看完这篇文章，你的Python基础就差不多了

前言

本文是基于黑马程序员2018年的Python基础班的内容编写的，以2018年的资料为蓝本，2016年的资料为补充，还参考了一些网上的教程，旨在更好地总结Python基础知识，力求简明扼要，以供实战演练时能够快速查询遗忘的知识点。学一门语言贵在坚持用它，不用就淡忘了，而记录下一篇文章也有助于日后快速回忆。全文分为两大部分，分别是Python基础语法和面向对象。

第一部分 Python基础语法

第一部分 Python基础语法

1. 认识Python

1.1 Python 简介

Python 的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。

Python 的设计目标：

• 一门简单直观的语言并与主要竞争者一样强大
• 开源，以便任何人都可以为它做贡献
• 代码像纯英语那样容易理解
• 适用于短期开发的日常任务

Python 的设计哲学：

• 优雅、明确、简单

Python 开发者的哲学是：用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事

Python 是完全面向对象的语言，在 Python 中一切皆对象。

可扩展性：如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以把这部分程序用 C 或 C++ 编写，然后在 Python 程序中使用它们。

1.2. 第一个Python程序

执行 Python 程序的三种方式：
解释器、交互式运行、IDE运行

Python 是一个格式非常严格的程序设计语言。
python 2.x 默认不支持中文。

• ASCII 字符只包含 256 个字符，不支持中文

• Python 2.x 的解释器名称是 python
• Python 3.x 的解释器名称是 python3

为了照顾现有的程序，官方提供了一个过渡版本 —— Python 2.6。

提示：如果开发时，无法立即使用 Python 3.0（还有极少的第三方库不支持 3.0 的语法），建议

• 先使用 Python 3.0 版本进行开发
• 然后使用 Python 2.6、Python 2.7 来执行，并且做一些兼容性的处理

IPython 是一个 python 的 交互式 shell，比默认的 python shell 好用得多，它支持 bash shell 命令，适合于学习/验证 Python 语法或者局部代码。

集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）—— 集成了开发软件需要的所有工具，一般包括以下工具：

• 图形用户界面
• 代码编辑器（支持 代码补全／自动缩进）
• 编译器／解释器
• 调试器（断点／单步执行）
• ……

PyCharm 是 Python 的一款非常优秀的集成开发环境

PyCharm运行工具栏

1.3. PyCharm 的设置

PyCharm 的 配置信息 是保存在 用户家目录下 的 .PyCharmxxxx.x 目录下的，xxxx.x 表示当前使用的 PyCharm 的版本号

1.3.1 恢复 PyCharm 的初始设置：

• 1. 关闭正在运行的 PyCharm
• 1. 在终端中执行以下终端命令，删除 PyCharm 的配置信息目录：

$ rm -r ~/.PyCharm2016.3

• 1. 重新启动 PyCharm

1.3.2 PyCharm 安装和启动步骤：

• 1. 执行以下终端命令，解压缩下载后的安装包

$ tar -zxvf pycharm-professional-2017.1.3.tar.gz

• 1. 将解压缩后的目录移动到 /opt 目录下，可以方便其他用户使用

/opt 目录用户存放给主机额外安装的软件

$ sudo mv pycharm-2017.1.3/ /opt/

• 1. 切换工作目录

$ cd /opt/pycharm-2017.1.3/bin

• 1. 启动 PyCharm

$ ./pycharm.sh

1.3.3 设置启动图标

• 在专业版中，选择菜单 Tools / Create Desktop Entry... 可以设置任务栏启动图标
• 注意：设置图标时，需要勾选 Create the entry for all users
  快捷方式文件
  /usr/share/applications/jetbrains-pycharm.desktop

