【天池龙珠计划寒假训练营】python学习笔记（一）：从变量到异常处理
一、变量、运算符与数据类型
1.1注释
在 Python 中，# 表示注释，作用于整行。
''' '''或者""" """表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释
例1.1.1
# 写下你的答案
print("hello world")
1.2运算符
- 算数运算符
| 操作符 | 名称 | 示例 |
|---|---|---|
| + | 加 | 1+1 |
| - | 减 | 2-1 |
| * | 乘 | 3*4 |
| / | 除以 | 3/4 |
| // | 整除（地板除） | 3//4 |
| % | 取余 | 3%4 |
| ** | 幂 | 2**3 |
- 比较运算符
| 操作符 | 名称 | 示例 |
|---|---|---|
| > | 大于 | 2 > 1 |
| >= | 大于等于 | 2 >= 4 |
| < | 小于 | 1 < 2 |
| <= | 小于等于 | 5 <= 2 |
| == | 等于 | 3 == 4 |
| != | 不等于 | 3 != 5 |
- 逻辑运算符
| 操作符 | 名称 | 示例 |
|---|---|---|
| and | 与 | (3 > 2) and (3 < 5) |
| or | 或 | (1 > 3) or (9 < 2) |
| not | 非 | not (2 > 1) |
- 位运算符
| 操作符 | 名称 | 示例 |
|---|---|---|
| ~ | 按位取反 | ~4 |
| & | 按位与 | 4 & 5 |
| |
按位或 | 4|5 |
| ^ | 按位异或 | 4 ^ 5 |
| << | 左移 | 4 << 2 |
| >> | 右移 | 4 >> 2 |
例1.2.1
print(bin(4)) # 0b100
print(bin(5)) # 0b101
print(bin(~4), ~4) # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5) # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5) # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5) # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2) # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2) # 0b1 1
问题1：按位取反？为什么~4=-5呢？
- 二进制数
按位取反是位运算符，而位运算符是应用在两个数的运算上，会对数字的二进制所有位数进行从低到高的运算。所以需要把十进制数转换成二进制数再进行运算。- 补码
补码是属于计算机三种机械数的一种，机械数有原码、反码、补码。
如果是正数，那么原码 = 反码 = 补码，正数的符号位为0（如 0 100，这里的0就是符号位，负数类似）；
如果是负数，那么反码就是把原码的每一位取反，也就是0变成1,1变成0；补码就是在反码的基础上，末位+1，负数的符号位为1。- 计算~4=-5
第一步，把十进制数4转化成二进制数100；
第二步，由于二进制数在内存中以补码的形式存储，所以将得到的二进制数转成补码，要成补码先要把原码转成反码（即0 100，正数原反补一样，第一个0就是符号位），然后反码得到补码（即0 100，正数原反补一样）；
第三步，终于进行按位取反啦！把第二步得到的补码进行按位取反（即1 011）；
第四步，把第三步的操作转为补码（因为敲重点：二进制数在内存中以补码的形式存储！！！，所以就需要把取反后的二进制数，转成补码），但是由于按位取反后变为负数，所以我们需要应用负数的原反补规则，先变成反码（即1 011），然后反码末位+1得到补码（即1 101）；
第五步，把得到的补码101转成十进制数就是5，然后符号位是1，故~4结果为-5）。- 快捷公式：~x = -(x+1)
（解决方法参考链接：https://www.cnblogs.com/jniantic/p/12189648.html）
问题2：位运算解释（详细示例转到“二、位运算”）
- &：按位与运算符，参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0。
- |：按位或运算符，只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。
- ^：按位异或运算符，当两对应的二进位相异时，结果为1。
- ~：按位取反运算符，对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1 。
- <<：左移动运算符，运算数的各二进位全部左移若干位，由<< 右边的数字指定了移动的位数，高位丢弃，低位补0。
>>：右移动运算符，把运算数的各二进位全部右移若干位，>> 右边的数字指定了移动的位数。
注：bin()函数
bin()函数用于将数字转换为二进制。如果将数字传递给该bin()函数，则它将返回该数字的二进制表示形式。
Python中的二进制数字以0b开头。该bin()函数的结果也以0b开头。
- 三元运算符
学会三元操作符的条件表达式，可以使用一条语句来完成以上的条件判断和赋值操作。
例1.2.2
x, y = 4, 5
if x < y:
small = x
else:
small = y
print(small) # 4
x, y = 4, 5
small = x if x < y else y
print(small) # 4
-其他运算符
| 操作符 | 名称 | 示例 |
|---|---|---|
| in | 存在 | ‘A’ in [‘A’, ‘B’, ‘C’] |
| not in | 不存在 | ‘h’ not in [‘A’, ‘B’, ‘C’] |
| is | 是 | “hello” is “hello” |
| not is | 不是 | “hello” is not “hello” |
例1.2.3
打印判断：
letters = ['A', 'B', 'C']
if 'A' in letters:
print('A' + ' exists')
if 'h' not in letters:
print('h' + ' not exists')
# A exists
# h not exists
比较两个变量均指向不可变类型：
a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b) # True True
print(a is not b, a != b) # False False
比较的两个变量均指向可变类型：
a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b, a == b) # False True
print(a is not b, a != b) # True False
注意：
- is, is not 对比的是两个变量的内存地址
- ==, != 对比的是两个变量的值
- 比较的两个变量，指向的都是地址不可变的类型（str等），那么is，is not 和 ==，！= 是完全等价的。
