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第一节：编程基础

第一节：编程基础

第二节：语言分类

第三节：高级语言的发展

第四节：程序program

第五节：Python解释器

第六节：Python基础语法

第七节：程序控制

第八节：额外扩展(以后会有介绍)

第九节：内置数据结构-数值and列表

内容：

第一节：编程基础

1、程序：

一组能让计算机识别和执行的指令

2、现代计算机结构体系-冯诺依曼体系架构

CPU由运算器和控制器组成

运算器，完成各种算数运算、逻辑运算、数据传输等数据加工处理

控制器，控制程序的执行

存储器，用于记忆程序和数据，例如内存

输入设备，将数据或者程序输入到计算机中，例

如键盘、鼠标

输出设备，将数据或程序的处理结果展示给用户，

例如显示器、打印机等

3、计算机语言：

人与计算机之间的交互的语言

4、机器语言：

一定位数组成二进制的0和1的序列，称为机器指令，机器指令的结合就是机器语言

5、汇编语言：

用一些助记符号代替机器指令，称为汇编语言，如：ADD A B将寄存器A 的数和寄存器B的数相加的数放到寄存器A 中

汇编语言写好的程序需要汇编程序转换成机器指令

第二节：语言分类

1、低级语言：

面向机器的语言，包括机器语言，汇编语言

不同的机器不能通用，不同的机器需要不同的机器指令或汇编程序

2、高级语言：

接近自然和数学语言的计算机语言

高级语言手写要书写源程序，通过编译程序吧源程序转换成机器的指令程序

3、编译语言和解释语言的区别：

编译语言：把源代码转换成目标机器的cpu指令

解释语言：解释后转换成字节码，运行在虚拟机上，解释器执行中间码

如：C 、C++等语言的源代码需要本地编译

java、Pyhton、C#的源代码需要被解释器编译成中间码(Bytecode),在虚拟机上运行

第三节：高级语言的发展

1、非结构化语言：

编号或标签，GOTO，子程序可以有多个入口和出口     如：ADD A B将寄存器A 的数和寄存器B的数相加的数放到寄存器A 中

有分支，循环

2、结构化语言：

任何基本结构只允许是唯一入口或出口

有顺序，分支，循环，废弃GOTO

3、面向对象语言

更加接近人类认知世界的方式，万事万物抽象成对象，对象间关系抽象成类和继承

封装、继承、多态

4、函数式语言：

古老的编程范式，用用在数学奇数，并行处理的场景，引入到了很多现代高级语言中。

第四节：程序program

1、程序：

程序= 算法+数据结构

数据一切程序的核心

第五节：Python解释器：

官方CPython：C语言开发，最广泛的Python解释器

IPython：一个交互式，功能增强的Cpython

PyPy：Python语言写的Python解释器，JIT技术，动态编译Pyhton代码

Jython：Python的源代码编译成java的字节码，跑在JVM

IronPython：与Jython类似，运行在.NET平台上的解释器，Python代码被编译成.NET字节码

第六节：Python基础语法

1、关于编码：

在Python中 需要插入： #-*-conding:utf-8-*-   ,Python3默认使用unicode编码。

gbk 两个字节表示一个字符，utf-8 三个字节表示一个字符，unicode至少两个字节。

gbk 和 utf-8 之间不能直接转换，必须通过unicode

2、注释：

单行注释使用 ： # 被注释内容

多行注释使用：　'''  被注释内容 '''

3、pyc文件：

执行Python代码时，如果导入了其他的.py文件，那么执行过程中会自动产生一个与其同名的.pyc文件，该文件就是Python解释器编译之后产生的字节码。

注：字节码通过反编译可以得到代码。

4、变量：

a、声明变量：

1 name = 'JerryZao' #name是一个变量，JerryZao是变量的值

b、理解变量在内存中的变现形式

name1 = ‘jack’

给name1赋值的时候，在内存中开辟一个空间，而name1 则是存放在jack的内存地址(可以用id()查看)

c、变量的定义规则：

只能用字母，数字，下划线，不能以数字开头，不能使用关键字

5、Python的语言类型：

a、python是动态语言，强类型语言

1)静态编译语言：

实现声明变量类型，类型不能再改变， 如：int a = 10

编译时检查

2)动态编译语言：

不用事先声明类型，随时可以复制为其他类型

编译时不知道是什么类型，很难判断

3)强类型语言：

不同类型之间的操作，必须先强制类型转换为同一类型，如 ： print(‘a’ + str (1))

