《Python基础教程（第三版）》阅读笔记

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本文参考自《Beginning Python: from novice to professional》，中文版为《Python基础教程（第三版）》。

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1 快速上手：基础知识

• from __future__import xxx ：从python2.1开始，当一个新的语言特性首次出现在发行版中时，如果该新特性与旧版本的python不兼容，则该新特性默认会被禁用。要想启用这个新特性，必须使用该语句进行导入。

• /：除法 ；//：整除，向下圆整；%：求余；**：乘方

• round 圆整到最接近的整数，并在两个整数一样近时圆整到偶数。

• nan 具有特殊含义，指的是“非数值”（not a number）。

• #!/usr/bin/env python：无需显式地使用Python解释器

  $ hello.py

• str() 的输出追求可读性，输出格式要便于理解，适合用于输出内容到用户终端。

  repr() 的输出追求明确性，除了对象内容，还需要展示出对象的数据类型信息，适合开发和调试阶段使用。

  >>> print(repr("Hello,\nworld!"))
  'Hello,\nworld!'
  >>> print(str("Hello,\nworld!"))
  Hello,
  world
  

• 要表示很长的字符串（跨越多行的字符串），可使用三引号（而不是普通引号）。

• 原始字符串用前缀 r 表示，不能以单个反斜杠结尾。

  >>> print(r'Let\'s go!')
  Let\'s go!
  >>> print(r'C:\Program Files\foo\bar' '\\')
  C:\Program Files\foo\bar\
  

2 列表和元组

• 元组语法很简单，只要将一些值用逗号分隔，就能自动创建一个元组。
• 只包含一个值的元组，在它后面加上逗号。

3 字符串

• 字符串是不可变的

4 字典

• 在字典中，键的排列顺序是不固定的，因此打印字典时，每次的顺序都可能不同。

5 条件、循环及其他

• print

  # 自定义分隔符，默认的是空格
  >>> print("I", "wish", "to", "register", "a", "complaint", sep="_")
  I_wish_to_register_a_complaint
  
  # 自定义结束字符串，以替换默认的换行符。例如，如果将结束字符串指定为空字符串，以后就可继续打印到当前行。
  print('Hello,', end='')
  print('world!')
  

• 赋值魔法

  • 序列解包/赋值魔法：

    # 星号运算符（ * ）来收集多余的值，这样无需确保值和变量的个数相同
    >>> name = "Albus Percival Wulfric Brian Dumbledore"
    >>> first, *middle, last = name.split()
    >>> middle
    ['Percival', 'Wulfric', 'Brian']
    
    # 带星号的变量最终包含的总是一个列表。
    

  • 链式赋值：将多个变量关联到同一个值。x = y = somefunction()

  • 增强赋值： x += 1

• 布尔值：False None 0 "" () [] {} 为假，其他为真； True 和 False 不过是0和1的别名

• 支持链式比较：可同时使用多个比较运算符，如 0 < age < 100

• == 用来检查两个对象是否相等，而 is 用来检查两个对象是否相同（是同一个对象）。

• 添加 assert 语句充当检查点

  >>> age = -1
  >>> assert 0 < age < 100, 'The age must be realistic'
  

• 并行迭代：zip

  for name, age in zip(names, ages):
  	print(name, 'is', age, 'years old')
  

• 迭代时获取索引：enumerate

• 判断循环是否是提前结束：

  from math import sqrt
  for n in range(99, 81, -1):
  	root = sqrt(n)
  	if root == int(root):
  		print(n)
  		break
  else:
  	print("Didn't find it!")
  

  无论是在 for 循环还是 while 循环中，都可使用 continue 、 break 和 else 子句。

• 列表推导：使用多个 for 部分时，也可添加 if 子句。

  >>> girls = ['alice', 'bernice', 'clarice']
  >>> boys = ['chris', 'arnold', 'bob']
  >>> [b+'+'+g for b in boys for g in girls if b[0] == g[0]]
  ['chris+clarice', 'arnold+alice', 'bob+bernice']
  

• 字典推导：for 前面有两个用冒号分隔的表达式。这两个表达式分别为键及其对应的值。

  >>> squares = {i:"{} squared is {}".format(i, i**2) for i in range(10)}
  >>> squares[8]
  '8 squared is 64'
  

• exec 执行一系列Python语句，而 eval 计算用字符串表示
  的Python表达式的值，并返回结果（ exec 什么都不返回，因为它本身是条语句）。

• 添加第二个参数——字典，用作代码字符串的命名空间，避免污染原来的命名空间。

  >>> from math import sqrt
  >>> scope = {}
  >>> exec('sqrt = 1', scope)
  >>> sqrt(4)
  2.0
  >>> scope['sqrt']
  1
  

6 抽象

• 放在函数开头的字符串称为文档字符串（docstring），将作为函数的一部分存储起来。square.__doc__ help(square)

• 前面使用的参数都是位置参数，使用名称指定的参数称为关键字参数，主要优点是有助于澄清各个参数的作用。hello_3(name='Gumby')

• 收集参数：

  def print_params_2(title, *params):
  	print(title)
  	print(params)
  
  def in_the_middle(x, *y, z):
  	print(x, y, z)
      
  >>> in_the_middle(1, 2, 3, 4, 5, z=7)   
  

