【黑马-python】---学习笔记(2）---Python基础

Python基础

1 Python简介

1.1 python起源

• 1991年第一个Python解释器诞生，用C语言实现，并能够调用C语言的库文件；

• 开源

1.1.1 解释器（科普）

• 计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，所以必须要把程序员所写的程序语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序，将其他语言翻译成其他机器语言的工具，被称为编译器；

• 编译器翻译的方式有两种，一个是编译，另一个是解释，两种方式之间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；
  

• 解释器：翻译一句执行一句；编译型语言执行速度更快；但是跨平台性，解释器更好，A操作系统的编译器生成的exe只能在A系统执行，但是对于解释器，是在操作系统安装不同的解释器，就可以执行同一份代码在不同操作系统中执行；

1.2 python的设计目标

1.3 python的特点

• python是完全面向对象的语言
  • 函数，模块，数字，字符串都是对象，在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，也支持泛型编程；
• python拥有一个强大的标准库，python语言的核心只包含数字，字符串，列表，字典，文件等常见类型和函数，而由Python标准库提供了系统管理、网络通信，文本处理，数据库接口，图像系统，XML处理等额外功能；
• python社区提供了大量的第三方模块，使用方式与标准库类似，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

1.3.1 面向对象的思维方式

• 面对对象是一种思维方式，也是一门程序设计技术；
• 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，最终实现需求；

1.3.2 python优缺点

• 优点：

  • 简单易学，免费开源；
  • 面向对象，丰富的库
  • 可拓展性
    • 如果需要一段关键代码运行得更快或者某些算法不公开，可以把这部分程序用C或者C++编写，然后在python程序中使用它们；

• 缺点

  • 运行速度慢**（解释性语言）**
  • 国内市场较小，中文资料匮乏

1.4 第一个Python程序

• 目标
  • 第一个helloPython程序；
  • Python2.x和3.x版本简介；
  • 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

1.4.1 第一个HelloPython程序

1、Python源程序的基本概念

• Python源程序就是一个特殊格式的文本文件，可以使用任意文本编辑软件做Python开发；
• Python程序的文件扩展名通常都是.py
  

1.4.2 Python 2.x与3.x版本简介

1.4.3 执行Python程序的三种方式

1、解释器python/python3

2、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语法或局部代码；
• 缺点
  • 代码不能保存；不适合运行太大程序；

（2）退出官方的解释器

3、IPython

1.4.4 Python的IDE—PyCharm

（1）集成开发环境（IDE）

（2）PyCharm

1.4.5 程序注释ctrl+/

• **作用：**在程序中进行标注说明，增强程序的可读性；

（1）单行注释（行注释）

• 以#开头，#右边的所有东西都被当做说明文字，而不是真正要执行的程序，只起到辅助说明作用
  
• 在代码后面增加的单行注释
  • 在程序开发时，同样可以使用#在代码后面增加说明性文字；
  • 为了保证代码可读性，注释和代码之间至少有两个空格；

（2）多行注释（块注释）

• 注释信息很多，一行无法显示，使用多行注释，可以用一对连续的三个引号（单引号和双引号都可以）
  

1.5 算数运算符

• 算术运算符是运算符的一种；
  
• 在Python中*运算符还可以用于字符串，计算结果就是字符串重复指定次数的结果；
  

1.5 程序执行原理(科普)

• 计算机的三大件；
• 程序执行原理；
• 程序的作用；

1.5.1 计算机的三大件

• CPU
  • 中央处理器，一块超大规模的集成电路；
  • 负责处理数据/计算
• 内存
  • 临时存储数据，掉电丢失；
  • 速度快，空间小，价格高；
• 硬盘
  • 永久存储数据，掉电不丢失；
  • 速度慢，空间大，价格低
    

1.5.2 程序执行原理

• 程序要执行，首先要被加载到内存；

• 程序用来处理数据，变量用来存储数据；

2 Python基本语法

2.1 变量

2.1.1 变量的基本使用

1、变量定义

• ！！在Python中，每个变量在使用前必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建；！！

2、变量类型

• **在Python中，定义变量不需要指定变量类型，**运行时Python解释器会根据赋值语句等号右侧数据自动推导保存数据的变量类型；

• 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）
    • 复数型（complex）
      • 主要用于科学计算，例如:平面场问题，波动问题，电感电容问题；
  • 非数字型
    • 字符串
    • 列表
    • 元组
    • 字典

