Python语言

Python基础

1. 计算机组成原理和Python基础

1.1 计算机组成原理

1. 计算机有哪些部分组成？

   1. 硬件系统
      • 主机部分
        • CPU中央处理器
        • 内存(4G, 8G, 16G, 32G, 64G)
      • 外设部分
        • 输入/输出设备
        • 显示设备
        • 外存储器
          • 硬盘（固态/机械硬盘）
          • 优盘
   2. 软件系统
      • 系统软件
        • 操作系统：控制硬件运行，支持其它软件运行
          • Windos
          • Mac
          • Linux
          • Android
          • IOS
        • 驱动程序
      • 应用软件
        • 游戏
        • 音乐
        • 视频

2. 计算机如何处理程序的

计算机想要运行程序，需要将软件加载到内存中，

CPU只能和内存进行交互！

1.2 编程语言和Python

编程语言：计算机与人类沟通交流的语言

python：python解释器，将python解释成计算机认识的语言

pycharm：IDE（集成开发环境），写代码的软件

1.3 注释

# 井号：单行注释
'''
单引号：多行注释【不推荐使用】
'''
"""
双引号：多行注释
"""

1.4 PEP 8 规范

单行注释：#后必须添加空格

绿色下划线：不是单词

W292 no newline at end of file：最后一行+回车【Ctrl+Enter】

行内注释：2空格+#+1空格+comments

函数：前后空两行

1.5 变量以及类型

1.5.1 变量定义

# 变量的定义
# 变量名 = 数据值 【变量名遵循标识符定义规则】
num1 = 100
num2 = 10
num3 = num1 + num2
print('num3=', num3)  # Ctrl+enter在下方插入一个空行

# 变量的类型
num = 10
name = 'carter'
flag = True

print(type(num))  # 
print(type(name))  # 
print(type(flag))  # 
num = 10.1
print(type(num))  # 

name02 = 'carter'
print(name == name02)  # True

1.5.2 变量类型

1.6 标识符和关键字

1.6.1 命名规则

• 标识符由字母、下划线、数字组成，不能以数字开头

1.6.2 命名规范

• 见名知意
• 驼峰命名法
  • 小驼峰：userName
  • 大驼峰：FirstName
• 下划线：last_name【python默认】
• 不能使用系统的关键字

1.6.3 关键字

系统定义好的标识符，具有特殊作用！

import keyword  # 导包

print(keyword.kwlist)  # 打印python中所有关键字

1.7 输出

1.7.1 格式化输出

# 需求：输出 我的名字是xxx，我很开森
name = 'carter'
print("我的名字是%s，我很开森" % name)

# 需求：输出 我的年龄是18岁
age = 18
print('我的年龄是%d岁' % age)

# 需求：输出 我的身高是xxx cm
height = 172.5
print('我的身高是%f cm' % height)
print('我的身高是%.1f cm' % height)

# 需求：输出 我叫xxx，今年xx岁，身高xxx cm
print('我叫%s，今年%d岁，身高%.2f cm' % (name, age, height))

# 需求：输出 及格人数占比50%
print('及格人数占比%d%%' % 50)

# python3.6开始支持f-string，占位统一使用{}去占位，填充的数据直接写在{}内
# f-string的方式
print(f'我叫{name}，今年{age}岁,身高{height}cm')

1.7.2 print 函数

修改print()函数结尾处的默认字符！！！

代码

# print()函数
print('hello', end=' ')  # 修改print()函数结尾处字符，end=空格
print('world')  # print()函数，默认end='\n'

print('hello', end='_*_')
print('world')

输出

hello world
hello_*_world

1.8 输入

代码

# 输入：从键盘获取输入的内容，存入计算机程序中
# input()函数
# input('提示信息')，遇到【回车】结束，得到的值都是字符串类型
password = input('请输入密码：')
print('密码：%s \n类型是：%s' % (password, type(password)))

结果

请输入密码：1122
密码：1122 
类型是：

1.9 数据类型的转换

代码

# 需求：从键盘中输入苹果的价格、重量，输出苹果单价9.00元/斤，购买5.00斤，需要支付45.00元
# 单价
apple_price = float(input('输入的价格：'))
# 斤数
apple_weight = float(input('输入的重量：'))
# 总价
result = apple_price * apple_weight

print('苹果单价%.2f元/斤，购买%.2f斤，需要支付%.2f元' % (apple_price, apple_weight, result))
print(f'苹果单价{apple_price}元/斤，购买{apple_weight}斤，需要支付{result}元')

# 一、类型转换，将原始数据转换成我们需要的类型转换
# 1.不会改变原始数据
# 2.生成一个新的数据
number = 10
string_num = str(number)
print('%-5s %s' % (string_num, type(string_num)))

# eval() 还原原来的数据类型，去掉字符串的引号
num_int = eval('100')
print('%-5d %s' % (num_int, type(num_int)))

num_float = eval('99.9')
print('%-5.1f %s' % (num_float, type(num_float)))

num_01 = eval('num_int')  # num_int是已经定义好的【变量】，可以使用不会报错
print('%-5d %s' % (num_01, type(num_01)))

结果

输入的价格：9
输入的重量：5
苹果单价9.00元/斤，购买5.00斤，需要支付45.00元
苹果单价9.0元/斤，购买5.0斤，需要支付45.0元
10    
100   
99.9  
100   

1.10 运算符

1.10.1 算数运算符

/	除	9/2=4.5 8/2=4.0
//	取整	9//2=4 8//2 = 4
%	取余	9%2=1 8%2=0
**	指数	2**3=8

1.10.2 赋值运算符

=

1.10.3 复合赋值运算符

a -= c

a += c

…

1.10.4 比较运算符

== != >

比较运算符的结果是bool类型，即True, False

1.10.5 逻辑运算符

and 逻辑与 两个条件都为True  结果为True  一假为假			【短路现象：第一个为False，结果直接为False】
or  逻辑或 两个条件都为False 结果为False 一真为真			【短路现象：第一个为True，结果直接为True】
not 逻辑非 取反，原来True，变为False; 原来False，变为True

2.条件语句

2.1 if 判断的基本格式

• 严格的缩进关系

if 判断条件1:
    判断条件1为 True, 会执行的代码01
    判断条件1为 True, 会执行的代码02  # 缩进内，属于同一代码块
    ...
elif 判断条件2:
    判断条件1不成立，判断条件2成立，执行此代码
else:
	判断条件1、2都不成立，执行此代码
    
顶格书写的代码，代表和 if 判断没有关系
在 python 使用严格的缩进关系，代替代码的层级关系， 在 if 语句的缩进内，属于 if 语句的代码块


if 判断条件:
    pass  # 占位，空代码，防止报错
else:
    pass

while condition:
    pass

案例

age = int(input('请输入年龄：'))
if 0 < age < 18:
    print('你还是个孩子，不可以涩涩哦！')
elif 18 <= age <= 100:
    print('你已经是成年人了')
    print('可以进入网吧为所欲为')
else:
    print('输入年龄不正确')

# if...elif 只要一个条件成立，后续条件不会进行判断！！！
score = eval(input('学生成绩：'))
if score >= 90:
    print('优秀')
elif score >= 80:
    print('良好')
elif score >= 60:
    print('及格')
else:
    print('不及格')

2.2 if 嵌套

if 判断条件1:
    判断条件1成立，执行此代码
    if 判断条件2:
        判断条件1、2都成立，执行此代码
    else:
        判断条件1成立、2不成立，执行此代码
else:
    判断条件1不成立，执行此代码

代码

# 需求：有钱：可上车 没钱：不能上车
#      有座位：可坐 无座位：站着
money = eval(input('拥有的零钱：'))
if money >= 2:
    print('可以上车')
    seats = int(input('车上剩余座位个数：'))
    if seats > 0:
        print('可以坐下')
    else:
        print('没有座位，站着')
else:
    print('没有钱，不能上车')

2.3 Debug 调试

1. 可以查看代码执行过程
2. 排查错误

步骤：

• 打断点
• 右键debug运行代码
• 点击下一步，查看代码执行过程

2.4 猜拳游戏(随机数)

需求

1. 从控制台输入要出的拳头 – 石头(1) / 剪刀(2) / 布(3)
2. 电脑随机出拳 – 先假设电脑只会出石头，完成完整代码功能
3. 比较胜负

import random
# 产生[a, b]之间的随机数，包含a, b
num = random.randint(a, b)

代码

# 1：石头 2：剪刀 3：布
import random
while True:
    # 1.自己出拳
    user_fist = eval(input('请输入要出的拳：1(石头) 2(剪刀) 3(布) 0(exit)：'))
    if user_fist == 0:
        break
    # 2.电脑随机出拳
    computer_fist = random.randint(1, 3)  # 1-3之间的随机数
    if computer_fist == 1:
        print('电脑出了1(石头)')
    elif computer_fist == 2:
        print('电脑出了2(剪刀)')
    else:
        print('电脑出了3(布)')

    # 3.判断胜负
    result = user_fist - computer_fist

    if result == 0:
        print('平局')
    elif result == 1 or result == -2:
        print('电脑获胜...')
    else:
        print('用户获胜...')

