Python基础笔记（全）

零、python前言

（一）解释器

计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，必须要把程序语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序。

编译器：将其他语言翻译成机器语言的工具

编译器翻译的方式：编译，解释。

两种方式的区别在于翻译时间点的不同。当编译器以解释方式运行的时候，也称之为解释器

• 编译型语言：程序执行之前需要有一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些。
• 解释型语言：解释型语言编写的程序不进行预先编译，以文本方式存储程序代码，会将代码一句一句直接运行。在发布程序时，看起来省了道编译工序，但是在运行程序的时候，必须先解释再运行

编译型语言和解释型语言对比

• 速度： 编译比解释型快
• 跨平台性： 解释比编译跨好

（二）Python 特点

• 完全面向对象的语言
  • 函数、模块、数字、字符串都是对象，Python 中一切皆对象
  • 完全支持继承、重载、多重继承
  • 支持重载运算符，也支持泛型设计
• 拥有一个强大的标准库
  • Python 标准库提供了 系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理 等额外的功能
• 有大量的第三方模块
  • 使用方式与标准库类似。它们的功能覆盖 科学计算、人工智能、机器学习、Web 开发、数据库接口、图形系统 多个领域

（三）面向对象的思维方式

• 面向对象 是一种 思维方式，也是一门 程序设计技术
• 要解决一个问题前，首先考虑 由谁 来做，怎么做事情是 谁 的职责，最后把事情做好就行！
  • 对象 就是 谁
• 要解决复杂的问题，就可以找多个不同的对象，各司其职，共同实现，最终完成需求
• 先找一个可以完成功能的对象，并且使用对象所提供的能力来解决问题

（四）Python 的优缺点

（1）优点

• 简单、易学
• 免费、开源
• 面向对象
• 丰富的库
• 可扩展性
  • 如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以把这部分程序用 C 或 C++ 编写，然后在 Python 程序中使用它们

（2）缺点

• 运行速度差一点
• 国内市场较小
• 中文资料匮乏

（五）执行 Python 程序的三种方式

• 解释器 —— python / python3
• 交互式 —— ipython
• 集成开发环境 —— PyCharm

注：

1. 可以使用任意文本编辑软件做 Python 的开发
2. 文件扩展名 通常都是 .py

（1）单词列表

* error 错误
* name 名字
* defined 已经定义
* syntax 语法
* invalid 无效
* Indentation 索引
* unexpected 意外的，不期望的
* character 字符
* line 行
* encoding 编码
* declared 声明
* details 细节，详细信息
* ASCII 一种字符编码

（2）python的运行方式

Python 的解释器

# 使用 python 2.x 解释器
$ python xxx.py

# 使用 python 3.x 解释器
$ python3 xxx.py

（3）交互式运行 Python 程序

• 直接在终端中运行解释器，而不输入要执行的文件名
• 在 Python 的 Shell 中直接输入 Python 的代码，会立即看到程序执行结果

1) 交互式运行 Python 的优缺点

优点

• 适合于学习/验证 Python 语法或者局部代码

缺点

• 代码不能保存
• 不适合运行太大的程序

2) 退出 官方的解释器

1> 直接输入 exit()

>>> exit()

2> 使用热键退出

按热键 ctrl + d 可以退出解释器

一、变量

程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的

（零）变量类型

• Python 中数据类型可以分为 数字型 和 非数字型

• 数字型

  • 整型 (int)
  • 浮点型（float）
  • 布尔型（bool）
    • 真 True 非 0 数 —— 非零即真
    • 假 False 0
  • 复数型 (complex)
    • 主要用于科学计算，例如：平面场问题、波动问题、电感电容等问题

• 非数字型

  • 字符串
  • 列表
  • 元组
  • 字典

• 在 Python 中，所有 非数字型变量 都支持以下特点：

  1. 都是一个 序列 sequence，也可以理解为 容器
  2. 取值 []
  3. 遍历 for in
  4. 计算长度、最大/最小值、比较、删除
  5. 链接 + 和 重复 *
  6. 切片

（一）变量定义

• 每个变量 在使用前都必须赋值，变量 赋值以后 该变量 才会被创建

变量名 = 值

变量：先定义，后使用

（二）变量的类型

• 在内存中创建一个变量，会包括：
  1. 变量的名称
  2. 变量保存的数据
  3. 变量存储数据的类型
  4. 变量的地址（标示）

（1）变量的类型

• 在 Python 中定义变量是 不需要指定类型
• 数据类型可分为 数字型 和 非数字型
• 数字型
  • 整型 (int)
  • 浮点型（float）
  • 布尔型（bool）
    • 真 True 非 0 数 —— 非零即真
    • 假 False 0
  • 复数型 (complex)
    • 主要用于科学计算
• 非数字型
  • 字符串
  • 列表
  • 元组
  • 字典

