Python入门（上）

task1： python入门

变量、运算符和数据类型

1.注释

‘’’ ‘’’ 或者 “”" “”" 表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

2.运算符

操作符	名称	示例	结果
~	按位取反	~4	5
&	按位与	4&5	4
·	按位或	4·5	5
^	按位异或	4^5	1
<<	左移	4<<2	16
>>	右移	4>>2	1
in	存在	‘A’ in [‘A’,‘B’,‘C’]	true
not in	不存在	‘h’ not in [‘A’,‘B’,‘C’]	true
is	是	“hello” is "hello "	true
not is	不是	“hello” not is “hello”	false

3.变量和赋值

在使用变量之前，需要对其先赋值。
变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。
Python 变量名是大小写敏感的，foo != Foo。

set_1 = {
     "欢迎", "学习","Python"}
print(set_1.pop())

pop()表示抛出一个元素，但由于上面定义的是元组类型，内部是无序的，所以每次执行抛出的结果会不同。

4.数据类型和转换

有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 get context() 方法来实现。
get context() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)。
示例

import decimal
from decimal import Decimal
b = Decimal(1) / Decimal(3)
print(b)

结果

0.3333333333333333333333333333

使 1/3 保留 4 位，用 getcontext().prec 来调整精度。

decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)

结果

0.3333

布尔型
布尔 (Boolean) 型变量只能取两个值，True 和 False。当把布尔型变量用在数字运算中，用 1 和 0 代表 True 和 False。

print(True + True)  # 2
print(True + False)  # 1
print(True * False)  # 0

除了直接给变量赋值 True 和 False，还可以用 bool(X) 来创建变量，其中 X 可以是

基本类型：整型、浮点型、布尔型
容器类型：字符串、元组、列表、字典和集合

【例子】bool 作用在基本类型变量：X 只要不是整型 0、浮点型 0.0，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

print(type(0), bool(0), bool(1))
#  False True

print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
#  False True

print(type(True), bool(False), bool(True)) 
#  False True

【例子】bool 作用在容器类型变量：X 只要不是空的变量，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

print(type(''), bool(''), bool('python'))
#  False True

print(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
#  False True

获取类型信息 type(object)
判断两个类型是否相同isinstance(object，object)

注：

type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。

类型转换：

转换为整型 int(x, base=10)
转换为字符串 str(object=’’)
转换为浮点型 float(x)

4.print()函数

item值与’another string’两个值之间用sep设置的参数&分割。由于end参数没有设置，因此默认是输出解释后换行，即end参数的默认值为\n。

shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed with 'sep='&''.")
for item in shoplist:
    print(item, 'another string', sep='&')

# This is printed with 'sep='&''.
# apple&another string
# mango&another string
# carrot&another string
# banana&another string

位运算

1.原码、反码和补码

二进制有三种不同的表示形式：原码、反码和补码，计算机内部使用补码来表示。
原码：就是其二进制表示（注意，有一位符号位）。
反码：正数的反码就是原码，负数的反码是符号位不变，其余位取反（对应正数按位取反）。
补码：正数的补码就是原码，负数的补码是反码+1。
符号位：最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。

2.利用位运算实现快速计算

通过“<<”,">>"快速计算2的倍数问题。

n << 1 -> 计算 n*2
n >> 1 -> 计算 n/2，负奇数的运算不可用
n << m -> 计算 n*(2^m)，即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n/(2^m)，即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2^n 

**

通过“^”快速交换两个整数**

a ^= b
b ^= a
a ^= b

通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。

00 00 01 01 -> 5
&
11 11 10 11 -> -5
---
00 00 00 01 -> 1

00 00 11 10 -> 14
&
11 11 00 10 -> -14
---
00 00 00 10 -> 2

3.利用位运算实现整数集合

条件语句

1.if-elif-else语句

elif 语句即为 else if，用来检查多个表达式是否为真，并在为真时执行特定代码块中的代码。
例子：

temp = input('请输入成绩:')
source = int(temp)
if 100 >= source >= 90:
    print('A')
elif 90 > source >= 80:
    print('B')
elif 80 > source >= 60:
    print('C')
elif 60 > source >= 0:
    print('D')
else:
    print('输入错误！')

运行结果：

请输入成绩：99
A

2.assert关键词

assert这个关键词我们称之为“断言”，当这个关键词后边的条件为 False 时，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。
例子：

my_list = ['lsgogroup']
my_list.pop(0)
assert len(my_list) > 0

运行结果：

AssertionError

循环语句

1.while-else循环

while 布尔表达式:
	代码块
else:
	代码块

当while循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果while循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容。

2. for循环

for循环是迭代循环，在Python中相当于一个通用的序列迭代器，可以遍历任何有序序列，如str、list、tuple等，也可以遍历任何可迭代对象，如dict。

for 迭代变量 in 可迭代对象:
	代码块

例子：

member = ['张三', '李四', '刘德华', '刘六', '周润发']
for each in member:
    print(each)

for i in range(len(member)):
    print(member[i])