  星号意味着收集余下的位置参数。带星号的参数也可放在其他位置（而不是最后），此时使用名称来指定后续参数。

  收集关键字参数，可使用两个星号。这样得到的是一个字典而不是元组。

  >>> def print_params_3(**params):
  ... print(params)
  ...
  >>> print_params_3(x=1, y=2, z=3)
  {'z': 3, 'x': 1, 'y': 2}
  

• 分配参数

  def add(x, y):
  	return x + y
  	
  params = (1, 2)
  >>> add(*params)
  

  通过使用运算符 ** ，可将字典中的值分配给关键字参数。

• 可使用函数 globals 来访问全局变量。这个函数类似于 vars ，返回一个包含全局变量的字典。（ locals 返回一个包含局部变量的字典。）

• 重新关联全局变量，global x

• 递归：基线条件（针对最小的问题）：满足这种条件时函数将直接返回一个值。递归条件：包含一个或多个调用，这些调用旨在解决问题的一部分。

• 函数式编程

  >>> list(map(str, range(10))) # 与[str(i) for i in range(10)]等价
  ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
  
   lambda x, y: x+y # 匿名函数
  

7 再谈抽象

• 多态（polymorphism） 方法 鸭子类型
• 多态让你无需知道对象所属的类（对象的类型）就能调用其方法，而封装让你无需知道对象的构造就能使用它。
• 封装 属性
• 多重继承，是一个功能强大的工具。然而，除非万不得已，否则应避免使用多重继承
• 抽象类是不能（至少是不应该）实例化的类，其职责是定义子类应实现的一组抽象方法。

8 异常

• 在没有出现异常时执行一个代码块，不管 try 子句中发生什么异常，都将执行 finally 子句。

  try:
  	1 / 0
  except NameError:
  	print("Unknown variable")
  else:
  	print("That went well!")
  finally:
  	print("Cleaning up.")
  

• 闭眼就跳，直接去做，有问题再处理，而不是预先做大量的检查。

9 魔法方法、特性和迭代器

• 构造函数（constructor）

• super(SongBird, self)；super().__init__()

• 基本的序列和映射协议

  __len__(self) ：

  __getitem__(self, key) ：

  __setitem__(self, key, value):

  __delitem__(self, key) ：

• size = property(get_size, set_size)

  调用函数 property 并将存取方法作为参数（获取方法在前，
  设置方法在后）创建了一个特性，然后将名称 size 关联到这个特性。

• 迭代器

  class TestIterator:
  	value = 0
  	def __next__(self):
  		self.value += 1
  		if self.value > 10: raise StopIteration
  		return self.value
  	def __iter__(self):
  		return self
  

  当你调用方法 __next__ 时，迭代器应返回其下一个值。如果迭代器没有可供返回的值，应引发 StopIteration 异常。

  next(it) 与it.__next__() 等效。

• 生成器：包含 yield 语句的函数都被称为生成器

  每次使用 yield 生成一个值后，函数都将冻结，即在此停
  止执行，等待被重新唤醒。被重新唤醒后，函数将从停止的地方开始继续执行。

• 生成器推导：不立即执行循环，而是返回一个生成器，让你能够逐步执行计算。

  >>> g = ((i + 2) ** 2 for i in range(2, 27))
  >>> next(g)
  16
  
  sum(i ** 2 for i in range(10))
  

• 递归式生成器

• 生成器由两个单独的部分组成：生成器的函数和生成器的迭代器。生成器的函数是由 def 语句定义的，其中包含 yield 。生成器的迭代器是这个函数返回的结果。用不太准确的话
  说，这两个实体通常被视为一个，通称为生成器。

10 开箱即用

• 导入模块多次和导入一次的效果相同

  >>> import sys
  >>> sys.path.append('C:/python')
  

• if __name__ == '__main__': test()

• 模块存储在扩展名为.py的文件中，而包则是一个目录。

• 探索模块

  • [n for n in dir(copy) if not n.startswith('_')] 列出所有的函数、类、变量等
  • __all__ = ["Error", "copy", "deepcopy"] 旨在定义模块的公有接口，如果不设置 __all__ ，则会在以 import * 方式导入时，导入所有不以下划线打头的全局名称。

• 常用模块

  • 在较新的版本中，集合是由内置类 set 实现
  • 堆（heap），它是一种优先队列。优先队列让你能够以任意顺序添加对象，并随时（可能是在两次添加对象之间）找出（并删除）最小的元素。
  • 正则表达式
    • 正则表达式是可匹配文本片段的模式：在文本中查找模式，将特定的模式替换为计算得到的值，以及将文本分割成片段。
    • 句点与除换行符外的任何字符都匹配，因此被称为通配符（wildcard）。
    • 例如 ‘[a-zA-Z0-9]’ 与大写字母、小写字母和数字都匹配。请注意，字符集只能匹配一个字符。
    • 例如'[^abc]'与除a、b和c外的其他任何字符都匹配。

11 文件

with open("somefile.txt") as somefile:
	do_something(somefile)

13 数据库支持

• Python DB API
• 模块 sqlite3

14 网络编程

• 模块 socket

15 Python和Web

• flask

16 测试基础

• 测试一点点，再编写一点点代码

17 扩展Python

• 鱼和熊掌兼得
  • 使用Python开发原型
  • 对程序进行性能分析以找出瓶颈
  • 使用C（或者C++、C#、Java、Fortran等）扩展重写瓶颈部分。

18 程序打包

• pyinstaller

19 趣味编程

• 原型设计：尝试性实现
• 配置：
  • 提取代码中的符号常量
  • configparser
• 日志：模块 logging