（2）不同类型变量之间的计算

1. 数字型变量 之间可以直接计算

• 在 Python 中，两个数字型变量是可以直接进行 算数运算的
• 如果变量是 bool 型，在计算时
  • True 对应的数字是 1
  • False 对应的数字是 0

2. 字符串变量 之间使用 + 拼接字符串

3. 字符串变量 可以和 整数 使用 * 重复拼接相同的字符串

4. 数字型变量 和 字符串 之间 不能进行其他计算

（3）变量的输入

• 所谓 输入，就是 用代码 获取 用户通过 键盘 输入的信息
• 在 Python 中，使用 input 函数

input 函数实现键盘输入

• 在 Python 中可以使用 input 函数从键盘等待用户的输入
• 用户输入的 任何内容 Python 都认为是一个 字符串
• 语法如下：

字符串变量 = input("提示信息：")

（4）变量的格式化输出

格式化操作符

• % 被称为 格式化操作符，专门用于处理字符串中的格式
  • 包含 % 的字符串，被称为 格式化字符串
  • % 和不同的 字符 连用，不同类型的数据 需要使用 不同的格式化字符

格式化字符	含义
%s	字符串
%d	有符号十进制整数，%06d 表示输出的整数显示位数，不足的地方使用 0 补全
%f	浮点数，%.2f 表示小数点后只显示两位
%%	输出 %

• 语法格式如下：

print("格式化字符串" % 变量1)

print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))

（二）标识符和关键字

（1）标识符

标示符就是程序员定义的 变量名、函数名

名字 要 见名知义

• 标示符可以由 字母、下划线 和 数字 组成
• 不能以数字开头
• 不能与关键字重名

（2）关键字

• 关键字 就是在 Python 内部已经使用的标识符
• 关键字 具有特殊的功能和含义
• 不允许定义和关键字相同的名字的标示符

（三）变量的命名规则

注意 Python 中的 标识符 是 区分大小写的

1. 在定义变量时，为了保证代码格式，= 的左右应该各保留一个空格
2. 在 Python 中，如果 变量名 需要由 二个 或 多个单词 组成时，可以按照以下方式命名

• 每个单词都使用小写字母

• 小驼峰式命名法
  • 第一个单词以小写字母开始，后续单词的首字母大写
• 大驼峰式命名法
  • 每一个单词的首字母都采用大写字母

（四）变量进阶

（1）变量的引用

• 变量和数据 都是保存在 内存 中的
• 在 Python 中 函数 的 参数传递 以及 返回值 都是靠 引用 传递的

1）引用的概念

在 Python 中 ：

• 变量 和 数据 是分开存储的
• 数据 保存在内存中的一个位置
• 变量 中保存着数据在内存中的地址
• 变量 中 记录数据的地址，即 引用
• 使用 id() 函数查看变量中保存数据所在的 内存地址

注意：若变量已被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上是 修改了数据的引用

• 变量 不再 对之前的数据引用
• 变量 改为 对新赋值的数据引用

2）函数的参数和返回值的传递

在 Python 中，函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的

（2）可变和不可变类型

• 不可变类型，内存中的数据不允许被修改：

  • 数字类型 int, bool, float, complex, long(2.x)
  • 字符串 str
  • 元组 tuple

• 可变类型，内存中的数据可以被修改：

  • 列表 list
  • 字典 dict

注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据

注意

1. 可变类型的数据变化，是通过 方法 来实现的
2. 若给一个可变类型的变量，赋值了一个新的数据，引用会修改
   • 变量 不再 对之前的数据引用
   • 变量 改为 对新赋值的数据引用

（3）哈希 (hash)

• Python 中内置有一个名字叫做 hash(o) 的函数
  • 接收一个 不可变类型 的数据作为 参数
  • 返回 结果是一个 整数
• 哈希 是一种 算法，其作用就是提取数据的 特征码（指纹）
  • 相同的内容 得到 相同的结果
  • 不同的内容 得到 不同的结果
• 在 Python 中，设置字典的 键值对 时，会首先对 key 进行 hash 已决定如何在内存中保存字典的数据，以方便 后续 对字典的操作：增、删、改、查
  • key 必须是不可变类型数据
  • value 可以是任意类型的数据

