Python 终极指南：进阶之路
如果你对数据科学、Web 开发、机器人或物联网感兴趣，那你一定要学 Python。由于 Python 被大量使用和广泛应用，它已经成为了增长最快的编程语言。
对于一个初学者或没有技术背景的人来说，学习 Python 是一个不错的选择。它的语法就像使用通俗英语说话和写作一样。以这个语法为例，它展示了和英语的相似性：
print("Hello folks")
我们将在这篇教程中采用被广泛使用的 Python3，大多数 Python 的框架和库都支持这个版本。
注意： 任何高于 3.5.2 的版本都支持绝大多数库和框架。
索引：
- 绪论
- 安装
- Python shell
- 注释
- 打印
- 缩进
- 变量
- 运算符
- 条件语句
- For 循环
- While 循环
- 用户输入
- 类型转换
- 字典
- 列表
- 元组
- 集合
- 函数与参数
- Args
- 关键字参数
- 默认参数
- kwargs
- 作用域
- Return 语句
- Lambda 表达式
- 列表推导式
- 面向对象编程
- 类
- 方法
- 对象
- 构造器
- 实例属性
- 类属性
- Self
- 继承
- Super
- 多重继承
- 多态
- 封装
- 装饰器
- 异常
- 包的导入
- JSON 处理
注意： 这篇指南的开头部分是为初学者准备的。如果你拥有中级 Python 经验，随时可以使用上面的链接向前跳转。
绪论：
根据 Github 2019 年度的 octoverse 报告，在开发者使用最多的语言中，Python 排名第二。
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Octoverse 编程语言演变图
在学习任何一门编程语言之前，了解该语言的由来是很有用的。Python 由荷兰程序员 Guido van Rossum 开发，于 1991 年发布。
Python 是一门解释型语言，它使用 CPython 解释器将 Python 代码编译成字节码。对于初学者来说，你不需要对 CPython 有过多了解，但你必须知道 Python 内部是如何工作的。
Python 背后的哲学就是代码必须可读，这是通过缩进实现的。Python 还支持很多编程范式，比如函数式编程和面向对象编程。你将在阅读本文的过程中对它们有一个更好的理解。
大多数初学者脑中的基本问题就是一门编程语言能够做什么。这里是 Pyhton 的一些使用场景：
- 服务端开发（Django，Flask）
- 数据科学（Pytorch，Tensor-flow）
- 数据分析/可视化（Matplotlib）
- 脚本（Beautiful Soup）
- 嵌入式开发
注意： 我并不是特别为上面提到的任何库或框架背书，它们在各自的领域中都非常流行，也得到了广泛使用。
安装：
学习任何编程语言的第一步都是安装它。如今，大多数操作系统都自带 Python。你可以在终端执行以下命令，检查 Python 是否可用：
python3 --version
输出如下：
Python 3.7.0
注意：你的 Python 版本可能会有所不同。如果你已经安装过 Python 并且版本号在 3.5.2 以上，可以跳过这一部分。
对于电脑上没有 Python 的人来说，下面是安装步骤：
- Windows 用户
- Mac 用户
- Linux 用户
Windows 用户：
- 打开 Python 官网。
- 点击下载按钮（下载 Python 3.8.2）[注意： 在你阅读本文时，版本可能会有所不同]。
- 前往下载目录，双击安装程序。
- 勾选“Add Python 3.x to PATH”，并单击“Install Now”。
- 安装完成后，你会收到一个“Setup was successful”的提示。再次使用上面的命令检查 python 是否配置正确。
- 使用命令
python3 --version确认 Python 是否安装成功以及配置正确。
Mac 用户
- 首先从应用商店安装 xcode。
- 如果你想从终端安装 Xcode，可以使用以下命令：
xcode-select --install
- 之后，我们将使用 brew 包管理器安装 Python。安装和配置 brew 的命令如下：
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install.sh)"
- 当 brew 设置完成，就使用下面这条命令更新所有过时的包：
brew update
- 使用以下命令安装 Python：
brew install python3
- 使用命令
python3 --version确认 Python 是否安装成功以及配置正确。
Linux 用户
- 使用
apt安装 Python 的命令如下：
sudo apt install python3
- 使用
yum安装 Python 的命令如下：
sudo yum install python3
- 使用命令
python3 --version确认 Python 是否安装成功以及配置正确。
Python shell：
Shell 将会是你遇到的最有用的工具之一。 Python shell 允许我们在将任何想法集成到应用之前进行快速测试。
打开终端或者命令行提示符，输入 python3 命令，你会得到以下输出：
➜ python3.7
Python 3.7.0 (v3.7.0:1bf9cc5093, Jun 26 2018, 23:26:24)
[Clang 6.0 (clang-600.0.57)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
在本教程中，我们将利用你刚看到的 python3 shell 学习一些概念。从现在开始，只要我提到“打开 Python shell”，就表示你需要使用 python3 命令。
我们会创建一个以 .py 为扩展的文件 “testing”，用于学习剩下的概念。我们将使用以下命令运行这个文件：
python3 testing.py
打开 Python shell，在 >>> 标记后输入 10 + 12，你会得到 22：
>>> 10 + 12
22
注释：
注释（comment）帮助我们（和其他人）理解为什么要写某段代码，让代码的编写更加容易。注释的另一大作用就是帮助我们提高代码的可读性。
# Stay Safe
当你像上面这么写时，Python 解释器就会知道它是一个注释。# 之后的任何东西都不会被执行。
你可能想知道为什么应该使用注释。假设你是一名开发者，被指派了一个庞大的项目，这个项目有超过一千行代码。为了理解一切都是怎么工作的，你需要逐行阅读所有的代码。
有比这更好的解决办法吗？哈哈，有，就是注释。注释帮助我们理解为什么要写某段代码，它返回啥或者它干了啥。注释看作是这段代码的文档。
打印：
除了编辑器的调试工具，最常帮助开发者解决问题的东西就是 print 语句了。print 语句是所有编程中最容易被低估的语法之一。
那么它是如何帮助我们调试问题的呢？假设你有一个模块，你想通过检查这个模块的执行过程理解或调试它。你有两个选择：要么使用调试工具，要么使用 print 语句。
并不是任何时候都可以使用调试工具。例如，如果你正在使用 Python shell，就没有调试工具可以用了。在这种情况下，print 语句可以帮我们。另一种情况就是你的应用正在运行，你可以添加一条显示日志的 print 语句，在运行时监视它们。
Python 提供了一个内置的 print 方法，语法如下：
print("Stay safe...")