4) 弱类型语言：

不同类型间可以操作，自动隐式转换，如：js中 console.log(1 + 'a')

6、数字：

在Python中不区分long 和 int ，所有的整形 int

整数，bool(True，False)，浮点数，复数

1 num = '0011'

2 v = int(num,base = 16) #0011作为16进制数，转换为10进制数

3 y = int(num,base = 10)4 z = int(num,base = 2)5 print(v,y,z)6

7 17 11 3

8

9

10 num = '24'

11 v = int(num,base = 16)12 y = int(num,base = 10)13 #z = int(num,base = 2) #错，2进制没有大于1 的数字

14 print(v,y)15

16 36 24

7、字符串

使用 '   " 单双引号用的字符的序列

''' 和 """单双三引号，可以跨行、可以在其中自由的使用单双引号

在字符串前面加上R  或 r 前缀，表示该字符串不做特殊处理

8、转义序列

\\ 　　\t　　　\　　r　　\n　　\'　　\"

前缀 r ，把里面的所有字符当作普通字符对待

9、缩进：

未使用C等语言的花括号，而是采用缩进的方式表示层次关系

约定使用4个空格

10、续航

在行尾使用\   ，如果使用各种括号，认为括号内是一个整体，不需要使用\

11、运算符：

a、算数运算符：

+   -   *    /  **    //    %

** ：求幂

// ：整除，返回商的整数部分

% ：求余

b：成员运算符：

in    、  not in

1 'a' in 'sadsa'

2

3 True

c、比较运算符：

==　　> =

!=  、 <>  ：表示不等于

d、逻辑运算符：

and  、 or 、not

e、赋值运算符：

=  +=     -=   +=   /=   **=   //=   %=

f、位运算符：

& ：按位与

| ：按位或

~ ：按位取反

1 0000 1100 12

2 1111 0011 补码 -1

3 1000 1101 原码 -13

4

5 12按位取反，是1111 0011 在计算器中认为这是补码，最高位1 ，就是负数，但是人要看原码，在补码一次，1000 1101

^ ：异或(异则为 1)

<< ：左移

1 a = -1 << 2

2 print(a)3

4 -4

1 print(~12) 13

注：

is  和 "=="的区别:

==  判断左右两边的值是否相等

is    判断内存地址是否相等, id()值来判断

小数据池 (常量池),会对字符串进行缓存,为了节省空间,id一样. str boor int 有小数据池

"在python中如果单纯定义一个字符串会被添加到小数据池中"

12、原码、反码、补码、负数

1)反码：正数的反码是原码本身，负数的反码符号为不变其余按位取反

2)补码：正数的补码的原码本身，负数的补码符号位不变其余为按位取反后+1

1 5-1

2 5的原码+ -1 的补码

1 10 ^ 9

2

3 0000 1010 10

4 0000 1001 9

5 0000 0011 3

6

7 10^-9

8

9 0000 1100

10 1000 1001 -9反码11 1111 0111 -9补码12 1111 1101异或的补码13 1000 0011

13、运算符优先级：

算数运算符 > 位运算符> 身份(成员)运算符 > 成员运算符 > 逻辑运算符

第七节：程序控制

1、常用控制结构：顺序，分支，循环

2、单分支结构

1 ifconditon:2 代码块3 condition必须是一个bool类型，这个地方有一个隐式转换bool(condition)4

5 代码块：6 类似于if 语句的冒号后面的就是一个语句块7 在if、for 、def、class等关键字后使用代码块

3、多分支结构：

1 if...elif...else语句2 ifcondition1:3 代码块14 elifcondition2:5 代码块26 elifcondition3:7 代码块38 ......9 else:10 代码块

4、分支嵌套：

1 score = 80

2 if score<0:3 print('wrong')4 else:5 if score==0:6 print('egg')7 elif score <= 100:8 print('right')9 else:10 print('too big')

5、循环语句——while语句

1 语法2 whilecondition:3 block4 当条件满足即condition为True，进入循环体，执行block5 举例6 flag=10

7 whileflag:8 print(flag)9 flag -= 1

6、循环——for语句

1 语法2 for element initeratable:3 block4 当可迭代对象中有元素可以迭代，进入循环体，执行block

注：

a、range()函数：

a = range(1,4)

print(a)

a 是一个可迭代对象

1 a = range(1,8,2)2 b = range(1,8,-1)3 c = range(8,1,-1)4 d =range(0)5

6 for i inc:7 print(i)8

9 8

10 7

11 6

12 5

13 4

14 3

15 2

7、循环continue语句

8、循环 break语句

1 count =02 for i in range(0,1000,7):3 print(i)4 count += 1

5 if count >= 20:6 break

示例

1 02 7

3 14

4 21

5 28

6 35

7 42

8 49

9 56

10 63

11 70

12 77

13 84

14 91

15 98

16 105

17 112

18 119

19 126

20 133

输出

总结：

continue和break是循环的控制语句，只影响当前循环，包括while、for循环

如果循环嵌套， continue和break也只影响语句所在的那一层循环

continue和break 不是跳出语句块，所以 if cond: break 不是跳出if，而是终止if外的break所

在的循环

第八节：额外扩展(以后会有介绍)