以上两个代码输出的结果一样

张三
李四
刘德华
刘六
周润发

例子：

dic = {
     'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
for key, value in dic.items():
    print(key, value, sep=':', end=' ')
    
for key in dic.keys():
    print(key, end=' ')
    
for value in dic.values():
    print(value, end=' ')

输出结果：

a:1 b:2 c:3 d:4
a b c d
1 2 3 4

3.for-else循环

for 迭代变量 in 可迭代对象:
	代码块
else:
	代码块
当f

or循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果for循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容，与while - else语句一样。

4.range()函数

range([start,] stop[,step=1])

这个BIF（Built-in functions）有三个参数，其中用中括号括起来的两个表示这两个参数是可选的。
step=1 表示第三个参数的默认值是1。
range 这个BIF的作用是生成一个从start参数的值开始到stop参数的值结束的数字序列，该序列包含start的值但不包含stop的值。
例子：

for i in range(2, 9):  # 不包含9
    print(i,end=' ')

结果：

2 3 4 5 6 7 8 

for i in range(1, 10, 2):
    print(i,end=' ')

结果：

1 3 5 7 9

5.enumerate()函数

enumerate(sequence,[start=0])

sequence：一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
start：下标起始位置。
返回 enumerate(枚举) 对象
例子：

seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
lst = list(enumerate(seasons))
print(lst)
lst = list(enumerate(seasons, start=1))  # 下标从 1 开始
print(lst)

输出结果：

[(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
[(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]

enumerate()与 for 循环的结合使用。

for i, a in enumerate(A)
    do something with a

用 enumerate(A) 不仅返回了 A 中的元素，还顺便给该元素一个索引值 (默认从 0 开始)。此外，用 enumerate(A, j) 还可以确定索引起始值为 j。
例子：

 languages = ['Python', 'R', 'Matlab', 'C++']
for language in languages:
    print('I love', language)
print('Done!')

for i, language in enumerate(languages, 2):
    print(i, 'I love', language)
print('Done!')

输出结果：

I love Python
I love R
I love Matlab
I love C++
Done!
2 I love Python
3 I love R
4 I love Matlab
5 I love C++
Done!

6.continue语句

continue终止本轮循环并开始下一轮循环。

7.pass语句

pass 语句的意思是“不做任何事”，如果你在需要有语句的地方不写任何语句，那么解释器会提示出错，而 pass 语句就是用来解决这些问题的。

pass是空语句，不做任何操作，只起到占位的作用，其作用是为了保持程序结构的完整性。尽管``pass语句不做任何操作，但如果暂时不确定要在一个位置放上什么样的代码，可以先放置一个pass语句，让代码可以正常运行。

8.推导式

列表推导式：

[ expr for value in collection [if condition] ]

例子：

x = [[i, j] for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
print(x)

x[0][0] = 10
print(x)

输出结果：

[[0, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
[[10, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]

元组推导式：

( expr for value in collection [if condition] )

例子：

a = (x for x in range(10))
print(a)
print(tuple(a))

运行结果：

<generator object <genexpr> at 0x0000014CEC2E28B8>
(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

字典推导式：

{
      key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }

例子：

b = {
     i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
print(b)

输出结果

{
     0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

集合推导式：

{
      expr for value in collection [if condition] }

例子：

c = {
     i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]}
print(c)

输出结果：

{
     1, 2, 3, 4, 5, 6}

其他：

next(iterator[, default]) Return the next item from the iterator. If default is given and the iterator is exhausted, it is returned instead of raising StopIteration.

例子：

e = (i for i in range(10))
print(e)
print(next(e))  
print(next(e))  
for each in e:
    print(each, end=' ' ) 
s = sum([i for i in range(101)])
print(s)