缩进：
Python 中另一个有趣的部分就是缩进（indentation）。为什么呢？答案很简单：缩进让代码易读、结构良好。Python 强制使用者遵守缩进规则，如果缩进不合适，你就会得到下面这个错误：
IndentationError: unexpected indent
看到了吧，即使是 Python 中的错误也这么易读和理解。你可能会在刚开始的时候因强制缩进而感到心烦，但是你会慢慢发现缩进是开发者的好朋友。
变量：
顾名思义，变量（variable）就是能够变化的东西。在计算机程序中，变量则是引用内存位置的一种方式。
在大多数编程语言中，你需要指定变量的类型。但是在 Python 中，你不需要这么做。例如，要声明一个整型变量，C 语言中需要写 int num = 5，而 Python 中只需要写 num = 5。
打开 Python shell，然后一步一步执行：
Integer：可正可负，也可为零的数值，不含小数点。
>>> num = 5
>>> print(num)
5
>>> type(num)
如你所见，我们声明了一个 num 变量并赋值为 5。Python 内置的 type 方法可以被用来检查变量的类型。检查 num 的类型，我们得到的结果为 int，它表示一个整数。
Float：和整数类似，但又有点细微的差别——浮点数是含有小数点的数值。
>>> num = 5.0
>>> print(num)
5.0
>>> type(num)
我们将带有一位小数的数值赋值给了 num。检查 num 的类型，我们得到的结果是 float。
String：由字符或整数构成，可以使用双引号或单引号表示。
>>> greet = "Hello user"
>>> print(greet)
Hello user
>>> type(greet)
我们在这里将一个字符串赋值给了 greet。从输出中你可以看到，它的类型为字符串。
Boolean：一个二元操作符，值为 True 或 False。
>>> is_available = True
>>> print(is_available)
True
>>> type(is_available)
我们将 is_available 赋值为 True，它的类型为布尔。你只可以给布尔变量赋值为 True 或 False。记住，T 和 F 应该是大写，否则你会收到一个错误，如下：
>>> is_available = true
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'true' is not defined
NoneType：在变量没有值的时候使用。
>>> num = None
>>> print(num)
None
>>> type(num)
运算符：
下图展示了 Python 中所有的运算符：
运算符表
我们一个一个地看。
算术运算符
算术运算符包括加、减、乘、求幂、取模和向下取整除，一些运算符还有简写语法。
先声明两个变量，a 和 b。
>>> a = 6 # 赋值
>>> b = 2
尝试下基本算术运算符：
>>> a + b # 加
8
>>> a - b # 减
4
>>> a * b # 乘
12
>>> a / b # 除
3.0
>>> a ** b # 求幂
36
为了测试其它的算术运算符，我们要改变一下 a 和 b 的值。
>>> a = 7
>>> b = 3
>>> a % b # 取模
1
>>> a // b # 向下取整除
2
Python 中也支持使用简写的算术运算符，你可以参照上面的图片进行测试，使用 print 语句打印出简写运算的结果。
比较运算符
比较运算符包括等于、大于和小于。
>>> a = 5 # 赋值
>>> b = 2 # 赋值
>>> a > b # 大于
True
>>> a < b # 小于
False
>>> a == b # 等于
False
>>> a >= 5 # 大于等于
True
>>> b <= 1 # 小于等于
False
逻辑运算符
逻辑运算符包括非（not）、与（and）、或（or）。
>>> a = 10
>>> b = 2
>>> a == 2 and b == 10 # 与
False
>>> a == 10 or b == 10 # 或
True
>>> not(a == 10) # 非
False
>>> not(a == 2)
True
条件语句：
顾名思义，条件语句用于计算条件的真假。
很多时候，你需要在开发过程中根据特定的条件做不同的事情。在这种情况下，条件语句就非常有用了。Python 中的条件语句包括 if、elif 和 else。
我们可以比较变量，检查变量是否为一些值。如果变量为布尔类型的话，就检查它是真还是假。打开 Python shell，逐步执行：
条件 1： 我们有一个整数和三个条件。第一个是 if 条件，它检查数字是否等于 10。
第二个是 elif 条件，它检查数字是否小于 10。
最后一个条件是 else，它在以上两个条件匹配失败时执行。
>>> number = 5
>>> if number == 10:
... print("Number is 10")
... elif number < 10:
... print("Number is less than 10")
... else:
... print("Number is more than 10")
...
输出：
Number is less than 10
注意： 并不是只能在 if 条件中检查两个条件是否相等，你也可以使用 elif。
Condition Number 2: We have a boolean and 2 conditions here. Have you noticed how we are checking if the condition is true? If is_available, then print "Yes it is available", else print "Not available".
条件 2： 我们有一个布尔值和两个条件。你有注意到我们是如何检查条件为真吗？如果 is_available，就打印“Yes it is available”，否则打印“Not available”。
>>> is_available = True
>>> if is_available:
... print("Yes it is available")
... else:
... print("Not available")
...
Output:
输出：
Yes it is available
条件 3： 使用取反运算符反转条件 2。
>>> is_available = True
>>> if not is_available:
... print("Not available")
... else:
... print("Yes it is available")
...
输出：
Yes it is available
条件 4： 将 data 声明为 None，然后检查 data 是否可用。
>>> data = None
>>> if data:
... print("data is not none")
... else:
... print("data is none")
...
输出：
data is none
条件 5： 使用行内 if，语法如下：
>>> num_a = 10
>>> num_b = 5
>>> if num_a > num_b: print("num_a is greater than num_b")
...
输出：
num_a is greater than num_b
条件 6： 使用行内 if else，语法如下：
expression_if_true if condition else expression_if_false
示例：
>>> num = 5
>>> print("Number is five") if num == 5 else print("Number is not five")
输出：
Number is five
条件 7： 使用嵌套的 if-else 语句，语法如下：
>>> num = 25
>>> if num > 10:
... print("Number is greater than 10")
... if num > 20:
... print("Number is greater than 20")
... if num > 30:
... print("Number is greater than 30")
... else:
... print("Number is smaller than 10")
...
输出：
Number is greater than 10
Number is greater than 20
条件 8： 在条件语句中使用 and 运算符，它只有在两个条件同时满足时才会执行。
>>> num = 10
>>> if num > 5 and num < 15:
... print(num)
... else:
... print("Number may be small than 5 or larger than 15")
...
输出：
10
由于我们的数字在 5 到 15 之间，所以我们得到的结果是 10。
条件 9： 使用 or 运算符，它在任一条件为真时执行。
>>> num = 10
>>> if num > 5 or num < 7:
... print(num)
...
输出：
10
因为 num 的值为 10，并且我们的第二个条件要求 num 小于 7，你是不是很困惑？为什么输出是 10 呢？因为 or 只要匹配上任意一个条件，就会执行。
For 循环：
另一个在所有编程语言中都非常有用的方法就是迭代器（iterator）。如果你不得不多次实现某个东西，你会怎么做？
print("Hello")
print("Hello")
print("Hello")
这是一种方式。但是，如果必须做一百或一千次，你就要非写大量的 print 语句不可。有一种更好的处理方式——使用迭代器或循环。我们可以使用 for 循环，也可以使用 while 循环。
这里使用了 range 方法，它给出了一个区间，循环应该在这个区间内重复执行。默认情况下，range 的开始点为 0。
>>> for i in range(3):
... print("Hello")
...
输出：
Hello
Hello
Hello
你也可以使用 range(1,3) 这种方式声明区间。
>>> for i in range(1,3):
... print("Hello")
...
输出：
Hello
Hello
因为我们声明了区间，所以“Hello”只打印了两次。你可以把区间看成 Number on right - Number on left。
你还可以将 else 语句添加到 for 循环。
>>> for i in range(3):
... print("Hello")
... else:
... print("Finished")
输出：
Hello
Hello
Hello
Finished
循环先迭代了 3 次（3 - 0），else 语句在迭代完成后立即执行。
我们也可以将一个 for 循环嵌入到另一个 for 循环之中。
>>> for i in range(3):
... for j in range(2):
... print("Inner loop")
... print("Outer loop")
...