请输入要出的拳：1(石头) 2(剪刀) 3(布)：2
电脑出了3(布)
用户获胜...

2.5 三目运算

变量 = 表达式1 if 判断条件 else 表达式2  # 推荐使用扁平化代码

a = int(input('输入第一个数字：'))
b = int(input('输入第二个数字：'))
# 三目运算的使用
result = a - b if a >= b else b - a
print(result)

3.循环语句

3.1 while 循环

能够进行无限循环

while condition:
    statementx1
    statementx2
    ...

num = int(input('请输入循环次数：'))

i = 0
while i < num:
    print(f'老婆我错了x{i+1}')
    i += 1

3.2 for 循环

不能进行无限循环

基本格式

for 临时变量 in 字符串:
    代码块

for 循环又称 for 遍历

3.2.1 for 遍历字符串

for i in 'hello':
    # i 一次循环是字符串中的一个字符
    if i != 'o':
        print(i, end=', ')
    else:
        print(i)   # 输出：h, e, l, l, o

3.2.2 for 遍历数字序列

# range(n) 会生成[0-n)的数据列，不包含n
for i in range(5):
    if i < 5 - 1:
        print(i, end=', ')
    else:
        print(i)

# range(a, b) 会生成[a, b)的整数数列，不包含b
for i in range(1, 10):  # ==> for i in range(1, 10, 1)
    if i < 10 - 1:
        print(i, end=', ')
    else:
        print(i)

# range(a, b, step) 会生成[a, b)的整数序列，但每个数字之间间隔(步长)是 step
for i in range(1, 10, 3):
    if i < 10-3:
        print(i, end=', ')
    else:
        print(i)
        
        

结果

0, 1, 2, 3, 4
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
1, 4, 7

3.2.3 for 循环嵌套

操场跑圈案例

# 操场跑5圈，每圈3个俯卧撑
for i in range(1, 6, 1):
    print(f'操场跑圈---{i}')
    for j in range(1, 4, 1):  # [1,4) 步长是1
        print('俯卧撑x%d' % j)

结果

操场跑圈---1
俯卧撑x1
俯卧撑x2
俯卧撑x3
操场跑圈---2
俯卧撑x1
俯卧撑x2
俯卧撑x3
......

3.3 循环遍历的应用

3.3.1 打印正方形

要求：打印如下图形：

* * * * *
* * * * *
* * * * *
* * * * *
* * * * *

参考代码：

whlie 循环

# 循环嵌套的使用，打印正方形
n = int(input('矩形边长：'))
i = 0
while i < n:
    j = 0
    while j < n:
        print('*', end=' ')  # 打印一行的时候不能换行
        j += 1
    print()  # 换行
    i += 1

for 循环

n = int(input('矩阵边长：'))
for _ in range(n):  # _表示占位符号
    for _ in range(0, n, 1):
        print('*', end=' ')  # 打印一行
    print()  # 打印完一行就换行

3.3.2 打印直角三角形

*
* *
* * *
* * * *

while 循环

n = int(input('直角三角形的高：'))
current_lines = 1  # 当前处于第几行
while current_lines <= n:
    i = 0
    while i < current_lines:  # 本行需要打印的 * 的个数
        print('*', end=' ')
        i += 1
    print()
    current_lines += 1

for 循环

n = int(input('直角三角形的高：'))
for current_lines in range(n):
    for i in range(current_lines+1):
        print('*', end=' ')
    print()

3.3.3 其它案例

import random
"""
电脑产生1-100之间的随机数，用户来猜测
"""
# 电脑产生随机数
number = random.randint(1, 100)
while True:
    i = int(input('用户猜测数字(1-100)：'))
    if i == number:
        print('电脑产生的number=%d' % number)
        break
    elif i < number:
        print('比电脑数字小')
    else:
        print('比电脑数字大')

"""
设计“过7游戏”程序，即在1-99之间，如果包含数字7或者是7的倍数，则输出"过..."，否则输出具体的数字。
"""
i = 1
while i < 100:
    if (i % 7 == 0) or (i % 10 == 7) or (i // 10 == 7):
        print(f'{i}过...')
    else:
        print(i)
    i += 1
    
for i in range(1, 100, 1):
    if (i % 7 == 0) or (i % 10 == 7) or (i // 10 == 7):
        print('过')
    else:
        print(i)

import math
"""
输入一个数字，判断其是否是素数
1-n之间的素数
"""
n = int(input('输入一个数字：'))
num = 2  # 需要进行判断的数字
while num <= n:
    i = 2
    while i <= int(math.sqrt(num)):
        if num % i == 0:  # 出现一个数字能被整除，不是素数
            # print(f'{n}不是素数,它能被{i}整除')
            break
        i += 1
    else:
        print(f'{num}是素数')
    num += 1

3.4 break & continue

break 和 continue 只能用于循环中
break 终止循环的执行
continue 提前结束本次循环，直接进入下一次循环

案例

# 有5个苹果
# 1.吃了三个苹果之后，吃饱了，后续的苹果不吃了
# 2.吃了三个苹果之后，再吃第四个苹果，发现虫子，这个苹果就不吃了，继续吃剩下的苹果
for i in range(1, 6):
    if i == 4:
        print('吃饱了，不吃了...')
        break
    print('正在吃标号为%d的' % i)

for i in range(1, 6):
    if i == 4:
        print('有虫子，吃不了...')
        continue
    print('正在吃标号为%d的' % i)

3.5 循环 else 结构

for x in xxx:
    if xxx:
        xxx  # if 判断条件成立，执行
    else:
        xxx  # if 判断条件不成立，执行
else:
    xxx  # for 循环代码运行结束，且不是被 break 终止的时候才会执行此段代码
    
需求：
	有一个字符串 'hello python', 判断这个字符串中有没有包含 p 
    如果有则输出：包含p
    没有则输出：不包含p

letter = 'p'
for c in 'hello carter':
    if c == letter:
        print('包含%c' % letter)
        break
else:
    print('不包含%c' % letter)  # for没有被break，表示不包含letter

4. 容器：字符串、列表、元组、字典

4.1 字符串 str

4.1.1 字符串的定义

string01 = 'gg*'*3  # 单引号+字符串的乘法
string02 = 'GG'  # 双引号
string03 = """hello
world
"""  # 三引号
string04 = '''HELLO
WORLD'''
string05 = 'my name is \'carter\''  # 使用转义符
string06 = "my name is 'carter'"   # 遇单用双
string07 = 'my name is "carter"'  # 遇双用单

print(string01)
print(string02)
print(string03)
print(string04)
print(string05)
print(string06)
print(string07)

结果

gg*gg*gg*
GG
hello
world

HELLO
WORLD
my name is 'carter'
my name is 'carter'
my name is "carter"

