn4(c)
# fn4(c.copy())
# fn4(c[:])

# print('c =',c,id(c))

不定长的参数

# 不定长的参数
# 定义一个函数，可以求任意个数字的和
def sum(*nums):
    # 定义一个变量，来保存结果
    result = 0
    # 遍历元组，并将元组中的数进行累加
    for n in nums :
        result += n
    print(result)


# sum(123,456,789,10,20,30,40)

# 在定义函数时，可以在形参前边加上一个*，这样这个形参将会获取到所有的实参
# 它将会将所有的实参保存到一个元组中
# a,b,*c = (1,2,3,4,5,6)

# *a会接受所有的位置实参，并且会将这些实参统一保存到一个元组中（装包）
def fn(*a):
    print("a =",a,type(a))

# fn(1,2,3,4,5)
# 带星号的形参只能有一个
# 带星号的参数，可以和其他参数配合使用
# 第一个参数给a，第二个参数给b，剩下的都保存到c的元组中
# def fn2(a,b,*c):
#     print('a =',a)
#     print('b =',b)
#     print('c =',c)

# 可变参数不是必须写在最后，但是注意，带*的参数后的所有参数，必须以关键字参数的形式传递
# 第一个参数给a，剩下的位置参数给b的元组，c必须使用关键字参数
# def fn2(a,*b,c):
#     print('a =',a)
#     print('b =',b)
#     print('c =',c)

# 所有的位置参数都给a，b和c必须使用关键字参数
# def fn2(*a,b,c):
#     print('a =',a)
#     print('b =',b)
#     print('c =',c)

# 如果在形参的开头直接写一个*,则要求我们的所有的参数必须以关键字参数的形式传递
def fn2(*,a,b,c):
    print('a =',a)
    print('b =',b)
    print('c =',c)
# fn2(a=3,b=4,c=5)

# *形参只能接收位置参数，而不能接收关键字参数
# def fn3(*a) :
#     print('a =',a)

# **形参可以接收其他的关键字参数，它会将这些参数统一保存到一个字典中
#   字典的key就是参数的名字，字典的value就是参数的值
# **形参只能有一个，并且必须写在所有参数的最后
def fn3(b,c,**a) :
    print('a =',a,type(a))
    print('b =',b)
    print('c =',c)

# fn3(b=1,d=2,c=3,e=10,f=20)

参数的解包（拆包）

# 参数的解包（拆包）
def fn4(a,b,c):
    print('a =',a)
    print('b =',b)
    print('c =',c)

# 创建一个元组
t = (10,20,30)

# 传递实参时，也可以在序列类型的参数前添加星号，这样他会自动将序列中的元素依次作为参数传递
# 这里要求序列中元素的个数必须和形参的个数的一致
# fn4(*t)    

# 创建一个字典
d = {
     'a':100,'b':200,'c':300}
# 通过 **来对一个字典进行解包操作
fn4(**d)

返回值

break 用来退出当前循环
continue 用来跳过当次循环
return 用来结束函数

# 返回值，返回值就是函数执行以后返回的结果
# 可以通过 return 来指定函数的返回值
# 可以之间使用函数的返回值，也可以通过一个变量来接收函数的返回值

def sum(*nums):
    # 定义一个变量，来保存结果
    result = 0
    # 遍历元组，并将元组中的数进行累加
    for n in nums :
        result += n
    print(result)

# sum(123,456,789)
 

# return 后边跟什么值，函数就会返回什么值
# return 后边可以跟任意的对象，返回值甚至可以是一个函数
def fn():
    # return 'Hello'
    # return [1,2,3]
    # return {'k':'v'}
    def fn2() :
        print('hello')

    return fn2 # 返回值也可以是一个函数

r = fn() # 这个函数的执行结果就是它的返回值
# r()
# print(fn())
# print(r)

# 如果仅仅写一个return 或者 不写return，则相当于return None 
def fn2() :
    a = 10
    return 

# 在函数中，return后的代码都不会执行，return 一旦执行函数自动结束
def fn3():
    print('hello')
    return
    print('abc')

# r = fn3()
# print(r)

def fn4() :
    for i in range(5):
        if i == 3 :
            # break 用来退出当前循环
            # continue 用来跳过当次循环
            return # return 用来结束函数
        print(i)
    print('循环执行完毕！')

# fn4()

def sum(*nums):
    # 定义一个变量，来保存结果
    result = 0
    # 遍历元组，并将元组中的数进行累加
    for n in nums :
        result += n
    return result

r = sum(123,456,789)

# print(r + 778)

def fn5():
    return 10

# fn5 和 fn5()的区别
print(fn5) # fn5是函数对象，打印fn5实际是在打印函数对象 
print(fn5()) # fn5()是在调用函数，打印fn5()实际上是在打印fn5()函数的返回值 10

help()

# help()是Python中的内置函数
# 通过help()函数可以查询python中的函数的用法
# 语法：help(函数对象)
# help(print) # 获取print()函数的使用说明

# 文档字符串（doc str）
# 在定义函数时，可以在函数内部编写文档字符串，文档字符串就是函数的说明
#   当我们编写了文档字符串时，就可以通过help()函数来查看函数的说明
#   文档字符串非常简单，其实直接在函数的第一行写一个字符串就是文档字符串
def fn(a:int,b:bool,c:str='hello') -> int:
    '''
    这是一个文档字符串的示例

    函数的作用：。。。。。
    函数的参数：
        a，作用，类型，默认值。。。。
        b，作用，类型，默认值。。。。
        c，作用，类型，默认值。。。。
    '''
    return 10

help(fn)

作用域（scope）

# 作用域（scope）
# 作用域指的是变量生效的区域
b = 20 # 全局变量

def fn():
    a = 10 # a定义在了函数内部，所以他的作用域就是函数内部，函数外部无法访问
    print('函数内部：','a =',a)
    print('函数内部：','b =',b)

# fn()    
  

# print('函数外部：','a =',a)
# print('函数外部：','b =',b)

# 在Python中一共有两种作用域
#  全局作用域
#   - 全局作用域在程序执行时创建，在程序执行结束时销毁
#   - 所有函数以外的区域都是全局作用域
#   - 在全局作用域中定义的变量，都属于全局变量，全局变量可以在程序的任意位置被访问
#   
#  函数作用域
#   - 函数作用域在函数调用时创建，在调用结束时销毁
#   - 函数每调用一次就会产生一个新的函数作用域
#   - 在函数作用域中定义的变量，都是局部变量，它只能在函数内部被访问
#   
#  变量的查找
#   - 当我们使用变量时，会优先在当前作用域中寻找该变量，如果有则使用，
#       如果没有则继续去上一级作用域中寻找，如果有则使用，
#       如果依然没有则继续去上一级作用域中寻找，以此类推
#       直到找到全局作用域，依然没有找到，则会抛出异常
#           NameError: name 'a' is not defined

def fn2():
    def fn3():
        print('fn3中:','a =',a)
    fn3()

# fn2()    

a = 20

def fn3():
    # a = 10 # 在函数中为变量赋值时，默认都是为局部变量赋值
    # 如果希望在函数内部修改全局变量，则需要使用global关键字，来声明变量
    global a # 声明在函数内部的使用a是全局变量，此时再去修改a时，就是在修改全局的a
    a = 10 # 修改全局变量
    print('函数内部：','a =',a)

# fn3()
# print('函数外部：','a =',a)

命名空间（namespace）

locals()用来获取当前作用域的命名空间

# 命名空间（namespace）
# 命名空间指的是变量存储的位置，每一个变量都需要存储到指定的命名空间当中
# 每一个作用域都会有一个它对应的命名空间
# 全局命名空间，用来保存全局变量。函数命名空间用来保存函数中的变量
# 命名空间实际上就是一个字典，是一个专门用来存储变量的字典

# locals()用来获取当前作用域的命名空间
# 如果在全局作用域中调用locals()则获取全局命名空间，如果在函数作用域中调用locals()则获取函数命名空间
# 返回的是一个字典
scope = locals() # 当前命名空间
print(type(scope))
# print(a)
# print(scope['a'])
# 向scope中添加一个key-value
scope['c'] = 1000 # 向字典中添加key-value就相当于在全局中创建了一个变量（一般不建议这么做）
# print(c)

def fn4():
    a = 10
    # scope = locals() # 在函数内部调用locals()会获取到函数的命名空间
    # scope['b'] = 20 # 可以通过scope来操作函数的命名空间，但是也是不建议这么做