输出：
Inner loop
Inner loop
Outer loop
Inner loop
Inner loop
Outer loop
Inner loop
Inner loop
Outer loop
如你所见，内层循环的打印语句执行了两次，之后外层循环的打印语句执行了一次，然后又是两次内层循环。所以这里在发生什么呢？如果你感到困惑，这么想一想：
- 解释器一上来就看见了一个
for循环，它再次向下，发现还有另一个for循环。 - 现在它会执行两次内层的
for循环，然后退出。内层循环执行完之后，编译器就会得知外层循环要求它再重复执行两次。 - 解释器再次执行，遇到内层循环，然后重复这个过程。
你还可以选择通过某个 for 循环条件，通过在这里是什么意思呢？不论 for 循环在何时发生，只要解释器看到了 pass 语句，它什么都不会做，直接跳到下一行。
>>> for i in range(3):
... pass
...
你不会在 shell 中得到任何输出。
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While 循环：
Python 中还有一种循环或迭代器，它就是 while 循环。我们可以使用 while 循环得到与 for 循环一样的结果。
>>> i = 0
>>> while i < 5:
... print("Number", i)
... i += 1
...
输出：
Number 0
Number 1
Number 2
Number 3
Number 4
不论你何时使用 while 循环，都要记得添加一个递增语句，或者一个在某种情况下能够结束 while 循环的语句。否则，循环会一直执行下去。
另一种方式就是在 while 循环中加入一个 break 语句，它会打破循环。
>>> i = 0
>>> while i < 5:
... if i == 4:
... break
... print("Number", i)
... i += 1
...
输出：
Number 0
Number 1
Number 2
Number 3
在这里，如果发现 i 的值为 4，我们就打破 while 循环。
另一种方式是在 while 循环中加入一个 else 语句，它会在 while 循环完成后执行。
>>> i = 0
>>> while i < 5:
... print("Number", i)
... i += 1
... else:
... print("Number is greater than 4")
...
输出：
Number 0
Number 1
Number 2
Number 3
Number 4
Number is greater than 4
continue 语句可以用来跳出当前循环，直接进到下次循环。
>>> i = 0
>>> while i < 6:
... i += 1
... if i == 2:
... continue
... print("number", i)
...
输出：
number 1
number 3
number 4
number 5
number 6
用户输入：
假设你正在构建一个命令行应用，现在你需要根据用户的输入执行不同的操作。为了达到这个目的，你可以使用 Python 内置的 input 方法。
实现的语法很简单，如下所示：
variable = input(".....")
示例：
>>> name = input("Enter your name: ")
Enter your name: Sharvin
当你使用 input 方法时，你会在按下回车键之后收到一个提示，提示的内容就是你输入到 input 方法的文本。我们来检查一下赋值有没有成功：
>>> print(name)
Sharvin
就是这个！它运行得很好，Sharvin 就是输入的字符串。
>>> type(name)
我们用另一个例子试一下。这一次我们会把它赋值给一个整数，而不是字符串，然后会检查它的类型。
>>> date = input("Today's date: ")
Today's date: 12
>>> type(date)
又困惑了吗？我们输入了一个整数 12，但它还是告诉我们类型为字符串。这并不是一个 bug，它正是输入的工作机制。要将字符串转成整数，我们需要使用类型转换。
类型转换：
我们看到 input 方法为整数返回了字符串。如果我们现在想把这个输出和另一个整数进行比较，就需要一种将其转换回整数的方式。
>>> date_to_int = int(date)
>>> type(date_to_int)
这里我们使用了用户输入一节声明的 date，使用 Python 内置的 int 方法将它转换成一个整数。这就是类型转换（typecasting）。
你基本上可以进行下列转换：
- 整数到字符串：
str() - 字符串到整数：
int() - 整数到浮点数：
float()
注意：浮点数到整数的转换也是可能的。
>>> type(date)
# 从字符串转换到浮点数
>>> date_to_float = float(date)
>>> type(date_to_float)
# 从浮点数转换到字符串
>>> date_to_string = str(date_to_float)
>>> type(date_to_string)
字典
假如你想保存一些用户的详细资料，你会怎么保存它们呢？没错，我们可以用变量保存它们，像下面这样：
>>> fname = "Sharvin"
>>> lname = "Shah"
>>> profession = "Developer"
要访问变量的值，可以这么做：
>>> print(fname)
Sharvin
但是这是访问用户资料最优雅的方式吗？并不是。让我们把数据存到键值对形式的字典（dictionary）中吧，它会让用户资料的访问变得更加友好。
那么什么是字典呢？字典是一种无序、可变（即它可以被更新）的集合。
字典的格式如下：
data = {
"key" : "value"
}
让我们通过一个示例进一步理解字典吧：
>>> user_details = {
... "fname": "Sharvin",
... "lname": "Shah",
... "profession": "Developer"
... }
如果访问字典中的值
有两种访问字典中的值的方式，我们将逐一查看并调试它们，从而找出哪种方式更好。
方法一：使用以下语法访问 user_details 字典中键为 fname 的值：
>>> user_details["fname"]
'Sharvin'
方法二：使用 get 访问 user_details 字典中键为 fname 的值：
>>> user_details.get("fname")
'Sharvin'
我知道方法一看起来更容易理解。当我们尝试访问一个字典中不存在的数据的时，它的问题体现出来了。
>>> user_details["age"]
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
KeyError: 'age'
我们得到了一个 KeyError，表示那个键不可用。我们使用方法二试一下这种情况。
>>> user_details.get("age")
控制台空空如也。让我们进一步调试，搞清楚为何会这样。将 get 操作赋值给一个 age 变量，然后将其打印在控制台。
>>> age = user_details.get("age")
>>> print(age)
None
所以，get 方法会在找不到键时把值设置为 None。正因为如此，我们才不会得到任何错误。现在你或许知道该使用哪个了吧。大多数情况下，方法二更合适，但是对于需要严格检查的条件，还是应该使用方法一。
如何检查一个键是否存在
你或许想知道如何检查字典中是否有某个键。Python 为此提供了一个内置的方法 keys()。
>>> if "age" in user_details.keys():
... print("Yes it is present")
... else:
... print("Not present")
...
输出如下：
Not present
如果我们想检查字典是否为空呢？为了便于理解，先声明一个空的字典：
>>> user_details = {}
我们直接在字典上使用 if-else，它要么在数据存在时返回 True，要么就在字典为空时返回 False。
>>> if user_details:
... print("Not empty")
... else:
... print("Empty")
...