- 对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list，dict，tuple等），则两者是有区别的。
-运算符的优先级
| 操作符 | 描述 |
|---|---|
| ** | 指数（最高优先级） |
| ~± | 按位翻转，一元加号和减号 |
| * / % // | 乘，除，取模和取整除） |
| + - | 加法减法 |
| >> << | 右移，左移运算符 |
| & | 位‘AND’ |
^| |
位运算符 |
| <=<>>= | 比较运算符 |
| <>==!= | 等于运算符 |
| =%=/=//=-=+==*= | 赋值运算符 |
| is is not | 身份运算符 |
| in not in | 成员运算符 |
| not and or | 逻辑运算符 |
例1.2.4
print(-3 ** 2) #= (-3)^2=-9
print(3 ** -2) #=3^(-2)=0.1111111111111111
print(1 << 3 + 2 & 7) # 0
print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4) # -12.5
print(3 < 4 and 4 < 5) # True
1.3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。
例1.3.1
x = "小白的程序人生"
print(x) # 小白的程序人生
x = "大白的程序人生"
print(x) # 大白的程序人生
first = 2
second = 3
third = first + second
print(third) # 5
x1 = "大白的程序人生"
x2 = "小白的程序人生"
x3 = x1 + x2
print(x3) # 大白的程序人生小白的程序人生
1.4数据类型与转换
| 类型 | 名称 | 示例 |
|---|---|---|
| int | 整型 | -876, 10 |
| float | 浮点型 | 3.149, 11.11 |
| bool | 布尔型 | True, False |
- 整型
Python 里面万物皆对象（object），整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性 （attributes） 和方法（methods）。
例1.4.1
找到一个整数的二进制表示，再返回其长度。
a = 1031
print(bin(a)) # 0b10000000111
print(a.bit_length()) # 11
- 浮点型
print(1, type(1))
# 1 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 getcontext() 方法来实现。
import decimal
from decimal import Decimal
Python 里面有很多用途广泛的包 (package)，用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象，也可以用上面提到
的 dir(decimal) 来看其属性和方法。比如 getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 ( prec=28 )，
展示如下：
a = decimal.getcontext()
print(a)
# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=
[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
那保留 4 位呢？用 getcontext().prec 来调整精度。
decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)
# 0.3333
- 布尔型
布尔 (boolean) 型变量只能取两个值， True 和 False 。当把布尔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、元组、列表、字典和集
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 。
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 。
确定 bool(X) 的值是 True 还是 False ，就看 X 是不是空，空的话就是 False ，不空的话就是 True 。
- 对于数值变量，
0,0.0都可认为是空的。 - 对于容器变量，里面没元素就是空的。
- 获取类型信息
- 获取类型信息
type(object)
print(type(1)) # 2.获取类型信息 isinstance(object, classinfo)
print(isinstance(1, int)) # True
print(isinstance(5.2, float)) # True
print(isinstance(True, bool)) # True
print(isinstance('5.2', str)) # True
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。 如果要判断两个类型是否相同推荐使用isinstance()。
如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance() 。
- 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)
例1.4.2
print(int('520')) # 520
print(int(520.52)) # 520
print(float('520.52')) # 520.52
print(float(520)) # 520.0
print(str(10 + 10)) # 20
print(str(10.1 + 5.2)) # 15.3
1.5 print()函数
1 print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
- 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按
str()方式进行转换为字符
串输出； - 关键字参数
sep是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符； - 关键字参数
end是输出结束时的字符，默认是换行符\n； - 关键字参数 file 是定义流输出的文件，可以是标准的系统输出
sys.stdout，也可以重定义为别的文件； - 关键字参数
flush是立即把内容输出到流文件，不作缓存。
例1.5.1
没有参数时，每次输出后都会换行。
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed without 'end'and 'sep'.")