在 ubuntu 中，应用程序启动的快捷方式通常都保存在 /usr/share/applications 目录下

1.3.4 卸载之前版本的 PyCharm

要卸载 PyCharm 只需要做以下两步工作：

• 1. 删除解压缩目录

$ sudo rm -r /opt/pycharm-2016.3.1/

• 1. 删除家目录下用于保存配置信息的隐藏目录

$ rm -r ~/.PyCharm2016.3/

如果不再使用 PyCharm 还需要将 /usr/share/applications/ 下的 jetbrains-pycharm.desktop 删掉

1.4. 多文件项目的演练

• 开发 项目 就是开发一个 专门解决一个复杂业务功能的软件
• 通常每 一个项目 就具有一个 独立专属的目录，用于保存 所有和项目相关的文件
• 在 PyCharm 中，要想让哪一个 Python 程序能够执行，必须首先通过 鼠标右键的方式执行 一下
• 对于初学者而言，在一个项目中设置多个程序可以执行，是非常方便的，可以方便对不同知识点的练习和测试
• 对于商业项目而言，通常在一个项目中，只有一个 可以直接执行的 Python 源程序

让选中的程序可以执行

2. 注释

• 注释的作用
  使用用自己熟悉的语言，在程序中对某些代码进行标注说明，增强程序的可读性

2.1 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

print("hello python")  # 输出 `hello python`

为了保证代码的可读性，# 后面建议先添加一个空格，然后再编写相应的说明文字；为了保证代码的可读性，注释和代码之间 至少要有 两个空格。

2.2 多行注释（块注释）

• 要在 Python 程序中使用多行注释，可以用 一对 连续的 三个 引号(单引号和双引号都可以)

"""
这是一个多行注释

在多行注释之间，可以写很多很多的内容……
""" 
print("hello python")

提示：

1. 注释不是越多越好，对于一目了然的代码，不需要添加注释
2. 对于 复杂的操作，应该在操作开始前写上若干行注释
3. 对于 不是一目了然的代码，应在其行尾添加注释（为了提高可读性，注释应该至少离开代码 2 个空格）
4. 绝不要描述代码，假设阅读代码的人比你更懂 Python，他只是不知道你的代码要做什么

2.3 代码规范：

• Python 官方提供有一系列 PEP（Python Enhancement Proposals） 文档，其中第 8 篇文档专门针对 Python 的代码格式 给出了建议，也就是俗称的 PEP 8：
  • 文档地址：https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/
  • 谷歌有对应的中文文档：http://zh-google-styleguide.readthedocs.io/en/latest/google-python-styleguide/python_style_rules/

3. 运算符

3.1 算数运算符

是完成基本的算术运算使用的符号，用来处理四则运算，而“+”和“*”还可以用来处理字符串。

运算符	描述	实例
+	加	10 + 20 = 30
-	减	10 - 20 = -10
*	乘	10 * 20 = 200
/	除	10 / 20 = 0.5
//	取整除	返回除法的整数部分（商） 9 // 2 输出结果 4
%	取余数	返回除法的余数 9 % 2 = 1
**	幂	又称次方、乘方，2 ** 3 = 8

3.2 比较（关系）运算符

运算符	描述
==	检查两个操作数的值是否 相等，如果是，则条件成立，返回 True
!=	检查两个操作数的值是否 不相等，如果是，则条件成立，返回 True
>	检查左操作数的值是否 大于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True
<	检查左操作数的值是否 小于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True
>=	检查左操作数的值是否 大于或等于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True
<=	检查左操作数的值是否 小于或等于 右操作数的值，如果是，则条件成立，返回 True

• Python 2.x 中判断 不等于 还可以使用 <> 运算符
• != 在 Python 2.x 中同样可以用来判断 不等于

3.3 赋值运算符

• 在 Python 中，使用 = 可以给变量赋值。在算术运算时，为了简化代码的编写，Python 还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符，注意：赋值运算符中间不能使用空格。

运算符	描述	实例
=	简单的赋值运算符	c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+=	加法赋值运算符	c += a 等效于 c = c + a
-=	减法赋值运算符	c -= a 等效于 c = c - a
*=	乘法赋值运算符	c *= a 等效于 c = c * a
/=	除法赋值运算符	c /= a 等效于 c = c / a
//=	取整除赋值运算符	c //= a 等效于 c = c // a
%=	取 模 (余数)赋值运算符	c %= a 等效于 c = c % a
**=	幂赋值运算符	c **= a 等效于 c = c ** a