输出结果：

<generator object <genexpr> at 0x0000014CEC389C78>
0
1
2 3 4 5 6 7 8 9 
5050

异常处理

异常就是运行期检测到的错误。计算机语言针对可能出现的错误定义了异常类型，某种错误引发对应的异常时，异常处理程序将被启动，从而恢复程序的正常运行。

1.python标准异常总结

BaseException：所有异常的 基类
Exception：常规异常的 基类
StandardError：所有的内建标准异常的基类
ArithmeticError：所有数值计算异常的基类
FloatingPointError：浮点计算异常
OverflowError：数值运算超出最大限制
ZeroDivisionError：除数为零
AssertionError：断言语句（assert）失败
AttributeError：尝试访问未知的对象属性
EOFError：没有内建输入，到达EOF标记
EnvironmentError：操作系统异常的基类
IOError：输入/输出操作失败
OSError：操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
WindowsError：系统调用失败
ImportError：导入模块失败的时候
KeyboardInterrupt：用户中断执行
LookupError：无效数据查询的基类
IndexError：索引超出序列的范围
KeyError：字典中查找一个不存在的关键字
MemoryError：内存溢出（可通过删除对象释放内存）
NameError：尝试访问一个不存在的变量
UnboundLocalError：访问未初始化的本地变量
ReferenceError：弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
RuntimeError：一般的运行时异常
NotImplementedError：尚未实现的方法
SyntaxError：语法错误导致的异常
IndentationError：缩进错误导致的异常
TabError：Tab和空格混用
SystemError：一般的解释器系统异常
TypeError：不同类型间的无效操作
ValueError：传入无效的参数
UnicodeError：Unicode相关的异常
UnicodeDecodeError：Unicode解码时的异常
UnicodeEncodeError：Unicode编码错误导致的异常
UnicodeTranslateError：Unicode转换错误导致的异常

异常体系内部有层次关系，Python异常体系中的部分关系如下所示：

2.python标准警告总结

Warning：警告的基类
DeprecationWarning：关于被弃用的特征的警告
FutureWarning：关于构造将来语义会有改变的警告
UserWarning：用户代码生成的警告
PendingDeprecationWarning：关于特性将会被废弃的警告
RuntimeWarning：可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
SyntaxWarning：可疑语法的警告
ImportWarning：用于在导入模块过程中触发的警告
UnicodeWarning：与Unicode相关的警告
BytesWarning：与字节或字节码相关的警告
ResourceWarning：与资源使用相关的警告

3.try-except语句

try:
    检测范围
except Exception[as reason]:
    出现异常后的处理代码

try 语句按照如下方式工作：

• 首先，执行try子句（在关键字try和关键字except之间的语句）
• 如果没有异常发生，忽略except子句，try子句执行后结束。
• 如果在执行try子句的过程中发生了异常，那么try子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行。最后执行try - except语句之后的代码。
• 如果一个异常没有与任何的except匹配，那么这个异常将会传递给上层的try中。
• 一个try语句可能包含多个except子句，分别来处理不同的特定的异常。最多只有一个分支会被执行。

例子：

try:
    int("abc")
    s = 1 + '1'
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except OSError as error:
    print('打开文件出错\n原因是：' + str(error))
except TypeError as error:
    print('类型出错\n原因是：' + str(error))
except ValueError as error:
    print('数值出错\n原因是：' + str(error))

输出结果：

数值出错
原因是：invalid literal for int() with base 10: 'abc'

例子：

dict1 = {
     'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
try:
    x = dict1['y']
except LookupError:
    print('查询错误')
except KeyError:
    print('键错误')
else:
    print(x)

输出结果：

查询错误

原因：try-except-else语句尝试查询不在dict中的键值对，从而引发了异常。这一异常准确地说应属于KeyError，但由于KeyError是LookupError的子类，且将LookupError置于KeyError之前，因此程序优先执行该except代码块。所以，使用多个except代码块时，必须坚持对其规范排序，要从最具针对性的异常到最通用的异常。

一个 except 子句可以同时处理多个异常，这些异常将被放在一个括号里成为一个元组。

例子：

try:
    s = 1 + '1'
    int("abc")
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except (OSError, TypeError, ValueError) as error:
    print('出错了！\n原因是：' + str(error))

输出结果：

出错了！
原因是：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

4.try-except-finally语句

try:
    检测范围
except Exception[as reason]:
    出现异常后的处理代码
finally:
    无论如何都会被执行的代码

不管try子句里面有没有发生异常，finally子句都会执行。

例子：

def divide(x, y):
    try:
        result = x / y
        print("result is", result)
    except ZeroDivisionError:
        print("division by zero!")
    finally:
        print("executing finally clause")

输出结果：

divide(2, 1)
# result is 2.0
# executing finally clause
divide(2, 0)
# division by zero!
# executing finally clause
divide("2", "1")
# executing finally clause
# TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'

5.try-except-else语句

如果在try子句执行时没有发生异常，Python将执行else语句后的语句。

try:
    检测范围
except:
    出现异常后的处理代码
else:
    如果没有异常执行这块代码

使用except而不带任何异常类型，这不是一个很好的方式，我们不能通过该程序识别出具体的异常信息，因为它捕获所有的异常。

try:
    检测范围
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
else:
    如果没有异常执行这块代码

例子：

try:
    fh = open("testfile.txt", "w")
    fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
except IOError:
    print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
else:
    print("内容写入文件成功")
    fh.close()

输出结果：

内容写入文件成功

注意：else语句的存在必须以except语句的存在为前提，在没有except语句的try语句中使用else语句，会引发语法错误。

6.raise语句

Python 使用raise语句抛出一个指定的异常。

例子：

try:
    raise NameError('HiThere')
except NameError:
    print('An exception flew by!')

输出结果：

An exception flew by!