1、引用计数：

1 import sys2

3 sys.getrefcount(x)

2、内置函数divmod()

divmod(54321,10000)

---->   (5, 4321)

1 divmod(x, y, /)2 Return the tuple (x//y, x%y). Invariant: div*y + mod == x.

3、判断是否是偶数的方式

1 i & 1 按位与，奇数的话，各位肯定是1，偶数各位肯定是0

第九节：内置数据结构-数值and列表

1、分类：

数值型

int、 float、complex(复数，不常用)，boo

序列对象

字符串str、 列表list 、元组tuple

键值对

集合set、字典dict

*2、数值型：

数值型

int，float，complex。bool都是class，而具体的数据 1,2.2等都是对象即实例。

注：bool是 int 的子类，仅有True 和 False 对应1 、0，可以和整数直接运算

类型转换(built-in)

int(x),float(x),complex(x), bool(x)

3、数字的处理函数：

首先导入 math 模块，使用 round() ,floor(), ceil()  int()  //

1 a = int(2.5)2 b = int(2.1)3 c = int(2.6)4 d = int(-2.4)5 e = int(-2.5)6 f = int(-2.7)7 print(a,b,c,d,e,f)8

9 2 2 2 -2 -2 -2

10

11 #int 就是对浮点数取整数部分

int 对浮点数的处理

1 importmath2

3 print(math.floor(2.5),math.floor(-2.5)) #向地板 2 -3

4 print(math.ceil(2.5),math.ceil(-2.5)) #向天花板 3 -2

floor和ceil的区别

1 print(7//2,7//-2,-7//2,-(7//2)) #向下取整 3 -4 -4 -3

2 print(2//3,-2//3,-1//3) #0 -1 -1

// 的取整放向

1 print(round(2.5),round(2.5001),round(2.6)) #2 3 3 四舍六入五取偶(取偶是取离其最近的偶数)

2 (不是严格的四舍六入，只要大于5就入，小于5就舍)

round()取整

4、数字的处理函数

min()、max()、pow()== x**y、math.sqrt() 开方

进制函数，返回值是字符串：bin()   oct()    hex()

math.pi -----π    math.e 自如常数

1 bin(2) #'0b10' 是字符串

2 oct(8) #'0o10'

3 0x10 #16 是数字 int

importmath

math.sqrt(9)3.0 得到的是浮点数

5、类型判断：

type(obj)，返回类型，而不是字符串

a = 1type(a)

得到str，但是 str 没有引号！！ 是 str 类

1 type(1 + True + 2.1) #float

2

3 type(True+ 1) #int

注：

只要有浮点数，就有隐式转换 ，变为  float  型

不同的类型之间不能比较，但是可以用 ==  或 ！=

isinstance(obj,class_or_tuple):返回bool值

1 isinstance('a',str) #True

2 isinstance(1,(str,bool))#False bool虽然是int的子集，但是也不对

3 isinstance(1,(str,bool,int)) #True

1 In [61]: isinstance(1,bool)2 Out[61]: False3

4 In [62]: isinstance(False ,bool)5 Out[62]: True6

7 In [63]: isinstance(False , int)8 Out[63]: True

*6、列表 list

列表的特点：

列表内的个体称为元素，由若干个元素组成列表

元素可以是任意的

列表内元素有顺序，可以索引

列表的元素可以被迭代

线性的数据结构

使用 [ ] 表示

列表是可变的

列表list 、链表 linked、队列queue、 stack栈的差异：

列表：连续的内存空间，有序的，可索引的，追加(O(1))，查询都很快(通过索引值，偏移量)，但是删除、增加元素，比较慢，需要遍历元素

链表：非连续的内存空间，但是也是有序的，可以索引(在内存空间中是散落的，但是内存地址不是连续的)，查询比较慢，都得从开头找，插队，删除都比较快，只需要找前后的内存地址就可以。