    # globals() 函数可以用来在任意位置获取全局命名空间
    global_scope = globals()
    # print(global_scope['a'])
    global_scope['a'] = 30
    # print(scope)

fn4()    

递归

# 尝试求10的阶乘（10!）
# 1! = 1
# 2! = 1*2 = 2
# 3! = 1*2*3 = 6
# 4! = 1*2*3*4 = 24

# print(1*2*3*4*5*6*7*8*9*10)

# 创建一个变量保存结果
# n = 10
# for i in range(1,10):
#     n *= i

# print(n)

# 创建一个函数，可以用来求任意数的阶乘
def factorial(n):
    '''
        该函数用来求任意数的阶乘

        参数：
            n 要求阶乘的数字
    '''

    # 创建一个变量，来保存结果
    result = n
    
    for i in range(1,n):
        result *= i

    return result    

# 求10的阶乘    
# print(factorial(20))

# 递归式的函数
# 从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚讲故事，讲的什么故事呢？
#   从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚讲故事，讲的什么故事呢？....
# 递归简单理解就是自己去引用自己！
# 递归式函数，在函数中自己调用自己！

# 无穷递归，如果这个函数被调用，程序的内存会溢出，效果类似于死循环
# def fn():
#     fn()
# fn()

# 递归是解决问题的一种方式，它和循环很像
#   它的整体思想是，将一个大问题分解为一个个的小问题，直到问题无法分解时，再去解决问题
# 递归式函数的两个要件
#   1.基线条件
#       - 问题可以被分解为的最小问题，当满足基线条件时，递归就不在执行了
#   2.递归条件
#       - 将问题继续分解的条件
# 递归和循环类似，基本是可以互相代替的，
#   循环编写起来比较容易，阅读起来稍难
#   递归编写起来难，但是方便阅读
# 10! = 10 * 9!
# 9! = 9 * 8!
# 8! = 8 * 7!
# ...
# 1! = 1

def factorial(n):
    '''
        该函数用来求任意数的阶乘

        参数：
            n 要求阶乘的数字
    '''
    # 基线条件 判断n是否为1，如果为1则此时不能再继续递归
    if n == 1 :
        # 1的阶乘就是1，直接返回1
        return 1

    # 递归条件    
    return n * factorial(n-1)

# print(factorial(10))



# 练习
#   创建一个函数 power 来为任意数字做幂运算 n ** i
#   10 ** 5 = 10 * 10 ** 4
#   10 ** 4 = 10 * 10 ** 3
#   ...
#   10 ** 1 = 10
def power(n , i):
    '''
        power()用来为任意的数字做幂运算

        参数：
            n 要做幂运算的数字
            i 做幂运算的次数
    '''
    # 基线条件
    if i == 1:
        # 求1次幂
        return n
    # 递归条件
    return n * power(n , i-1)

# print(power(8,6))    



#   
# 练习
#   创建一个函数，用来检查一个任意的字符串是否是回文字符串，如果是返回True，否则返回False
#   回文字符串，字符串从前往后念和从后往前念是一样的
#       abcba
#   abcdefgfedcba
#   先检查第一个字符和最后一个字符是否一致，如果不一致则不是回文字符串
#       如果一致，则看剩余的部分是否是回文字符串
#   检查 abcdefgfedcba 是不是回文
#   检查 bcdefgfedcb 是不是回文
#   检查 cdefgfedc 是不是回文
#   检查 defgfed 是不是回文
#   检查 efgfe 是不是回文
#   检查 fgf 是不是回文
#   检查 g 是不是回文

def hui_wen(s):
    '''
        该函数用来检查指定的字符串是否回文字符串，如果是返回True，否则返回False

        参数：
            s：就是要检查的字符串
    '''
    # 基线条件
    if len(s) < 2 :
        # 字符串的长度小于2，则字符串一定是回文
        return True
    elif s[0] != s[-1]:
        # 第一个字符和最后一个字符不相等，不是回文字符串
        return False    
    # 递归条件    
    return hui_wen(s[1:-1]) #切片

# def hui_wen(s):
#     '''
#         该函数用来检查指定的字符串是否回文字符串，如果是返回True，否则返回False

#         参数：
#             s：就是要检查的字符串
#     '''
#     # 基线条件
#     if len(s) < 2 :
#         # 字符串的长度小于2，则字符串一定是回文
#         return True
#     # 递归条件    
#     return s[0] == s[-1] and hui_wen(s[1:-1])

print(hui_wen('abcdefgfedcba'))    

函数式编程

- 在Python中，函数是一等对象
- 一等对象一般都会具有如下特点：
    ① 对象是在运行时创建的
    ② 能赋值给变量或作为数据结构中的元素
    ③ 能作为参数传递
    ④ 能作为返回值返回

- 高阶函数
    - 高阶函数至少要符合以下两个特点中的一个
      ① 接收一个或多个函数作为参数
      ② 将函数作为返回值返回

高阶函数

# 高阶函数
# 接收函数作为参数，或者将函数作为返回值的函数是高阶函数
# 当我们使用一个函数作为参数时，实际上是将指定的代码传递进了目标函数

# 创建一个列表
l = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

# 定义一个函数
#   可以将指定列表中的所有的偶数，保存到一个新的列表中返回

# 定义一个函数，用来检查一个任意的数字是否是偶数
def fn2(i) :
    if i % 2 == 0 :
        return True

    return False    

# 这个函数用来检查指定的数字是否大于5
def fn3(i):
    if i > 5 :
        return True    
    return False

def fn(func , lst) :

    '''
        fn()函数可以将指定列表中的所有偶数获取出来，并保存到一个新列表中返回

        参数：
            lst：要进行筛选的列表
    '''
    # 创建一个新列表
    new_list = []

    # 对列表进行筛选
    for n in lst :
        # 判断n的奇偶
        if func(n) :
            new_list.append(n)
        # if n > 5 :
        #     new_list.append(n)

            


    # 返回新列表
    return new_list

# def fn4(i):
#     if i % 3 == 0:
#         return True    
#     return False

def fn4(i):
    return i % 3 == 0
        
# print(fn(fn4 , l))

filter()过滤器

# filter()
# filter()可以从序列中过滤出符合条件的元素，保存到一个新的序列中
# 参数：
#  1.函数，根据该函数来过滤序列（可迭代的结构）
#  2.需要过滤的序列（可迭代的结构）
# 返回值：
#   过滤后的新序列（可迭代的结构）

# fn4是作为参数传递进filter()函数中
#   而fn4实际上只有一个作用，就是作为filter()的参数
#   filter()调用完毕以后，fn4就已经没用

匿名函数 lambda 函数表达式 （语法糖）

# 匿名函数 lambda 函数表达式 （语法糖）
#   lambda函数表达式专门用来创建一些简单的函数，他是函数创建的又一种方式
#   语法：lambda 参数列表 : 返回值
#   匿名函数一般都是作为参数使用，其他地方一般不会使用

def fn5(a , b):
    return a + b

# (lambda a,b : a + b)(10,20)
# 也可以将匿名函数赋值给一个变量，一般不会这么做
fn6 = lambda a,b : a + b
# print(fn6(10,30))


r = filter(lambda i : i > 5 , l)
# print(list(r))

map()

# map()
# map()函数可以对可跌倒对象中的所有元素做指定的操作，然后将其添加到一个新的对象中返回
l = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

r = map(lambda i : i ** 2 , l)

# print(list(r))

sort()

# sort()
# 该方法用来对列表中的元素进行排序
# sort()方法默认是直接比较列表中的元素的大小
# 在sort()可以接收一个关键字参数 ， key
#   key需要一个函数作为参数，当设置了函数作为参数
#   每次都会以列表中的一个元素作为参数来调用函数，并且使用函数的返回值来比较元素的大小
l = ['bb','aaaa','c','ddddddddd','fff']
# l.sort(key=len)

l = [2,5,'1',3,'6','4']
l.sort(key=int)
# print(l)

sorted()

# sorted()
# 这个函数和sort()的用法基本一致，但是sorted()可以对任意的序列进行排序
#   并且使用sorted()排序不会影响原来的对象，而是返回一个新对象

l = [2,5,'1',3,'6','4']
# l = "123765816742634781"

print('排序前:',l)
print(sorted(l,key=int))
print('排序后:',l)