3.4 身份运算符

身份运算符比较两个对象的内存位置。常用的有两个身份运算符，如下所述：

运算符	描述	示例
is	判断两个标识符是不是引用同一个对象	x is y，类似 id(x) == id(y)
is not	判断两个标识符是不是引用不同对象	x is not y，类似 id(a) != id(b)

辨析

• is 用于判断 两个变量引用的对象是否为同一个
• == 用于判断 引用变量的值 是否相等

3.5 成员运算符

Python成员运算符测试给定值是否为序列中的成员。 有两个成员运算符，如下所述：

运算符	描述
in	如果在指定的序列中找到一个变量的值，则返回true，否则返回false。
not in	如果在指定序列中找不到变量的值，则返回true，否则返回false。

3.6 逻辑运算符

运算符	逻辑表达式	描述
and	x and y	只有 x 和 y 的值都为 True，才会返回 True 否则只要 x 或者 y 有一个值为 False，就返回 False
or	x or y	只要 x 或者 y 有一个值为 True，就返回 True 只有 x 和 y 的值都为 False，才会返回 False
not	not x	如果 x 为 True，返回 False 如果 x 为 False，返回 True

3.7 运算符优先级

• 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列：

运算符	描述
**	幂 (最高优先级)
* / % //	乘、除、取余数、取整除
+ -	加法、减法
<= < > >=	比较运算符
== !=	等于运算符
= %= /= //= -= += *= **=	赋值运算符
is is not	身份运算符
in not in	成员运算符
not or and	逻辑运算符

<补>程序执行原理

Python程序执行示意图

1. 操作系统会首先让 CPU 把 Python 解释器 的程序复制到 内存 中
2. Python 解释器 根据语法规则，从上向下 让 CPU 翻译 Python 程序中的代码
3. CPU 负责执行翻译完成的代码

Python 的解释器有多大？

• 执行以下终端命令可以查看 Python 解释器的大小

# 1. 确认解释器所在位置
$ which python

# 2. 查看 python 文件大小(只是一个软链接)
$ ls -lh /usr/bin/python

# 3. 查看具体文件大小
$ ls -lh /usr/bin/python2.7

4. 变量

4.1 变量定义

• 在 Python 中，每个变量 在使用前都必须赋值，变量 赋值以后 该变量 才会被创建
• 可以用 其他变量的计算结果 来定义变量
• 变量名 只有在 第一次出现 才是 定义变量

变量名 = 值

使用交互式方式，如果要查看变量内容，直接输入变量名即可，不需要使用 print 函数
使用解释器执行，如果要输出变量的内容，必须要要使用 print 函数

4.2 变量的类型

• 在 Python 中定义变量是 不需要指定类型（在其他很多高级语言中都需要），Python 可以根据 = 等号右侧的值，自动推导出变量中存储数据的类型
• 数据类型可以分为 数字型 和 非数字型
  • 数字型
    • 整型 (int)：Python3中的所有整数都表示为长整数。 因此，长整数没有单独的数字类型。
    • 浮点型（float）
    • 布尔型（bool） ：真 True 非 0 数 —— 非零即真，假 False 0。
    • 复数型 (complex)：复数是由x + yj表示的有序对的实数浮点数组成，其中x和y是实数，j是虚数单位。
  • 非数字型：有些运算符还支持这些数据类型，详见4.4.5.3 运算符。
    • 字符串（str）：加号(+)是字符串连接运算符，星号(*)是重复运算符。
    • 列表（list）
    • 元组（tuple）
    • 字典（dict）

提示：在 Python 2.x 中，整数 根据保存数值的长度还分为：

• int（整数）
• long（长整数）

• 使用 type 函数可以查看一个变量的类型

In [1]: type(name)