输出：
Empty
我们也可以使用 Python 内置的 bool 方法检查字典是否为空。记住：如果字典为空，bool 会返回 False，否则会返回 True。
>>> bool(user_details)
False
如果更新已有键的值
现在我们知道了如何获取某个特定的键以及如何检查键是否存在，但是你怎么在字典中更新某个键呢？
声明一个字典，如下：
>>> user_details = {
... "fname":"Sharvin",
... "lname": "Shah",
... "profession": "Developer"
... }
使用以下语法更新对应的值：
>>> user_details["profession"] = "Software Developer"
>>> print(user_details)
{'fname': 'Sharvin', 'lname': 'Shah', 'profession': 'Software Developer'}
在字典中，更新键的值的方式与给变量赋值的方式一摸一样。
如何添加键-值对
下一个问题是如何添加一个新的值到字典中？让我们添加一个 age 键吧，值为 100。
>>> user_details["age"] = "100"
>>> print(user_details)
{'fname': 'Sharvin', 'lname': 'Shah', 'profession': 'Software Developer', 'age': '100'}
如你所见，一个新的键-值对已经被添加到字典中。
如何移除键-值对
要将一个键-值对从字典中移除，你可以使用 Python 内置的 pop方法。
>>> user_details.pop("age")
'100'
这将 age 键-值对从 user_details 字典中移除，我们也可以使用 del 运算符删除这个值。
>>> del user_details["age"]
del 方法也可以用来 删除整个字典，语法为 del user_details。
如何复制字典
字典是不能使用传统方式复制的。例如，你不能像下面这样将 dictA 的值复制到 dictB：
dictA = dictB
你需要使用 copy 方法完成值的复制。
>>> dictB = user_details.copy()
列表：
假如你有一堆没有标签的数据，换句话说，每条数据都没有定义它的键。你会怎么保存它呢？这个时候就该列表出场了，数据的定义如下：
data = [ 1, 5, "xyz", True ]
列表（list）是一种随机、有序和可变的集合。
如何访问列表元素
让我们试着访问列表中的第一个元素：
>>> data[1]
5
等一下，这里发生了什么？我们尝试访问第一个元素，但是却得到了第二个元素。为什么？
列表的索引从零开始。我这么说的意思是什么呢？元素位置的索引从零开始。访问列表元素的语法如下：
list[position_in_list]
要访问第一个元素，我们需要这么做：
>>> data[0]
1
>>> data[2:4]
['xyz', True]
第一个值表示开始位置，而最后一个值表示我们想要访问值的前一个位置。
如何向列表添加数据项
要将一个数据项添加到列表中，我们需要使用 Python 提供的 append 方法。
>>> data.append("Hello")
如何改变数据项的值
改变数据项的值的语法如下：
>>> data[2] = "abc"
我们可以使用 Python 内置的 remove 方法从列表中删除一个数据项。
>>> data.remove("Hello")
>>> data
[1, 5, 'abc', True]
如何遍历列表
我们也可以遍历列表，从中找出某个元素，然后操作这个元素。
>>> for i in data:
... print(i)
...
输出：
1
5
abc
True
如何检查一个数据项存在与否
要检查某个数据项是否存在于列表中，我们可以像下面这样使用 if：
>>> if 'abc' in data:
... print("yess..")
...
yess..
如何复制列表数据
要将一个列表的数据复制到另一个列表，我们需要使用 copy 方法。
>>> List2 = data.copy()
>>> List2
[1, 5, 'abc', True]
如何检查列表长度
我们可以使用 Python 内置的 len 方法检查列表的长度。
>>> len(data)
4
如何连接两个列表
我们可以使用 + 操作符连接两个列表。
>>> list1 = [1, 4, 6, "hello"]
>>> list2 = [2, 8, "bye"]
>>> list1 + list2
[1, 4, 6, 'hello', 2, 8, 'bye']
如果我们尝试访问一个在列表中不可用的元素位置会怎样？我们会得到一个 list index out of range error。
>>> list1[6]
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
IndexError: list index out of range
元组：
元组（tuple）是一种有序但不可变（即数据不能被改变）的数据类型。
创建一个元组：
>>> data = ( 1, 3 , 5, "bye")
>>> data
(1, 3, 5, 'bye')
如何访问元组中的元素
我们可以用访问列表元素的方式访问元组中的元素：
>>> data[3]
'bye'
用以下方式访问索引范围：
>>> data[2:4]
(5, 'bye')
如何改变元组的值
如果你正在思考如何改变元组的值，我就真拿你当朋友了。我们不能改变元组的值，因为它是不可变的。如果我们尝试改变元组的值，会得到如下错误：
>>> data[1] = 8
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
有一种改变元组的值的变通方法：
>>> data = ( 1, 3 , 5, "bye")
>>> data_two = list(data) # 转换成列表
>>> data_two[1] = 8 # 列表是可变的，更新值
>>> data = tuple(data_two) # 再次转换成元组
>>> data
(1, 8, 5, 'bye')
我们见过的其它列表方法都适用于元组。
[注意：一旦元组被创建出来，就不能添加新值到其中了]。
集合
集合（set）是 Python 中的另一种数据类型，它是无序的，没有索引。集合的声明方式如下：
>>> data = { "hello", "bye", 10, 15 }
>>> data
{10, 15, 'hello', 'bye'}
如何访问值
由于集合没有索引，所以我们不能直接访问集合中的值。因此，我们需要使用 for 循环：
>>> for i in data:
... print(i)
...
如何改变一个值
一旦集合被创建，值就不能被改变。
如何添加一个数据项
Python 提供的 add 方法就可以将数据项添加到集合。
>>> data.add("test")
>>> data
{10, 'bye', 'hello', 15, 'test'}
如何检查长度
我们可以使用 len 方法检查集合的长度。
>>> len(data)
5
如何删除一个数据项
使用 remove 方法移除数据项：
>>> data.remove("test")
>>> data
{10, 'bye', 'hello', 15}
函数与参数
函数（Function）是一种声明我们想要执行的操作的简单方式。在函数的帮助下，你可以根据操作拆分逻辑。
函数就是一个代码块，它帮助我们复用重复的逻辑。函数既可以是内置的也可以是用户自定义的。
我们使用 def 关键字声明函数，下面是函数的语法：
>>> def hello_world():
... print("Hello world")
...
我们声明了一个函数，它会在被调用时打印出“Hello World”语句。调用函数的语法如下：
>>> hello_world()
我们会得到以下结果：
Hello world
记住，函数调用中的 () 括号表示执行函数本身。你可以把圆括号去掉试一下。
>>> hello_world
你会得到以下输出：
当我们把圆括号从函数调用上去掉时，它会给我们一个函数引用。从上面可以看出：function hello_world 的引用指向了 0x1083eb510 这个内存地址。
如果你要执行一个加法操作，你可以先声明 a 和 b，然后把它们相加。
>>> a = 5
>>> b = 10
>>> a + b
15
这是一种方式。但是，如果 a 和 b 的值变了，你就需要再这么来一次。
>>> a = 5
>>> b = 10
>>> a + b
15
>>> a = 2
>>> b = 11
>>> a + b
13
这看起来仍然是可行的。现在，假设我们需要进行一百次两数相加操作，每次相加的两个数都不同，这就有得做了。别担心，我们有函数，它可以解决这个问题。
>>> def add(a,b):
... print(a+b)
...
我们在这里把 a 和 b 作为了 add 函数的必备参数（compulsory argument），调用这个函数的语法如下：
>>> add(10,5)
输出：
15
定义一个函数并使用它是不是很容易？如果我们不传递参数会怎么样？
>>> add()
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: add() missing 2 required positional arguments: 'a' and 'b'
Python 抛出了一个 TypeError，告知我们这个函数需要有两个参数。
如果我们传递了第三个参数，你能猜出来会发生什么吗？
>>> add(10,5,1)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: add() takes 2 positional arguments but 3 were given
Python 会告诉我们：我们传递了三个参数，但是只有两个位置参数。
所以当我们不知道函数的参数数量时该怎么做呢？我们可以使用 args 和 kwargs 解决这个问题。
Args：
当你不知道要给函数传递多少个参数时，可以使用 args 和 kwargs（kwargs 会在下面进行讨论）。
要给函数传递 n 个参数，我们使用 args。在参数的前面添加一个 *。
记住：当你在前面添加
*时，你会得到一个由参数构成的元组。
>>> def add(*num):
... print(num)
...
这里的 *num 是 args 的一个实例。当我们调用 add 函数时，可以传入 n 个参数，也不会有 TypeError 被抛出。
>>> add(1,2,3)
(1, 2, 3)
现在我们使用 Python 内置的 sum 函数进行加法操作：
>>> def add(*num):
... print(sum(num))
...
