廖雪峰python教程学习笔记

基础语法

安装

• MAC下python安装 ： brew install python3
• Windows下安装 ：下载exe安装包，勾选 Add Python 3.X to PATH

字符编码

• 当python代码中包含中文字符时，需要指定保存为UTF8编码,一般在文件开头加入下面的两行注释

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；

第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，在源代码中写的中文输出可能会有乱码

Python3 的字符串使用Unicode，直接支持多语言

数据类型和字符串

• 整型、浮点型、字符串、布尔值（True\False）、 空值（None）
• 关于字符串的函数
  • ord(char): 函数获取字符的整数表示
  • chr(num): 把编码转换为对应的字符
  • len(str) : 计算字符串的长度
• 字符串方法
  • count(str): 返回str在string里出现的次数
  • find(str): 检查str是否包含在字符串中，如果在返回索引，否则返回-1
  • replace(old, new [,max]): 把 将字符串中的 old 替换成 new,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。
  • split(sep): 以指定分隔符将字符串转为列表
  • join: 以指定字符串作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串
  • lower(): 转换字符串中所有大写字符为小写
  • upper(): 转换字符串中所有小写字符为大写
  • 占位符

    %d 整数
    %f 浮点数
    %s 字符串
    %x 十六进制整数
    

list和tuple

• list
  • len(list): 获得list元素的个数
  • list[index]: 访问list中index位置的元素,index为-1直接获取最后一个元素
  • list[start:end]: 获得list中从索引为start到end不包含end之间的元素
  • list.append(item): 往list中追加元素到末尾
  • list.insert(index,item): 把元素插入到索引为index的位置
  • list.pop([index]): 删除list末尾的元素或删除指定位置的元素
• tuple

  tuple和list非常类似，但是tuple一旦初始化就不能修改。它也没有append()，insert()这样的方法。 因为tuple不可变，所以代码更安全。如果可能，能用tuple代替list就尽量用tuple。 只有1个元素的tuple定义时必须加一个逗号,以免你误解成数学计算意义上的括号

循环

break 退出当前循环 
continue 退出本轮循环，开始下一轮循环

dict 和 set

dict的get方法取值，如果不存在返回None

要删除一个key,使用pop(key)方法，对应的value也会被删除

clear()方法清空字典中所有元素，del dict删除一个字典

set和dict类似，但不存储value。由于key不能重复，所以set中没有重复的key

add(key)方法可以添加元素到set中

remove(key)方法可以删除元素

两个set可以做数学意义上的交集(s1 & s2)和并集(s1 | s2)

函数

• 函数定义: def 函数名 ():, 没有返回值默认返回None

• 函数对象有一个__name__属性，可以拿到函数的名字

• 空函数: 使用pass用来作为占位符，先放一个pass，让代码能运行起来。

• 返回多个值: 函数返回多值其实就是返回一个tuple

• 默认参数: 默认参数必须指向不变对象！

• 可变参数:

  • 定义: def calc(*arguments):
  • 调用：calc(2,3,4,5,6)
  • 如果已经有了一个list或tuple，list或tuple前面加一个*号，可以把list或tuple的元素变成可变参数传进去 calc(*nums)

• 关键字参数: 关键字参数允许传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict

  • 定义: def person(name, age, **kw):
  • 调用: 在调用时，可以只传入必选参数,也可以传入任意个数的关键字参数
  • 和可变参数类似，也可以先组装出一个dict，然后，把该dict转换为关键字参数传进去

extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
person('Neil', 23, **extra)

• 命名关键字参数：

如果要限制关键字参数的名字，就可以用命名关键字参数，例如，只接收city和job作为关键字参数。def person(name, age, *, city, job):

和关键字参数**kw不同，命名关键字参数需要一个特殊分隔符*，*后面的参数被视为命名关键字参数。

如果函数定义中已经有了一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了,但命名关键字参数必须传入参数名,如果没有传入参数名，调用将报错