4.1.2 字符串的下标和切片

python中的下标

• 正数下标：从0开始
• 负数下标： -1表示最后一个字符

my_str = 'hello'  # 字符串下标

print('my_str[0]=', my_str[0])
print('my_str[-1]=', my_str[-1])

length = len(my_str)  # 字符串长度
print('字符串长度=', length)

---

切片：指对操作的对象截取其中一部分的操作，会得到一个新的字符串。

字符串、列表、元组都支持切片操作！

切片语法：变量【起始:结束:步长】

注意：选取位置从”起始“位置开始，到”结束“位的前一个结束（不包含结束位本身），步长表示选取间隔

获取 hello 字符串中的 he 字符串？

"""
切片：可以截取一段数据，多个数据
切片语法：变量[start:end:step]
start：开始位置的下标，可省略
end：结束位置的下标，不包含 end 对应的下标，可省略
step：步长，下标之间的间隔，默认是1，可省略
"""
my_str = 'hello'
my_str01 = my_str[2:4]  # step是1，可以写，截取[2,4)
print(my_str01)

my_str02 = my_str[0::2]  # end不写，表示是len()，截取[0,5)字符间隔为 2
print(my_str02)

my_str03 = my_str[::]  # start省略，表示0，截取[0,5)
print(my_str03)

my_str04 = my_str[:]  # :符号至少一个，截取[0,5)
print(my_str04)

my_str05 = my_str[-len(my_str): -1]  # 字符串的负数下标, 截取[-5,-1)
print(my_str05)

my_str06 = my_str[len(my_str):0:-1]  # 步长为负数，开始位置在结束位置的后面
print(my_str06)

my_str07 = my_str[::-1]  # 字符串的逆置，难以理解？？？
print('my_str07 =', my_str07)

输出

ll
hlo
hello
hello
hell
olle
my_str07 = olleh

4.1.3 字符串的查找-(find, index, count)

my_str[:]  # 得到和原来一样的字符串
my_str[::-1]  # 字符串的逆置

---

字符串的查找

find(sub_str, start, end)

• sub_str：需要查找的内容
• start：开始位置，默认为0
• end：结束位置，默认是len()
• 函数返回值
  • 找到：返回索引下标
  • 找不到：-1

代码

my_str = 'hello world carter and lsx_carter'
index = my_str.find('carter', 0, len(my_str))
print('carter对应的下标：', index)  # 输出字符串首字符c的下标

index = my_str.rfind('carter', 0, len(my_str))  # 从右往左查找
print('从右往左查找carter:', index)

输出

carter对应的下标： 12
从右往左查找carter: 27

---

index(sub_str, start, end)

• sub_str：需要查找的内容
• start：开始位置，默认为0
• end：结束位置，默认是len()
• 函数返回值
  • 找到：返回索引下标
  • 没找到：报错

print(my_str.index('hello', 0, len(my_str)))  # 从左往右
print(my_str.rindex('hello', 0, len(my_str)))  # 从右往左

---

count(sub_str, start, end)

• sub_str：需要查找的内容
• start：开始位置，默认为0
• end：结束位置，默认是len()
• 函数返回值
  • 找到的次数
  • 没有：0

---

4.1.4 字符串的替换-replace

replace(old_str, new_str, count)

• old_str：需被替换的字符串
• new_str：用这个字符串替换
• count：指定替换的次数，默认替换所有
• 返回值：得到一个新的字符串

Code

my_str = 'hello world carter and lsx_carter'
print(my_str)

new_my_str = my_str.replace('carter', 'Aristo', 1)  # 替换1次
print(new_my_str)

new_my_str = my_str.replace('carter', 'Aristo')  # 默认全部替换
print(new_my_str)

Output

4.1.5 字符串的分割-split

split(sub_str, count)

• sub_str：按照指定字符进行切割，把肉割掉(本身被切除)
• count：指定切割次数，默认全部切割
• 返回值：列表[]

代码

my_str = 'hello world carter and lsx_carter'
result = my_str.split(' ')  # 默认全部切割
print(result)

result = my_str.split(' ', 2)  # 指定切割次数
print(result)

result = my_str.rsplit(' ', 2)  # 从右往左切割2刀
print(result)

输出

['hello', 'world', 'carter', 'and', 'lsx_carter']
['hello', 'world', 'carter and lsx_carter']
['hello world carter', 'and', 'lsx_carter']

4.1.6 字符串的连接-join

将 my_str 插入到 str 中每个元素之间，构造一个新的字符串，不改变原来的字符串

my_str.join(可迭代对象：字符串 or 列表-必须是字符串类型 or 元组)

join()：将my_str 这个字符串添加到可迭代对象的每两个元素之间

​ 返回值：一个新的字符串，不改变原字符串的值

代码

my_str = '-'.join('carter')
print(my_str)  # 每两个字符间添加-字符

my_list = ['hello', 'world', 'my', "name's", 'carter']  # 列表
print(' '.join(my_list))  # 每两个元素间添加空格

输出

c-a-r-t-e-r
hello world my name's carter

关键字	功能	使用
capitalize	把字符串的第一个字符大写	my_str.capitalize()
title	把字符串中每一个单词的首字母变成大写	my_str.title()
upper	所有字母大写	my_str.upper()
lower	所有字母小写	my_str.lower()
islower	判断是否全小写	my_str.islower()
isupper	判断是否全大写	my_str.isupper()
startswith	检查字符串是否以xxx开头	my_str.startswith(‘xxx’)
endswith	检查字符串是否以xxx结尾	my_str.endswith(‘xxx’)
ljust	左对齐	my_str.left(width)
rjust	右对齐	my_str.rjust(width)
center	居中显示	my_str.center(width)
lstrip	去除字符串左边空格
rstrip	去除字符串右边空格
strip	去除左右空格
partition	把字符串切割成 str前 str str后 三部分	my_str.partition(str)
rpartition	从右边开始的
splitlines	按照行分割
isalpha	字符是否都是字母
isdigit	字符是否都是数字
isalnum	字符串是否由 数字 和 字母 组成
isspace	是否是空格字符串

4.2 列表 list

python中的一种数据类型，可以存放多个数据，数据类型可以是任意的

4.2.1 列表的定义

# 空列表的定义
my_list = []
print(my_list, type(my_list))

my_list01 = list()
print(my_list01, type(my_list01))

# 定义带数据的列表，每个数据元素之间使用逗号隔开
my_list02 = [1, 3.14, True, 'carter']
print(my_list02, type(my_list02))

4.2.2 列表的长度计算

print(len(my_list))

4.2.3 列表的下标+切片操作

my_list02 = [1, 3.14, True, 'carter']
print(my_list02[3])  # carter
print(my_list02[1:3:1])  # [3.14, True]

注意：字符串不能使用下标修改数据，但是列表 list 中可以

列表

my_list02[3] = 'lsx'
print(my_list02)  # [1, 3.14, True, 'lsx']

字符串

my_str = 'hello'
my_str[0] = 'l'
print(my_str)

# TypeError: 'str' object does not support item assignment 字符串不可以进行分配

4.2.4 列表的遍历

my_list03 = [1, 3.14, True, 'carter']
# list 列表遍历
for value in my_list03:
    print(value)

print('*'*30)  # 字符串的乘法操作

i = 0
while i < len(my_list03):
    print(my_list03[i])
    i += 1

输出

1
3.14
True
carter
******************************
1
3.14
True
carter

4.2.5 列表的增加-(append, insert, extend)

三者都是直接在原列表中进行的添加操作，不会返回新列表

append：拼接，尾插法

insert：插入，头插法

extend：可插入多个元素组合成的列表

代码

my_list = [1, 3.14, True, 'carter']
print('原始数据:', my_list)

my_list.append(-1)  # 尾插法
print('尾插法:', my_list)

my_list.insert(0, '零')  # 头插法
print('头插法:', my_list)

my_list.extend([1, 2, 3])  # 合并列表
print('插入列表:', my_list)

my_list01 = [1, 2, 3, 4]
my_list02 = [1, 2, 3, 4]
my_list03 = my_list01 + my_list02  # 列表不去重复

for i in my_list01:  # 列表去重操作
    if i in my_list02:
        continue
    else:
        my_list02.append(i)
        
my_list02.sort(reverse=False)  # False升序 True降序

输出

原始数据: [1, 3.14, True, 'carter']
尾插法: [1, 3.14, True, 'carter', -1]
头插法: ['零', 1, 3.14, True, 'carter', -1]
插入列表: ['零', 1, 3.14, True, 'carter', -1, 1, 2, 3]