for item in shoplist:
print(item)
# This is printed without 'end'and 'sep'.
# apple
# mango
# carrot
# banana
每次输出结束都用 end 设置的参数 & 结尾，并没有默认换行。
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed with 'end='&''.")
for item in shoplist:
print(item, end='&')
print('hello world')
# This is printed with 'end='&''.
# apple&mango&carrot&banana&hello world
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
二、位运算
2.1 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。
2.2 按位非操作~
~ 1 = 0
~ 0 = 1
~ 把 num 的补码中的 0 和 1 全部取反（0 变为 1，1 变为 0）有符号整数的符号位在 ~ 运算中同样会取反。
00 00 01 01 -> 5
~
---
11 11 10 10 -> -6
11 11 10 11 -> -5
~
---
00 00 01 00 -> 4
2.3 按位与操作&
1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0
只有两个对应位都为 1 时才为 1
00 00 01 01 -> 5
&
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 00 -> 4
2.4 按位或操作|
1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0
只要两个对应位中有一个 1 时就为 1
00 00 01 01 -> 5
|
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 11 -> 7
2.5 按位异或操作^
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 1 = 1
0 ^ 0 = 0
只有两个对应位不同时才为 1
00 00 01 01 -> 5
^
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 00 11 -> 3
异或操作的性质：满足交换律和结合律
A: 00 00 11 00
B: 00 00 01 11
A^B: 00 00 10 11
B^A: 00 00 10 11
A^A: 00 00 00 00
A^0: 00 00 11 00
A^B^A: = A^A^B = B = 00 00 01 11
2.6 按位左移操作<<
num << i 将 num 的二进制表示向左移动 i 位所得的值。
00 00 10 11 -> 11
11 << 3
---
01 01 10 00 -> 88
2.7 按位右移操作>>
num >> i 将 num 的二进制表示向右移动 i 位所得的值。
00 00 10 11 -> 11
11 >> 2
---
00 00 00 10 -> 2
2.8 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
2.9利用位运算实现整数集合
一个数的二进制表示可以看作是一个集合（0 表示不在集合中，1 表示在集合中）。
比如集合 {1, 3, 4, 8} ，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。
- 元素与集合的操作：
a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）
- 集合之间的操作：
a 补 -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)
整数在内存中是以补码的形式存在的，输出自然也是按照补码输出。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string s1 = Convert.ToString(-3, 2);
Console.WriteLine(s1);
// 11111111111111111111111111111101
string s2 = Convert.ToString(-3, 16);
Console.WriteLine(s2);
// fffffffd
}
}
但我们看一下 Python 的 bin() 输出。
print(bin(3)) # 0b11
print(bin(-3)) # -0b11
print(bin(-3 & 0xffffffff))
# 0b11111111111111111111111111111101
print(bin(0xfffffffd))
# 0b11111111111111111111111111111101
print(0xfffffffd) # 4294967293
是不是很颠覆认知，我们从结果可以看出：
- Python中
bin一个负数（十进制表示），输出的是它的原码的二进制表示加上个负号，巨坑。 - Python中的整型是补码形式存储的。
- Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。
所以为了获得负数（十进制表示）的补码，需要手动将其和十六进制数0xffffffff进行按位与操作，再交给bin()进行输出，得到的才是负数的补码表示。
思考题： 只出现一次的数字：给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。尝试使用位运算解决此题。
题目说明：file result1: 1 result2: 4 """ class Solution: def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int: # your code here ```
解法： 异或
异或运算的特点：两个相同的数字异或，结果为0。 因为数组中除了一个元素只出现一次之外，其它的元素都出现两次，如果把所有的数都异或，相同的数字异或为0，最后只剩下出现一次的数字，它和0异或，结果就是它本身。给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。 * 找出那个只出现了一次的元素。 */ class Solution { public int singleNumber(int[] nums) { int num = 0; for(int i = 0; i < nums.length; i++){ num = num ^ nums[i]; } return num; } } public class Test { public static void main(String[] args) { int[] data = new int[]{ 17,12,5,-6,12,4,17,-5,2,-3,2,4,5,16,-3,-4,15,15,-4,-5,-6}; Solution sol = new Solution(); System.out.println(sol.singleNumber(data)); } } ``
（解决方法参考链接：https://blog.csdn.net/baidu_40931662/article/details/83892506）
三、条件语句
3.1 if语句
if expression:
expr_true_suite
- if 语句的
expr_true_suite代码块只有当条件表达式expression结果为真时才执行，否则将继续执行紧跟在该
代码块后面的语句。 - 单个 if 语句中的
expression条件表达式可以通过布尔操作符and，or和not实现多重条件判断。
if 2 > 1 and not 2 > 3:
print('Correct Judgement!')