（4）局部变量和全局变量

• 局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用
• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

1）局部变量

• 局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用
• 函数执行结束后，局部变量，会被系统回收
• 不同的函数，可以定义相同的名字的局部变量，但是 彼此之间 不会产生影响

2）局部变量的作用

• 在函数内部使用，临时 保存 函数内部需要使用的数据

3）局部变量的生命周期

• 所谓 生命周期 就是变量从 被创建 到 被系统回收 的过程
• 局部变量 在 函数执行时 才会被创建
• 函数执行结束后 局部变量 被系统回收
• 局部变量在生命周期 内，可以用来存储 函数内部临时使用到的数据

4）全局变量

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量，所有函数内部都可以使用这个变量

注意：函数执行时，需要处理变量时 会：

1. 首先 查找 函数内部 是否存在 指定名称 的局部变量，如果有，直接使用
2. 若没有，查找 函数外部 是否存在 指定名称 的全局变量，如果有，直接使用
3. 若还没有，程序报错！

5) 函数不能直接修改 全局变量的引用

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

• 在函数内部，可以 通过全局变量的引用获取对应的数据

• 但是，不允许直接修改全局变量的引用 —— 使用赋值语句修改全局变量的值

注：只是在函数内部定义了一个局部变量而已，只是变量名相同 —— 在函数内部不能直接修改全局变量的值

6) 在函数内部修改全局变量的值

• 若在函数中需要修改全局变量，需要使用 global 进行声明

3) 全局变量定义的位置

• 将全局变量定义在其他函数的上方

二、运算符

（一）算数运算符

• 是完成基本的算术运算使用的符号，用来处理四则运算

运算符	描述
+	加
-	减
*	乘
/	除
//	取整除(返回除法的整数部分（商）)
%	取余数(返回除法的余数)
**	幂

• 在 Python 中 * 还可以用于字符串，结果是字符串重复指定次数的结果

优先级

• 先乘除后加减

• 同级运算符是 从左至右 计算

• 可以使用 () 调整计算的优先级

• 算数优先级由高到最低顺序排列

运算符	描述
**	幂 (最高优先级)
* / % //	乘、除、取余数、取整除
+ -	加法、减法

（二）比较（关系）运算符

运算符	描述
==	检查两个操作数的值是否 相等，如果是，则条件成立，返回 True
!=	检查两个操作数的值是否 不相等，如果是，则条件成立，返回 True
>	检查左操作数的值是否 大于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True
<	检查左操作数的值是否 小于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True
>=	检查左操作数的值是否 大于或等于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True
<=	检查左操作数的值是否 小于或等于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True

Python 2.x 中判断 不等于 还可以使用 <> 运算符

!= 在 Python 2.x 中同样可以用来判断 不等于

（三）逻辑运算符

运算符	逻辑表达式	描述
and	x and y	同True返True，否则返False
or	x or y	一True返True，同False返False
not	not x	为True返 False，为 False返 True

（四）赋值运算符

• 注：赋值运算符中间不能使用空格

运算符	描述
=	简单的赋值运算符
+=	加法赋值运算符
-=	减法赋值运算符
*=	乘法赋值运算符
/=	除法赋值运算符
//=	取整除赋值运算符
%=	取 模 (余数)赋值运算符
**=	幂赋值运算符

（五）运算符的优先级

• 表格算数优先级由高到最低顺序排列

运算符	描述
**	幂 (最高优先级)
* / % //	乘、除、取余数、取整除
+ -	加法、减法
<= < > >=	比较运算符
== !=	等于运算符
= %= /= //= -= += *= **=	赋值运算符
not or and	逻辑运算符

三、字符串

（一）字符串的定义

• 字符串 就是 一串字符，是编程语言中表示文本的数据类型
• 在 Python 中可以使用 一对双引号 " 或者 一对单引号 ' 定义一个字符串
  • 虽然可以使用 \" 或者 \' 做字符串的转义，但在实际开发中：
    • 如果字符串内部需要使用 "，可以使用 ' 定义字符串
    • 如果字符串内部需要使用 '，可以使用 " 定义字符串
• 可以使用 索引 获取一个字符串中 指定位置的字符，索引计数从 0 开始
• 也可以使用 for 循环遍历 字符串中每一个字符