4.2.6 列表的删除-(del, pop, remove)

• del my_list[index]：删除指定下标元素
• my_list.pop(index)：尾删法 or 指定下标删除，并返回删除的元素
• remove(xxx)：删除存在的元素xxx

my_list = [1, 2, 3, 4]
print(my_list)

my_list.remove(3)  # 删除存在的数据
print(my_list)

num = my_list.pop()  # 默认删除最后一个
print('我删除了', num)
print(my_list)

num = my_list.pop(my_list.index(1))  # 删除指定下标（元素1的下标）
print('我删除了', num)
print(my_list)

print('我将删除：my_list[0]=%d' % my_list[0])
del my_list[0]
print(my_list)

4.2.7 列表的修改

索引修改

my_list02[3] = 'lsx'
print(my_list02)  # [1, 3.14, True, 'lsx']

4.2.8 列表的查询

• index(xxx)：寻找 list 中的xxx元素的下标
  • 存在：返回首字符下标
  • 不存在：报错
• count(xxx)：xxx 在 list 中出现的次数
• in： xxx in list 列表中是否存在xxx
• not in：xxx not in list 元素xxx是否不存在于列表中

my_list = [1, 3.14, False, 'carter', 1]

num = my_list.index(3.14)  # 获取元素3.14在列表中的下标
print(num)

num = my_list.count(1)  # 统计元素1在列表中的个数，True也会被程序看成1
print(num)

flag = 3.14 in my_list  # 判断元素 3.14是否存在
print(flag)
flag = 3.14 not in my_list
print(flag)

4.2.9 列表的排序

列表数据的数据类型一致才能排序

sort：原列表中进行排序的，默认从小到大排序

sorted：不会在原列表中进行排序，会得到一个新的列表

数字列表排序

my_list = [1, 4, 3, 2, -1]
my_list.sort()  # 默认从小到大
my_list.sort(reverse=False)  # 效果同上
my_list.sort(reverse=True)  # 从大到小

my_list01 = sorted(my_list, reverse=False)  # 默认升序
my_list01 = sorted(my_list, reverse=True)   # 默认降序

字符串列表逆置

my_list02 = ['a', 'b', 'c', 'd']
# 方法1
my_list03 = my_list02[::-1]
print(my_list03)
# 方法2
my_list02.reverse()
print(my_list02)

4.2.10 列表的嵌套

my_list = [
    ['北京大学', '清华大学', '浙江大学'],
    ['武汉大学', '华中科技大学', '北京邮电大学'],
    ['南京邮电大学', '重庆邮电大学', '西安邮电大学']
]

print(my_list[1])
print(my_list[1][1])
print(my_list[1][1][1])

for school_names in my_list:
    print(type(school_names))  # list 类型
    for school_name in school_names:
        print(school_name)

4.2.11 列表的set去重法

my_list = [1, 1, 1, 2, 3, 3, 2, 2, 3]

my_list = list(set(my_list))

print(f'my_list={my_list}')  # my_list=[1, 2, 3]

4.2.12 列表的应用

随机办公室进行分配

import random
"""
一个学校，有3个办公室，现在有9位老师等待工位分配，请编写程序，完成随机分配
"""

# 资源
teacher_office = [[], [], []]
teachers = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'j']
# 每个办公室的最大容量
max_size = len(teachers) // len(teacher_office) + (1 if len(teachers) % len(teacher_office) > 0 else 0)
print(f'max_size={max_size}')

for teacher in teachers:
    i = random.randint(0, 2)  # 对办公室进行随机+可以对老师名字进行随机
    while len(teacher_office[i]) == max_size:  # 该办公室满了，缺点没有负载均衡
        i = random.randint(0, 2)
    teacher_office[i].append(teacher)
print(teacher_office)

随机老师进行分配

# 2.随机老师：轮询分配到每个办公室
length_teacher = len(teachers)  # 老师数量
length_teacher_office = len(teacher_office)  # 办公室数量
office_index = 0  # 轮询的办公室
while length_teacher > 0:
    # 生成随机下标，长度和未分配的老师数量相关
    i = random.randint(0, length_teacher-1)
    # 删除 list 指定的下标元素
    teacher = teachers.pop(i)  # pop 方法会返回删除的元素
    # 老师数目发生改变
    length_teacher -= 1
    # 使用 轮询方法 分配至办公室
    teacher_office[office_index].append(teacher)
    # 轮询改变 办公室索引
    office_index = (office_index + 1) % length_teacher_office

sequ = 1
for office in teacher_office:
    print(f'{sequ}号办公室分配的老师是：')
    for teacher_name in office:
        print(teacher_name, end=" ")
    print()
    sequ += 1

4.3 元组 tuple

元组中元素不能修改，没有修改操作，仅有查询操作

• 支持下标、切片操作

4.3.1 原组的定义

空元组

my_list = []  # 列表
my_tuple = ()  # 元组，不可更改
my_tuple01 = tuple()  # 没有意义

一个元素的元组

my_tuple = (1)  # 
my_tuple01 = (1,)  # 

元组切片操作

my_tuple = (1, 2, 3)
print(my_tuple[::-1])  # 切片操作--->(3, 2, 1)

4.3.2 元组的取值

my_tuple[index]

4.3.3 如何鉴定函数返回值

4.4 字典 dict

4.4.1 字典的定义

• key：字符串 or 数字【不可变类型】
• value：可以是任意类型
• 注意：key 值的 int 1 和 float 1.0 代表同一个 key 值

代码

# 字典 dictionary 定义使用{}
my_dict = {"name": "carter", 'age': 18, 'hobby': ['学习', '看书', '摘录'], 1: [1, 2, 3]}

# 通过 key 进行访问，如果key不存在===>报错！！！
print(my_dict[1])
print(my_dict['hobby'][2])
# 使用 get 方法进行访问
print(my_dict.get('hobby')[2])

# for 循环进行遍历
for key in my_dict:
    print(my_dict[key], end=" ")

输出

[1, 2, 3]
摘录
摘录
carter 18 ['学习', '看书', '摘录'] [1, 2, 3] 

4.4.2 字典的 get 方法

• my_dict.get(key)：字典中有返回该值，没有返回 None
• my_dict.get(key, value)：存在返回固定数据，不存在返回自定义的默认值 value

代码

print(my_dict.get('hobbys'))
print(my_dict.get('hobbys', '自定义默认'))

# 输出：None 自定义默认

4.4.3 字典的添加和修改

• 字典[key] = 数据值
  • key 值存在，修改数据
  • key 值不存在，添加数据

4.4.4 字典的删除

• del
  • del 字典名：直接将 字典变量抹除
  • del 字典明[key]：根据key来删除字典中的元素
• pop：通过 key 来删除指定元素，返回值告知删除了 who
• key 不存在，上述方式都报错
• 字典.clear()：删除所有键值对

代码

del my_dict[1]  # 字典的删除

delete_value = my_dict.pop('hobby')
print(f'我删除了{delete_value}')

my_dict.clear()  # 清空字典
print(my_dict)

del my_dict  # 删除字典变量，除非再次定义

4.4.5 字典的遍历

for 遍历

for key in my_dict:
    print(my_dict[key], end=" ")
print()

keys 方法

• 获取所有的 key 值
• 可以使用 list() 进行类型转换

# 获取所有的 key 值
dict_keys = my_dict.keys()
print(dict_keys, type(dict_keys))  # dict_keys(['name', 'age', 'hobby', 1]) 

values 方法

• 获取所有 value 值
• 可以使用 list() 进行类型转换

dict_values = my_dict.values()
print(dict_values, type(dict_values))  # dict_values(['carter', 18]) 

items 方法

• 获取所有键值对，元组类型

• 可以使用 list() 进行类型转换

dict_items = my_dict.items()
print(dict_items, type(dict_items))
# dict_items([('name', 'carter'), ('age', 18)]) 

for k, v in dict_items:  # 元组的拆包
    print(k, v)
# name carter
# age 18

4.5 enumerate()

enumerate() 函数用于将一个可遍历的数据对象（如列表、元组或字符串）组合为一个索引序列

同时列出数据的数据下标，一般用在for循环当中。

代码

my_list = ['a', 'b', 'c', 'd']

for i in my_list:
    print(my_list.index(i), i)  # 获取 index 和 value

for i in enumerate(my_list):  # 合并成元组
    print(i, type(i), i[0], i[1])

