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简介
Python 是一种高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。Python 由 Guido van Rossum 于 1989 年底在荷兰国家数学和计算机科学研究所发明,第一个公开发行版发行于 1991 年。
特点
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易于学习:Python 有相对较少的关键字,结构简单,和一个明确定义的语法,学习起来更加简单。
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易于阅读:Python 代码定义的更清晰。
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易于维护:Python 的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
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一个广泛的标准库:Python 的最大的优势之一是丰富的库,跨平台的,在 UNIX,Windows 和 macOS 兼容很好。
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互动模式:互动模式的支持,您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言,互动的测试和调试代码片断。
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可移植:基于其开放源代码的特性,Python 已经被移植(也就是使其工作)到许多平台。
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可扩展:如果你需要一段运行很快的关键代码,或者是想要编写一些不愿开放的算法,你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程序,然后从你的 Python 程序中调用。
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数据库:Python 提供所有主要的商业数据库的接口。
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GUI 编程:Python 支持 GUI 可以创建和移植到许多系统调用。
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可嵌入:你可以将 Python 嵌入到 C/C++ 程序,让你的程序的用户获得”脚本化”的能力。
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面向对象:Python 是强面向对象的语言,程序中任何内容统称为对象,包括数字、字符串、函数等。
基础语法
运行 Python
交互式解释器
在命令行窗口执行python
后,进入 Python 的交互式解释器。exit()
或 Ctrl + D
组合键退出交互式解释器。
命令行脚本
在命令行窗口执行python script-file.py
,以执行 Python 脚本文件。
指定解释器
如果在 Python 脚本文件首行输入#!/usr/bin/env python
,那么可以在命令行窗口中执行/path/to/script-file.py
以执行该脚本文件。
注:该方法不支持 Windows 环境。
编码
默认情况下,3.x 源码文件都是 UTF-8 编码,字符串都是 Unicode 字符。也可以手动指定文件编码:
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或者
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注意: 该行标注必须位于文件第一行
标识符
- 第一个字符必须是英文字母或下划线
_
。 - 标识符的其他的部分由字母、数字和下划线组成。
- 标识符对大小写敏感。
注:从 3.x 开始,非 ASCII 标识符也是允许的,但不建议。
保留字
保留字即关键字,我们不能把它们用作任何标识符名称。Python 的标准库提供了一个 keyword 模块,可以输出当前版本的所有关键字:
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['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
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注释
单行注释采用#
,多行注释采用'''
或"""
。
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# 这是单行注释
'''
这是多行注释
这是多行注释
'''
"""
这也是多行注释
这也是多行注释
"""
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行与缩进
Python 最具特色的就是使用缩进来表示代码块,不需要使用大括号 {}
。 缩进的空格数是可变的,但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。缩进不一致,会导致运行错误。
多行语句
Python 通常是一行写完一条语句,但如果语句很长,我们可以使用反斜杠来实现多行语句。
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total = item_one +
item_two +
item_three
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在 []
, {}
, 或 ()
中的多行语句,不需要使用反斜杠。
空行
函数之间或类的方法之间用空行分隔,表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔,以突出函数入口的开始。
空行与代码缩进不同,空行并不是 Python 语法的一部分。书写时不插入空行,Python 解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码,便于日后代码的维护或重构。
记住:空行也是程序代码的一部分。
等待用户输入
input
函数可以实现等待并接收命令行中的用户输入。