<补>不同类型变量之间的计算

1. 数字型变量 之间可以直接计算

• 在 Python 中，两个数字型变量是可以直接进行 算数运算的
• 如果变量是 bool 型，在计算时
  • True 对应的数字是 1
  • False 对应的数字是 0

1. 字符串变量 之间使用 + 拼接字符串
2. 字符串变量 可以和 整数 使用 * 重复拼接相同的字符串
3. 数字型变量 和 字符串 之间 不能进行其他计算

<补>从键盘获取输入信息：input

• 在 Python 中可以使用 input 函数从键盘等待用户的输入
• 用户输入的 任何内容 Python 都认为是一个 字符串

字符串变量 = input("提示信息：")

<补>类型转换函数

函数	说明
int(x)	将 x 转换为一个整数
float(x)	将 x 转换到一个浮点数
str(x)	将对象x转换为字符串表示形式
tuple(s)	将s转换为元组
list(s)	将s转换为列表

price = float(input("请输入价格:"))

<补>格式化输出：print

• 如果希望输出文字信息的同时，一起输出 数据，就需要使用到 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 连用，不同类型的数据 需要使用 不同的格式化字符

格式化字符	含义
%s	字符串
%d	有符号十进制整数，%06d 表示输出的整数显示位数，不足的地方使用 0 补全
%f	浮点数，%.2f 表示小数点后只显示两位
%%	输出 %

• 语法格式如下：

print("格式化字符串" % 变量1)

print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))

4.3 变量的命名

4.3.1 标识符和关键字

标示符就是程序员定义的 变量名、函数名

• 标示符可以由 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 就是在 Python 内部已经使用的标识符

• 关键字 具有特殊的功能和含义
• 开发者 不允许定义和关键字相同的名字的标识符
• 通过以下命令可以查看 Python 中的关键字

In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)

4.3.2 变量的命名规则

命名规则 可以被视为一种 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 中的 标识符 是 区分大小写的

1. 在定义变量时，为了保证代码格式，= 的左右应该各保留一个空格
2. 在 Python 中，如果 变量名 需要由 二个 或 多个单词 组成时，可以按照以下方式命名：每个单词都使用小写字母，单词与单词之间使用 _下划线 连接，例如：first_name、last_name、qq_number、qq_password。

当然，还有驼峰命名法：
小驼峰式命名法：第一个单词以小写字母开始，后续单词的首字母大写，例如：firstName、lastName。
大驼峰式命名法，每一个单词的首字母都采用大写字母，例如：FirstName、LastName、CamelCase 。

4.4 高级变量类型

在 Python 中，所有 非数字型变量 都支持以下特点：
1. 都是一个 序列 sequence，也可以理解为 容器
2. 取值 []
3. 遍历 for in
4. 计算长度len、最大/最小值max/min、比较、删除del
5. 链接 + 和 重复 *
6. 切片

4.4.1 列表（list）

• List（列表） 是 Python 中使用 最频繁 的数据类型，在其他语言中通常叫做 数组，专门用于存储 一串 信息，列表用 [] 定义，数据 之间使用 , 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
注意：从列表中取值时，如果 超出索引范围，程序会报错

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

列表示意图

<补>del 关键字

• 使用 del 关键字(delete) 同样可以删除列表中元素
• del 关键字本质上是用来 将一个变量从内存中删除的
• 如果使用 del 关键字将变量从内存中删除，后续的代码就不能再使用这个变量了

In [1]: l = [1,2,3,4]
In [2]: del l[1]
In [3]: l[1]
Out[3]: 3

在日常开发中，要从列表删除数据，建议 使用列表提供的方法

<补>函数与方法

• 函数 封装了独立功能，可以直接调用

函数名(参数)

函数需要死记硬背

• 方法 和函数类似，同样是封装了独立的功能
• 方法 需要通过 对象 来调用，表示针对这个 对象 要做的操作

对象.方法名(参数)

在变量后面输入 .