队列：先进先出，基于地址指正遍历数据可以从进的一端或者出的一端 ，但是不能同时访问，不需要开辟新的空间

栈：后进先出，遍历数据只能从入口端遍历，如果查找一个最先放进去的数据，需要遍历所有的数据，同时遍历数据需要开辟新的内存空间

列表定义，初始化：

方法一：[ ]

方法二：list(iterable)

注：列表不能一开始就定义大小，但是会有一个大概的内存空间。

1 l =list()2 l =[]3 l = [2,3,4,[2,3,4]]4 l = list(range(5))

列表索引访问：

索引，也叫下标

正索引：从左到右，从0开始

负索引：从右到左，从-1开始

索引都不可以越界，否则会出现IndexError

列表通过索引访问：list [index]

1 l = list(range(5)) #[0, 1, 2, 3, 4]

2 print(l[-2]) #3

列表查询：

index(value,[ start,[stop ] ]) # a = l.index(4,6,8) ,6 和 8是索引，但是这里不能用负数做索引

通过值value ，从指定区间查找列表内的元素是否匹配

匹配到第一个就立即返回索引

匹配不到，抛出ValueError 异常

1 l = list(range(1,5)) [1,2,3,4]2 a = l.index(1)3 print(a) #0

count(value)

返回列表中匹配Value的次数,  如果 value 不存在，不会抛异常

1 l = list(range(1,5))2 b = l.count(5)3 print(b) #0

时间复杂度：

index 和 count 方法都是O(n)

随着列表数据规模的增大，而效率下降,而且两者都要遍历，所以一般都少用！！！！

n：元素的个数

O(1)：表示一步到位，如后面说的append()

返回列表元素的个数：

len(l)：默认不需要遍历，会在列表最后有记录

注：有顺序的可以索引，但不一定可以迭代

列表元素修改：

索引访问修改：

list [ index ] = value  注：index不能越界，抛出 IndexError异常

1 l = [1,2,3,4]2 l[2] = 333

3 print(l) #[1, 2, 333, 4]

列表增加、插入元素：(一次只能插，追加一个元素)

append(object) 返回 None，也就意味着在原列表追加，时间复杂度为O(1)，一步到位。

insert(index,obj)返回None，时间复杂度为 O(n)，所以少用。

注： 所以可以越界，越上界，尾部追加，否则，首部追加，没有任何意义！

1 l = [1,2,3,4]2 l.append('a') #append()是把任何当成一个具体对象，直接追加到最后，而且只能表示为一个，否则抛出SyntaxError

3 l.append(range(5))4 l.append([2,3,3])5 print(l) #[1, 2, 3, 4, 'a', range(0, 5), [2, 3, 3]]

6

7

8

9 l = [1,2,3,4]10 l.insert(0,2)11 l.insert(3,[2,3,4])12 print(l) #[2, 1, 2, [2, 3, 4], 3, 4]

extend(iteratable) 返回None

1 l = [1,2,3,4,4,4,435,4,35,435,3]2 l.extend(range(5))3 print(l) #[1, 2, 3, 4, 4, 4, 435, 4, 35, 435, 3, 0, 1, 2, 3, 4]

+   生成新的 list

1 l = [1,2,3,4,35,435,3]2 a = l + [55,55]3 print(a) #[1, 2, 3, 4, 35, 435, 3, 55, 55]

4 print(l) #[1, 2, 3, 4, 35, 435, 3]

*  生成新的list

1 l = [1,2,3,4,35,435,3]2 a = l * 2

3 print(a) #[1, 2, 3, 4, 35, 435, 3, 1, 2, 3, 4, 35, 435, 3]

4 print(l) #[1, 2, 3, 4, 35, 435, 3]

注： * 使用的坑：

1 x = [[1,2,3]]*2

2 print(x) #[[1, 2, 3], [1, 2, 3]]

3 print(x[1][2]) #3

4

5 y = [1] * 5

6 print(y) #[1, 1, 1, 1, 1]

注：关于 *

1 l1 = [1,2,3,3]2 l2 = l1 * 3

3 l1[2] =04 l2[2] =05 print(l1)6 print(l2)7 ----------------------->

8 [1, 2, 0, 3]9 [1, 2, 0, 3, 1, 2, 3, 3, 1, 2, 3, 3]10

11

12

13 l1 = [[1,2]] #里边的 [1,2]是一个地址引用，放的是地址，所以乘3 就是地址复制三分(不同于上面例子，单个简单元素)