闭包

# 将函数作为返回值返回，也是一种高阶函数
# 这种高阶函数我们也称为叫做闭包，通过闭包可以创建一些只有当前函数能访问的变量
#   可以将一些私有的数据藏到的闭包中

def fn():

    a = 10

    # 函数内部再定义一个函数
    def inner():
        print('我是fn2' , a)

    # 将内部函数 inner作为返回值返回   
    return inner

# r是一个函数，是调用fn()后返回的函数
# 这个函数实在fn()内部定义，并不是全局函数
# 所以这个函数总是能访问到fn()函数内的变量
r = fn()    

# r()

# 求多个数的平均值
# nums = [50,30,20,10,77]

# sum()用来求一个列表中所有元素的和
# print(sum(nums)/len(nums))

# 形成闭包的要件
#   ① 函数嵌套
#   ② 将内部函数作为返回值返回
#   ③ 内部函数必须要使用到外部函数的变量
def make_averager():
    # 创建一个列表，用来保存数值
    nums = []

    # 创建一个函数，用来计算平均值
    def averager(n) :
        # 将n添加到列表中
        nums.append(n)
        # 求平均值
        return sum(nums)/len(nums)

    return averager

averager = make_averager()

print(averager(10))
print(averager(20))
print(averager(30))
print(averager(40))

装饰器

通过装饰器来扩展函数的功能的
*args所有未知参数 , **kwargs所有关键字参数

# 创建几个函数

def add(a , b):
    '''
        求任意两个数的和
    '''
    r = a + b
    return r


def mul(a , b):
    '''
        求任意两个数的积
    '''
    r = a * b
    return r    

# 希望函数可以在计算前，打印开始计算，计算结束后打印计算完毕
#  我们可以直接通过修改函数中的代码来完成这个需求，但是会产生以下一些问题
#   ① 如果要修改的函数过多，修改起来会比较麻烦
#   ② 并且不方便后期的维护
#   ③ 并且这样做会违反开闭原则（OCP）
#           程序的设计，要求开发对程序的扩展，要关闭对程序的修改


# r = add(123,456)
# print(r)

# 我们希望在不修改原函数的情况下，来对函数进行扩展
def fn():
    print('我是fn函数....')

# 只需要根据现有的函数，来创建一个新的函数
def fn2():
    print('函数开始执行~~~')
    fn()
    print('函数执行结束~~~')

# fn2()    

def new_add(a,b):
    print('计算开始~~~')
    r = add(a,b)
    print('计算结束~~~')
    return r

# r = new_add(111,222)    
# print(r)

# 上边的方式，已经可以在不修改源代码的情况下对函数进行扩展了
#   但是，这种方式要求我们每扩展一个函数就要手动创建一个新的函数，实在是太麻烦了
#   为了解决这个问题，我们创建一个函数，让这个函数可以自动的帮助我们生产函数

def begin_end(old):
    '''
        用来对其他函数进行扩展，使其他函数可以在执行前打印开始执行，执行后打印执行结束

        参数：m
            old 要扩展的函数对象
    '''
    # 创建一个新函数
    def new_function(*args , **kwargs): #*args所有未知参数 , **kwargs所有关键字参数
        print('开始执行~~~~')
        # 调用被扩展的函数
        result = old(*args , **kwargs)
        print('执行结束~~~~')
        # 返回函数的执行结果
        return result

    # 返回新函数        
    return new_function

f = begin_end(fn)
f2 = begin_end(add)
f3 = begin_end(mul)

# r = f()
# r = f2(123,456)
# r = f3(123,456)
# print(r)
# 向begin_end()这种函数我们就称它为装饰器
#   通过装饰器，可以在不修改原来函数的情况下来对函数进行扩展
#   在开发中，我们都是通过装饰器来扩展函数的功能的
# 在定义函数时，可以通过@装饰器，来使用指定的装饰器，来装饰当前的函数
#   可以同时为一个函数指定多个装饰器，这样函数将会安装从内向外的顺序被装饰 

def fn3(old):
    '''
        用来对其他函数进行扩展，使其他函数可以在执行前打印开始执行，执行后打印执行结束

        参数：
            old 要扩展的函数对象
    '''
    # 创建一个新函数
    def new_function(*args , **kwargs):
        print('fn3装饰~开始执行~~~~')
        # 调用被扩展的函数
        result = old(*args , **kwargs)
        print('fn3装饰~执行结束~~~~')
        # 返回函数的执行结果
        return result

    # 返回新函数        
    return new_function

@fn3
@begin_end
def say_hello():
    print('大家好~~~')

say_hello()

五、类和对象

什么是对象？

- 对象是内存中专门用来存储数据的一块区域。
- 对象中可以存放各种数据（比如：数字、布尔值、代码）
- 对象由三部分组成：
    1.对象的标识（id）
    2.对象的类型（type）
    3.对象的值（value）

面向对象（oop）

- Python是一门面向对象的编程语言
- 所谓的面向对象的语言，简单理解就是语言中的所有操作都是通过对象来进行的
- 面向过程的编程的语言
    - 面向过程指将我们的程序的逻辑分解为一个一个的步骤，
        通过对每个步骤的抽象，来完成程序
    - 例子：
        - 孩子上学
            1.妈妈起床
            2.妈妈上厕所
            3.妈妈洗漱
            4.妈妈做早饭
            5.妈妈叫孩子起床
            6.孩子上厕所
            7.孩子要洗漱
            8.孩子吃饭
            9.孩子背着书包上学校

    - 面向过程的编程思想将一个功能分解为一个一个小的步骤，
        我们通过完成一个一个的小的步骤来完成一个程序
    - 这种编程方式，符合我们人类的思维，编写起来相对比较简单
    - 但是这种方式编写代码的往往只适用于一个功能，
        如果要在实现别的功能，即使功能相差极小，也往往要重新编写代码，
        所以它可复用性比较低，并且难于维护

- 面向对象的编程语言
    - 面向对象的编程语言，关注的是对象，而不关注过程
    - 对于面向对象的语言来说，一切都是对象       
    - 例子：
        1.孩他妈起床叫孩子上学

    - 面向对象的编程思想，将所有的功能统一保存到对应的对象中
        比如，妈妈功能保存到妈妈的对象中，孩子的功能保存到孩子对象中
        要使用某个功能，直接找到对应的对象即可
    - 这种方式编写的代码，比较容易阅读，并且比较易于维护，容易复用。
    - 但是这种方式编写，不太符合常规的思维，编写起来稍微麻烦一点

- 简单归纳一下，面向对象的思想
    1.找对象
    2.搞对象

类(class)

- 我们目前所学习的对象都是Python内置的对象
- 但是内置对象并不能满足所有的需求，所以我们在开发中经常需要自定义一些对象
- 类，简单理解它就相当于一个图纸。在程序中我们需要根据类来创建对象
- 类就是对象的图纸！
- 我们也称对象是类的实例（instance）
- 如果多个对象是通过一个类创建的，我们称这些对象是一类对象
- 像 int() float() bool() str() list() dict() .... 这些都是类
- a = int(10) # 创建一个int类的实例 等价于 a = 10
- 我们自定义的类都需要使用大写字母开头，使用大驼峰命名法（帕斯卡命名法）来对类命名

- 类也是一个对象！
- 类就是一个用来创建对象的对象！
- 类是type类型的对象，定义类实际上就是定义了一个type类型的对象

isinstance()用来检查一个对象是否是一个类的实例

a = int(10) # 创建一个int类的实例
b = str('hello') # 创建一个str类的实例

# print(a , type(a))
# print(b , type(b))

# 定义一个简单的类
# 使用class关键字来定义类，语法和函数很像！
# class 类名([父类]):
#   代码块
# 
class MyClass():
    pass

# print(MyClass)
# 使用MyClass创建一个对象
# 使用类来创建对象，就像调用一个函数一样
mc = MyClass() # mc就是通过MyClass创建的对象，mc是MyClass的实例
mc_2 = MyClass()
mc_3 = MyClass()
mc_4 = MyClass()
# mc mc_2 mc_3 mc_4 都是MyClass的实例，他们都是一类对象
# isinstance()用来检查一个对象是否是一个类的实例
result = isinstance(mc_2,MyClass)
result = isinstance(mc_2,str)

# print(mc , type(mc))
# print('result =',result)

# print(id(MyClass) , type(MyClass))

# 现在我们通过MyClass这个类创建的对象都是一个空对象
# 也就是对象中实际上什么都没有，就相当于是一个空的盒子
# 可以向对象中添加变量，对象中的变量称为属性
# 语法：对象.属性名 = 属性值
mc.name = '孙悟空'
mc_2.name = '猪八戒'

print(mc_2.name)