• 参数组合

在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数，这5种参数都可以组合使用。但是请注意，参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。

• 递归函数: 如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。

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

高级特性

• 迭代: 在Python中，迭代是通过for ... in来完成的

默认情况下，dict迭代的是key。如果要迭代value，可以用for value in d.values()，如果要同时迭代key和value，可以用for k, v in d.items()。

可以通过collections模块的Iterable类型判断一个对象是不是可迭代

Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对，这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身

• 列表推导式

写列表生成式时，把要生成的元素x * x放到前面，后面跟for循环，就可以把list创建出来。

for循环后面还可以加上if判断,还可以使用两层循环，可以生成全排列

• 生成器

在Python中，一边循环一边计算的机制称为生成器：generator。要创建一个generator，有很多种方法。

第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator

如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator

generator保存的是算法，每次调用next()方法。使用for循环可以迭代generator对象。

• 迭代器

可以作用于for循环的对象统称为可迭代对象: Interable。可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种：

一类是集合数据类型，如：list, tuple, dict, set, str等

一类是generator，包括生成器和带yield的generator function

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Interable对象

可以被next()对象调用，并不断返回下一个值得对象称为迭代器:Interator

函数式编程

• map

map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是Interable，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。

• filter

和map()类似，filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的是，filter()把传入的函数依次作用于每个元素，然后根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素。filter返回的也是一个Interator对象。需要用list()函数获得所有结果并返回list。

• reduce reduce需要从functools中进行导入： from functools import reduce

reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上，这个函数必须接收两个参数，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算。返回计算结果。

• sorted 可以对list进行排序

它还可以接收一个key函数来实现自定义的排序。要进行反向排序，不必改动key函数，可以传入第三个参数reverse=True

• 装饰器

在代码运行期间动态增加功能的方式，称为装饰器Decorator。本质上decorator就是一个返回函数的高阶函数。

经过decorator装饰之后的函数，它们的__name__已经从原来的'now'变成了'wrapper'。因为返回的那个wrapper()函数名字就是'wrapper'。不需要编写wrapper.__name__ = func.__name__这样的代码，Python内置的functools.wraps就是干这个事的

• 偏函数

Python的functools模块提供了很多有用的功能，其中一个就是偏函数functools.partial。 functools.partial的作用就是，把一个函数的某些参数给固定住（也就是设置默认值），返回一个新的函数，调用这个新函数会更简单。

面向对象

• 类和实例

面向对象最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance)，类是抽象的模板，而实例是根据类创建出来的一个个具体的对象。每个对象都拥有相同的方法，但各自的数据不同。

在Python中定义类是通过class关键字，class后面紧接着是类名，类名通常是大写开头的单词。紧接着是(object)，表示该类是从哪个类继承下来的，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承的类。

通过定义一个特殊的__init__方法，在创建实例的时候，把一些必须绑定的属性强制填写进去。__init__方法前后有两个下划线。__init__方法的第一个参数永远都是self，表示创建的实例本身。在__init__方法内部，可以把各种属性绑定到self

在类中定义函数，第一个参数永远都是实例变量self，并且调用时不用传递该参数。

如果要让内部属性不被外界访问，可以把属性的名称前加两个下划线__，实例的变量如果以__开头，就变成了一个私有变量。只有内部可以访问，外部不能访问。

在Python中，变量名类似__xxx__的，也就是以双下划线开头并以双下划线结尾的是特殊变量。特殊变量可以直接访问，不是private变量。

当子类和父类都存在相同的方法时，子类的方法会覆盖了父类的方法。某个子类的实例也可以被看作是父类的实例。

类属性在class中定义，类的所有实例都可以访问

Python允许在定义class的时候，定义一个特殊的__slots__变量，来限制class实例能添加的属性

Python内置的@property装饰器负责把一个方法变成属性调用的。@property本身又会创建一个setter装饰器，负责把一个setter方法变成属性赋值。如果不定义setter就是一个只读属性。