• type（）函数可以查看变量类型；

3、python2.0和3.0中的整型

• python2.0中区分有int（整数）和long（长整数）
• python3.0中只有int（整数）

2.1.2 不同类型变量的计算

• 数字型变量直接计算

  • 不同数字型变量之间可以直接计算

  • 如果是bool类型，True=1，False=0；

• 字符串变量+拼接字符串

  • 在Python中，字符串之间可以使用+拼接成新的为字符串；

• 字符串变量可以与整数使用*重复拼接相同的字符串

• ！！数字型变量和字符串之间不能进行其他计算！！

2.1.3 变量的输入输出input、print

（1）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输入

• 用户输入的任何内容Python都认为是一个字符串
  
  （2）类型转换函数
  

• 可以用类型转换函数来调整输入的字符串类型；

（2）变量的格式化输出

• python中可以使用print函数将信息输出到控制台；
• 输出数据，需要格式化操作符；
• %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
  • %和不同的字符联用，不同类型的数据需要使用不同的格式化字符
    
    

2.1.4 变量的命名

（1）标识符和关键字

• 标识符

  • 标识符就是程序员定义的变量名、函数名；

  • 标识符可以由字母、下划线和数字组成；

    • 不能以数字开头；
    • 不能与关键字重名

• 关键字
  
  
  （2）变量的命名规则

• 命名规则是一种惯例，并无绝对与强制，目的是为了增加代码的识别和可读性；

• 注意：！！Python中标识符是区分大小写的！！
  

• ！！每个单词都使用小写字母！！
  
  

• 在python中还是都采用小写字母的命名方式！！

2.2 判断（if）语句

2.2.1 if 判断语句基本语法

（1）if

• 注意：在Python中，Tab和空格不要混用！！
• ！！if语句以及所有缩进部分是一个完整的代码块！！

（2）else

• 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

（3）elif

（4）if嵌套

2.2.2 比较（关系）运算符\

2.2.3 逻辑运算

• 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
  

2.2.4 应用练习—石头剪刀布

• 换行，一行太长，
  
• 随机数处理
  

2.3 循环

2.3.1 程序三大流程：顺序，分支，循环

• 顺序—从上向下，顺序执行代码；
• 分支—根据条件判断，决定执行代码的分支；
• 循环—让特定代码重复执行；
  

2.3.2 while语句基本语法

• 注意：while语句以及缩进不分是一个完整的代码块；

2.3.3 赋值运算符

• 赋值运算符中间不能使用空格
  

• python中计算方法

  • 自然计数法（从1开始）
  • 程序计数法（从0开始）
    • 除非特殊需求，否则循环的计数都从0开始

2.3.4 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，直接退出整个循环
  • continue某一条件满足时，不执行当层循环的后续代码
• break和continue都只针对当前所在循环有效

2.3.5 循环嵌套

• print函数使用
  • 默认情况下，print()函数输出内容后，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
    
    

2.3.6 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
  • 制表符是在不使用表格情况下垂直方向按列对齐文本
• \n在控制台输出一个换行符
  

2.4 函数基础

2.4.1 函数概念

• 函数：就是把具有独立功能的代码块组织为一个小模块，在需要的时候调用

• 函数使用步骤：

  • 1、定义函数----封装独立功能；
  • 2、调用函数----享受封装成果

• 函数作用：使用函数提高编写效率以及代码的重用
  
  

2.4.2 函数定义及调用

• def是define的缩写；

• 函数名称应该能够表达函数封装代码的功能，方便后续调用

• 函数名称符合标识符命名规则

  • 字母，数字，下划线组成；
  • 不能以数字开头
  • 不能与关键字重名

• 通过**函数名()完成对函数的调用**

• 定义好函数之后，只表示这个函数封装了一段代码，如果不主动调用函数，函数不会主动执行；

• 函数调用在函数定义后
  

2.4.3 函数的文档注释

• 在开发中，如果希望给函数增加注释，应该在定义函数下方，使用连续的三对引号

• 在连续的三对引号之间编写对函数的说明文字

• 在函数调用位置，使用快捷键ctrl+Q可以查看函数的说明信息

• ！！注意：因为函数体相对比较独立，函数定义的上方，应该和其他代码（包括注释）保留两个空行；！！

2.4.4 函数的参数

（1）函数参数的使用

（2）参数的作用

• 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
  • 函数内部，把参数当做变量使用，进行数据处理；
  • 函数调用是，按照函数定义的参数顺序，通过参数传递在函数内部处理的数据

（3）形参与实参

• 形参：定义函数时，小括号的参数，用来接收参数用的；
• 实参：调用函数时，传入函数的变量；

2.4.5 函数返回值

2.4.6 函数的嵌套调用

• 一个函数里面又调用了另外一个函数，就是函数嵌套调用

2.5 模块

2.5.1 模块定义

• 模块是python程序架构的一个核心概念

  • 模块就像工具包，要想使用工具包中的工具，需要导入import这个模块；
  • 每一个扩展包py结尾的ython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；
    

• 小结

  • 在一个python中定义变量或函数；
  • 在另一个文件中import导入这个模块；
  • 导入之后，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函数；