# Correct Judgement!
3.2 if-else语句
if expression:
expr_true_suite
else
expr_false_suite
- Python 提供与
if搭配使用的else，如果if语句的条件表达式结果布尔值为假，那么程序将执行 else 语句后的代码。 if语句支持嵌套，即在一个if语句中嵌入另一个if语句，从而构成不同层次的选择结构。Python 使用缩进而不是大括号来标记代码块边界，因此要特别注意else的悬挂问题。
temp = input("不妨猜一下小哥哥现在心里想的是那个数字：")
guess = int(temp)
if guess > 8:
print("大了，大了")
else:
if guess == 8:
print("你这么懂小哥哥的心思吗？")
print("哼，猜对也没有奖励！")
else:
print("小了，小了")
print("游戏结束，不玩儿啦！")
3.3 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。
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！')
3.4 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。
my_list = ['lsgogroup']
my_list.pop(0)
assert len(my_list) > 0
# AssertionError
- 在进行单元测试时，可以用来在程序中置入检查点，只有条件为
True才能让程序正常工作。
assert 3 > 7
# AssertionError
四、循环语句
4.1 while 循环
while 语句最基本的形式包括一个位于顶部的布尔表达式，一个或多个属于 while 代码块的缩进语句。
while 循环的代码块会一直循环执行，直到布尔表达式的值为布尔假。
如果布尔表达式不带有 <、>、==、！=、in、not in 等运算符，仅仅给出数值之类的条件，也是可以的。当 while 后写
入一个非零整数时，视为真值，执行循环体；写入 0 时，视为假值，不执行循环体。也可以写入 str、list 或任何序
列，长度非零则视为真值，执行循环体；否则视为假值，不执行循环体。
count = 0
while count < 3:
temp = input("不妨猜一下小哥哥现在心里想的是那个数字：")
guess = int(temp)
if guess > 8:
print("大了，大了")
else:
if guess == 8:
print("你是小哥哥心里的蛔虫吗？")
print("哼，猜对也没有奖励！")
count = 3
else:
print("小了，小了")
count = count + 1
print("游戏结束，不玩儿啦！")
布尔表达式返回0，循环终止。
string = 'abcd'
while string:
print(string)
string = string[1:]
# abcd
# bcd
# cd
# d
4.2 while - else 循环
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。
count = 0
while count < 5:
print("%d is less than 5" % count)
count = count + 1
else:
print("%d is not less than 5" % count)
# 0 is less than 5
# 1 is less than 5
# 2 is less than 5
# 3 is less than 5
# 4 is less than 5
# 5 is not less than 5
count = 0
while count < 5:
print("%d is less than 5" % count)
count = 6
break
else:
print("%d is not less than 5" % count)
4.3 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 。
每次循环，迭代变量被设置为可迭代对象的当前元素，提供给代码块使用。
member = ['张三', '李四', '刘德华', '刘六', '周润发']
for each in member:
print(each)
# 张三
# 李四
# 刘德华
# 刘六
# 周润发
for i in range(len(member)):
print(member[i])
# 张三
# 李四
# 刘德华
# 刘六
# 周润发
dic = {
'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
for value in dic.values():
print(value, end=' ')
# 1 2 3 4
4.4 for - else 循环
当 for 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。
for num in range(10, 20): # 迭代 10 到 20 之间的数字
for i in range(2, num): # 根据因子迭代
if num % i == 0: # 确定第一个因子
j = num / i # 计算第二个因子
print('%d 等于 %d * %d' % (num, i, j))
break # 跳出当前循环
else: # 循环的 else 部分
print(num, '是一个质数')
# 10 等于 2 * 5
# 11 是一个质数
# 12 等于 2 * 6
# 13 是一个质数
# 14 等于 2 * 7
# 15 等于 3 * 5
# 16 等于 2 * 8
# 17 是一个质数
# 18 等于 2 * 9
# 19 是一个质数
4.5 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。
for i in range(2, 9): # 不包含9
print(i)
# 2
# 3
# 4
# 5
# 6
# 7
# 8
for i in range(1, 10, 2):
print(i)
# 1
# 3
# 5
# 7
# 9
4.6 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
seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
lst = list(enumerate(seasons))
print(lst)
# [(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
lst = list(enumerate(seasons, start=1)) # 下标从 1 开始
print(lst)
# [(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 。
languages = ['Python', 'R', 'Matlab', 'C++']
for language in languages:
print('I love', language)
print('Done!')