使用类创建对象的流程

1.创建一个变量
2.在内存中创建一个新对象
3.将对象的id赋值给变量

类的定义

- 类和对象都是对现实生活中的事物或程序中的内容的抽象
- 实际上所有的事物都由两部分构成：
    1.数据（属性）
    2.行为（方法）

- 在类的代码块中，我们可以定义变量和函数，
    变量会成为该类实例的公共属性，所有的该类实例都可以通过 对象.属性名 的形式访问
    函数会成为该类实例的公共方法，所有该类实例都可以通过 对象.方法名() 的形式调用方法

- 注意：
    方法调用时，第一个参数由解析器自动传递，所以定义方法时，至少要定义一个形参！

- 实例为什么能访问到类中的属性和方法
    类中定义的属性和方法都是公共的，任何该类实例都可以访问

    - 属性和方法查找的流程
        当我们调用一个对象的属性时，解析器会先在当前对象中寻找是否含有该属性，
            如果有，则直接返回当前的对象的属性值，
            如果没有，则去当前对象的类对象中去寻找，如果有则返回类对象的属性值，
            如果类对象中依然没有，则报错！

    - 类对象和实例对象中都可以保存属性（方法）
        - 如果这个属性（方法）是所有的实例共享的，则应该将其保存到类对象中
        - 如果这个属性（方法）是某个实例独有，则应该保存到实例对象中     

    - 一般情况下，属性保存到实例对象中
        而方法需要保存到类对象中    

# 尝试定义一个表示人的类
class Person :
    # 在类的代码块中，我们可以定义变量和函数
    # 在类中我们所定义的变量，将会成为所有的实例的公共属性
    # 所有实例都可以访问这些变量
    name = 'swk' # 公共属性，所有实例都可以访问

    # 在类中也可以定义函数，类中的定义的函数，我们称为方法
    # 这些方法可以通过该类的所有实例来访问
    
    def say_hello(self) :
        # 方法每次被调用时，解析器都会自动传递第一个实参
        # 第一个参数，就是调用方法的对象本身，
        #   如果是p1调的，则第一个参数就是p1对象
        #   如果是p2调的，则第一个参数就是p2对象
        # 一般我们都会将这个参数命名为self

        # say_hello()这个方法，可以显示如下格式的数据：
        #   你好！我是 xxx
        #   在方法中不能直接访问类中的属性
        print('你好！我是 %s' %self.name)

# 创建Person的实例
p1 = Person()
p2 = Person()

# print(p2.name)

# 调用方法，对象.方法名()
# 方法调用和函数调用的区别
# 如果是函数调用，则调用时传几个参数，就会有几个实参
# 但是如果是方法调用，默认传递一个参数，所以方法中至少要定义一个形参


# 修改p1的name属性
p1.name = '猪八戒'
p2.name = '沙和尚'

p1.say_hello() # '你好！我是 猪八戒'
p2.say_hello() # '你好！我是 沙和尚'

# del p2.name # 删除p2的name属性

# print(p1.name) 
# print(p2.name) 

创建对象的流程

p1 = Person()的运行流程
    1.创建一个变量
    2.在内存中创建一个新对象
    3.__init__(self)方法执行
    4.将对象的id赋值给变量

类的基本结构

class 类名([父类]) :

    公共的属性...

    # 对象的初始化方法
    def __init__(self,...):
        ...

    # 其他的方法    
    def method_1(self,...):
        ...

    def method_2(self,...):
        ...

    ...    

对象的创建__init__(self)方法

class Person :
    # 在类中可以定义一些特殊方法（魔术方法）
    # 特殊方法都是以__开头，__结尾的方法
    # 特殊方法不需要我们自己调用，不要尝试去调用特殊方法
    # 特殊方法将会在特殊的时刻自动调用
    # 学习特殊方法：
    #   1.特殊方法什么时候调用
    #   2.特殊方法有什么作用
    # 创建对象的流程
    # p1 = Person()的运行流程
    #   1.创建一个变量
    #   2.在内存中创建一个新对象
    #   3.__init__(self)方法执行
    #   4.将对象的id赋值给变量

    # init会在对象创建以后离开执行
    # init可以用来向新创建的对象中初始化属性
    # 调用类创建对象时，类后边的所有参数都会依次传递到init()中
    def __init__(self,name):
        # print(self)
        # 通过self向新建的对象中初始化属性
        self.name = name

    def say_hello(self):
        print('大家好，我是%s'%self.name)


# 目前来讲，对于Person类来说name是必须的，并且每一个对象中的name属性基本上都是不同
# 而我们现在是将name属性在定义为对象以后，手动添加到对象中，这种方式很容易出现错误
# 我们希望，在创建对象时，必须设置name属性，如果不设置对象将无法创建
#   并且属性的创建应该是自动完成的，而不是在创建对象以后手动完成
# p1 = Person()
# # 手动向对象添加name属性
# p1.name = '孙悟空'

# p2 = Person()
# p2.name = '猪八戒'

# p3 = Person()
# p3.name = '沙和尚'

# p3.say_hello()

p1 = Person('孙悟空')
p2 = Person('猪八戒')
p3 = Person('沙和尚')
p4 = Person('唐僧')
# p1.__init__() 不要这么做

# print(p1.name)
# print(p2.name)
# print(p3.name)
# print(p4.name)

p4.say_hello()

练习：
尝试自定义一个表示狗的类（Dog）
属性：
name
age
gender
height
…

方法：
jiao()
yao()
run()
…

class Dog():
    """
    Dog类
    属性：name, age, gender, height
    方法：...
    """
    def __init__(self, name, age, gender, height):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender
        self.height = height

    def jiao(self):
        print('我叫%s'%self.name,'我会叫')

    def yao(self):
        print('我叫%s'%self.name,'我会咬')

    def run(self):
        print('我叫%s'%self.name,'我会跑')
        

dog = Dog('小黑',8,'male',30)
dog.jiao()
dog.run()
print('我的年纪是 %s'%dog.age,'岁')

# 目前我们可以直接通过 对象.属性 的方式来修改属性的值，这种方式导致对象中的属性可以随意修改
#   非常的不安全，值可以任意修改，不论对错
# 现在我们就需要一种方式来增强数据的安全性
#   1.属性不能随意修改（我让你改你才能改，不让你改你就不能改）
#   2.属性不能修改为任意的值（年龄不能是负数）
dog.age = 16
print('我的年纪是 %s'%dog.age,'岁')

六、封装

封装1

# 封装是面向对象的三大特性之一
# 封装指的是隐藏对象中一些不希望被外部所访问到的属性或方法
# 如何隐藏一个对象中的属性？
#   - 将对象的属性名，修改为一个外部不知道的名字
# 如何获取（修改）对象中的属性？
#   - 需要提供一个getter和setter方法使外部可以访问到属性
#   - getter 获取对象中的指定属性（get_属性名）
#   - setter 用来设置对象的指定属性（set_属性名）
# 使用封装，确实增加了类的定义的复杂程度，但是它也确保了数据的安全性
#   1.隐藏了属性名，使调用者无法随意的修改对象中的属性
#   2.增加了getter和setter方法，很好的控制的属性是否是只读的
#       如果希望属性是只读的，则可以直接去掉setter方法
#       如果希望属性不能被外部访问，则可以直接去掉getter方法
#   3.使用setter方法设置属性，可以增加数据的验证，确保数据的值是正确的
#   4.使用getter方法获取属性，使用setter方法设置属性
#       可以在读取属性和修改属性的同时做一些其他的处理
#   5.使用getter方法可以表示一些计算的属性

class Dog:
    '''
        表示狗的类
    '''
    def __init__(self , name , age):
        self.hidden_name = name
        self.hidden_age = age

    def say_hello(self):
        print('大家好，我是 %s'%self.hidden_name) 

    def get_name(self):
        '''
            get_name()用来获取对象的name属性
        '''    
        # print('用户读取了属性')
        return self.hidden_name

    def set_name(self , name):
        # print('用户修改了属性')
        self.hidden_name = name

    def get_age(self):
        return self.hidden_age

    def set_age(self , age):
        if age > 0 :
            self.hidden_age = age    


d = Dog('旺财',8)

