Python编程基础
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学习日记
Python语言是一个语法简洁、跨平台和可扩展的开源通用脚本语言，具有结构简单、语法清晰的特点。Python为网站搭建、科学计算和图形用户界面等各方面提供了完善的开发框架。此外，在科学计算与数据分析方面，Python的Numpy、SciPy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn等框架也很成熟，这使得Python成为一款非常适用于数据科学的流行工具。
Python是一个结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的高级程序设计语言，结构简单，语法定义清晰。Python最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号{}。缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。
Python3 中有六个标准的数据类型：Number（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Set（集合）、Dictionary（字典）。其中，不可变数据类型有：Number、String、Tuple；可变数据类型有：List、Dictionary、Set。
Python3支持的数字类型有int（整数）、float（浮点数）、bool（布尔型）、complex（复数）四种类型。
Python 中的变量是不需要声明数据类型的，变量的“类型”是所指的内存中被赋值对象的类型。 同一变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，这也是Python语言称之为动态语言的原因。 并且，Python也允许同时为多个变量赋值。
brower = 'Google' #字符串类型
brower = 100 #整数类型
brower = 123.45 #浮点数类型
brower = 2 + 3j #复数类型
brower, count, addsum = 'Google', 100, 123.45
print(brower, count, addsum)
同一变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，这也是Python语言称之为动态语言的原因
运算符用于执行程序代码运算，会针对一个以上操作数项目来进行运算。Python语言支持算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。下表中显示了各种操作符及其描述。
操作符
描述
+,-，*，/,%，//,**
算术运算：加、减、乘、除、取模、整除、幂
<,<=,>,>=,!=,==
关系运算符
and, or, not,
逻辑运算符
各类运算符之间的优先级顺序为：逻辑运算符 < 关系运算符 < 算术运算符。
算术运算符及用法
运算符
符号
范例
结果
-
求反
-5
-5
*
乘法
8.5*3.5
29.75
/
除法
11/3
3
%
余数
8.5%3.5
1.5
+
加法
11+3
14
-
减法
5-19
-14
**
乘方(幂)
2**5
3
字符串被定义为引号之间的字符集合，在Python中，字符串用单引号('), 双引号("), 三引号(''')括起来，且必须配对使用。当Python字符串中有一个反斜杠时表示一个转义序列的开始，称反斜杠为转义符。
Python允许用 r+“ ” 的方式表示“ ”内部的字符串默认不转义。
转义序列
说明
\n
换行
\\
反斜杠
\”
双引号
\t
制表符
字符串子串可以用分离操作符（[]或者[:]）选取，Python特有的 索引规则为：第一个字符的索引是0，后续字符索引依次递增，或者从右向左编号，最后一个字符的索引号为-1，前面的字符依次减1。
运算符
符号
范例
结果
“+”
连接操作
str1 = 'Python'
str2 = ', program！'
str1 + str2
'python, program！'
*
重复操作
str = 'Python'
str*2
'PythonPython'
[]
索引
str = 'Python'
str[2]
str2[-1]
't'
'n'
[:]
切片
str = 'Python'
str[2: 5]
str[-4: -1]
'tho'
'tho'
字符串的常见方法属性
方法/函数
作用
str.capitalize()
返回字符串的副本，其首字符大写，其余字符小写
str.count(sub [,start [,end ] ])
返回[ start，end ]范围内sub的非重叠出现次数，start和end可选
str.endswith(sub[,start[,end] ])
返回布尔值，表示字符串是否以指定的sub结束，同类方法str.startswith()
str.find(sub [,start [,end] ])
返回字符串中首次出现子串sub的索引位置，start和end可选，若未找到sub，返回-1，类似方法str.index()
str.split(sep =None)
使用sep作为分隔符拆分字符串，返回字符串中单词的列表，分隔空字符串
str.strip([chars])
删除字符串前端和尾部chars指定的字符集，如果省略或None，则删除空白字符
在Python中，最基本的数据结构是序列。序列中的成员有序排列，都可以通过下标偏移量访问到它的一个或几个成员。除了前面已经介绍过的字符串，最常见的序列是列表和元组。
列表是Python中最具灵活性的有序集合对象类型。和字符串不同的是，列表具有可变长度、异构以及任意嵌套列表的特点。
列表是可变对象，支持在原处修改。
列表的常用方法
1）L.append(v) ：把元素v添加到列表L的结尾，相当于a[len(a)] = [v]
2）L.insert(i,v)：将值v插入到列表L的索引i处