输出

0 a
1 b
2 c
3 d
(0, 'a') <class 'tuple'> 0 a
(1, 'b') <class 'tuple'> 1 b
(2, 'c') <class 'tuple'> 2 c
(3, 'd') <class 'tuple'> 3 d

4.6 公共方法总结

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’]	复制	字符串、列表、元组
in	3 in (1, 2, 3)	True	元素是否在	字符串、列表、元组、字典(key 值)
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(key 值)

序号	方法	描述
1	len(item)	计算容器中元素个数
2	max(item)	返回容器中元素最大值，字典比较 key 值大小
3	min(item)	返回容器中元素最小值
4	del(item)	删除容器变量

4.7 集合 set

set的定义，使用 {数据1，数据2，…}

• 集合中的数据必须是不可变类型
• 集合本身是可变类型
• 集合是无序的（添加和输出顺序并不一致）
• 没有重复数据
• 不支持下标操作

代码

# 集合 set 定义使用{数据1， 数据2, ...} 不是键值对
# 键值对：字典
# 去重
my_set = {1, False, 'hello', (1, 2)}
print(my_set)  # 无序输出

# 增加
my_set.add(100)
print(my_set)

# 删除
my_set.remove(False)
print(my_set)

# 修改
my_set.remove(1)
my_set.add(2)
print(my_set)

# 亲空
my_set.clear()
print(my_set)

输出

{False, 1, 'hello', (1, 2)}
{False, 1, (1, 2), 100, 'hello'}
{1, (1, 2), 100, 'hello'}
{(1, 2), 2, 100, 'hello'}
set()

5.函数

5.1 函数的定义

def 函数名():
    代码

• 减少代码的冗余
• 函数名遵循标识符的规则
• PEP8规范，function 前后都需要空两行

print('函数第定义前...')


# 函数的定义
def sum_number(a, b):
    return a + b


print('函数第定义后...')
# 函数调用
print('函数使用前...')
print(sum_number(1, 1))
print('函数使用后...')

5.2 函数的debug

5.3 函数书写文档说明

• 函数注释有特定位置
• 函数的参数
  • 实参：函数调用时的参数【实参传给形参】
  • 形参：函数定义时的参数

代码

print('函数第定义前...')


# 函数的定义
def sum_number(a, b):
    """
    :param a: int 类型
    :param b: int 类型
    :return: 两数之和
    """
    return a + b


print('函数第定义后...')
# 函数调用
print('函数使用前...')
print(sum_number(1, 1))
print('函数使用后...')

help(sum_number)  # 查看文档注释

输出

函数第定义前...
函数第定义后...
函数使用前...
2
函数使用后...
Help on function sum_number in module __main__:

sum_number(a, b)
    :param a: int 类型
    :param b: int 类型
    :return: 两数之和

5.4 局部/全局变量

• 局部变量：函数内部定义的变量，只能在函数内部使用

• 生存周期

  • 函数调用时被创建
  • 函数结束时被销毁

• 全局变量：函数外部定义的变量

Q：能否在函数内部修改全局变量？

• 使用 global 关键字

代码

num = 100


def func01():
    print(num)
    

def func02():
    num = 200  # 定义了一个和【全局变量】名字相同的【局部变量】而已


def func03():
    global num  # 【全局变量】：函数内部，正确修改全局变量
    num = 200


func01()  # 100
func02()  # 定义一个局部变量num=200
func01()  # 100
func03()  # global 关键字，修改全局变量
func01()  # 200【改变】

5.5 函数的返回值

在函数内部定义的局部变量，或者通过计算得到的局部变量，想要在函数外部访问和使用

此时可以使用 return 关键字

return

• 将 return 后的数据值进行返回
• 程序遇到 return ，会终止(结束)执行，不会执行之后的代码

def add(a, b):
    return a + b


result = add(int(input('输入第1个数字:')), int(input('输入第2个数字:')))
print(f'函数返回结果：{result}')

5.6 函数的多个返回值

import math


def add(a=1, b=1):  # 如果调用时，不传入参数，函数启动本身默认的值 a=1,b=1
    c = a + b
    d = int(math.fabs(a-b))
    # return c, d
    return [c, d]  # 列表
    # return (c, d)  # 元组
    # return {0: c, 1:d}  # 字典


a = int(input('输入第1个数字:'))
b = int(input('输入第2个数字:'))
# result01, result02 = add(a, b)
# print(f'函数返回结果：result01={result01}, result02={result02}')
result = add(a, b)
print(f'函数返回结果：result01={result[0]}, result02={result[1]}')


1.return 后面可以不写数据值，默认返回None
def func():
    xxx
    return  # 返回 None，终止函数的运行

2.函数可以不写 return ，返回默认值 None 
def func():
    xxx
    pass

5.7 函数传参的两种形式

def func(a, b, c):
    print(f'a：{a}')
    print(f'b：{b}')
    print(f'c：{c}')


# 1、位置传参：按照参数的位置顺序进行传参
func(1, 2, 3)
# 2、关键字使用：指定实参传给哪个形参
func(a=10, c=20, b=30)
# 3、混合使用：先位置传参，后参数传参
func(300, c=3, b=30)

代码报错

# 位置实参必须在关键字实参之前
func(a=300, 3, 30)
# SyntaxError: positional argument follows keyword argument, 

# a形参匹配多个实参，300给了a 3也给了a
func(300, a=3, c=30)
# TypeError: func() got multiple values for argument 'a'

5.8 缺省参数

def func(a, b=10):
    print(f'a={a}', end=' ')
    print(f'b={b}')


# 特点：函数调用的时候，如果给缺省参数传递实参值那它使用传递的值，否则就使用默认值
func(1)  # 不给b传实参
func(1, 2)

5.9 不定长参数

print 函数是典型的不定长元组形参类型

• 不定长元组形参
• 不定长字典形参

def func(*args, **kwargs):
    """
    :param args:一个*号，不定长元组形参，可以接收所有【位置实参】，类型是元组
    :param kwargs:两个*号，不定长字典形参，可以接收所有的【关键字实参】，类型是字典
    :return:None
    """
    for i in args:
        print(i, end=' ')
    print()
    for k, v in kwargs.items():
        print(f'kwargs[{k}]={v}')


func(1, 2, 4, a='a', b='b')

5.10 函数形参的完整格式

4种参数类型

• 普通参数
• 不定长元组参数
• 缺省参数
• 不定长字典藏书

def func(a, *c, b=1, **d):
    pass

5.11 print 函数

def print(self, *args, sep=' ', end='\n', file=None): # known special case of print
    """
    print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
    
    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file:  a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:   string inserted between values, default a space.
    end:   string appended after the last value, default a newline.
    flush: whether to forcibly flush the stream.
    sep:   输出多个参数，中间的字符，默认空格
    """
    pass

# 案例演示
print(1, 2, 3, 4, sep="->")  # 1->2->3->4

5.12 组包和拆包

组包：将多个数据值，组成元组，给到一个变量

拆包：将容器中的数据分别给到多个变量，注意：数据的个数和变量的个数要保持一致

代码

# 组包：将多个变量，组成元组，给到一个变量
a = 1, 2, 3
print(a, type(a))  # (1, 2, 3) 


def func(x, y):
    return x, y  # 组包


# 拆包：将容器中的数据分别给到多个变量，注意：数据的个数和变量的个数要保持一致
b, c, d = a

e, f = func(1, 3)

print(b, c, d, e, f, sep='->')