# d.say_hello()

# 调用setter来修改name属性 
d.set_name('小黑')
d.set_age(-10)

# d.say_hello()
print(d.get_age())

封装2，属性封装隐藏

class Rectangle:
    '''
        表示矩形的类
    '''
    def __init__(self,width,height):
        self.hidden_width = width
        self.hidden_height = height

    def get_width(self):
        return self.hidden_width

    def get_height(self):
        return self.hidden_height   

    def set_width(self , width):
        self.hidden_width = width 

    def set_height(self , height):
        self.hidden_height = height 

    def get_area(self):
        return self.hidden_width * self.hidden_height        

# r = Rectangle(5,2)  
# r.set_width(10)
# r.set_height(20)

# print(r.get_area())     
 
 
# 可以为对象的属性使用双下划线开头，__xxx
# 双下划线开头的属性，是对象的隐藏属性，隐藏属性只能在类的内部访问，无法通过对象访问
# 其实隐藏属性只不过是Python自动为属性改了一个名字
#   实际上是将名字修改为了，_类名__属性名 比如 __name -> _Person__name
# class Person:
#     def __init__(self,name):
#         self.__name = name

#     def get_name(self):
#         return self.__name

#     def set_name(self , name):
#         self.__name = name        

# p = Person('孙悟空')

# print(p.__name) __开头的属性是隐藏属性，无法通过对象访问
# p.__name = '猪八戒'
# print(p._Person__name)
# p._Person__name = '猪八戒'

# print(p.get_name())

# 使用__开头的属性，实际上依然可以在外部访问，所以这种方式我们一般不用
#   一般我们会将一些私有属性（不希望被外部访问的属性）以_开头
#   一般情况下，使用_开头的属性都是私有属性，没有特殊需要不要修改私有属性
class Person:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    def get_name(self):
        return self._name

    def set_name(self , name):
        self._name = name   

p = Person('孙悟空')

print(p._name)

property装饰器

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self._name = name
        self._age = age

    # property装饰器，用来将一个get方法，转换为对象的属性
    # 添加为property装饰器以后，我们就可以像调用属性一样使用get方法
    # 使用property装饰的方法，必须和属性名是一样的
    @property    
    def name(self):
        print('get方法执行了~~~')
        return self._name

    # setter方法的装饰器：@属性名.setter
    @name.setter    
    def name(self , name):
        print('setter方法调用了')
        self._name = name        

    @property
    def age(self):
        return self._age

    @age.setter    
    def age(self , age):
        self._age = age   

        

p = Person('猪八戒',18)

p.name = '孙悟空'
p.age = 28

print(p.name,p.age)

七、继承和多态

面向对象的三大特征

# 面向对象的三大特征：
#   封装
#       - 确保对象中的数据安全
#   继承
#       - 保证了对象的可扩展性
#   多态
#       - 保证了程序的灵活性

继承

# 继承

# 定义一个类 Animal（动物）
#   这个类中需要两个方法：run() sleep() 
class Animal:
    def run(self):
        print('动物会跑~~~')

    def sleep(self):
        print('动物睡觉~~~')

    # def bark(self):
    #     print('动物嚎叫~~~')   

# 定义一个类 Dog（狗）
#   这个类中需要三个方法：run() sleep() bark()
# class Dog:
#     def run(self):
#         print('狗会跑~~~')

#     def sleep(self):
#         print('狗睡觉~~~')

#     def bark(self):
#         print('汪汪汪~~~') 

# 有一个类，能够实现我们需要的大部分功能，但是不能实现全部功能
# 如何能让这个类来实现全部的功能呢？
#   ① 直接修改这个类，在这个类中添加我们需要的功能
#       - 修改起来会比较麻烦，并且会违反OCP原则
#   ② 直接创建一个新的类
#       - 创建一个新的类比较麻烦，并且需要大量的进行复制粘贴，会出现大量的重复性代码
#   ③ 直接从Animal类中来继承它的属性和方法
#       - 继承是面向对象三大特性之一
#       - 通过继承我们可以使一个类获取到其他类中的属性和方法
#       - 在定义类时，可以在类名后的括号中指定当前类的父类（超类、基类、super）
#           子类（衍生类）可以直接继承父类中的所有的属性和方法
#           
#  通过继承可以直接让子类获取到父类的方法或属性，避免编写重复性的代码，并且也符合OCP原则
#   所以我们经常需要通过继承来对一个类进行扩展

class Dog(Animal):
    def bark(self):
        print('汪汪汪~~~') 

    def run(self):
        print('狗跑~~~~')    

class Hashiqi(Dog):
    def fan_sha(self):
        print('我是一只傻傻的哈士奇')        

d = Dog()
h = Hashiqi()

# d.run()
# d.sleep()
# d.bark()

# r = isinstance(d , Dog)
# r = isinstance(d , Animal)
# print(r)

# 在创建类时，如果省略了父类，则默认父类为object
#   object是所有类的父类，所有类都继承自object
class Person(object):
    pass

# issubclass() 检查一个类是否是另一个类的子类
# print(issubclass(Animal , Dog))
# print(issubclass(Animal , object))
# print(issubclass(Person , object))

# isinstance()用来检查一个对象是否是一个类的实例
#   如果这个类是这个对象的父类，也会返回True
#   所有的对象都是object的实例
print(isinstance(print , object))

方法的重写

# 继承

# 定义一个类 Animal（动物）
#   这个类中需要两个方法：run() sleep() 
class Animal:
    def run(self):
        print('动物会跑~~~')

    def sleep(self):
        print('动物睡觉~~~')


class Dog(Animal):
    def bark(self):
        print('汪汪汪~~~') 

    def run(self):
        print('狗跑~~~~')    


# 如果在子类中如果有和父类同名的方法，则通过子类实例去调用方法时，
#   会调用子类的方法而不是父类的方法，这个特点我们成为叫做方法的重写（覆盖，override）
# 创建Dog类的实例
# d = Dog()

# d.run()

# 当我们调用一个对象的方法时，
#   会优先去当前对象中寻找是否具有该方法，如果有则直接调用
#   如果没有，则去当前对象的父类中寻找，如果父类中有则直接调用父类中的方法，
#   如果没有，则去父类的父类中寻找，以此类推，直到找到object，如果依然没有找到，则报错
class A(object):
    def test(self):
        print('AAA')

class B(A):
    def test(self):
        print('BBB')

class C(B):
    def test(self):
        print('CCC')   

# 创建一个c的实例
c = C()
c.test()

super()

class Animal:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    def run(self):
        print('动物会跑~~~')

    def sleep(self):
        print('动物睡觉~~~')

    @property
    def name(self):
        return self._name

    @name.setter    
    def name(self,name):
        self._name = name

# 父类中的所有方法都会被子类继承，包括特殊方法，也可以重写特殊方法
class Dog(Animal):

    def __init__(self,name,age):
        # 希望可以直接调用父类的__init__来初始化父类中定义的属性
        # super() 可以用来获取当前类的父类，
        #   并且通过super()返回对象调用父类方法时，不需要传递self
        super().__init__(name)
        self._age = age

    def bark(self):
        print('汪汪汪~~~') 

    def run(self):
        print('狗跑~~~~')   

    @property
    def age(self):
        return self._age

    @age.setter    
    def age(self,age):
        self._age = name        

d = Dog('旺财',18) 

print(d.name)       
print(d.age)       

多重继承

class A(object):
    def test(self):
        print('AAA')

class B(object):
    def test(self):
        print('B中的test()方法~~')

    def test2(self):
        print('BBB') 

# 在Python中是支持多重继承的，也就是我们可以为一个类同时指定多个父类
#   可以在类名的()后边添加多个类，来实现多重继承
#   多重继承，会使子类同时拥有多个父类，并且会获取到所有父类中的方法
# 在开发中没有特殊的情况，应该尽量避免使用多重继承，因为多重继承会让我们的代码过于复杂
# 如果多个父类中有同名的方法，则会现在第一个父类中寻找，然后找第二个，然后找第三个。。。
#   前边父类的方法会覆盖后边父类的方法
class C(A,B):
    pass

# 类名.__bases__ 这个属性可以用来获取当前类的所有父类    
# print(C.__bases__) (,)
# print(B.__bases__) (,)

# print(C.__bases__) # (, )

c = C()

c.test()

多态

# 多态是面向对象的三大特征之一
# 多态从字面上理解是多种形态
# 狗（狼狗、藏獒、哈士奇、古牧 。。。）
# 一个对象可以以不同的形态去呈现

# 定义两个类
class A:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        return self._name
        
    @name.setter
    def name(self,name):
        self._name = name   

class B:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    def __len__(self):
        return 10

    @property
    def name(self):
        return self._name
        
    @name.setter
    def name(self,name):
        self._name = name   

class C:
    pass


a = A('孙悟空')
b = B('猪八戒')
c = C()

# 定义一个函数
# 对于say_hello()这个函数来说，只要对象中含有name属性，它就可以作为参数传递
#   这个函数并不会考虑对象的类型，只要有name属性即可
def say_hello(obj):
    print('你好 %s'%obj.name)