在设计类的继承关系时，通常主线都是单一继承下来，如果要混入其他功能，可以通过多重继承实现，这种设计成为Mixin

使用type()函数可以判断对象类型，它返回对象的Class类型。对于class的继承关系来说，使用type()就很不方便。要判断Class的类型，可以使用isinstance函数。

type()函数既可以查看对象类型，又可以创建出新的类型。要创建一个class对象，type()函数依次传入三个参数：class的名称，继承的父类集合，class方法名称与函数绑定

如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用dir()方法，它返回一个包含字符串的list。

枚举类: 定义枚举类要导入enum模块，枚举定义用class关键字，继承Enum类。

定义枚举时，成员名称不允许重复。两个相同值的成员，第二个成员的名称被视作第一个成员的别名。 如果枚举中存在相同值的成员，通过值获取成员只能获取到第一个成员。枚举支持迭代器，可以遍历枚举成员。枚举成员可以进行等值比较不可以进行大小比较。

错误和调试

Python采用try...except...finally错误处理机制。如果错误没有被捕获，它就会一直向上抛，最后被Python解释器捕获，打印一个错误信息，然后程序退出。

Python内置的logging模块可以记录错误信息

raise语句可以抛出一个错误实例。尽量使用Python内置的错误类型：ValueError,TypeError,IOError等。

IO编程

使用Python内置的open()函数，传入文件名和标识符。如果文件不存在，open()函数就会抛出一个IOError错误。

• 标识符

读文本�文件 r

读二进制文件 rb

写文本文件 w

写二进制文件 wb

追加文件文件 a

追加二进制文件 ab

• 读文件�

如果文件打开成功，调用read()方法一次读取文件的全部内容，调用readline可以一次读取一行内容，调用readlines()可以一次读取所有内容并按行返回list。最后调用close()方法关闭文件。 文件读写一旦出现IOError，后面的�close()方法都不会执行，所以，为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件，可以使用try ... finally来实现

使用with语句会自动调用close()方法

• 写文件

可以反复调用write()来写入文件，但是务必要调用close()来关闭文件

使用encoding参数指定编码，使用errors="ignore"参数忽略编码错误。

• os模块

获取操作系统详细信息： os.uname()

获取操作系统定义的环境变量: os.environ, 获取某个变量的值: os.environ.get('key')

操作文件和目录的函数一部分放在os模块中，一部分放在os.path模块中

import os

# 查看当前目录的绝对路径
os.path.abspath('.')

# 在某个目录下创建一个新目录，首先把新目录的完整路径表示出来
newdir = os.path.join('/Users/neil/Documents','testdir')
# 创建目录
os.mkdir(newdir)
# 删除目录
os.rmdir(newdir)
# 重命名文件
os.rename('test.txt','text.py')
# 删除文件
os.remove('test.py')
# 判断路径是不是目录
os.path.isdir(newdir)
# 判断路径是不是文件
os.path.isfile(newdir)

把两个路径合成一个时，要通过os.path.join()函数，这样可以正确处理不同操作系统的路径分隔符 要拆分路径时，也不要直接去拆字符串，而要通过os.path.split()函数，这样可以把一个路径拆分为两部分，后一部分总是最后级别的目录或文件名。os.path.splitext()函数可以直接得到文件扩展名。这些合并、拆分路径的函数并不要求目录或文件真实存在，他们只对字符串进行操作

• 序列化

Python内置的json模块可以将Python对象转换为json格式 dumps()方法返回一个str,内容就是标准的JSON。 dump()方法可以直接把json写入一个file-like Object 要把JSON反序列化为Python对象，用loads()或者对应的load()方法，前者把JSON的字符串反序列化，后者从file-like Object中读取字符串并反序列化：

异步IO

进程和线程

正则表达式

常用模块

内建模块

第三方模块

网络编程

访问数据库

web开发