# 列表的拆包
my_list = [10, 20]
a, b = my_list
print(a, b)

# 字典的拆包：得到key值
my_dict = {'name': 'carter', 'age': 18}
a, b = my_dict
print(a, b)

结果

(1, 2, 3) 
1->2->3->1->3
10 20
name age

5.13 应用：交换两个变量值

代码

a = 1
b = 2
print('交换前：', a, b)

# 方式1：临时变量
temp = a
a = b
b = temp
print('方式1：', a, b)

# 方式2：数学方式
a = a + b
b = a - b
a = a - b
print('方式2：', a, b)

# 方式3: 组包--->拆包
b, a = a, b
print('方式3：', a, b)

输出

交换前： 1 2
方式1： 2 1
方式2： 1 2
方式3： 2 1

5.14 引用&内存

在 python 中，值是靠引用来传递的

我们可以用 id() 来判断两个变量是否为同一个值的引用。我们将 id 理解为那块内存标识

赋值运算符可以改变变量的引用

• a = 1：常量1 分配内存空间，将存储地址赋值给变量 a
• b = a：将 a 保存的存储地址复制给 b
• a = 2：开辟存储常量2的内存空间，将这块内存空间的地址赋值给a

列表

my_a = [1, 2, 3]
my_b = my_a

my_a.append(4)  # 修改 my_a 列表，改变了列表中元素的地址值，如果 list 的容量到了max，是否需要进行扩容？
print(my_a, id(my_a))
print(my_b, id(my_b))

5.15 类型的可变与不可变

在不改变变量引用的前提下，能否改变变量引用中的数据值

不可变类型：int float bool str tuple

可变类型： list dict

代码

# 不可变参数类型
num = 10  # int 类型
num = 20  # int 改变数据值的方式，但是id(num)发生了改变，原来内存地址的值仍然存储的是 10

a = 10
b = 10
print(id(a) == id(b))  # True

my_tuple = (1, 2, 3)
my_tuple1 = (1, 2, 3)
print(id(my_tuple) == id(my_tuple1))  # True

# 可变参数类型
my_list = [1, 2, 3]
my_list1 = [1, 2, 3]
print(id(my_list) == id(my_list1))  # False

my_list = [1, 2, 3, 4]
my_list.append(5)  # id(my_list)不会改变，但 my_list 中的元素值发生了改变

Q：元组中 List 改变是否是 tuple 改变？

A：否

可变参数的函数

def list_append(my_list, element):  # 相当于my_list = list_1
    my_list.append(element)  # 未修改 my_list 的引用地址


list_1 = [1, 2, 3]
list_append(list_1, 4)
print(list_1)


def func(a):
    a += 1  # 修改了a的引用地址
    
    
b = 10
func(b)
print(b)  # 10

5.16 递归函数

求n!

def func(n):
    if n == 1:
        return n
    return func(n-1)*n


num = int(input('输入一个数字：'))
print(F'{num}!={func(num)}')

5.17 匿名函数

使用 lambda 关键字定义的函数就是匿名函数

lambda 参数列表: 表达式

# 匿名函数的调用方法1
(lambda 参数列表: 表达式)()  # 将整个函数当作函数名+（）进行调用

# 匿名函数的调用方法2   [没有意义，不如def]
f  = lambda 参数列表: 表达式
f()

1. 无参数无返回值

   def 函数名()：
     函数代码
   
   lambda:函数代码
   

2. 无参数有返回值

   def 函数名()：
   	return 1 + 2
   
   lambda: 1 + 2
   

3. 有参数无返回值

   def 函数名(a, b):
     print(a, b)
     
     
   lambda a, b: print(a, b)
   

4. 有参数有返回值

   def 函数名(a, b):
     return a + b
   
   
   lambda a, b: a + b
   

5.18 匿名函数的使用场景

作为函数的参数

5.18.1 四则运算

案例：四则运算

def add(a, b):  # 加法运算
    return a + b


def calculate(a, b, fun):
    """
    :param a: 形参变量
    :param b: 形参变量
    :param fun:  函数
    :return:  计算结果
    """
    num = fun(a, b)
    print(num)
    return num


calculate(1, 3, add)

# 【匿名函数的应用】+3
calculate(1, 3, lambda a, b: a - b)
calculate(1, 3, lambda a, b: a * b)
calculate(1, 3, lambda a, b: a / b)

5.18.2 列表元素排序

列表的元素属于字典类型的排序应用

代码

my_list = [{'name': 'carter', 'age': 19},
           {'name': 'lsx', 'age': 15},
           {'name': 'lsd', 'age': 18}]

# 对列表中的字典元素 进行姓名升序排序
my_list.sort(key=lambda X: X['name'])
print(my_list)
# 年龄大小升序
my_list.sort(key=lambda my_dict: my_dict['age'], reverse=False)
print(my_list)

my_list01 = ['a' 'cf', 'safsdbmvf', 'abc',]
# 根据字符串长度进行降序排序
my_list01.sort(key=lambda my_str: len(my_str), reverse=True)
print(my_list01)

输出

[{'name': 'carter', 'age': 19}, {'name': 'lsd', 'age': 18}, {'name': 'lsx', 'age': 15}]
[{'name': 'lsx', 'age': 15}, {'name': 'lsd', 'age': 18}, {'name': 'carter', 'age': 19}]
['safsdbmvf', 'acf', 'abc']

5.19 列表元素快速生成

代码

# 1. 变量 = 【生成数据的规则 for 临时变量 in xxx】
my_list01 = [i for i in range(5)]
print(my_list01)

my_list02 = ['hello' for _ in range(5)]
print(my_list02)

my_list03 = [f'num:{i}' for i in range(5)]
print(my_list03)

# 2. 变量 = 【生成数据的规则 for 临时变量 in xxx if xxx】
#    每次循环 if 条件为True，生成一个数据
my_list04 = [i for i in range(0, 5, 1) if i % 2 == 0]
print(my_list04)

# 3. 变量 = 【生成数据的规则 for 临时变量 in xxx if xxx for 临时变量 in xxx if xxx】
# 双重for循环
my_list05 = [(i, j) for i in range(2) for j in range(1, 3)]
print(my_list05, type(my_list05[0]))

my_list06 = [[i, j] for i in range(2) for j in range(1, 3)]
print(my_list06, type(my_list06[0]))

my_list07 = [{'age': i, 'name': f"{j}号"} for i in range(18, 19) for j in range(1, 3)]
print(my_list07, type(my_list07[0]))

输出

[0, 1, 2, 3, 4]
['hello', 'hello', 'hello', 'hello', 'hello']
['num:0', 'num:1', 'num:2', 'num:3', 'num:4']
[0, 2, 4]
[(0, 1), (0, 2), (1, 1), (1, 2)] <class 'tuple'>
[[0, 1], [0, 2], [1, 1], [1, 2]] <class 'list'>
[{'age': 18, 'name': '1号'}, {'age': 18, 'name': '2号'}] <class 'dict'>

6.文件

6.1 文本操作

1. open 函数打开文件，没有指定 encoding，默认 GBK
2. write 函数将中文写入文件，没有指定 encoding，默认GBK
3. 在 pycharm 中双击打开文件，默认编码 UTF-8
4. 使用 utf-8 打开 GBK，出现乱码问题

代码

# 文件读取-r
f = open('1.txt', 'r', encoding='UTF-8')  # 文件中有中文！
buff = f.read()
print(buff)  # 输出文本内容
f.close()  # 关闭资源

# 文件写入-w
f = open('2.txt', mode='w', encoding='utf-8')
f.write('hello carter\n')
f.write('你好 carter\n')
f.close()

# 文件追加-a
f = open(file='1.txt', mode='a', encoding='utf-8')
f.write('hello China\n')
f.write('你好，中国\n')
f.close()

6.2 文本模式

1.文本文件：txt, py, md 能够使用记事本打开的文件
	# 可以使用 文本模式 or 二进制模式 打开文件
2.二进制文件：具有特殊格式的文件，mp3 mp4 rmvb avi png jpg 等
	# 二进制模式 打开文件：无法指定 encoding 参数