大多数编程语言都是用 " 来定义字符串

string = "Hello Python"

for c in string:
    print(c)

（二）字符串的常用操作

（1）判断类型

方法	说明
string.isspace()	若string 中只包含空格，则返回 True
string.isalnum()	若string 至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返回 True
string.isalpha()	若string 至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True
string.isdecimal()	若string 只包含数字则返回 True，全角数字
string.isdigit()	若string 只包含数字则返回 True，全角数字、⑴、\u00b2
string.isnumeric()	若string 只包含数字则返回 True，全角数字，汉字数字
string.istitle()	若string 是标题化的(每个单词的首字母大写)则返回 True
string.islower()	若string 中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True
string.isupper()	若string 中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True

（2）查找和替换

方法	说明
string.startswith(str)	检查字符串是否是以 str 开头，是则返回 True
string.endswith(str)	检查字符串是否是以 str 结束，是则返回 True
string.find(str, start=0, end=len(string))	检测 str 是否包含在 string 中，如果 start 和 end 指定范围，则检查是否包含在指定范围内，如果是返回开始的索引值，否则返回 -1
string.rfind(str, start=0, end=len(string))	类似于 find()，不过是从右边开始查找
string.index(str, start=0, end=len(string))	跟 find() 方法类似，不过如果 str 不在 string 会报错
string.rindex(str, start=0, end=len(string))	类似于 index()，不过是从右边开始
string.replace(old_str, new_str, num=string.count(old))	把 string 中的 old_str 替换成 new_str，如果 num 指定，则替换不超过 num 次

（3）大小写转换

方法	说明
string.capitalize()	把字符串的第一个字符大写
string.title()	把字符串的每个单词首字母大写
string.lower()	转换 string 中所有大写字符为小写
string.upper()	转换 string 中的小写字母为大写
string.swapcase()	翻转 string 中的大小写

（4）文本对齐

方法	说明
string.ljust(width)	返回一个原字符串左对齐，并使用空格填充至长度 width 的新字符串
string.rjust(width)	返回一个原字符串右对齐，并使用空格填充至长度 width 的新字符串
string.center(width)	返回一个原字符串居中，并使用空格填充至长度 width 的新字符串

（5）去除空白字符

方法	说明
string.lstrip()	截掉 string 左边（开始）的空白字符
string.rstrip()	截掉 string 右边（末尾）的空白字符
string.strip()	截掉 string 左右两边的空白字符

（6）拆分和连接

方法	说明
string.partition(str)	把字符串 string 分成一个 3 元素的元组 (str前面, str, str后面)
string.rpartition(str)	类似于 partition() 方法，不过是从右边开始查找
string.split(str="", num)	以 str 为分隔符拆分 string，如果 num 有指定值，则仅分隔 num + 1 个子字符串，str 默认包含 ‘\r’, ‘\t’, ‘\n’ 和空格
string.splitlines()	按照行(’\r’, ‘\n’, ‘\r\n’)分隔，返回一个包含各行作为元素的列表
string.join(seq)	以 string 作为分隔符，将 seq 中所有的元素（的字符串表示）合并为一个新的字符串

（7）字符串的切片

• 切片 方法适用于 字符串、列表、元组
  • 切片 使用 索引值 来限定范围，从一个大的 字符串 中 切出 小的 字符串
  • 列表 和 元组 都是 有序 的集合，都能够 通过索引值 获取到对应的数据
  • 字典 ： 无序 集合，使用 键值对 保存数据

字符串[开始索引:结束索引:步长]

注意：

1. 指定的区间属于 左闭右开 型 [开始索引, 结束索引) => 开始索引 >= 范围 < 结束索引
   • 从 起始 位开始，到 结束位的前一位 结束（不包含结束位本身)
2. 从头开始，开始索引 数字可以省略，冒号不能省略
3. 到末尾结束，结束索引 数字可以省略，冒号不能省略
4. 步长默认为 1，如果连续切片，数字和冒号都可以省略

（8）索引的顺序和倒序

• 在 Python 中支持 顺序索引，还支持 倒序索引
• 所谓倒序索引就是 从右向左 计算索引
  • 最右边的索引值是 -1，依次递减

四、列表

（一）列表的定义

• List（列表） 是 Python 中使用 最频繁 的数据类型，在其他语言中通常叫做 数组
• 专门用于存储 一串 信息
• 列表用 [] 定义，数据 之间使用 , 分隔
• 列表的 索引 从 0 开始
  • 索引 就是数据在 列表 中的位置编号，索引 又可以被称为 下标