# 在say_hello_2中我们做了一个类型检查，也就是只有obj是A类型的对象时，才可以正常使用，
#   其他类型的对象都无法使用该函数，这个函数就违反了多态
# 违反了多态的函数，只适用于一种类型的对象，无法处理其他类型对象，这样导致函数的适应性非常的差
# 注意，向isinstance()这种函数，在开发中一般是不会使用的！
def say_hello_2(obj):
    # 做类型检查
    if isinstance(obj , A):
        print('你好 %s'%obj.name)    
# say_hello(b)    
# say_hello_2(b)

# 鸭子类型
# 如果一个东西，走路像鸭子，叫声像鸭子，那么它就是鸭子

# len()
# 之所以一个对象能通过len()来获取长度，是因为对象中具有一个特殊方法__len__
# 换句话说，只要对象中具有__len__特殊方法，就可以通过len()来获取它的长度
l = [1,2,3]
s = 'hello'

# print(len(l))
# print(len(s))
print(len(b))
print(len(c))

类中的属性和方法

• 类属性
• 实例属性
• 类方法
• 实例方法
• 静态方法

# 定义一个类
class A(object):

    # 类属性
    # 实例属性
    # 类方法
    # 实例方法
    # 静态方法

    # 类属性，直接在类中定义的属性是类属性
    #   类属性可以通过类或类的实例访问到
    #   但是类属性只能通过类对象来修改，无法通过实例对象修改
    count = 0

    def __init__(self):
        # 实例属性，通过实例对象添加的属性属于实例属性
        #   实例属性只能通过实例对象来访问和修改，类对象无法访问修改
        self.name = '孙悟空'

    # 实例方法
    #   在类中定义，以self为第一个参数的方法都是实例方法
    #   实例方法在调用时，Python会将调用对象作为self传入  
    #   实例方法可以通过实例和类去调用
    #       当通过实例调用时，会自动将当前调用对象作为self传入
    #       当通过类调用时，不会自动传递self，此时我们必须手动传递self
    def test(self):
        print('这是test方法~~~ ' , self)    

    # 类方法    
    # 在类内部使用 @classmethod 来修饰的方法属于类方法
    # 类方法的第一个参数是cls，也会被自动传递，cls就是当前的类对象
    #   类方法和实例方法的区别，实例方法的第一个参数是self，而类方法的第一个参数是cls
    #   类方法可以通过类去调用，也可以通过实例调用，没有区别
    @classmethod
    def test_2(cls):
        print('这是test_2方法，他是一个类方法~~~ ',cls)
        print(cls.count)

    # 静态方法
    # 在类中使用 @staticmethod 来修饰的方法属于静态方法  
    # 静态方法不需要指定任何的默认参数，静态方法可以通过类和实例去调用  
    # 静态方法，基本上是一个和当前类无关的方法，它只是一个保存到当前类中的函数
    # 静态方法一般都是一些工具方法，和当前类无关
    @staticmethod
    def test_3():
        print('test_3执行了~~~')


a = A()
# 实例属性，通过实例对象添加的属性属于实例属性
# a.count = 10
# A.count = 100
# print('A ,',A.count) 
# print('a ,',a.count) 
# print('A ,',A.name) 
# print('a ,',a.name)   

# a.test() 等价于 A.test(a)

# A.test_2() 等价于 a.test_2()

A.test_3()
a.test_3()

垃圾回收机制

在Python中有自动的垃圾回收机制，它会自动将这些没有被引用的对象删除

# 就像我们生活中会产生垃圾一样，程序在运行过程当中也会产生垃圾
# 程序运行过程中产生的垃圾会影响到程序的运行的运行性能，所以这些垃圾必须被及时清理
# 没用的东西就是垃圾
# 在程序中没有被引用的对象就是垃圾，这种垃圾对象过多以后会影响到程序的运行的性能
#   所以我们必须进行及时的垃圾回收，所谓的垃圾回收就是讲垃圾对象从内存中删除
# 在Python中有自动的垃圾回收机制，它会自动将这些没有被引用的对象删除，
#   所以我们不用手动处理垃圾回收

class A:
    def __init__(self):
        self.name = 'A类'

    # del是一个特殊方法，它会在对象被垃圾回收前调用
    def __del__(self):
        print('A()对象被删除了~~~',self)

a = A()
b = a # 又使用一个变量b，来引用a对应的对象

print(a.name)

# a = None # 将a设置为了None，此时没有任何的变量对A()对象进行引用，它就是变成了垃圾
# b = None
# del a
# del b
input('回车键退出...')

特殊方法(魔术方法)

# 特殊方法，也称为魔术方法
# 特殊方法都是使用__开头和结尾的
# 特殊方法一般不需要我们手动调用，需要在一些特殊情况下自动执行

# 定义一个Person类
class Person(object):
    """人类"""
    def __init__(self, name , age):
        self.name = name
        self.age = age

    # __str__（）这个特殊方法会在尝试将对象转换为字符串的时候调用
    # 它的作用可以用来指定对象转换为字符串的结果  （print函数）  
    def __str__(self):
        return 'Person [name=%s , age=%d]'%(self.name,self.age)        

    # __repr__()这个特殊方法会在对当前对象使用repr()函数时调用
    # 它的作用是指定对象在 ‘交互模式’中直接输出的效果    
    def __repr__(self):
        return 'Hello'        

    # object.__add__(self, other)
    # object.__sub__(self, other)
    # object.__mul__(self, other)
    # object.__matmul__(self, other)
    # object.__truediv__(self, other)
    # object.__floordiv__(self, other)
    # object.__mod__(self, other)
    # object.__divmod__(self, other)
    # object.__pow__(self, other[, modulo])
    # object.__lshift__(self, other)
    # object.__rshift__(self, other)
    # object.__and__(self, other)
    # object.__xor__(self, other)
    # object.__or__(self, other)

    # object.__lt__(self, other) 小于 <
    # object.__le__(self, other) 小于等于 <=
    # object.__eq__(self, other) 等于 ==
    # object.__ne__(self, other) 不等于 !=
    # object.__gt__(self, other) 大于 >
    # object.__ge__(self, other) 大于等于 >= 
    
    # __len__()获取对象的长度

    # object.__bool__(self)
    # 可以通过bool来指定对象转换为布尔值的情况
    def __bool__(self):
        return self.age > 17

    # __gt__会在对象做大于比较的时候调用，该方法的返回值将会作为比较的结果
    # 他需要两个参数，一个self表示当前对象，other表示和当前对象比较的对象
    # self > other
    def __gt__(self , other):
        return self.age > other.age


# 创建两个Person类的实例        
p1 = Person('孙悟空',18)
p2 = Person('猪八戒',28)

# 打印p1
# 当我们打印一个对象时，实际上打印的是对象的中特殊方法 __str__()的返回值
# print(p1) # <__main__.Person object at 0x04E95090>
# print(p1)
# print(p2)

# print(repr(p1))

# t = 1,2,3
# print(t) # (1, 2, 3)

# print(p1 > p2)
# print(p2 > p1)

# print(bool(p1))

# if p1 :
#     print(p1.name,'已经成年了')
# else :
#     print(p1.name,'还未成年了')

八、模块和包

模块（module）

模块简介及创建

# 模块（module）
# 模块化，模块化指将一个完整的程序分解为一个一个小的模块
#   通过将模块组合，来搭建出一个完整的程序
# 不采用模块化，统一将所有的代码编写到一个文件中
# 采用模块化，将程序分别编写到多个文件中
#   模块化的有点：
#       ① 方便开发
#       ② 方便维护
#       ③ 模块可以复用！

# 在Python中一个py文件就是一个模块，要想创建模块，实际上就是创建一个python文件
# 注意：模块名要符号标识符的规范

# 在一个模块中引入外部模块
# ① import 模块名 （模块名，就是python文件的名字，注意不要py）
# ② import 模块名 as 模块别名
#   - 可以引入同一个模块多次，但是模块的实例只会创建一个
#   - import可以在程序的任意位置调用，但是一般情况下，import语句都会统一写在程序的开头
#   - 在每一个模块内部都有一个__name__属性，通过这个属性可以获取到模块的名字
#   - __name__属性值为 __main__的模块是主模块，一个程序中只会有一个主模块
#       主模块就是我们直接通过 python 执行的模块
import test_module as test

# print(test.__name__)
print(__name__)

模块的创建

# import m

# # 访问模块中的变量：模块名.变量名
# # print(m.a , m.b)

# # m.test2()

# p = m.Person()

# print(p.name)

def test2():
    print('这是主模块中的test2')