当我们调用 add 函数时，就会得到以下输出：
>>> add(1,2,3) # 函数调用
6
>>> add(1,2,3,4) # 函数调用
10
关键字参数：
有时候，我们并不知道传递给函数的参数顺序。这时就可以使用关键词参数，不管我们以何种顺序传递参数，函数都会知道对应的参数值。来看这个示例：
>>> def user_details(username, age):
... print("Username is", username)
... print("Age is", age)
...
像下面这样调用这个函数：
>>> user_details("Sharvin", 100)
输出如下：
Username is Sharvin
Age is 100
这看起来没错，但是如果我们用这种方式调用这个函数呢：
>>> user_details(100, "Sharvin")
输出如下：
Username is 100
Age is Sharvin
这看起来不太对。username 取了 100 这个值，而 age 取了“Sharvin”这个值。在我们不知道参数的顺序时，可以在调用函数时使用关键词参数：
>>> user_details(age=100, username="Sharvin")
输出：
Username is Sharvin
Age is 100
默认参数：
有时，我们并不确定某个参数是否会在函数被调用时得到值。这种情况下可以使用默认参数，例如：
>>> def user_details(username, age = None):
... print("Username is", username)
... print("Age is", age)
...
这里将 None 赋给了 age 参数，如果我们在调用函数时不传递第二个参数，它就会自动将 None 作为默认值。
让我们调用一下这个函数吧：
>>> user_details("Sharvin")
输出：
Username is Sharvin
Age is None
如果我们传了第二个参数，它就会覆盖 None 并使用自己作为参数值。
>>> user_details("Sharvin", 200)
Username is Sharvin
Age is 200
但是，如果我们将第一个参数设置为默认并把第二个参数设置为必备参数，会怎么样呢？打开 Python shell，一探究竟：
>>> def user_details(username=None, age):
... print("Username is", username)
... print("Age is", age)
...
你会得到如下错误：
File "", line 1
SyntaxError: non-default argument follows default argument
记住： 所有的必备参数必须先于默认参数声明。
Kwargs：
有时你并不知道会有多少个关键字参数会被传递给函数，这种情况可以使用 Kwargs。
要使用 kwargs，我们要把它放在 参数之前。
记住： 当你在前面附加一个
**时，你将会收到一个参数字典。
让我们通过示例理解这个吧。声明一个函数，以 username 为参数，username 前面会有 **。
>>> def user(**username):
... print(username)
...
当我们调用 user 函数时，我们会收到一个字典。
>>> user(username1="xyz",username2="abc")
输出：
{'username1': 'xyz', 'username2': 'abc'}
所以这里发生了什么呢？它看起来和 args 一摸一样，是不是？
不，并不是。在 args 中，你不能通过名字传值，因为它在元组中。这里我们得到的数据是字典，所以我们可以轻而易举地访问值。
考虑下这个示例：
>>> def user(user_details):
... print(user_details['username'])
...
调用我们的函数：
>>> user(username="Sharvin",age="1000")
输出如下：
Sharvin
作用域
作用域（scope）定义了变量或函数的作用范围。Python 中有两种类型的作用域：全局（global）和局部（local）。
全局作用域
在 Python 代码主体中创建的变量或函数被称为全局变量或全局函数，它们是全局作用域的一部分。例如：
>>> greet = "Hello world"
>>> def testing():
... print(greet)
...
>>> testing()
Hello world
我们在这里定义的是一个全局可用的变量 greet，因为它是在程序体内声明的。
局部作用域
在函数内部创建的变量或函数被称为局部变量或局部函数，它们是局部作用域的一部分：
>>> def testing():
... greet = "Hello world"
... print(greet)
...
>>> testing()
Hello world
这里的 greet 是在 testing 函数内部创建的，它只能在这个函数内部使用。我们试着这代码主体内访问它，看看会发生什么：
>>> print(greet)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'greet' is not defined
记住： 在测试上述代码之前要重启 Python 控制台：先按 ctrl + d 停止程序，再使用 python3 命令启动 shell。因为第一个例子中将 greet 变量声明在全局作用域，所以在运行第二个示例时，它仍然在内存中可用。
由于 greet 并不是全局可用，所以我们会得到一个指出它未定义的错误。
Return 语句：
到目前为止，我们的函数都非常简单：它们接收数据，进行处理，然后打印它们。但是在真实世界中，你需要函数将输出返回，以便它可以在不同操作中使用。
return 语句可以达到这个目的。记住，return 语句只是函数和方法的一部分，它的语法非常简单。
>>> def add(a, b):
... return a + b
...
>>> add(1,3)
4
我们将输出返回，而没有打印相加的结果。返回值也可以被存放在变量中。
>>> sum = add(5,10)
>>> print(sum)
15
Lambda 表达式
有时候，你并不想在一个函数内执行太多的计算，这时写一个完整的函数就没什么意义了。要解决这个问题，我们可以使用 lambda 表达式或 lambda 函数。
那么什么是 lambda 表达式呢？它是一个匿名函数，表达式只能有一行。Lambda 表达式可以接收 n 个参数。
Lambda 表达式的语法如下：
variable = lambda arguments: operation
让我们通过一个示例进一步理解：
>>> sum = lambda a: a + 10
我们在这里声明了一个变量 sum，它会被用来调用 lambda 函数。a 表示传递给函数的参数。
让我们调用一下我们的函数吧：
>>> x(5)
15
列表推导式
考虑这样这一种场景：你想要一个由平方数组成的列表。通常你会声明一个 squares 列表，然后在一个 for 循环中计算这些数字的平方。
>>> squares = []
>>> for x in range(10):
... squares.append(x**2)
...
>>> squares
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
虽然这是可行的，但是在列表推导式（list comprehension）的帮助下，我们用一行代码就可以实现：
实现的方式有两种，我们两个方法都理解一下。
>>> squares = list(map(lambda x: x**2, range(10)))
>>> squares
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
这里使用 list 构造器构造了一个列表，它里面是计算平方值的 lambda 函数。另一种方式也得到了同样的结果，如下：
>>> squares = list(x**2 for x in range(10))
>>> squares
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
我更喜欢这种方式，因为它更简单、易懂。
如果我们有一个条件，想要一组相同的两个数字该怎么办呢？嗯，我们需要写两个 for 循环和一个 if 条件。
我们来看一下这该怎么写：
>>> num_list = []
>>> for i in range(10):
... for j in range(10):
... if i == j:
... num_list.append((i,j))
...
