Python基础语法重点

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用一周学习完Python的基础语法知识以后,再回头浏览一遍语法知识,将一些python独有的和容易被疏漏的初级知识总结在这里。

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Python中Unicode字符串

如果一个字符串包含很多需要转义的字符,对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况,我们可以在字符串前面加个前缀 r ,表示这是一个 raw 字符串,里面的字符就不需要转义了。例如:

1
r'\(~_~)/ \(~_~)/'

如果字符串既包含’又包含”怎么办?

这个时候,就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”,Python字符串用\进行转义。
要表示字符串 Bob said “I’m OK”.
由于 ‘ 和 “ 会引起歧义,因此,我们在它前面插入一个\表示这是一个普通字符,不代表字符串的起始,因此,这个字符串又可以表示为

1
'Bob said \"I\'m OK\".'

Python中Unicode字符串

Python在后来添加了对Unicode的支持,以Unicode表示的字符串用u’…’表示,比如:

print u'中文'
中文

如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError,这是因为 .py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释

# -*- coding: utf-8 -*-

目的是告诉Python解释器,用UTF-8编码读取源代码。然后用Notepad++ 另存为… 并选择UTF-8格式保存。

Python中布尔类型

在Python中,布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算,请看下面的代码:

a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'

计算结果不是布尔类型,而是字符串 ‘a=T’,这是为什么呢?
因为Python把0、空字符串’’和None看成 False,其他数值非空字符串都看成 True,所以:
True and ‘a=T’ 计算结果是 ‘a=T’
继续计算 ‘a=T’ or ‘a=F’ 计算结果还是 ‘a=T’

Python之创建tuple

因为()既可以表示tuple,又可以作为括号表示运算时的优先级,结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1,导致我们得到的不是tuple,而是整数 1。
正是因为用()定义单元素的tuple有歧义,所以 Python 规定,单元素 tuple 要多加一个逗号“,”,这样就避免了歧义:

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

Python在打印单元素tuple时,也自动添加了一个“,”,为了更明确地告诉你这是一个tuple。

Python之“可变”的tuple

tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以,tuple所谓的“不变”是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即指向’a’,就不能改成指向’b’,指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的!
理解了“指向不变”后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。

Python之 if-elif-else

要避免嵌套结构的 if … else …,我们可以用 ==if … 多个elif … else …== 的结构,一次写完所有的规则:

if age >= 18:
print 'adult'
elif age >= 6:
print 'teenager'
elif age >= 3:
print 'kid'
else:
print 'baby'

==elif== 意思就是 ==else if==。这样一来,我们就写出了结构非常清晰的一系列条件判断。

Python之什么是dict

dict的第一个特点是==查找速度快==,无论dict有10个元素还是10万个元素,查找速度都一样。 而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。
dict的第二个特点就是存储的key-value序对是==没有顺序==的! 这和list不一样: 打印的顺序不一定是我们创建时的顺序,而且,不同的机器打印的顺序都可能不同,这说明dict内部是无序的,不能用dict存储有序的集合。
dict的第三个特点是作为 key 的元素必须==不可变==,Python的基本类型如字符串str、整数int、浮点数float 都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。
不可变这个限制仅作用于key,value是否可变无所谓:

{
'123': [1, 2, 3],     # key 是 str,value是list
123: '123',           # key 是 int,value 是 str
('a', 'b'): True       # key 是 tuple,并且tuple的每个元素都是不可变对象,value是 boolean
}

最常用的key还是字符串,因为用起来最方便。

Python中 什么是set

dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系,dict的key是不能重复的。
有的时候,我们只想要 dict 的 key,不关心 key 对应的 value,目的就是保证这个集合的元素不会重复,这时,set就派上用场了。
set 持有一系列元素,这一点和 list 很像,但是set的元素没有重复,而且是无序的,这点和 dict 的 key很像。
创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list,list的元素将作为set的元素:

>>> s = set(['A', 'B', 'C'])

由于set存储的是无序集合,所以我们没法通过索引来访问。
访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。
例如,存储了班里同学名字的set:

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])

我们可以用 in 操作符判断:
Bart是该班的同学吗?

>>> 'Bart' in s
True

看来大小写很重要,’Bart’ 和 ‘bart’被认为是两个不同的元素。

set的内部结构和dict很像,唯一区别是不存储value,因此,判断一个元素是否在set中速度很快。
set存储的元素和dict的key类似,必须是不变对象,因此,任何可变对象是不能放入set中的。
最后,==set存储的元素也是没有顺序的==。

Python函数之返回多值

这样我们就可以同时获得返回值:

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print x, y
151.961524227 70.0

但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)

用print打印返回结果,原来返回值是一个tuple
但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。

==使用递归函数需要注意防止栈溢出==。在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。可以试试计算 fact(10000)。

Python之定义默认参数

定义函数的时候,还可以有默认参数。
例如Python自带的 int() 函数,其实就有两个参数,我们既可以传一个参数,又可以传两个参数:

>>> int('123')
123
>>> int('123', 8)
83

int()函数的第二个参数是转换进制,如果不传,默认是十进制 (base=10),如果传了,就用传入的参数。
可见,函数的默认参数的作用是简化调用,你只需要把必须的参数传进去。但是在需要的时候,又可以传入额外的参数来覆盖默认参数值。

Python之定义可变参数

如果想让一个函数能接受任意个参数,我们就可以定义一个可变参数:

def fn(*args):
print args

可变参数的名字前面有个*号,我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数:
可变参数也不是很神秘,Python解释器会把传入的一组参数组装成一个tuple传递给可变参数,因此,在函数内部,直接把变量 args看成一个 tuple 就好了。

tuple: 创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]
现在,这个 t 就不能改变了,tuple没有 append()方法,也没有insert()和pop()方法。
所以,新同学没法直接往 tuple 中添加,老同学想退出 tuple 也不行。

对list进行切片

对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。
对应上面的问题,取前3个元素,用一行代码就可以完成切片:

`>>> L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']`

L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3。即索引0,1,2,正好是3个元素。
如果第一个索引是0,还可以省略:

>>> L[:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

也可以从索引1开始,取出2个元素出来:

>>> L[1:3]
['Lisa', 'Bart']

只用一个 : ,表示从头到尾:

>>> L[:]
'Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

因此,L[:]实际上复制出了一个新list。
切片操作还可以指定第三个参数:

>>> L[::2]
['Adam', 'Bart']

第三个参数表示每N个取一个,上面的 L[::2] 会每两个元素取出一个来,也就是隔一个取一个。
把list换成tuple,切片操作完全相同,只是切片的结果也变成了tuple。

索引迭代

Python中,迭代永远是取出元素本身,而非元素的索引
对于有序集合,元素确实是有索引的。有的时候,我们确实想在 for 循环中拿到索引,怎么办? 方法是使用 ==enumerate() 函数==:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> for index, name in enumerate(L):
... print index, '-', name
...
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
3 - Paul

使用 enumerate() 函数,我们可以在for循环中同时绑定索引index和元素name。但是,这不是 enumerate() 的特殊语法。实际上,enumerate() 函数把: [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’]
变成了类似: [(0, ‘Adam’), (1, ‘Lisa’), (2, ‘Bart’), (3, ‘Paul’)]
因此,迭代的每一个元素实际上是一个tuple:

for t in enumerate(L):
index = t[0]
name = t[1]
print index, '-', name

如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素,for循环又可以进一步简写为:

for index, name in enumerate(L):
print index, '-', name

这样不但代码更简单,而且还少了两条赋值语句。 可见,索引迭代也不是真的按索引访问,而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple,再迭代,就同时获得了索引和元素本身。

zip()函数可以把两个 list 变成一个 list:

>>> zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])
[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]

在迭代 [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’] 时,如果我们想打印出名次 - 名字(名次从1开始),请考虑如何在迭代中打印出来。

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
for index, name in zip(range(1, len(L)+1), L):
print index, '-', name

迭代dict的value

如果我们希望迭代 dict 对象的value,应该怎么做?
dict 对象有一个 values() 方法,这个方法把dict转换成一个包含所有value的list,这样,我们迭代的就是 dict的每一个 value:
如果仔细阅读Python的文档,还可以发现,dict除了 values() 方法外,还有一个 itervalues() 方法,用 itervalues() 方法替代 values() 方法,迭代效果完全一样:
那这两个方法有何不同之处呢?

  1. values() 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。
  2. 但是 itervalues() 方法不会转换,它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value,所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。
  3. 打印 itervalues() 发现它返回一个 对象,这说明在Python中,for 循环可作用的迭代对象远不止 list,tuple,str,unicode,dict等,任何可迭代对象都可以作用于for循环,而内部如何迭代我们通常并不用关心。
    如果一个对象说自己可迭代,那我们就直接用 for 循环去迭代它,可见,迭代是一种抽象的数据操作,它不对迭代对象内部的数据有任何要求。

迭代dict的key和value

我们了解了如何迭代 dictkeyvalue,那么,在一个 for 循环中,能否同时迭代 key和value?答案是肯定的。
首先,我们看看 dict 对象的 items() 方法返回的值:

>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> print d.items()
[('Lisa', 85), ('Adam', 95), ('Bart', 59)]

可以看到,items() 方法把dict对象转换成了包含tuple的list,我们对这个list进行迭代,可以同时获得key和value:
和 values() 有一个 itervalues() 类似, items() 也有一个对应的 iteritems(),iteritems() 不把dict转换成list,而是在迭代过程中不断给出 tuple,所以, iteritems() 不占用额外的内存。

列表生成式

如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, …, 10x10]怎么做?方法一是循环:

>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
... L.append(x * x)

但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

这种写法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式,可以以非常简洁的代码生成 list。
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,十分有用,多写几次,很快就可以熟悉这种语法。

复杂表达式

完全可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格:

tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]

注:字符串可以通过%进行格式化,用指定的参数替代 %s。字符串的join()方法可以把一个 list 拼接成一个字符串。

条件过滤

列表生成式的 for 循环后面还可以加上 if 判断。例如:

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
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