3）L.index(x)：返回列表中第一个值为x的元素的索引
4）L.remove(v)：从列表L中移除第一次找到的值v
5）L.pop([i])：从列表的指定位置删除元素，并将其返回。如果没有指定索引，a.pop()返回最后一个元素。
6）L.reverse()：倒排列表中的元素
7）L.count(x)：返回x在列表中出现的次数
8）L.sort(key=None, reverse=False)：对链表中的元素进行适当的排序。
元组有很多用途，例如：坐标(x, y)，数据库中的员工记录等等。元组和字符串一样，不可改变，即不能给元组的一个独立的元素赋值。元组和列表看起来不同的一点是：元组用的是圆括号（），而列表用的是方括号[]。
tup = tuple('bar') #创建元组
print('输出元组tup：',tup) #输出元组
nested_tup = (4,5,6),(7,8)
print('输出元组tup：',nested_tup) #输出元素是元组的元组
print('元组的连接',tup+tuple('wwy'))
a,b,c = tup #元组的拆分
print(a,b,c)
print(tup.count(a)) # 统计某个数值在元组中出现的次数
输出元组tup： ('b', 'a', 'r')
输出元组tup： ((4, 5, 6), (7, 8))
元组的连接 ('b', 'a', 'r', 'w', 'w', 'y')
b a r
1
字典，也称映射，是一个由键/值对组成的非排序可变集合体。键值对在字典中以下面的方式标记dict = {key1 : value1, key2 : value2 } 键/值对用冒号分割，而各个元素之间用逗号分割，所有元素都包括在花括号中。值得注意的是，字典中的键必须是唯一的，只能使用不可变的对象（比如字符串）来作为字典的键，字典中的键/值对是没有顺序的。
字典的常用方法描述
方法
描述
dict.get(key, default = None)
返回指定键的值，若值不在字典中则返回default
dict.items()
以列表返回可遍历的(键，值) 元组数组
dict.keys()
以列表返回一个字典所有的键
dict.values()
以列表返回字典中的所有值
集合是一个由唯一元素组成的非排序集合体。也就是说，集合中的元素没有特定顺序，集合中没有重复项。可以使用大括号{ }或者set()函数创建集合，但是，创建一个空集合必须用 set()，因为{ }是用来创建一个空字典。
set1 = set([0,1,2,3,4])
set2 = set([1,3,5,7,9])
print(set1.issubset(set2))
print(set1.union(set2))
print(set2.difference(set1))
print(set1.issubset(set2))
False
{0, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9}
{9, 5, 7}
False
函数是对程序逻辑进行过程化和结构化的一种方法，函数最大的优点是增强了代码的重用性和可读性。Python不但能灵活地定义函数，而且本身内置了很多有用的函数，可以直接调用。
lambda函数
Python使用lambda来创建匿名函数,准确地说，lambda只是一个表达式，函数体比def定义的函数简单的多，在lambda表达式中只能封装有限的逻辑。除此之外，lambda函数拥有自己的命名空间，且不能访问自有参数列表之外或全局命名空间里的参数。
【例2-25】假如要编写函数实现计算多项式1+2*x+y2+z*y的值，可以简单的定义一个lambda函数来完成这个功能。
polynominal = lambda x,y,z: 1+2*x+y**2+z*y
polynominal(1,2,3)
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文件操作
一般的文件处理过程为：
1. 打开文件：open()函数；
2. 读取/写入文件：read()、readline()、readlines()、write()等；
3. 对读取到的数据进行处理；
4. 关闭文件：close()。
文件读取方法描述
read([size])
读取文件所有内容，返回字符串类型，参数size 表示读取的数量，以byte为单位，可以省略
readline([size])
读取文件一行的内容，以字符串形式返回，若定义了size，则读出一行的一部分
readlines([size])
读取所有的行到列表里面[line1,line2,...lineN]，(文件每一行是list的一个成员)，参数size表示读取内容的总长)
CSV (Comma Separated Values)，即逗号分隔值，也称为字符分隔值，因为分隔符除了逗号，还可以是制表符，是一种常用的文本格式，用以存储表格数据，包括数字或者字符。
CSV文件具有如下特点：
1. 纯文本，使用某个字符集，比如ASCII、Unicode或GB2312；
2. 以行为单位读取数据，每行一条记录；
3. 每条记录被分隔符分隔为字段；
4. 每条记录都有同样的字段序列。
read([size])
读取文件所有内容，返回字符串类型，参数size 表示读取的数量，以byte为单位，可以省略
readline([size])
读取文件一行的内容，以字符串形式返回，若定义了size，则读出一行的一部分
readlines([size])
读取所有的行到列表里面[line1,line2,...lineN]，(文件每一行是list的一个成员)，参数size表示读取内容的总长)
文件的写入
write() 函数用于向文件中写入指定字符串，同时需要将open函数中文件打开的参数设置为 mode = w。 其中，write() 是逐次写入，writelines() 可将一个列表中的所有数据一次性写入文件。 如果有换行需要，则要在每条数据后增加换行符，同时用“字符串 .join() ”的方法将每个变量数据联合成一个字符串，并增加间隔符 “\t”。