python3 入门与进阶

<www.python.org>

• 基础语法，从最基本的变量到复杂的高阶函数
• 面向对象
• 常见误区
• Pythonic 高性能
• 总结经验
• 原生爬虫

认识python

• 人生苦短，我用python (Life is Simple，I Use Python)
• 作者 Guido van Rossum 在1989年的圣诞节为了打发时间写出了python
• 优雅、明确、简单是python的设计哲学
• python的设计目标之一是让代码具备高度的可阅读性
• python被广泛用于web程序、GUI开发、操作系统、科学计算、人工智能、游戏等领域

python 特点

• 是一种动态语言
• 被设计成可扩充的
• 跨平台
• 语法简洁、开发效率高、维护成本低
• 易于学习，易于上手难于精通
• python 是面向对象的语言
• 简洁胜于复杂
• 做也许好过不做，但不假思索就动手还不如不做

python 缺点：

• 相较于C、C++、java，运行效率慢
• 有两个版本
• python核心团队计划在2020年停止支持python2
• python2.7 是最后一个2x版本

python 能做什么

• 爬虫
• 大数据与数据分析（Spark）
• 自动化运维与自动化测试
• web开发：Flask、Django
• 机器学习：Tensor Flow
• 胶水语言：混合其他如C++、Java等来编程。能够把用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起

Pythonic

如何交换两个变量？

x,y = y,x

python 高性能与优化：

同样一个功能，可以有数个乃至数十种写法，但每种写法的性能与美观度是不同的。选择性能最高又易于理解的写法才是正确的。

python 环境安装

• Windows 下一键环境安装包
  • 登录 <www.python.org> 在 Downloads 处下载，windows X86-64 executable installer
  • 选择自定义安装,勾选上 Add Python to PATH
  • 安装之后在 Windows 的搜索栏处搜索python 选择 IDLE 打开编辑器
• MacOS 下载 Mac OS X 64-bit/32-bit install
  • 在命令行下 直接敲 python 会调用默认安装的 2.x版本，需要输入 python3
• Linux
  • 第一个方法，需要编译源码安装，下载 XZ compressed source tarball
  • 第二个方法，centos 上使用 yum 安装，先引入一个安装源：yum install epel-release,然后yum install python36,命令行输入 python36 进入。
• python2.x 和 python3.x
• 退出 shell 需要输入exit()
• IDE：PyCharm

python 快速入门

• 基本语法规则
  • 文件开头加上 #!/usr/bin/python3
  • 单行注释： #开头
  • 多行注释： '''或者"""
• 变量与字符串
• 函数与模块
• 流程控制
• 内置数据结构
• 类与面向对象
• 标准库
• 包管理器

什么是代码？什么是写代码

代码是现实世界事物在计算机世界中的映射
写代码是将现实世界的事物用计算机语言来描述

python 基本数据类型

• Number（数字）
  • 整型 int a=10
  • 浮点型 float b=2.3
  • 布尔型 bool c=True
  • 复数 complx d=3 + 4j # 复数 j 复数单位
• 组
  • 序列
    • String（字符串）
    • List（列表）
    • Tuple（元组）
  • 集合 Sets
  • 字典 Dictionary

Number：数字

• 整数：int
• 浮点数：float
• bool 布尔类型：表示真True、假 False
  • int(True) -> 1，bool(1) -> True
  • 只要是非0的数值都表示bool真
• complex 复数

其它语言里的浮点数进一步划分：单精度（float），双精度（double）
其它语言里的整数进一步划分：short、int、long

查看数据类型：type(1)
两个整数类型的数相除得到的数是float类型的。想得到int型可以如此：type(2//2),//表示只保留整数。

进制表示

二进制：在开头加上0b
八进制：在开头加上0o
十六进制：在开头加上0x

将十进制转换为二进制：bin(10) 输出为0b1010
将其它进制转换为十进制：int(0b111)
将其它进制转换为十六进制：hex(0o111)
将其它进制转换为八进制：oct(0x111)

字符串

python 中没有字符类型

a = '21313'
b = "AAVA"
c = """
多行字符串
多行
多行
"""

只想更改字符串中某几个字符怎么做：

str1 = "abcdefg"
print( str1[:3] + "123" + str1[3:] )
# 得到 abc123defg

冒号左边表示截取的起始位置，右边表示截取的结束位置，左边包含右边不包含。

格式化字符串：

print('ABCDEFG%d' %(12345))
# ->> ABCDEFG12345

# d 字母是根据后面的数据类型决定的，如果要加入字符串则变为 %s

# 要转变位 16进制数如下
print('%x' %(100))
# ->> 64

# 格式化复杂字符串
print("name: %s, age: %d" %("Tom", 21))
# ->> name: Tom, age: 21

变量与运算符

字母、数字、下划线，不能数字开头

多变量赋值：

• a = b = c = 1
• a,b,c=1,2.3,"abc"

int str tuple 值类型（不可变），list set dict（可变）引用类型。

显示变量再内存中的地址：id(a)。

对象的三个特征：id、value、type 判断变量类型：isinstance(a,int)、isinstance(a,(int,str,float))