注意：从列表中取值时，如果 超出索引范围，程序会报错

（二）列表常用操作

• 定义一个 列表，例如：name_list = []

分类	关键字 / 函数 / 方法	说明
增加	列表.insert(索引, 数据)	在指定位置插入数据
	列表.append(数据)	在末尾追加数据
	列表.extend(列表2)	将列表2 的数据追加到列表
修改	列表[索引] = 数据	修改指定索引的数据
删除	del 列表[索引]	删除指定索引的数据
	列表.remove[数据]	删除第一个出现的指定数据
	列表.pop	删除末尾数据
	列表.pop(索引)	删除指定索引数据
	列表.clear	清空列表
统计	len(列表)	列表长度
	列表.count(数据)	数据在列表中出现的次数
排序	列表.sort()	升序排序
	列表.sort(reverse=True)	降序排序
	列表.reverse()	逆序、反转

（三）关键字（科普）

• 使用 del 关键字(delete) 同样可以删除列表中元素
• del 关键字本质上是用来 将一个变量从内存中删除的
• 如果使用 del 关键字将变量从内存中删除，后续的代码就不能再使用这个变量了

del name_list[1]

（四）循环遍历

• 遍历 就是 从头到尾 依次 从 列表 中获取数据

  • 在 循环体内部 针对 每一个元素，执行相同的操作

• 在 Python 中为了提高列表的遍历效率，专门提供的 迭代 iteration 遍历

• 使用 for 就能够实现迭代遍历

# for 循环内部使用的变量 in 列表
for name in name_list:

    循环内部针对列表元素进行操作
    print(name)

五、元组

（一）元组的定义

• Tuple（元组）与列表类似，区别：元组的 元素不能修改
  • 元组 表示多个元素组成的序列
  • 元组 在 Python 开发中，有特定的应用场景
• 用于存储 一串 信息，数据 之间使用 , 分隔
• 元组用 () 定义
• 元组的 索引 从 0 开始
  • 索引 就是数据在 元组 中的位置编号

元组中 只包含一个元素 时，需要 在元素后面添加逗号

info_tuple = (50, )

（二）元组常用操作

• 定义一个 元组，eg：info = ()

（1）循环遍历

• 取值 就是从 元组 中获取存储在指定位置的数据
• 遍历 就是 从头到尾 依次 从 元组 中获取数据

# for 循环内部使用的变量 in 元组

• 在 Python 中，可以使用 for 循环遍历所有非数字型类型的变量：列表、元组、字典 以及 字符串

（2）应用场景

• 尽管可以使用 for in 遍历 元组
• 在开发中应用场景是：
  • 函数的 参数 和 返回值，一个函数可以接收 任意多个参数，或者 一次返回多个数据
    • 有关 函数的参数 和 返回值，在后续 函数高级 给大家介绍
  • 格式字符串，格式化字符串后面的 () 本质上就是一个元组
  • 让列表不可以被修改，以保护数据安全

info = ("zhangsan", 18)

print("%s 的年龄是 %d" % info)

（三）元组和列表之间的转换

• 使用 list 函数可以把元组转换成列表

list(元组) 

• 使用 tuple 函数可以把列表转换成元组

tuple(列表)

六、字典

（一）字典的定义

• dictionary（字典） 是 除列表以外 Python 之中 最灵活 的数据类型
• 字典同样可以用来 存储多个数据
  • 通常用于存储 描述一个 物体 的相关信息
• 和列表的区别
  • 列表 是 有序 的对象集合
  • 字典 是 无序 的对象集合
• 字典用 {} 定义
• 字典使用 键值对 存储数据，键值对之间使用 , 分隔
  • 键 key 是索引
  • 值 value 是数据
  • 键 和 值 之间使用 : 分隔
  • 键必须是唯一的
  • 值 可以取任何数据类型，但 键 只能使用 字符串、数字或 元组

xiaoming = {"name": "小明",
            "age": 18,
            "gender": True,
            "height": 1.75}

（二）字典常用操作

• 定义一个 字典

zidian = {}

• 常用操作在上图

（三）循环遍历

• 遍历 就是 依次 从 字典 中获取所有键值对

# for 循环内部使用的 `key 的变量` in 字典
for k in xiaoming:

    print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))