>>> num_list
[(0, 0), (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6), (7, 7), (8, 8), (9, 9)]
这工作量还是挺大的，而且从可读性方面来看，代码更难理解了。
让我们用列表推导式实现它吧。
>>> num_list = list((i,j) for i in range(10) for j in range(10) if i == j)
看见了吧，用一个表达式得到同样的结果是不是很容易？这就是列表生成式的强大之处。
面向对象编程
Python 是一门多范式的编程语言，即它可以使用不同的方式解决同一个问题。其中的一种范式就是过程式（procedural）或函数式（functional）编程，代码结构就像一个食谱——一组以函数或代码块呈现的步骤。
解决这个问题的另一种方式就是创建类（class）和对象（object），这就是所谓的面向对象编程（OOP）。对象就是一组数据（变量）和方法的集合，方法操作这些数据。类是对象的蓝图。
理解面向对象编程的关键在于：以对象为中心——它们不仅代表数据，还代表程序的结构。
你可以为要处理的问题选择最适合的范式，在一个程序中混用不同的范式，也可以在程序的演进过程中从一种范式切换到另一种范式。
面向对象编程的优点
-
继承（Inheritance）： 这是面向对象编程中最有用的概念之一。它指明子对象会拥有父对象所有的属性和行为。因此，继承允许我们定义一个类，这个类将继承另一个类的所有方法和属性。
-
多态（Polymorphism）： 为了理解多态，我们可以将这个词划分为两部分。第一部分“poly”表示很多，而“morph”表示形成或形状。因此 polymorphism 表示一个任务可以以不同方式执行。
例如，你有一个
animal类，并且所有的动物都能说话。但是它们说话的方式不同。这里的“说话”这个行为就是多态的，它依赖于具体的动物。所以，抽象的“动物”实际上并不“说话”，但是特定的动物（比如狗和猫）就有“说话”这个动作的具体实现。多态意味着相同的函数名或方法名可以被用于不同的类型。
-
封装（Encapsulation）： 在面向对象编程中，你可以限制对方法和变量的访问——我们可以把方法和变量设置成私有的。这就能防止数据被意外修改，这种方式被称为封装。
首先，我们会理解类、对象和构造器。之后，我们会再次查看上述属性。如果你已经对类、对象和构造器有所了解，可以自由跳过。
类：
Python 中一些可以直接使用的基本数据结构，比如数字、字符串和列表。这些都可以用来简单地表示名字、地方、价值，等等。
但是如果我们有更复杂的数据，该怎么办呢？如果这些数据有着重复的属性，我们可以做什么呢？
假设我们有一百只不同的动物，每只动物都有名字、年龄、腿，等等。如果我们想给每只动物再添加一个属性，或者再添加一只动物到这个列表中，该怎么办呢？要应付这种复杂的情况，我们需要使用类（class）。
根据 Python 官方文档：
类提供了一种将数据数据和功能捆绑在一起的方法。创建一个新类意味着创建一种新的对象类型，从而允许创建一个该类型的新实例。
每个类的实例可以拥有保存状态的属性，也可以有改变状态的（定义在类中的）方法。
类的语法：
class ClassName:
.
.
.
我们使用 class 关键字定义一个类。我们将定义一个 Car 类。
class Car:
pass
方法：
方法（Method）看起来和函数一样，它们之间唯一的区别就是：方法依赖于对象。函数可以通过函数名调用，而方法必须通过它们的类引用调用。方法在类中定义。
在我们的示例中，创建了两个方法：一个是 engine，另一个是 wheel。这两个方法定义了汽车的可用部件。
下面这段程序会让我们对类有一个更好的理解：
>>> class Car:
... def engine(self):
... print("Engine")
...
>>> Car().engine()
Engine
在这里，我们通过 Car() 引用调用 engine 方法。
总而言之，类提供定义的蓝图，但并不提供任何真实内容。Car 类定义了引擎（engine），但它并不会声明一辆特定汽车的引擎是什么。引擎是通过对象声明的。
对象：
对象（object）是类的实例。考虑上述汽车的例子，汽车就是我们的类，而 toyota 就是汽车的对象。我们可以创建多个对象的副本。每个对象都必须使用类进行定义。
创建对象的语法如下：
toyota = Car()
class Car:
def engine(self):
print("Engine")
def wheel(self):
print("Wheel")
toyota = Car()
上面的 toyota = Car() 就是一个 类对象。类对象支持两种类型的操作：属性引用和实例化。
类的实例化使用函数符号，实例化操作（“调用”类对象）会创建一个空对象。
现在我们可以使用 toyota 对象调用 Car 类的不同方法，让我们调用下方法 engine 和 wheel 吧。
打开你的编辑器，创建一个名为 mycar.py 的文件。将以下代码复制到该文件中：
class Car:
def engine(self):
print("Engine")
def wheel(self):
print("Wheel")
if __name__ == "__main__":
toyota = Car()
toyota.engine()
toyota.wheel()
保存上述代码。现在让我们仔细看一看这个程序。
我们利用 Car 类创建了一个 toyota 对象。toyota.engine() 是一个方法对象，当一个方法对象被调用时，到底发生了什么？
调用 toyota.engine() 时并没有传递任何参数，但是如果你看一眼方法声明，你就会发现它有一个 self 参数。
你可能会因没有抛出错误而感到疑惑。其实每次我们在使用方法对象时， toyota.engine() 都会被转换成 Car.engine(toyota)。
使用以下命令运行程序。
python mycar.py
你会得到以下输出：
Engine
Wheel
构造器：
__init__ 方法是 Python 中的构造器方法（constructor method），构造器方法用于初始化数据。
打开 Python shell，输入这个示例：
>>> class Car():
... def __init__(self):
... print("Hello I am the constructor method.")
...
调用这个类得到的输出如下：
>>> toyota = Car()
Hello I am the constructor method.
注意： 你永远都不必调用 init() 方法——它会在创建类实例时被自动调用。
实例属性：
所有的类都有对象，所有的对象都有属性（attributes）。属性就是对象具有的性质。我们使用 __init__()方法声明一个对象的初始属性。
以汽车为例：
class Car():
def init(self, model):
self.model = model #实例属性
在我们的示例中，每个 Car() 都有一个特定的型号（model），因此实例属性对每个实例来说都是唯一的。
类属性：
我们看到实例属性是针对每个对象来说的，但是类属性对所有的实例来说都是一样的。我们借助类属性看一下汽车的示例：
class Car():
no_of_wheels = 4 #类属性
所以每辆汽车都可以有不同的型号，但是所有的汽车都只会有四个轮子。
Self：
现在我们来理解下 self 的含义，以及如何在面向对象编程中使用它。self 表示类的实例，我们可以通过这个关键字访问由构造器和类方法初始化的数据。
现在来看一个使用 self 的示例，我们在 Car 类中创建一个名为 brand 的方法。
在 __init__ 方法中，我们会在实例化对象时传递汽车型号的名字，这个名字可以在类中的任何地方被访问，比如我们的 self.model。
打开名为 mycar.py 的文件，将旧代码换成这个代码：
class Car():
def __init__(self, model):
self.model = model
def brand(self):
print("The brand is", self.model)
if __name__ == "__main__":
car = Car("Bmw")
car.brand()
现在当我们使用以下命令运行上述程序时：
python mycar.py
会得到以下结果：
The brand is Bmw
注意： self 是只是一个习惯，它并不是一个 Python 的关键词。方法中的 self 只是一个参数，我们可以使用另一个名字替换它。但是推荐使用 self，因为它会提高代码的可读性。
继承：
继承指一个类继承了另一个类的属性。
被继承了属性的那个类称为基类（base class）。继承了另一个类的属性的那个类被称为派生类（derived class）。
继承可以被定义为父子关系。子类继承父类的性质，因此子类就是派生类，而父类就是基类。这里的性质指的是属性和方法。
派生类定义的语法如下：
class DerivedClassName(BaseClassName):
.
.
.