# 也可以只引入模块中的部分内容
# 语法 from 模块名 import 变量,变量....
# from m import Person
# from m import test
# from m import Person,test
# from m import * # 引入到模块中所有内容，一般不会使用
# p1 = Person()
# print(p1)
# test()
# test2()

# 也可以为引入的变量使用别名
# 语法：from 模块名 import 变量 as 别名
# from m import test2 as new_test2

# test2()
# new_test2()

from m import *
# print(_c)

# import xxx
# import xxx as yyy
# from xxx import yyy , zzz , fff
# from xxx import *
# from xxx import yyy as zz

包 Package

# 包 Package
# 包也是一个模块
# 当我们模块中代码过多时，或者一个模块需要被分解为多个模块时，这时就需要使用到包
# 普通的模块就是一个py文件，而包是一个文件夹
#   包中必须要一个一个 __init__.py 这个文件，这个文件中可以包含有包中的主要内容
from hello import a , b

print(a.c)
print(b.d)

# __pycache__ 是模块的缓存文件
# py代码在执行前，需要被解析器先转换为机器码，然后再执行
#   所以我们在使用模块（包）时，也需要将模块的代码先转换为机器码然后再交由计算机执行
#   而为了提高程序运行的性能，python会在编译过一次以后，将代码保存到一个缓存文件中
#   这样在下次加载这个模块（包）时，就可以不再重新编译而是直接加载缓存中编译好的代码即可

Python标准库

# 开箱即用
# 为了实现开箱即用的思想，Python中为我们提供了一个模块的标准库
# 在这个标准库中，有很多很强大的模块我们可以直接使用，
#   并且标准库会随Python的安装一同安装
# sys模块，它里面提供了一些变量和函数，使我们可以获取到Python解析器的信息
#   或者通过函数来操作Python解析器
# 引入sys模块
import sys

# pprint 模块它给我们提供了一个方法 pprint() 该方法可以用来对打印的数据做简单的格式化
import pprint

# sys.argv
# 获取执行代码时，命令行中所包含的参数
# 该属性是一个列表，列表中保存了当前命令的所有参数
# print(sys.argv)

# sys.modules
# 获取当前程序中引入的所有模块
# modules是一个字典，字典的key是模块的名字，字典的value是模块对象
# pprint.pprint(sys.modules)

# sys.path
# 他是一个列表，列表中保存的是模块的搜索路径
# ['C:\\Users\\lilichao\\Desktop\\resource\\course\\lesson_06\\code',
# 'C:\\dev\\python\\python36\\python36.zip',
# 'C:\\dev\\python\\python36\\DLLs',
# 'C:\\dev\\python\\python36\\lib',
# 'C:\\dev\\python\\python36',
# 'C:\\dev\\python\\python36\\lib\\site-packages']
# pprint.pprint(sys.path)

# sys.platform
# 表示当前Python运行的平台
# print(sys.platform)

# sys.exit()
# 函数用来退出程序
# sys.exit('程序出现异常，结束！')
# print('hello')

# os 模块让我们可以对操作系统进行访问
import os

# os.environ
# 通过这个属性可以获取到系统的环境变量
# pprint.pprint(os.environ['path'])

# os.system()
# 可以用来执行操作系统的名字
# os.system('dir')
os.system('notepad')

九、异常和文件

异常

程序在运行过程当中，不可避免的会出现一些错误，比如：
    使用了没有赋值过的变量
    使用了不存在的索引
    除0
    ...
这些错误在程序中，我们称其为异常。
程序运行过程中，一旦出现异常将会导致程序立即终止，异常以后的代码全部都不会执行！    

处理异常

程序运行时出现异常，目的并不是让我们的程序直接终止！
Python是希望在出现异常时，我们可以编写代码来对异常进行处理！    

try语句
    try:
        代码块（可能出现错误的语句）
    except 异常类型 as 异常名:
        代码块（出现错误以后的处理方式）
    except 异常类型 as 异常名:
        代码块（出现错误以后的处理方式）
    except 异常类型 as 异常名:
        代码块（出现错误以后的处理方式）
    else：
        代码块（没出错时要执行的语句）    
    finally:
        代码块（该代码块总会执行）    

    try是必须的 else语句有没有都行
    except和finally至少有一个    

可以将可能出错的代码放入到try语句，这样如果代码没有错误，则会正常执行，
    如果出现错误，则会执行expect子句中的代码，这样我们就可以通过代码来处理异常
    避免因为一个异常导致整个程序的终止            

# print('hello')
# try:
#     # try中放置的是有可能出现错误的代码
#     print(10/0)
# except:
#     # except中放置的是出错以后的处理防暑
#     print('哈哈哈，出错了~~~')
# else:
#     print('程序正常执行没有错误')    
# print('你好')


# print(10/0)

异常的传播（抛出异常）

当在函数中出现异常时，如果在函数中对异常进行了处理，则异常不会再继续传播,
    如果函数中没有对异常进行处理，则异常会继续向函数调用处传播,
    如果函数调用处处理了异常，则不再传播，如果没有处理则继续向调用处传播
    直到传递到全局作用域（主模块）如果依然没有处理，则程序终止，并且显示异常信息

当程序运行过程中出现异常以后，所有的异常信息会被保存一个专门的异常对象中，
    而异常传播时，实际上就是异常对象抛给了调用处
    比如 ： ZeroDivisionError类的对象专门用来表示除0的异常
            NameError类的对象专门用来处理变量错误的异常
            ....

在Python为我们提供了多个异常对象            

# 异常的传播
def fn():
    print('Hello fn')
    print(a)
    print(10/0)

def fn2():
    print('Hello fn2')
    fn()

def fn3():
    print('Hello fn3')
    fn2()

fn3()    

异常对象

# 异常对象
print('异常出现前')
l = []
try:
    # print(c)
    # l[10]
    # 1 + 'hello'
    print(10/0)
except NameError:
    # 如果except后不跟任何的内容，则此时它会捕获到所有的异常
    # 如果在except后跟着一个异常的类型，那么此时它只会捕获该类型的异常
    print('出现 NameError 异常')
except ZeroDivisionError:
    print('出现 ZeroDivisionError 异常')
except IndexError:
    print('出现 IndexError 异常')
# Exception 是所有异常类的父类，所以如果except后跟的是Exception，他也会捕获到所有的异常
# 可以在异常类后边跟着一个 as xx 此时xx就是异常对象
except Exception as e :
    print('未知异常',e,type(e))
finally :
    print('无论是否出现异常，该子句都会执行')

print('异常出现后')

###- 抛出异常
- 可以使用 raise 语句来抛出异常，
raise语句后需要跟一个异常类 或 异常的实例

# 也可以自定义异常类，只需要创建一个类继承Exception即可
class MyError(Exception):
    pass

def add(a,b):
    # 如果a和b中有负数，就向调用处抛出异常
    if a < 0 or b < 0:
        # raise用于向外部抛出异常，后边可以跟一个异常类，或异常类的实例
        # raise Exception    
        # 抛出异常的目的，告诉调用者这里调用时出现问题，希望你自己处理一下
        # raise Exception('两个参数中不能有负数！')  
        raise MyError('自定义的异常')
        
        # 也可以通过if else来代替异常的处理
        # return None
    r = a + b
    return r

print(add(-123,456))    

文件（File）

- 通过Python程序来对计算机中的各种文件进行增删改查的操作
- I/O(Input / Output)
- 操作文件的步骤：
    ① 打开文件
    ② 对文件进行各种操作（读、写），然后保存
    ③ 关闭文件

打开文件

# open(file, mode='r', buffering=-1, encoding_=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)
# 使用open函数来打开一个文件
# 参数：
#   file 要打开的文件的名字（路径）
# 返回值：
#   返回一个对象，这个对象就代表了当前打开的文件

# 创建一个变量，来保存文件的名字
# 如果目标文件和当前文件在同一级目录下，则直接使用文件名即可
file_name = 'demo.txt'

# 在windows系统使用路径时，可以使用/来代替 \
# 或者可以使用 \\ 来代替 \
# 或者也可以使用原始字符串
file_name = 'hello\\demo.txt'
file_name = r'hello\demo.txt'