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content = input("
请输入点东西并按 Enter 键
")
print(content)
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同一行写多条语句
Python 可以在同一行中使用多条语句,语句之间使用分号;
分割。
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import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '
')
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多个语句构成代码组
缩进相同的一组语句构成一个代码块,我们称之代码组。
像if
、while
、def
和class
这样的复合语句,首行以关键字开始,以冒号:
结束,该行之后的一行或多行代码构成代码组。
我们将首行及后面的代码组称为一个子句(clause)。
print 输出
print 默认输出是换行的,如果要实现不换行需要在变量末尾加上end=""
或别的非换行符字符串:
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print('123') # 默认换行
print('123', end = "") # 不换行
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import 与 from…import
在 Python 用 import
或者 from...import
来导入相应的模块。
将整个模块导入,格式为:import module_name
从某个模块中导入某个函数,格式为:from module_name import func1
从某个模块中导入多个函数,格式为:from module_name import func1, func2, func3
将某个模块中的全部函数导入,格式为:from module_name import *
运算符
算术运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
+ | 加 |
- | 减 |
* | 乘 |
/ | 除 |
% | 取模 |
** | 幂 |
// | 取整除 |
比较运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
== | 等于 |
!= | 不等于 |
> | 大于 |
< | 小于 |
>= | 大于等于 |
<= | 小于等于 |
赋值运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
= | 简单的赋值运算符 |
+= | 加法赋值运算符 |
-= | 减法赋值运算符 |
*= | 乘法赋值运算符 |
/= | 除法赋值运算符 |
%= | 取模赋值运算符 |
**= | 幂赋值运算符 |
//= | 取整除赋值运算符 |
位运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
& | 按位与运算符:参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0 |
| | 按位或运算符:只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1 |
^ | 按位异或运算符:当两对应的二进位相异时,结果为1 |
~ | 按位取反运算符:对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。~x 类似于 -x-1 |
<< | 左移动运算符:运算数的各二进位全部左移若干位,由”<<“右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补0 |
>> | 右移动运算符:把”>>“左边的运算数的各二进位全部右移若干位,”>>“右边的数指定移动的位数 |
逻辑运算符
运算符 | 逻辑表达式 | 描述 |
---|---|---|
and | x and y | 布尔”与” - 如果 x 为 False,x and y 返回 False,否则它返回 y 的计算值 |
or | x or y | 布尔”或” - 如果 x 是 True,它返回 x 的值,否则它返回 y 的计算值 |
not | not x | 布尔”非” - 如果 x 为 True,返回 False 。如果 x 为 False,它返回 True |
成员运算符
运算符 | 描述 |
---|---|
in | 如果在指定的序列中找到值返回 True,否则返回 False |
not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True,否则返回 False |
身份运算符
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
is | is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象 | x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True,否则返回 False |
is not | is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 | x is not y , 类似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True,否则返回 False |
运算符优先级
运算符 | 描述 |
---|---|
(expressions...) , [expressions...] , {key: value...} , {expressions...} |
表示绑定或元组、表示列表、表示字典、表示集合 |
x[index] , x[index:index] , x(arguments...) , x.attribute |
下标、切片、调用、属性引用 |
** |
指数 (最高优先级) |
~ + - |
按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |
* / % // |
乘,除,取模和取整除 |
+ - |
加法减法 |
>> << |
右移,左移运算符 |
& |
位 ‘AND’ |
^ ` |
` |
<= < > >= |