注意到子类覆盖或扩展父类方法的属性和行为 z 这一点很重要。这就是说，子类继承父类所有的属性和行为，但是子类又可以声明不同的行为。
最基本的类类型是 object，它通常被所有的其它类作为父类继承。我们来修改一下之前的示例，理解继承是如何工作的。
创建一个名为 vehicle 的基类：
class Vehicle:
def __init__(self, name):
self.name = name
def getName(self):
return self.name
我们已经创建了一个 Vehicle 类，使用 self.name 实例化了一个构造器，我们将在 getName 方法中使用 self.name。每次调用这个方法时，它都会返回对象初始化时传入的 name。
现在创建一个子类 Car：
class Vehicle:
def __init__(self, name):
self.name = name
def getName(self):
return self.name
class Car(Vehicle):
pass
Car 是 Vehicle 的一个子类，它继承了父类所有的方法和属性。
现在在子类 Car 中使用父类 Vehicle 的方法和属性。
class Vehicle:
def __init__(self, name, color='silver'):
self.name = name
self.color = color
def get_name(self):
return self.name
def get_color(self):
return self.color
class Car(Vehicle):
pass
audi = Car("Audi r8")
print("The name of our car is", audi.get_name(), "and color is", audi.get_color())
理解一下我们在这里干了啥。
我们声明了一个名为 Vehicle 的类，它的构造器将名字作为参数，而颜色有一个默认参数。
类中有两个方法：get_name 返回名字，而 get_color 返回颜色。我们实例化了一个对象，传递了一个汽车名。
在这里，你会发现我们在子类声明中使用了父类的方法。
使用以下命令运行上述程序：
python mycar.py
输出：
The name of our car is Audi r8 and color is silver
我们也重写了一个父类的方法或属性。在以上示例中，我们定义交通工具的颜色为银色，但是如果我们的汽车是黑色的呢？
对于每个子类，我们不能直接在它的父类中进行修改，这就有了重写机制。
class Vehicle:
def __init__(self, name, color='silver'):
self.name = name
self.color = color
def get_name(self):
return self.name
def get_color(self):
return self.color
class Car(Vehicle):
def get_color(self):
self.color = 'black'
return self.color
audi = Car("Audi r8")
print("The name of our car is", audi.get_name(), "and color is", audi.get_color()
如你所见，我们并没有实例化一个构造器。因为子类 Car 只是使用来自 Vehicle 类的属性，而它早就继承这些属性了。所以在这种场景下，没有必要重新实例化这些属性。
运行程序，输出如下：
The name of our car is Audi r8 and color is black
Super：
super() 返回一个父类的临时对象，允许我们调用父类的方法。
直接使用 super() 调用已有的方法让我们免于在子类中重写那些方法，允许我们用最小的代码改动替换父类。因此 super 扩展了继承方法的功能。
让我们使用 super() 对汽车示例进行扩展吧。我们将用父类 Vehicle 中的 brand_name 和 color 重新实例化一个构造器。现在在子类（Car）中使用 super 调用父类的这个构造器，我们将创建一个 get_description 方法，它从 Car 类返回 self.model 并从 Vehicle 类返回 self.brand_name 和 self.color。
class Vehicle:
def __init__(self, brand_name, color):
self.brand_name = brand_name
self.color = color
def get_brand_name(self):
return self.brand_name
class Car(Vehicle):
def __init__(self, brand_name, model, color):
super().__init__(brand_name, color)
self.model = model
def get_description(self):
return "Car Name: " + self.get_brand_name() + self.model + " Color:" + self.color
c = Car("Audi ", "r8", " Red")
print("Car description:", c.get_description())
print("Brand name:", c.get_brand_name())
运行上述程序，输出如下：
Car description: Car Name: Audi r8 Color: Red
Brand name: Audi
多重继承：
多重继承（multiple inheritance）是指一个类从多个父类继承方法和属性。它允许我们在派生类或子类中使用多个基类或父类的性质。
多继承的通用语法如下：
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
.
.
.
让我们使用多继承对交通工具这个示例进行扩展吧。在这个示例中我们会创建三个类：Vehicle、Cost 和 Car。
Vehicle 类 和 Cost 会成为父类。Vehicle 类表示通用属性，而 Cost 类表示价值。
因为 Car 有一个通用属性和价值，所以它将会有两个父类。因此我们将继承多个父类。
class Vehicle:
def __init__(self, brand_name):
self.brand_name = brand_name
def get_brand_name(self):
return self.brand_name
class Cost:
def __init__(self, cost):
self.cost = cost
def get_cost(self):
return self.cost
class Car(Vehicle, Cost):
def __init__(self, brand_name, model, cost):
self.model = model
Vehicle.__init__(self, brand_name)
Cost.__init__(self, cost)
def get_description(self):
return self.get_brand_name() + self.model + " is the car " + "and it's cost is " + self.get_cost()
c = Car("Audi ", "r8", "2 cr")
print("Car description:", c.get_description())
在上述程序中，你会发现有一个东西与这篇教程中的其它程序都不同，我在 Car 类的构造器中使用了 Vehicle.__init(self, brand_name)。这是调用父类属性的一种方式，另一种方式就是我在上面提到的 super。
运行程序，结果如下：
Car description: Audi r8 is the car and it's cost is 2 cr
尽管多重继承可以被高效使用，但是也需要保持谨慎，避免程序变得模棱两可，防止程序对于其它程序员难于理解。
多态：
多态一词表示具有很多种形式。在编程中，多态表示同一个函数名（但是不同的函数签名）被用于不同的类型。
让我们用多态扩展汽车程序吧。我们将会创建两个类：Car 和 Bike。两个类都有共同的方法或函数，但是它们会打印不同的数据。程序本身很容易理解：
class Car:
def company(self):
print("Car belongs to Audi company.")
def model(self):
print("The Model is R8.")
def color(self):
print("The color is silver.")
class Bike:
def company(self):
print("Bike belongs to pulsar company.")
def model(self):
print("The Model is dominar.")
def color(self):
print("The color is black.")
def func(obj):
obj.company()
obj.model()
obj.color()
car = Car()
bike = Bike()
func(car)
func(bike)
运行以上代码，结果如下：
Car belongs to Audi company.
The Model is R8.
The color is silver.
Bike belongs to pulsar company.
The Model is dominar.
The color is black.
封装：
在大多数面向对象编程中，我们都可以限制对方法和变量的访问。这能防止数据被意外修改，也被称为封装。
让我们在汽车示例中使用封装吧。假设我们有一个绝密的引擎。在第一个示例中，我们将使用 私有变量 隐藏引擎。在第二个示例中，我们将使用 私有方法 对引擎进行隐藏。
示例 1：
cclass Car:
def __init__(self):
self.brand_name = 'Audi '
self.model = 'r8'
self.__engine = '5.2 L V10'
def get_description(self):
return self.brand_name + self.model + " is the car"
c = Car()
print(c.get_description)
print(c.__engine)
在这个示例中，self.__engine 是私有属性。当我们运行这个程序时，就会得到以下结果。
Audi r8 is the car
AttributeError: 'Car' object has no attribute 'engine'
我们得到了一个错误：Car 对象没有 _engine 属性，因为它是一个私有对象。
示例 2：
我们也可以通过在方法名前面加上 __ 定义私有方法。以下就是一个定义私有方法的示例。
class Car:
def __init__(self):
self.brand_name = 'Audi '
self.model = 'r8'
def __engine(self):
return '5.2 L V10'
def get_description(self):
return self.brand_name + self.model + " is the car"
c = Car()
print(c.get_description())
print(c.__engine())
示例中的 def __engine(self) 是一个私有方法。运行程序，结果如下：
Audi r8 is the car
AttributeError: 'Car' object has no attribute '__engine'
假设现在我们想访问私有属性或私有方法，我们可以这么做：
class Car:
def __init__(self):
self.brand_name = 'Audi '
self.model = 'r8'
self.__engine_name = '5.2 L V10'
def __engine(self):
return '5.2 L V10'
def get_description(self):
return self.brand_name + self.model + " is the car"
c = Car()
print(c.get_description())
print("Accessing Private Method: ", c._Car__engine())
print("Accessing Private variable: ", c._Car__engine_name)
程序的输出如下：
Audi r8 is the car
Accessing Private Method: 5.2 L V10
Accessing Private variable: 5.2 L V10
封装使你可以更好地控制代码中的耦合程度，允许你在不影响其它部分的情况下修改类的实现。
装饰器：
假设你需要扩展多个函数的功能，你会怎么做？
一种方式是进行函数调用，你可以在函数内进行处理。对三十到四十个函数调用进行修改，还要记住应该把调用放在何处，这是一项很棘手额工作。不过，Python 给你提供了一种更加优雅的方式——装饰器（decorator）。
什么是装饰器？装饰器就是一个函数，它接受一个函数并扩展其功能，整个过程不涉及对原函数的显式修改。我觉得你仍然不太明白装饰器是什么，别急，我们有一个示例对它进行解释。
让我们通过示例理解装饰器吧。有两种写装饰器的方法。
方法 1
我们声明一个装饰器函数，并将我们期望的函数作为参数传入。在装饰器函数内部，我们写一个包装函数执行操作并将其返回。
>>> def my_decorator(func):
... def wrapper():
... print("Line Number 1")
... func()
... print("Line Number 3")
... return wrapper
...