二进制的转换

buff = '你好啊！'.encode()  # 二进制编码
print(buff, type(buff))  # class 'bytes'

buff = buff.decode()  # 二进制解码
print(buff, type(buff))  # class 'str'

6.3 文本拷贝

代码

def file_copy(file_name):
    # 1、读取文件中的内容
    f = open(file=file_name, mode='r', encoding='utf-8')
    buf = f.read()
    f.close()
    
    # 2、生成新的文件名
    index = file_name.rfind('.')
    new_file_name = file_name[:index] + '副本' + file_name[index:]
    
    # 3、复制文本
    f = open(new_file_name, 'w', encoding='utf-8')
    f.write(buf)
    f.close()
    print('备份成功...')

6.4 文件操作

7.面向对象

7.1 基本概念

两种编程思想

• 面向过程：亲历亲为+自己写函数
• 面向对象：封装+继承+多态

类：大驼峰命名法

方法：在类中定义的函数

7.2 类的属性

外部操作属性

• 缺点1：只能单独的用于该操作对象来使用
• 缺点2：类内部无法使用外部添加的属性

class Dog():
    def play(self):
        print('二哈快乐的拆家中...')
        
        
dog01 = Dog()
# 外部添加属性
dog01.name = '二哈'
dog01.age = 4

# 修改属性
dog01.age = 3

内部操作属性

• self：指调用方法的对象本身

class Dog():
    def play(self):
        print(f'小狗 {self.name}快乐的拆家中...')  # 没有 name 属性，调用该方法就会报错


dog = Dog()
dog.name = '二哈'
dog.play()

print('-'*30)

dog1 = Dog()
dog1.play()
# AttributeError: 'Dog' object has no attribute 'name'

7.3 魔法方法

在 python 的类中,有一类方法,这类方法以 `两个下划线开头` 和`两个下划线结尾`
在`满足某个特定条件的情况下,会自动调用`. 这类方法,称为魔法方法

如何学习魔法方法:
1. 魔法方法在什么情况下会自动调用
2. 这个魔法方法有什么作用
3. 这个魔法方法有哪些注意事项

7.3.1 __init__()

• 用于初始化属性

调用时机: 在创建对象之后,会立即调用.
作用: 
	1. 用来给对象添加属性,给对象属性一个初始值(构造函数)
	2. 代码的业务需求,每创建一个对象,都需要执行的代码可以写在 `__init__ `中
	
【注意点】: 如果 `__init__` 方法中,有除了 self 之外的形参,那么在创建的对象的时候,需要给额外的形参传递实参值 `类名(实参)`

唯一形参

结果

多个参数

7.3.2 __str__()

• toString()：用于输出信息

调用时机:
	1. `print(对象)`, 会自动调用 `__str__` 方法, 打印输出的结果是 `__str__` 方法的返回值
	2. `str(对象)`  类型转换,将自定义对象转换为字符串的时候, 会自动调用
应用:
	1. 打印对象的时候,输出一些属性信息
	2. 需要将对象转换为字符串类型的时候
注意点:
	`方法必须返回一个字符串`,只有 self 一个参数

没有__str__()方法时

代码

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        print('Dog类初始化...')
        self.name = name
        self.age = age


dog = Dog('大黄', 4)
print(dog)  # 没有__str__方法，默认输出对象的引用地址

str_dog = str(dog)
print(str_dog)  # 没有__str__方法的类型转换，默认输出对象的引用地址

输出

Dog类初始化...
<__main__.Dog object at 0x000001FE24F4B438>
<__main__.Dog object at 0x000001FE24F4B438>

有__str__()方法时

代码

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        print('Dog类初始化...')
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return f'今年{self.age}岁的{self.name}被外星人抓走了！'


dog = Dog('大黄', 4)
print(dog)  # 默认输出__str__()方法的返回格式

str_dog = str(dog)
print(str_dog)  # 默认输出__str__()方法的返回格式

输出

Dog类初始化...
今年4岁的大黄被外星人抓走了！
今年4岁的大黄被外星人抓走了！

7.3.3 __del__()

析构函数
调用时机:
	对象在内存中被销毁删除的时候(引用计数为 0)会自动调用 __del__ 方法
	1. 程序代码运行结束,在程序运行过程中,创建的所有对象和变量都会被删除销毁
	2. 使用 `del 变量` , 将这个对象的引用计数变为 0.会自动调用 __del__ 方法
应用场景:
	对象被删除销毁的时候,要书写的代码可以写在 `__del__`中.一般很少使用

引用计数: 是 python 内存管理的一种机制, 是指一块内存,有多少个变量在引用,
1. 当一个变量,引用一块内存的时候,引用计数加 1
2. 当删除一个变量,或者这个变量不再引用这块内存.引用计数减 1
3. 当内存的引用计数变为 0 的时候,这块内存被删除,内存中的数据被销毁

my_list = [1, 2]  # 1
my_list1 = my_list # 2：该存储值的内存地址被引用2次，计数器为2
del my_list  # 1
del my_list1 # 0：没有人引用[1, 2]这块地址的值，自动调用__del__()方法

8.继承

8.1 继承的基本语法

继承：描述类与类之间的所属关系
基本语法：
class 类B（类A）
	pass

成为B继承A

`特点：子类可以使用父类的方法和属性
优点：代码复用，重复相同的代码不用多次书写
名词：
	`类A：父类	基类
    `类B：子类	派生类

代码

class Animal(object):
    def eat(self):
        print(f'{self.name}能吃蔬菜，能吃肉')

    def __init__(self):
        self.name = '动物'


class Dog(Animal):
    def son_func(self):
        print('狗子吃屎，父亲是', self.name, sep='')


dog = Dog()
# 子类调用父类的方法和属性
dog.eat()
print(dog.name)
# 子类调用自己的方法
dog.son_func()

输出

动物能吃蔬菜，能吃肉
动物
狗子吃屎，父亲是动物

8.2 多层继承

代码

`1.祖宗
class Animal(object):
    def eat(self):
        print('欢乐的吃东西...')

`2.父亲
class Dog(Animal):
    def play(self):
        print('愉快的玩耍...')

`3.儿子
class DogSon(Dog):
    pass


`DogSon-->Dog 单继承   DogSon-->Dog-->Animal 多层继承
dog_son = DogSon()
dog_son.eat()  # 祖宗的方法
dog_son.play()  # 父亲的方法

8.3 重写

`子类重写父类的方法

重写: 子类定义和父类名字相同的方法.
为什么重写: 父类中的方法,不能满足子类对象的需求,所以要重写.
重写之后的特点: 子类对象调用子类自己的方法,不再调用的方法,父类对象调用父类自己的方法.

class Dog(object):
    def bark(self):
        print('狗子汪汪叫...')

class Cat(Dog):
    def bark(self):
        print('小猫喵喵喵...')

dog = Dog()
dog.bark()

cat = Cat()			`狗子汪汪叫...
cat.bark()			`小猫喵喵喵...

8.4 子类调用父类的方法

class Dog(object):
    def bark(self):
        print('狗子汪汪叫...')


class Cat(Dog):
    def bark(self):
        print('小猫喵喵喵...')

    `子类中如何调用父类的方法
    def parents_func(self):
        `调用方式1
        Dog.bark(self)
        `调用方式2
        super(Cat, self).bark()
        `调用方式3
        super().bark()


Dog().bark()

cat = Cat()
cat.bark()
cat.parents_func()

8.5 重写父类的__init__方法

class Dog(object):
    def __init__(self, name):
        self.age = 0
        self.name = name

    def __str__(self):
        return f'名字为：{self.name}, 年龄是：{self.age}'


class Cat(Dog):
    # 1.子类重写父类的__init__方法
    def __init__(self, name, color):
        super(Cat, self).__init__(name)  # 需要调用父类的__init__并将参数传过去
        self.color = color
        
	# 2。子类重写__str__方法
    def __str__(self):
        return f'名字为：{self.name}, 年龄是：{self.age}, 毛色为：{self.color}'


cat = Cat('二哈', '撒黑色')
print(cat)

8.6 多继承

8.7 私有权限

访问权限控制: 在什么地方可以使用和操作.
私有权限: 
	定义: 在方法和属性前加上两个下划线, 就变为私有.
	1. `不能在类外部通过对象直接访问和使用, 只能在类内部访问和使用
	2. 不能被子类继承,
公有: 不是私有的,就是公有的.