七、判断语句（if）

（一）基本语法

if 要判断的条件:
    条件成立时，要做的事情
    ……

注：if 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

（二）else 处理条件不满足的情况

格式如下：

if 要判断的条件:
    条件成立时，要做的事情
    ……
else:
    条件不成立时，要做的事情
    ……

注：if 和 else 语句以及各自的缩进部分共同是一个 完整的代码块

（三）逻辑运算

• 通常 在判断条件时，会需要同时判断多个条件
• 只有多个条件都满足，才能够执行后续代码
• 逻辑运算符 可以把 多个条件 按照 逻辑 进行 连接，变成 更复杂的条件
• Python 中的 逻辑运算符 包括：与 and／或 or／非 not 三种

（1） and

条件1 and 条件2

• 与／并且
• 两个条件同时满足，返回 True
• 只要有一个不满足，就返回 `False``

（2） or

条件1 or 条件2

• 或／或者
• 两个条件只要有一个满足，返回 True
• 两个条件都不满足，返回 False

（3） not

not 条件

• 非／不是

（四）if语句进阶

（1）elif

• 语法格式如下：

if 条件1:
    条件1满足执行的代码
    ……
elif 条件2:
    条件2满足时，执行的代码
    ……
elif 条件3:
    条件3满足时，执行的代码
    ……
else:
    以上条件都不满足时，执行的代码
    ……

• 对比逻辑运算符的代码

if 条件1 and 条件2:
    条件1满足 并且 条件2满足 执行的代码
    ……

注:

1. elif 和 else 都必须和 if 联合使用，而不能单独使用
2. 可以将 if、elif 和 else 以及各自缩进的代码，看成一个 完整的代码块

（2）if 嵌套

• 语法格式如下：

if 条件 1:
    条件 1 满足执行的代码
    ……
    
    if 条件 1 基础上的条件 2:
        条件 2 满足时，执行的代码
        ……    
        
    # 条件 2 不满足的处理
    else:
        条件 2 不满足时，执行的代码
        
# 条件 1 不满足的处理
else:
    条件1 不满足时，执行的代码
    ……

（3）随机数的处理

• 要使用随机数，先导入 随机数 的 模块 —— “工具包”

import random	#引入随机数random模块包

• 导入模块后，可以直接在 模块名称 后面敲一个 . 然后按 Tab 键，会提示该模块中包含的所有函数

• random.randint(a, b) ，返回 [a, b] 之间的整数，包含 a 和 b

random.randint(12, 20)  # 生成的随机数n: 12 <= n <= 20   
random.randint(20, 20)  # 结果永远是 20   
random.randint(20, 10)  # 错误，下限必须小于上限

八、while循环

（一）while循环

初始条件设置 —— 通常是重复执行的 计数器

while 条件(判断 计数器 是否达到 目标次数):
    条件满足时，做的事情1
    条件满足时，做的事情2
    条件满足时，做的事情3
    ...(省略)...
    
    处理条件(计数器 + 1)

注意：

• while 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

注意：循环结束后，之前定义的计数器条件的数值是依旧存在的

（二）for循环

• 语法：

for 变量 in 集合:
    
    循环体代码
else:
    没有通过 break 退出循环，循环结束后，会执行的代码

应用场景

• 在 迭代遍历 嵌套的数据类型时，例如 一个列表包含了多个字典
• 需求：要判断 某一个字典中 是否存在 指定的 值
  • 如果 存在，提示并且退出循环
  • 如果 不存在，在 循环整体结束 后，希望 得到一个统一的提示

（三）Python 中的计数方法

常见的计数方法有两种：

• 自然计数法（从 1 开始）—— 更符合人类的习惯
• 程序计数法（从 0 开始）—— 几乎所有的程序语言都选择从 0 开始计数

因此除非需求的特殊要求，否则 循环 的计数都从 0 开始

（四）循环计算

在程序开发中，通常会遇到 利用循环 重复计算 的需求

遇到这种需求，可以：

1. 在 while 上方定义一个变量，用于 存放最终计算结果
2. 在循环体内部，每次循环都用 最新的计算结果，更新 之前定义的变量

（五）break 和 continue

break 和 continue 是专门在循环中使用的关键字

• break 某一条件满足时，退出循环，不再执行后续重复的代码
• continue 某一条件满足时，不执行后续重复的代码（容易出现死循环）

break 和 continue 只针对 当前所在循环 有效

循环也可以嵌套

九、函数

（一）函数基础

• 函数：将 具有独立功能的代码块 封装为一个小模块，在需要时 调用
• 函数的使用包含两个步骤（先封装、后使用）：
  1. 定义函数 —— 封装 独立的功能
  2. 调用函数 —— 享受 封装 的成果
• 函数的作用 ：提高编写的效率以及代码的 重复使用