>>> def say_hello():
... print("Hello I am line Number 2")
...
要调用这个函数，我们将 say_hello 赋给装饰器作为参数。
>>> say_hello = my_decorator(say_hello)
我们还可以使用 say_hello 检查引用，结果会告诉我们它已经被 my_decorator 函数包装。
.wrapper at 0x10dc84598>
调用一下 say_hello 函数：
>>> say_hello()
Line Number 1
Hello I am line Number 2
Line Number 3
“Hello I am line Number 2”魔术般地被打印在“Line Number 1”和“Line Number 3”之间，因为这个函数调用就在那里执行的。
方法 1 很笨重，因此很多人更喜欢使用另一种方式。
方法 2
这里我们的装饰器装饰仍然不变，但是我们改变了调用被赋给装饰器的方式。每个需要装饰器的函数都用 @decorator_name 包裹自己。
>>> def my_decorator(func):
... def wrapper():
... print("Line Number 1")
... func()
... print("Line Number 3")
... return wrapper
...
>>> @my_decorator
... def say_hello():
... print("Hello I am line Number 2")
...
>>> say_hello()
输出不变：
Line Number 1
Hello I am line Number 2
Line Number 3
装饰器是一个非常强大的工具，它被用在下列开发场景中：
- 日志设置
- 配置设置
- 错误捕获
- 为所有的函数和类扩展通用功能
异常：
在学习各种语法的过程中，我们也遇到了各种各样的错误。那些错误因为语法问题而出现。但是在真实应用中，错误（通常也称为 bug）并不只是由语法问题引起的，也可能是网络或其他原因。
我们使用 Try-Except 处理这些问题。在 try 块中，写我们想要执行的表达式，而在 except 块中，我们捕获错误。Try-Except 块形式如下：
try:
expression
except:
catch error
让我们通过示例来理解吧：
>>> try:
... print(value)
... except:
... print("Something went wrong")
...
我们尝试打印出 value 变量，但是它并没有被定义。所以我们得到了以下结果：
Something went wrong
你可能在想，“something went wrong”这一行并没有多大帮助。所以我们要怎样才能知道是什么错了呢？
我们可以把异常打印出来，然后用它找出是什么出错了。我们在示例中试一下吧：
>>> try:
... print(value)
... except Exception as e:
... print(e)
...
结果为：
name 'value' is not defined
哇！太神奇了。它提示我“value”没有被定义。
Python 也提供了一个名为 raise 的工具。假如你不希望某个条件发生，你想在它发生的时候把它抛出来。在这种情况下，你可以使用 raise。示例如下：
>>> i = 5
>>> if i < 6:
... raise Exception("Number below 6 are not allowed")
...
我们得到的结果如下：
Traceback (most recent call last):
File "", line 2, in
Exception: Number below 6 are not allowed
异常有很多子类型，我推荐你阅读 Python 文档，进一步理解它们。
包的导入：
你已经学完了 Python 的基础知识，现在已经做好构建出色应用程序的准备了。但是，等一等，我们还漏掉了一些重要的主题。
如果没有包的导入，你将被迫在一个文件里写下所有的代码。想象一下这是多么的糟糕。
创建两个文件，分别命名为 mani.py 和 hello.py。记住，两个文件需要在同一个目录中。
将以下代码复制到 hello.py中：
def say_hello():
print("Hello world")
将以下代码复制到 main.py 中：
import hello
if __name__ == "__main__":
hello.say_hello()
我们在 hello.py 中声明了一个 say_hello() 函数，它打印“Hello world”。在 main.py 中，你会看到一个 import 语句。我们导入 hello 模块，并从那个模块调用 say_hello 函数。
使用以下命令运行程序：
➜ python main.py
输出：
Hello world
现在我们来理解一下如何导入另一个目录中的模块。
我们先创建一个名为“data”的目录，然后将 hello.py 移动到该目录下。
打开 main.py，修改之前的 import 语句：
from data import hello
if __name__ == "__main__":
hello.say_hello()
从一个目录导入的方式有两种：
- 方法 1：
from data import hello - 方法 2：
import data.hello
我更喜欢方法 1，因为它更易读。你可以选择适合自己的导入方式。
使用以下命令运行我们的应用：
➜ python main.py
出现了一个错误，为什么会这样呢？我们没做错，仔细检查一下错误吧：
Traceback (most recent call last):
File "main.py", line 1, in
from data import hello
ImportError: No module named data
Python 告诉我们它没有识别出名为“data”的模块。要解决这个问题，我们需要在“data”目录中创建一个 __init__.py。文件内容留空，再次运行程序，你会得到以下结果：
Hello world
默认情况下，Python 不把目录当作模块对待。要通知 Python 将某个目录视为模块，需要有 __init__.py。
JSON 处理：
如果你之前从事过 web 开发或应用开发，你可能会知道所有的 API 调用都以 JSON 格式进行。虽然 JSON 看起来和 Python 中的字典很像，但是它完全不同。
Python 提供了一个内置的 json 包，用于处理 JSON。要使用这个包，我们需要先导入它：
import json
这个库提供了两个处理 JSON 的方法，我们逐一进行理解：
JSON loads：
如果你想把 JSON 字符串转换回字典，就需要使用 load 方法。打开 Python shell，复制-粘贴以下代码：
>>> import json
>>> json_string = '{ "user_name":"Sharvin", "age":1000}' #JSON 字符串
>>> type(json_string)
>>> data = json.loads(json_string)
>>> type(data)
>>> data
{'user_name': 'Sharvin', 'age': 1000}
JSON dumps：
现在，让我们用 dumps 方法将数据转换回 JSON 字符串格式吧。
>>> jsonString = json.dumps(data)
>>> type(jsonString)
>>> jsonString
'{"user_name": "Sharvin", "age": 1000}'
若想学习更多关于 JSON 操作的支持，可以前往 Python 文档。
说完了
说完了！我希望你现在已经理解 Python 的基础知识。祝贺你！这是一个巨大的成就。