运算符

• 算术运算符：2 的 3 次方用2 ** 3表示。整除运算符//
• 比较（关系）运算符
• 赋值运算符 =
• 逻辑运算符：与或非，and, or, not
• 位运算符（把数字当作二进制进行运算）:& | ^ ~ << >>
  • & 按位与
  • | 按位或
• 成员运算符: in, not in，字典的成员运算针对的是 key。
• 身份运算符: is, is not，不是比较值是否相等 而是身份 id。

b=1
b+=b>=1
print(b) # -> 1+True ->c 2

运算符优先级: 指数运算 -》 位运算 -》 乘除取模取整 -》 加减法，优先级最低的是 逻辑运算，最高的是 括号。 not > and > or

((not a) or ((b+2) == c))

函数

"""
def 函数名 (参数列表)：  
    函数体  
"""
def hello( str ):
  print("hello: %s" %(str))

hello("Tom")

def function01( a, b):
  return a + b

print(function01(3, 4))


def function01( a=0, b=0):
  return a * b

变量作用域

• L（Local） 局部作用域
• E（Enclosing）闭包函数外的函数中
• G（Global）全局作用域
• B（Built-in）内建作用域

x = int(32) 内建作用域，作用域范围在小括号()内
g_a = 0 全局作用域

def function03():
  o_c = 1 # 闭包函数外的函数中
  def function04():
    i_b = 3 # 局部作用域

在刚创建函数时，函数体内会有pass，表示占位，有内容时需去掉。

模块

模块是一个包含所有你定义的函数或变量的文件，其后缀名是 .py。

python 中内置了很多模块，是 python 的标准库。

import sys

print(sys.path)

from module01 import test

# 查看模块提供了什么

dir(sys)

流程控制

• 条件控制
• 循环语句

"""
if condition_1:
  statement_block_1
elif condition_2:
  statement_block_2
else:
  statement_block_3
"""

# while 循环语句
"""
while 判断条件:
  语句
"""

"""
n = 100
sum = 0
counter = 1
while counter <=n:
  sum = sum + counter
  couter += 1

print("sum: ", sum)

while True:
  mun = int(input("请输入一个数字："))
  print("输入的数字是：", mun)

print("循环结束！")
"""

counter = 0
while counter < 3:
  print("counter:", counter)
  counter += 1
else:
  print("counter", counter)


# for 循环语句
"""
for <variable> in <sequence>:
  <statement>
"""

"""
for a in [1,2,3,4,5,6,7]:
  print("a = ", a)
else:
  print("a>7!")
"""

"""
range()函数
"""
for a in range(0,5):
  print("a = ", a)
# -> a = 0
# -> a = 1
# -> a = 2
# -> a = 3
# -> a = 4
for a in range(3,5):
  print("a = ", a)
# -> a = 3
# -> a = 4

for a in range(1,5,2):
  print("a = ", a)
# -> a = 1
# -> a = 3

内置数据结构

• List（列表）
  • 可以看作是数据 [var1, var2, var3]
• Tuple（元组）
  • 和 List 相近，但其内部的值不可改变 (var1, var2, var3)
• Sets（集合）
  • {var1, var2, var3} 内部的元素不可重复
• Dictionary（字典）
  • {key1:var1, key2:var2, key3:var3}

# List

list = ['abc', 123, 3.14, True]
print(list) # -> ['abc', 123, 3.14, True]
print(list[0]) # -> abc
print(list[3]) # -> True

list2 = ['list2str', 100]
print(list + list2) # -> ['abc', 123, 3.14, True, 'list2str', 100]

list[0] = "ABC"
list[1:3] = [321, 99.99]
print(list) # -> ['abc', 321, 99.99, True]

dir(list)

# Tuple

tuple = ("abc", 123, 3.14, True)
print(tuple) # -> ('abc', 123, 3.14, True)
print(tuple[2]) # -> 3.14
print(tuple[1:3]) # -> (123, 3.14)
print(tuple * 3) # 元组内容输出三次 -> ('abc', 123, 3.14, True,'abc', 123, 3.14, True,'abc', 123, 3.14, True)

"""
string 元组 列表 都属于序列
"""

for a in tuple
  print(a)

# Sets

set1 = {"Tom", "Marry", "Jack", "Rose", "Tom"}
set2 = set("abckde")
print(set1) # -> {"Tom", "Marry", "Jack", "Rose"}

if "Jack" in set1:
  print("Jack 在集合中")
else:
  print("not in")

set3 = set("1235abs")
print(set2)
print(set3)

print(set2 - set3) # 计算差集
print(set2 | set3) # 计算并集
print(set2 & set3) # 计算交集
print(set2 ^ set3) # 计算不同值存在的元素

len({1,2,3}) # -> 3

1 in {1,2,3}
1 not in {1,2,3}

set() # 定义空的集合

# 字典

dict = {}
dict['key1'] = 1
dict['key2'] = 200
dict[100] = "ABC"

print(dict) # -> {'key1':1, 'key2': 200, 100: 'ABC'}
print(dict['key1'])
print(dict[100])

## 字典中的 key 字符串的数字是不同的，不可变数据类型（int str set）可以当 key

实战壁纸爬虫

• 每天定时抓取Bing搜索的壁纸并保存在本地
  • 分析 Bing 搜索的页面结构
  • 分析Bing搜索的壁纸接口
  • 根据分析的结果编码实现壁纸爬虫

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