• 模块可以让编写过的代码方便复用！

• 模块名也是一个标识符，要符合标识符命名规则

2.5.2 Pyc文件（了解）

• 当工具包被import时，才会产生这个pyc文件；

2.6 高级变量类型

• 目标
  • 列表
  • 元组
  • 字典
  • 字符串
  • 公共方法
  • 变量高级
    

2.6.1 列表List

1、列表的定义

• List（列表）是python中使用最频繁的数据类型，在其他语言中称为数组；
• 存储一串信息；
• 列表用[]定义，数据之间用，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；

name_list=["zhangsan","lisi","wangwu"]

2、列表list的常用操作

• del关键字本质上是用来将一个变量从内存中删除的
  • **注意：**如果使用del关键字将变量从内存中删除，后续代码就不能使用这个变量
    
• （5）排序sort，reverse
• （6）迭代遍历
  

3、列表的应用场景

• 尽管在python中列表可以存储不同类型的数据
• 但在开发中，更多的应用场景是，
  • 列表存储相同类型的数据
  • 通过迭代遍历，在循环体内部，针对列表中的每一项元素，执行相同的操作

2.6.2 关键字，函数和方法

• 关键字是Pyton内置的，具有特殊意义的标识符
• **函数封装了独立功能，**可以直接调用
• 方法与函数类似，封装了独立功能，但需要通过对象调用，表示针对这个对象要做的操作

2.6.3 元组tuple

1、元组（）的定义

• 保存不同类型数据，不能修改
  
• 元组tuple元素不能修改！！
• 元组中只包含一个元素，需要在元素后面添加逗号

2、元组常用操作

3、循环遍历

4、应用场景

5、元组和列表之间的转换

2.6.4 字典dictionary

1、字典定义

• 注意：**字典是一个无序的数据结合，**使用print函数输出字典时，通常输出的顺序和定义的顺序是不一致的；

2、字典的增删查改

3、字典常用操作

4、循环遍历

5、字典和列表组合的应用场景

2.6.5 字符串

1、字符串定义

• 单引号''和双引号""都可以定义字符串，可以在内部需要""双引号时''单引号定义；
  
  2、字符串常用操作
  

• （1）判断类型-9
  

• isspace（）判断空白字符

  • \n,\t,\r都属于空白字符；

• 判断字符串中是否只包含数字
  

  • 平时程序中尽量使用第一个，isdecimal因为程序中一般都是简单数字；

• （2）查找和替换-7
  
  

• （3）大小写转换-5
  

• （4）文本对齐-3
  

• （5）去除空白字符-3

• （6）拆分和连接-5

3、字符串的切片

• 步长：在截取的部分不包括结束索引指定的位置，例如[0,2]就是py,没有t，步长就是跳跃选取；
• 倒序：从-1开始，-1指的就是n；
• 假如从0到-1是切不到n的，此时结束索引空出来，就可以了

字符串[开始索引：结束索引：步长]

• 字符串逆序就可以num_str[-1::-1];从-1开始，步长-1；

2.6.6 公共方法

1、Python内置函数

• 字符串比较规则："0"<"A"<"a"
• del的两种方式
  
• max和min传入的是容器，而不是元素item

2、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；

  • 字典是一个无序的集合，是使用键值对保存数据；不能针对字典切片；

3、运算符

• 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；
• 字典中Key是唯一的;
• +与extend，append区别在于，+生成一个新的，extend，append是修改原来的；extend和append区别如下图所示：
  

3、完整的for循环语法

2.7 综合应用—名片管理系统

2.8 变量进阶

• 变量的引用
• 可变和不可变类型
• 局部变量和全局变量

2.8.1 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

2、调用函数传递本质上是实参的引用

3、函数返回值也是返回引用

2.8.2 可变和不可变类型

• 注意：字典的key只能使用不可变类型的数据

• 可变类型的数据变化，是通过方法来实现的
• 如果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

2.8.3 局部变量

2.8.4 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

1、函数内部不允许直接修改全局变量

• 在函数内部，可以通过全局变量的引用获取对应的数据；

• 函数内部不允许直接修改全局变量的引用----不允许使用赋值语句修改全局变量的值！
  
  2、global关键字修改全局变量
  

3、全局变量的定义的位置

• 将全局变量定义在其他函数的上方
  
  4、全局变量命名的建议
  

2.9 函数进阶

• 函数参数和返回值的作用
• 函数的返回值 进阶
• 函数的参数 进阶
• 递归函数

2.9.1 函数的返回值—元组

• 交换两个变量的值
  

2.9.2 函数参数 进阶

• 但是，如果传入可变类型，可以通过方法来修改影响到外部变量
  

• 面试题，+=，

  • 在python中，列表变量调用+=本质上是在执行列表变量的extend方法，不会修改变量的引用，会在原变量地址进行新增；

2.9.3 缺省参数

2.9.4 多值参数*args(元组)、**kwargs(字典)

• ！！不然会出现如下结果，一个元组+一个字典被包装成一个元组传给了args！！
  

2.9.5 递归