8.8 实例属性 & 类属性

• 实例属性
  • 通过实例对象 self 定义的属性都是实例属性
  • 每一个实例对象存一份，并且值可能不一样
• 类属性
  • 在类内部，方法外定义的属性都是类属性
  • 类属性，内存中只有一份

Code

class Dog():
    # 类属性：类内部+方法外
    class_name = '大狗狗类'

    def __init__(self, name):
        # 实例属性
        self.name = name


# 1. the first init object
dog01 = Dog('big yellow')
print(dog01.name)

# 2. the second init object
dog02 = Dog('big white')
print(dog02.name)

# class attribute
# this result is True
print(dog01.class_name == dog02.class_name)

Output

=====实例属性=====
big yellow
big white

====类属性====
True

8.9 实例方法 & 类方法

• 实例方法：类中默认定义的方法，就是实例方法，第一个参数是self，表示实例对象

• 类方法

  • 使用 @classnethod 装饰的方法，称为类方法
  • 第一个参数是cls，代表的是类对象自己
  • 目的：调用类属性

• 如果在方法中使用实例属性，那么该方法必须定义为实例方法

• 前提：不需要使用实例属性，需要使用类属性，可以将这个方法定义为类方法

---

代码

class Dog:
    # 类属性
    class_name = '亚历山大——狗王'

    def __init__(self, name):  # 实例方法
        self.name = name  # 实例属性


    @classmethod
    def get_class_name(cls):  # 类方法
        return cls.class_name  # 调用类属性

8.9 静态方法

使用 @staticmethod 修饰的方法

1. 如果在方法中使用了实例属性，那么它就是实例方法a
2. 前提：不需要使用实例属性，需要使用类属性，这个方法就是类方法
3. 不需要使用实例属性，同时也不需要使用类属性，此时可以将这个方法定义为静态方法

9.多态

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def play(self):
        print(f'类Dog-->{self.name}愉快的玩耍')


class SonDon(Dog):
    def __int__(self, name):
        super().__init__(name)

    def play(self):
        print(f'类SonDog-->{self.name}愉快的玩耍')


# 两个类都有 play 方法
def play_with_dog(obj_dog):
    obj_dog.play()


dog = Dog('二哈')
son_dog = SonDon('大王')

# 调用公共方法---多态
play_with_dog(dog)
play_with_dog(son_dog)

输出

类Dog-->二哈愉快的玩耍
类SonDog-->大王愉快的玩耍

10.异常

10.1 捕获异常

1、基本概念

异常的组成：
`异常类型`：异常具体的描述

2、异常的捕获

"""
try:
	可能发生异常的代码
except (异常类型1，异常类型2，...):
	发生异常执行的代码
"""

# 1.捕获单个异常
try:
    print(10/0)
except ZeroDivisionError:
    print('错误，被除数不能为0')
    
# 2.捕获多个异常
a = input('输入一个被除数：')
try:
    num = int(a)
    print(10/num)
except (ZeroDivisionError, ValueError):
    print('您的输入有误...')

"""
try:
	可能发生异常的代码
except 异常类型1：
	statement+1
except 异常类型2：
	statement+2
except ...
"""
a = input('输入一个被除数：')
try:
    num = int(a)
    print(10/num)
except ZeroDivisionError:
    print('错误，被除数不能为0')
except ValueError:
    print('输入有误...')

10.2 打印异常信息

"""
try:
	可能异常的代码
except (异常类型1，异常类型2，...) as 变量名:
	发生异常执行的代码
	print(变量名)
"""

a = input('输入被除数：')
try:
    num = int(a)
    print(10/num)
except(ValueError, ZeroDivisionError) as error:
    print('输入有误，', error, sep='')
    
# invalid literal for int() with base 10: 's'
# division by zero

10.3 捕获所有类型的异常

try:
	可能异常的代码
except:  # 缺点：不能获取异常的描述信息
	发生异常执行的代码
==================================
    
try:
    可能发生异常的代码
except Exception as e:
    发生异常执行的代码
    print(e)
    pass

==================================
# Exception 是常见异常类的父类,
ZeroDivisionError --> ArithmeticError --> Exception --> BaseException  ===> object
ValueError --> Exception --> BaseException  ===> object

10.4 异常的完整结构

try:
    可能发生异常的代码
except Exception as e:
    发生异常执行的代码
    print(e)
else:
    代码没有发生异常,会执行
finally:
    不管有没有发生异常,都会执行

10.5 自定义异常类

class PasswordLengthError(Exception):  # 自定义密码长度异常类，继承Exception
    pass


def get_password():
    password = input('请输入密码：')
    if len(password) >= 8:
        print('密码长度合格')
    else:
        # 抛出异常
        raise PasswordLengthError('密码长度不足8位数')

        
# 异常捕获
try:
    get_password()
except PasswordLengthError as e:
    print(e)  # 密码长度不足8位数

11.模块

import random
random.randint(a, b)  # 产生[a,b]的数字

python 中的一个代码文件，直接使用别人实现的功能！

11.1 模块的导入

模块就是一个 python 文件

注意：模块的名字遵循标识符的规则

# 方式一
import 模块名
模块名.功能名()

# 方式二：如果存在重名的变量名，则会被覆盖
from 模块名 import 功能名1，功能名2，...

# 方式三：可能存在覆盖【不推荐使用】
from 模块名 import *  # 将模块中所有功能导入

关键字 as
作用：起别名

11.2 设置 Sources Root

如果出现同级目录下导模块爆红问题

11.3 模块中的变量__all__

__all__可以在每个代码文件（模块）中定义，类型是 元组、列表

作用：影响 from 模块名 import *，其它两种导入形式不受影响

1. 如果没有定义 __all__ 变量，模块中的所有功能，都可以被导入
2. 如果定义了 __all__ 变量，只能导入变量中定义的内容

11.4 模块中的变量__name__

相当于 Java 中的main方法，程序入口程序

测试的时候能够执行，被调用的时候不会自动执行

---

模块1

num = 1
print('num--->', num)  # 当代码文件作为模块导入的时候也会自动执行此段代码

# 测试的时候执行
if __name__ == '__main__':
    print('main-->num--->', num)  # 当模块导入的时候不会自动执行

main.py

import 模块一  # 会输出：num---> 1
			  # 不会输出：main-->num--->1

11.5 注意事项

• 自己定义的模块不要和系统中的模块名相同

• 模块的搜索顺序

  • 当前目录—>系统目录—>程序报错

12.包

包: 功能相近或者相似的模块放在一个目录中
	并在目录中定义一个 `__init__.py` 文件,这个目录就是包
	
	
导入方法
	1. import 包名.模块名 as 别名
	2. from 包名.模块名 import 功能名
	3. from 包名 import *  `导入的是__init__.py`中的内容

问题总结

Q：修改 list 里的元素，改变了 list 的元素数量或元素值，如果 list 到了max存储容量， list 进行扩容时， 是否改变内存地址？

文件路径 \User 报错

代码：img = imread('C:\Users\26724\Pictures\4K壁纸\可爱比基尼美女.jpg')
错误：SyntaxError: (unicode error) 'unicodeescape' codec can't decode bytes in position 2-3: truncated \UXXXXXXXX escape

原因：在Python中\是转义符，\u表示其后是UNICODE编码，因此\User在这里会报错，在字符串前面加个r表示就可以了
修改：img = imread(r'C:\Users\26724\Pictures\4K壁纸\可爱比基尼美女.jpg')