'''
I love Python
I love R
I love Matlab
I love C++
Done!
'''
for i, language in enumerate(languages, 2):
print(i, 'I love', language)
print('Done!')
'''
2 I love Python
3 I love R
4 I love Matlab
5 I love C++
Done!
'''
4.7 break 语句
break 语句可以跳出当前所在层的循环。
具体示例参考之前的循环案例。
4.8 continue 语句
continue 终止本轮循环并开始下一轮循环。
for i in range(10):
if i % 2 != 0:
print(i)
continue
i += 2
print(i)
# 2
# 1
# 4
# 3
# 6
# 5
# 8
# 7
# 10
# 9
4.9 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。
def a_func():
# SyntaxError: unexpected EOF while parsing
def a_func():
pass
注：
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。
4.10 推导式
- 列表推导式
[ expr for value in collection [if condition] ]
例4.10.1
x = [(i, i ** 2) for i in range(6)]
print(x)
# [(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]
x = [[i, j] for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
print(x)
# [[0, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
x[0][0] = 10
print(x)
# [[10, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
a = [(i, j) for i in range(0, 3) if i < 1 for j in range(0, 3) if j > 1]
print(a)
# [(0, 2)]
- 元组推导式
( expr for value in collection [if condition] )
例4.10.2
a = (x for x in range(10))
print(a)
# at 0x0000025BE511CC48>
print(tuple(a))
# (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4.10.3
b = {
i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
print(b)
# {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}
- 集合推导式
{
expr for value in collection [if condition] }
例4.10.4
c = {
i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]}
print(c)
# {1, 2, 3, 4, 5, 6}
- 其他
d = 'i for i in "I Love Lsgogroup"'
print(d)
# i for i in "I Love Lsgogroup"
e = (i for i in range(10))
print(e)
# at 0x0000007A0B8D01B0>
print(next(e)) # 0
print(next(e)) # 1
for each in e:
print(each, end=' ')
# 2 3 4 5 6 7 8 9
s = sum([i for i in range(101)])
print(s) # 5050
s = sum((i for i in range(101)))
print(s) # 5050
4.11 综合例子
passwdList = ['123', '345', '890']
valid = False
count = 3
while count > 0:
password = input('enter password:')
for item in passwdList:
if password == item:
valid = True
break
if not valid:
print('invalid input')
count -= 1
continue
else:
break
思考题1： 编写一个Python程序来查找那些可以被7除以5的整数的数字，介于1500和2700之间。
回答：i=[num for num in range(1500,2701) if num %7==0 and num %5==0] print(i) """ [1505, 1540, 1575, 1610, 1645, 1680, 1715, 1750, 1785, 1820, 1855, 1890, 1925, 1960, 1995, 2030, 2065, 2100, 2135, 2170, 2205, 2240, 2275, 2310, 2345, 2380, 2415, 2450, 2485, 2520, 2555, 2590, 2625, 2660, 2695] """
思考题2： 龟兔赛跑游戏
题目描述：
话说这个世界上有各种各样的兔子和乌龟，但是 研究发现，所有的兔子和乌龟都有一个共同的特点——喜欢赛跑。于是世界上各个角落都不断在发生着乌龟和兔子的比赛，小华对此很感兴趣，于是决定研究不同兔 子和乌龟的赛跑。他发现，兔子虽然跑比乌龟快，但它们有众所周知的毛病——骄傲且懒惰，于是在与乌龟的比赛中，一旦任一秒结束后兔子发现自己领先t米或以 上，它们就会停下来休息s秒。对于不同的兔子，t，s的数值是不同的，但是所有的乌龟却是一致——它们不到终点决不停止。
然而有些比赛相当漫长，全程观看会耗费大量时间，而小华发现只要在每场比赛开始后记录下兔子和乌龟的数据——兔子的速度v1（表示每秒兔子能跑v1 米），乌龟的速度v2，以及兔子对应的t，s值，以及赛道的长度l——就能预测出比赛的结果。但是小华很懒，不想通过手工计算推测出比赛的结果，于是他找 到了你——清华大学计算机系的高才生——请求帮助，请你写一个程序，对于输入的一场比赛的数据v1，v2，t，s，l，预测该场比赛的结果。
输入
输入只有一行，包含用空格隔开的五个正整数v1，v2，t，s，l，其中(v1,v2< =100;t< =300;s< =10;l< =10000且为v1,v2的公倍数)
输出
输出包含两行，第一行输出比赛结果——一个大写字母“T”或“R”或“D”，分别表示乌龟获胜，兔子获胜，或者两者同时到达终点。
第二行输出一个正整数，表示获胜者（或者双方同时）到达终点所耗费的时间（秒数）。