# 表示路径，可以使用..来返回一级目录
file_name = '../hello/demo.txt'

# 如果目标文件距离当前文件比较远，此时可以使用绝对路径
# 绝对路径应该从磁盘的根目录开始书写
file_name = r'C:\Users\lilichao\Desktop\hello.txt'

# file_obj = open(file_name) # 打开 file_name 对应的文件

# print(file_obj)

关闭文件

with … as 语句

# 打开文件
file_name = 'demo.txt'

# 调用open()来打开文件
# file_obj = open(file_name)

# # 当我们获取了文件对象以后，所有的对文件的操作都应该通过对象来进行
# # 读取文件中的内容
# # read()方法，用来读取文件中的内容，它会将内容全部保存为一个字符串返回
# content = file_obj.read()

# print(content)

# # 关闭文件
# # 调用close()方法来关闭文件
# file_obj.close()

# with ... as 语句
# with open(file_name) as file_obj :
#     # 在with语句中可以直接使用file_obj来做文件操作
#     # 此时这个文件只能在with中使用，一旦with结束则文件会自动close()
#     print(file_obj.read())


file_name = 'hello'

try:
    with open(file_name) as file_obj :
        print(file_obj.read())
except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name} 文件不存在~~')

读取文件

file_name = 'demo2.txt'

try:
    # 调用open()来打开一个文件，可以将文件分成两种类型
    # 一种，是纯文本文件（使用utf-8等编码编写的文本文件）
    # 一种，是二进制文件（图片、mp3、ppt等这些文件）
    # open()打开文件时，默认是以文本文件的形式打开的，但是open()默认的编码为None
    #   所以处理文本文件时，必须要指定文件的编码
    with open(file_name,encoding='utf-8') as file_obj:
        # 通过 read() 来读取文件中的内容
        # 如果直接调用read()它会将文本文件的所有内容全部都读取出来
        #   如果要读取的文件较大的话，会一次性将文件的内容加载到内存中，容易导致内存泄漏
        #   所以对于较大的文件，不要直接调用read()
        # help(file_obj.read)
        # read()可以接收一个size作为参数，该参数用来指定要读取的字符的数量
        #   默认值为-1，它会读取文件中的所有字符
        #   可以为size指定一个值，这样read()会读取指定数量的字符，
        #       每一次读取都是从上次读取到位置开始读取的
        #       如果字符的数量小于size，则会读取剩余所有的
        #       如果已经读取到了文件的最后了，则会返回''空串
        # content = file_obj.read(-1)
        content = file_obj.read(6)
        content = file_obj.read(6)
        content = file_obj.read(6)
        content = file_obj.read(6)
        # print(content)
        # print(len(content))
except FileNotFoundError :
    print(f'{file_name} 这个文件不存在！')

读取大文件的方式

# 读取大文件的方式
file_name = 'demo.txt'

try:
    with open(file_name,encoding='utf-8') as file_obj:
        # 定义一个变量，来保存文件的内容
        file_content = ''
        # 定义一个变量，来指定每次读取的大小
        chunk = 100
        # 创建一个循环来读取文件内容
        while True:
            # 读取chunk大小的内容
            content = file_obj.read(chunk)

            # 检查是否读取到了内容
            if not content:
                # 内容读取完毕，退出循环
                break

            # 输出内容
            # print(content,end='')
            file_content += content

except FileNotFoundError :
    print(f'{file_name} 这个文件不存在！')


print(file_content)

readlines()方法

• readline()方法可以用来读取一行内容
• readlines()方法该用于一行一行的读取内容，它会一次性将读取到的内容封装到一个列表中返回

import pprint
import os
file_name = 'demo.txt'

with open(file_name , encoding='utf-8') as file_obj:
    # readline()
    # 该方法可以用来读取一行内容
    # print(file_obj.readline(),end='')
    # print(file_obj.readline())
    # print(file_obj.readline())

    # readlines()
    # 该方法用于一行一行的读取内容，它会一次性将读取到的内容封装到一个列表中返回
    # r = file_obj.readlines()
    # pprint.pprint(r[0])
    # pprint.pprint(r[1])
    # pprint.pprint(r[2])

    # 也可以使用for循环直接返回每行数据
    for t in file_obj:
        print(t)

写入文件

file_name = 'demo5.txt'

# 使用open()打开文件时必须要指定打开文件所要做的操作（读、写、追加）
# 如果不指定操作类型，则默认是 读取文件 ， 而读取文件时是不能向文件中写入的
# r 表示只读的
# w 表示是可写的，使用w来写入文件时，如果文件不存在会创建文件，如果文件存在则会截断文件
#   截断文件指删除原来文件中的所有内容
# a 表示追加内容，如果文件不存在会创建文件，如果文件存在则会向文件中追加内容
# x 用来新建文件，如果文件不存在则创建，存在则报错
# + 为操作符增加功能
#   r+ 即可读又可写，文件不存在会报错
#   w+
#   a+
# with open(file_name , 'w' , encoding='utf-8') as file_obj:
# with open(file_name , 'r+' , encoding='utf-8') as file_obj:
with open(file_name , 'x' , encoding='utf-8') as file_obj:
    # write()来向文件中写入内容，
    # 如果操作的是一个文本文件的话，则write()需要传递一个字符串作为参数
    # 该方法会可以分多次向文件中写入内容
    # 写入完成以后，该方法会返回写入的字符的个数
    file_obj.write('aaa\n')
    file_obj.write('bbb\n')
    file_obj.write('ccc\n')
    r = file_obj.write(str(123)+'123123\n')
    r = file_obj.write('今天天气真不错')
    print(r)

二进制文件读取

file_name = 'c:/Users/lilichao/Desktop/告白气球.flac'

# 读取模式
# t 读取文本文件（默认值）
# b 读取二进制文件

with open(file_name , 'rb') as file_obj:
    # 读取文本文件时，size是以字符为单位的
    # 读取二进制文件时，size是以字节为单位
    # print(file_obj.read(100))

    # 将读取到的内容写出来
    # 定义一个新的文件
    new_name = 'aa.flac'

    with open(new_name , 'wb') as new_obj:

        # 定义每次读取的大小
        chunk = 1024 * 100

        while True :
            # 从已有的对象中读取数据
            content = file_obj.read(chunk)

            # 内容读取完毕，终止循环
            if not content :
                break

            # 将读取到的数据写入到新对象中
            new_obj.write(content)

调整文件读取的位置

• seek() 可以修改当前读取的位置
• tell() 方法用来查看当前读取的位置

# with open('demo.txt','rb') as file_obj:
#     # print(file_obj.read(100))
#     # print(file_obj.read(30))

#     # seek() 可以修改当前读取的位置
#     file_obj.seek(55)
#     file_obj.seek(80,0)
#     file_obj.seek(70,1)
#     file_obj.seek(-10,2)
#     # seek()需要两个参数
#     #   第一个 是要切换到的位置
#     #   第二个 计算位置方式
#     #       可选值：
#     #           0 从头计算，默认值
#     #           1 从当前位置计算
#     #           2 从最后位置开始计算

#     print(file_obj.read())

#     # tell() 方法用来查看当前读取的位置
#     print('当前读取到了 -->',file_obj.tell())

with open('demo2.txt','rt' , encoding='utf-8') as file_obj:
    # print(file_obj.read(100))
    # print(file_obj.read(30))

    # seek() 可以修改当前读取的位置
    file_obj.seek(9)
    # seek()需要两个参数
    #   第一个 是要切换到的位置
    #   第二个 计算位置方式
    #       可选值：
    #           0 从头计算，默认值
    #           1 从当前位置计算
    #           2 从最后位置开始计算

    print(file_obj.read())

    # tell() 方法用来查看当前读取的位置
    print('当前读取到了 -->',file_obj.tell())

文件的其他操作

import os
from pprint import pprint

# os.listdir() 获取指定目录的目录结构
# 需要一个路径作为参数，会获取到该路径下的目录结构，默认路径为 . 当前目录
# 该方法会返回一个列表，目录中的每一个文件（夹）的名字都是列表中的一个元素
r = os.listdir()

# os.getcwd() 获取当前所在的目录
r = os.getcwd()

# os.chdir() 切换当前所在的目录 作用相当于 cd
# os.chdir('c:/')

# r = os.getcwd()

# 创建目录
# os.mkdir("aaa") # 在当前目录下创建一个名字为 aaa 的目录

# 删除目录
# os.rmdir('abc')

# open('aa.txt','w')
# 删除文件
# os.remove('aa.txt')

# os.rename('旧名字','新名字') 可以对一个文件进行重命名，也可以用来移动一个文件
# os.rename('aa.txt','bb.txt')
os.rename('bb.txt','c:/users/lilichao/desktop/bb.txt')

pprint(r)