（二）函数基本使用

（1）函数的定义

定义函数格式：

def 函数名():
    函数封装的代码
    ……

1. def 是英文 define 的缩写
2. 函数名称 应该能够表达 函数封装代码 的功能，便于后续调用
3. 函数名称 的命名应该 符合 标识符的命名规则
   • 由 字母、下划线 和 数字 组成
   • 不能以数字开头
   • 不能与关键字重名

（2）函数调用

调用函数很简单的，通过 函数名() 即可完成对函数的调用

• 定义完成之后，若不主动调用函数，则函数是不会主动执行的

（三）函数的参数

（1）参数的使用

• 在函数名的后面的小括号内部填写 参数
• 多个参数之间使用 , 分隔

（2）参数的作用

• 函数的参数，增加函数的 通用性，针对 相同的数据处理逻辑，能够 适应更多的数据
  1. 在函数 内部，把参数当做 变量 使用，进行需要的数据处理
  2. 函数调用时，按照函数定义的参数顺序，把 希望在函数内部处理的数据，通过参数 传递

（3）形参和实参

• 形参：定义 函数时，小括号中的参数，用于接收参数，在函数内部 作为变量使用
• 实参：调用 函数时，小括号中的参数，将数据传递到 函数内部

（四）函数的返回值

• 返回值 是函数 完成工作后，返回 给调用者的 结果
• 在函数中使用 return 关键字可以返回结果
• 调用函数一方，可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果

注意：return 表示返回，后续的代码都不会被执行

return 的作用：

返回一个对象

阻断代码执行

（五）使用模块中的函数

• 模块 就好比是 工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要 导入 import 这个模块

• 每一个以扩展名 py 结尾的 Python 源代码文件都是一个 模块

• 在模块中定义的 全局变量 、 函数 都是模块能够提供给外界直接使用的工具

• 可以 在一个 Python 文件 中 定义 变量 或者 函数

• 然后在 另外一个文件中 使用 import 导入这个模块

• 导入之后，就可以使用 模块名.变量 / 模块名.函数 的方式，使用这个模块中定义的变量或者函数

• 模块名也是一个标识符
  • 标示符可以由 字母、下划线 和 数字 组成
  • 不能以数字开头
  • 不能与关键字重名

（六）函数进阶

（1）函数参数和返回值的作用

1. 如果函数 内部处理的数据不确定，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部
2. 如果希望一个函数 执行完成后，向外界汇报执行结果，就可以增加函数的返回值

1、无参数，无返回值

此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下：

1. 只是单纯地做一件事情，例如 显示菜单
2. 在函数内部 针对全局变量进行操作，例如：新建名片，最终结果 记录在全局变量 中

注：

• 如果全局变量的数据类型是一个 可变类型，在函数内部可以使用 方法 修改全局变量的内容 —— 变量的引用不会改变
• 在函数内部，使用赋值语句 才会 修改变量的引用

2、无参数，有返回值

此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下：

• 采集数据，例如 温度计，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数

3、有参数，无返回值

此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下：

• 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数 处理 不同的数据

4、有参数，有返回值

此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下：

• 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数 处理 不同的数据，并且 返回期望的处理结果

（2）函数的返回值 进阶

• 在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
• 返回值 是函数 完成工作后，最后 给调用者的 一个结果
• 在函数中使用 return 关键字可以返回结果
• 调用函数一方，可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果

提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略

技巧

• 在 Python 中，可以 将一个元组 使用 赋值语句 同时赋值给 多个变量
• 注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致

result = temp, wetness = measure()

（七）函数的参数 进阶

（1）不可变和可变的参数

• 无论传递的参数是 可变 还是 不可变
  • 只要 针对参数 使用 赋值语句，会在 函数内部 修改 局部变量的引用，不会影响到 外部变量的引用

1、缺省参数

• 定义函数时，给 某个参数 指定一个默认值，具有默认值的参数就叫做 缺省参数
• 调用函数时，如果没有传入 缺省参数 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 参数默认值
• 函数的缺省参数，将常见的值设置为参数的缺省值，从而 简化函数的调用