回答：# 参数有：v1(兔子速度) v2(乌龟速度) t(兔子超出乌龟距离) s(兔子休息时间) l(赛道长度) # v1,v2< =100;t< =300;s< =10;1< =10000且为 v1 v2公倍数 v1 =float(input('请输入兔子速度')) v2 =float(input('请输入乌龟速度')) if v1>100 or v2>100: print('请重输') v1 =float(input('请输入兔子速度')) v2 =float(input('请输入乌龟速度')) t =float(input('兔子超出乌龟距离')) if t>300: print('请重输') t =float(input('兔子超出乌龟距离')) s =float(input('兔子休息时间')) if t>10: print('请重输') s =float(input('兔子休息时间')) l =float(input('请输入跑道长度')) if l >10000 and l% v1!=0 and l %v2 !=0: print("请重新输入") l =float(input('请输入跑道长度')) turtle_t =l/v2 rabbit_t =(v1 -v2)*s/v1 +(l-(v1 -v2)*s/v1)/v1 word =['T','R','D'] i =0 if rabbit_t>turtle_t: print(word[i]) elif rabbit_t<turtle_t: print(word[i+1]) else: print(word[i+3]) """ 请输入兔子速度 请输入乌龟速度 兔子超出乌龟距离 兔子休息时间请重输 兔子休息时间 请输入跑道长度R """
参考答案：https://blog.csdn.net/hello_fengfeng/article/details/107550720
五、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。
5.1 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：
5.2 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
5.3 try - except 语句
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 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。
try:
f = open('test.txt')
print(f.read())
f.close()
except OSError:
print('打开文件出错')
# 打开文件出错
try:
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))
# 打开文件出错
# 原因是：[Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'
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。
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))
# 数值出错
# 原因是：invalid literal for int() with base 10: 'abc'
dict1 = {
'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
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)
# 查询错误
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。
dict1 = {
'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
try:
x = dict1['y']
except KeyError:
print('键错误')
except LookupError:
print('查询错误')
else:
print(x)
# 键错误
例5.3.1
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。
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))
# 出错了！
# 原因是：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
5.4 try - except - finally 语句
不管 try 子句里面有没有发生异常， finally 子句都会执行。
如果一个异常在 try 子句里被抛出，而又没有任何的 except 把它截住，那么这个异常会在 finally 子句执行后被抛出。
def divide(x, y):
try:
result = x / y
print("result is", result)
except ZeroDivisionError:
print("division by zero!")
finally:
print("executing finally clause")
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'
5.5 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。
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。
例5.5.1
try:
fh = open("testfile", "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()
# 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。
5.6 raise语句
Python 使用 raise 语句抛出一个指定的异常。
try:
raise NameError('HiThere')
except NameError:
print('An exception flew by!')
# An exception flew by!
思考题：猜数字游戏
题目描述: 电脑产生一个零到100之间的随机数字，然后让用户来猜，如果用户猜的数字比这个数字大，提示太大，否则提示太小，当用户正好猜中电脑会提示，“恭喜你猜到了这个数是…”。在用户每次猜测之前程序会输出用户是第几次猜测，如果用户输入的根本不是一个数字，程序会告诉用户"输入无效".
(尝试使用try catch异常处理结构对输入情况进行处理) 获取随机数采用random模块。
回答：import random s=random.randint(0,100) i=1 while 1: print('这是第%d次猜测'%i) try: temp=input("请输入数字:") g=int(temp) except ValueError: print("输入无效！！！") else: if g==s: print('恭喜你猜到了，这个数是%d!!!'%s) break else: if g>s: print("大了！！") else: print("小了！！") i=i+1 print("游戏结束！！！")
答案参考：
- 1.https://blog.csdn.net/hju22/article/details/85068852
- 2.https://blog.csdn.net/m0_49562753/article/details/107580726