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 |
and or not |
逻辑运算符 |
if - else |
条件表达式 |
lambda |
Lambda 表达式 |
具有相同优先级的运算符将从左至右的方式依次进行。用小括号()
可以改变运算顺序。
变量
变量在使用前必须先”定义”(即赋予变量一个值),否则会报错:
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Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'name' is not defined
|
数据类型
布尔(bool)
只有 True
和 False
两个值,表示真或假。
数字(number)
整型(int)
整数值,可正数亦可复数,无小数。 3.x 整型是没有限制大小的,可以当作 Long 类型使用,所以 3.x 没有 2.x 的 Long 类型。
浮点型(float)
浮点型由整数部分与小数部分组成,浮点型也可以使用科学计数法表示(2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250)
复数(complex)
复数由实数部分和虚数部分构成,可以用a + bj
,或者complex(a,b)
表示,复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。
数字运算
- 不同类型的数字混合运算时会将整数转换为浮点数
- 在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样
- 在整数除法中,除法
/
总是返回一个浮点数,如果只想得到整数的结果,丢弃可能的分数部分,可以使用运算符//
。 //
得到的并不一定是整数类型的数,它与分母分子的数据类型有关系- 在交互模式中,最后被输出的表达式结果被赋值给变量
_
,_
是个只读变量
数学函数
注:以下函数的使用,需先导入 math 包。
函数 | 描述 |
---|---|
abs(x) | 返回数字的整型绝对值,如 abs(-10) 返回 10 |
ceil(x) | 返回数字的上入整数,如 math.ceil(4.1) 返回 5 |
cmp(x, y) | 如果 x < y 返回 -1,如果 x == y 返回 0,如果 x > y 返回 1。Python 3 已废弃 。使用 使用 (x>y)-(x<y) 替换。 |
exp(x) | 返回 e 的 x 次幂(ex),如 math.exp(1) 返回2.718281828459045 |
fabs(x) | 返回数字的浮点数绝对值,如 math.fabs(-10) 返回10.0 |
floor(x) | 返回数字的下舍整数,如 math.floor(4.9) 返回 4 |
log(x) | 如 math.log(math.e) 返回 1.0,math.log(100,10) 返回 2.0 |
log10(x) | 返回以 10 为基数的 x 的对数,如 math.log10(100) 返回 2.0 |
max(x1, x2,…) | 返回给定参数的最大值,参数可以为序列 |
min(x1, x2,…) | 返回给定参数的最小值,参数可以为序列 |
modf(x) | 返回 x 的整数部分与小数部分,两部分的数值符号与 x 相同,整数部分以浮点型表示 |
pow(x, y) | 幂等函数, x**y 运算后的值 |
round(x [,n]) | 返回浮点数 x 的四舍五入值,如给出 n 值,则代表舍入到小数点后的位数 |
sqrt(x) | 返回数字 x 的平方根 |
随机数函数
注:以下函数的使用,需先导入 random 包。
函数 | 描述 |
---|---|
choice(seq) | 从序列的元素中随机挑选一个元素,比如random.choice(range(10)) ,从0到9中随机挑选一个整数 |
randrange ([start,] stop [,step]) | 从指定范围内,按指定基数递增的集合中获取一个随机数,基数缺省值为1 |
random() | 随机生成下一个实数,它在[0,1) 范围内 |
seed([x]) | 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理,你不必特别去设定seed,Python会帮你选择seed |
shuffle(lst) | 将序列的所有元素随机排序 |
uniform(x, y) | 随机生成下一个实数,它在[x,y] 范围内 |
三角函数
注:以下函数的使用,需先导入 math 包。
函数 | 描述 |
---|---|
acos(x) | 返回 x 的反余弦弧度值 |
asin(x) | 返回 x 的反正弦弧度值 |
atan(x) | 返回 x 的反正切弧度值 |
atan2(y, x) | 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值 |
cos(x) | 返回 x 的弧度的余弦值 |
hypot(x, y) | 返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y) |
sin(x) | 返回的 x 弧度的正弦值 |
tan(x) | 返回 x 弧度的正切值 |
degrees(x) | 将弧度转换为角度,如 degrees(math.pi/2) 返回 90.0 |
radians(x) | 将角度转换为弧度 |
数学常量
常量 | 描述 |
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pi | 数学常量 pi(圆周率,一般以π来表示) |
e | 数学常量 e,e 即自然常数(自然常数) |
字符串(string)
- 单引号和双引号使用完全相同
- 使用三引号(
'''
或"""
)可以指定一个多行字符串 - 转义符(反斜杠
)可以用来转义,使用
r
可以让反斜杠不发生转义,如r"this is a line with "
,则 - 按字面意义级联字符串,如
"this " "is " "string"
会被自动转换为this is string
- 字符串可以用
+
运算符连接在一起,用*
运算符重复 - 字符串有两种索引方式,从左往右以 0 开始,从右往左以 -1 开始
- 字符串不能改变
- 没有单独的字符类型,一个字符就是长度为 1 的字符串
- 字符串的截取的语法格式如下:
变量[头下标:尾下标]
转义字符
转义字符 | 描述 |
---|---|
在行尾时,续行符 | |
\ | 反斜杠符号 |
‘ | 单引号 |
“ | 双引号 |
a | 响铃 |
退格(Backspace) | |
e | 转义 |