2、指定函数的缺省参数

• 在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

提示

1. 缺省参数，需要使用 最常见的值 作为默认值！
2. 如果一个参数的值 不能确定，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！

3、缺省参数的注意事项

1) 缺省参数的定义位置

• 必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾

2) 调用带有多个缺省参数的函数

• 在 调用函数时，如果有 多个缺省参数，需要指定参数名，这样解释器才能够知道参数的对应关系！

（2）多值参数

1、定义支持多值参数的函数

• 有时可能需要 一个函数 能够处理的参数 个数 是不确定的，这个时候，就可以使用 多值参数
• python 中有 两种 多值参数：
  • 参数名前增加 一个 * 可以接收 元组 如：*args
  • 参数名前增加 两个 * 可以接收 字典 如：**kwargs

2、元组和字典的拆包

• 在调用带有多值参数的函数时，如果希望：
  • 将一个 元组变量，直接传递给 args
  • 将一个 字典变量，直接传递给 kwargs
• 就可以使用 拆包，简化参数的传递，拆包 的方式是：
  • 在 元组变量前，增加 一个 *
  • 在 字典变量前，增加 两个 *

（八）函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为递归

递归函数的特点

• 一个函数 内部 调用自己

代码特点

1. 函数内部的 代码 是相同的，只是针对 参数 不同，处理的结果不同
2. 当 参数满足一个条件 时，函数不再执行
   • 非常重要，通常被称为递归的出口，否则 会出现死循环！

九、其他

（一）print函数

• 在默认情况下，print 函数输出内容之后，会自动在内容末尾增加换行

• 如果不希望末尾增加换行，可以在 print 函数输出内容的后面增加 , end=""

• 其中 "" 中间可以指定 print 函数输出内容之后，继续希望显示的内容

• 语法格式如下：

# 向控制台输出内容结束之后，不会换行
print("*", end="")

# 单纯的换行
print("")

end="" 表示向控制台输出内容结束之后，不会换行

假设 Python 没有提供 字符串的 * 操作 拼接字符串

字符串中的转义字符

• \t 在控制台输出一个 制表符，协助在输出文本时 垂直方向 保持对齐
• \n 在控制台输出一个 换行符

制表符 的功能是在不使用表格的情况下在 垂直方向 按列对齐文本

转义字符	描述
\\	反斜杠符号
\’	单引号
\"	双引号
\n	换行
\t	横向制表符
\r	回车

（二）注释

• 单行注释（行注释）：使用#
• 多行注释（块注释）：使用"" … “”

（三）公共方法

（1）Python 内置函数

Python 包含了以下内置函数：

函数	描述	备注
len(item)	计算容器中元素个数
del(item)	删除变量	del 有两种方式
max(item)	返回容器中元素最大值	如果是字典，只针对 key 比较
min(item)	返回容器中元素最小值	如果是字典，只针对 key 比较
cmp(item1, item2)	比较两个值，-1 小于/0 相等/1 大于	Python 3.x 取消了 cmp 函数

注意

• 字符串 比较符合以下规则： “0” < “A” < “a”

（2）切片

描述	Python 表达式	结果	支持的数据类型
切片	“0123456789”[::-2]	“97531”	字符串、列表、元组

• 切片 使用 索引值 来限定范围，从一个大的 字符串 中 切出 小的 字符串
• 列表 和 元组 都是 有序 的集合，都能够 通过索引值 获取到对应的数据
• 字典 是一个 无序 的集合，是使用 键值对 保存数据

（3）运算符

运算符	Python 表达式	结果	描述	支持的数据类型
+	[1, 2] + [3, 4]	[1, 2, 3, 4]	合并	字符串、列表、元组
*	[“Hi!”] * 4	[‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’]	重复	字符串、列表、元组
in	3 in (1, 2, 3)	True	元素是否存在	字符串、列表、元组、字典
not in	4 not in (1, 2, 3)	True	元素是否不存在	字符串、列表、元组、字典
> >= == < <=	(1, 2, 3) < (2, 2, 3)	True	元素比较	字符串、列表、元组

注意

• in 在对 字典 操作时，判断的是 字典的键
• in 和 not in 被称为 成员运算符

（4）成员运算符

成员运算符用于 测试 序列中是否包含指定的 成员

运算符	描述	实例
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False	3 in (1, 2, 3) 返回 True
not in	如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False	3 not in (1, 2, 3) 返回 False

注意：在对 字典 操作时，判断的是 字典的键