14 l2 = l1 * 3

15 l2[1][1] = 6

16 print(l2)17 ----------------------->

18 [[1, 6], [1, 6], [1, 6]]

l2[2] = 99

print(l2) # [[1, 2], [1, 2], 99]

19

20

21 l1 = [[1,2],[1,2],[1,2]] #因为不是同一个地址，不像上面，*3 形成，所以只改一个

22 l1[2][1] = 6

23 print(l1)24 ----------------------->

25 [[1, 2], [1, 2], [1, 6]]

列表删除元素：

remove(value) ：返回None，在原列表删除,O(n)

pop([ index ])-- item

不指定索引，就从列表的尾部弹出一个元素

指定索引，就从索引弹出一个元素，索引越界 抛出IndexError

clear()--- 返回None

清除列表的所有元素，剩下一个空列表

列表的其他操作：

reverse()  ：返回None

将列表元素反转，就地修改

sort( key = None,reverse = False)  返回None

对列表元素进行排序，就地修改，默认升序

reverse = True ，反转，降序

key 一个函数，指定key 如何排序

lsi.sort(key = functionname)

sort(key=str,reverse=True) # 元素以str 排序

in  :   [3,4] in [1,2,[3,4]]    , for x in [1,2,3,4]

注:Python中是没有变量的！

随机数：random模块

random.randint()  # 闭区间的整数 random.randint(2,3) ,返回int类型

random.randrange() # 左闭右开 random.range(1,7,2)，返回int类型

random.choice(iteration) #  随机去一个，但是原数据集不变

1 l = [1,2,34,4,'s']2 print(random.choice(l))3 print(l)

random.shuffle() # 就地修改，返回None，(洗牌，打乱)

1 l = [1,2,34,4,'s']2 print(random.shuffle(l))3 print(l)4

5 None6 [2, 4, 34, 1, 's']

random.sample(ierater，k) # 取k个不同的元素  (理解这里的不同：l[1] = l[2] ,但是是不同的元素) ，返回一个新列表

random.sample(['a','b','c','d'],2)

random.sample(['a','a','a'],2)     #  ['a','a']

1 l = [1,2,3,4,2,2,2,2,2,34,4,'s']2 print(random.sample(l,3))3 print(l)4

5 [2, 2, 4]6 [1, 2, 3, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 34, 4, 's']

**列表的复制：浅复制，深复制

--------------------->  赋值

1 l1 = list(range(5))2 l2 = list(range(5))3 print(l1 == l2) #== 内容相同

4 l3 =l15 l1[2] = 9

6 print(l3)7 ---------------------->

8 True9 [0, 1, 9, 3, 4]

In [106]: l1 = [1,2,3,[4,5]]

In [107]: l2 = l1

In [108]: l2[1] = 22

In [109]: l2[3][1] = 55

In [110]: l1

Out[110]: [1, 22, 3, [4, 55]]

In [111]: l2

Out[111]: [1, 22, 3, [4, 55]]

------> copy,生成新的列表(shadow copy 影子拷贝)

1 l1 = list(range(4))2 l2 =l1.copy()3 print(l2)4 l2[2] = 99

5 print(l1,l2) #[0, 1, 2, 3] [0, 1, 99, 3]

6

7 l3 = [1,2,3,[5,6]]8 l4 =l3.copy()9 print(l4)10 #l3[3] = 10

11 #print(l3,l4) # [1, 2, 3, 10] [1, 2, 3, [5, 6]]

12 l3[3][1] = 9

13 print(l3,l4) #[1, 2, 3, [5, 9]] [1, 2, 3, [5, 9]]

------> deepcopy,深拷贝

1 importcopy2 l1 = [1,2,3]3 l2 =copy.deepcopy(l1)4 #print(l2)

5 l2[2] = 99

6 #print(l2) [1, 2, 99]

7 l3 = [1,2,[3,4]]8 l4 =copy.deepcopy(l3)9 print(l4)10 l3[2][1] = 99

11 print(l3,l4) #[1, 2, [3, 99]] [1, 2, [3, 4]]

12

13 l3[2] = 999

14 print(l3,l4) #[1, 2, 999] [1, 2, [3, 4]]

列表补充：

1、切片：

1 li = [1, 12, 3, 4, [2, 2, [3, 4]], 2, '232', 'dsd']2 a =li[0]3 print(a)4 b = li[0:1]5 print(b)6 c = li[0:-1]7 print(c)8 d = li[0:5:2] #从左往右隔一个取值

9 print(d)10 e = li[-1::-1] #从右往左一个一个取

11 print(e)12 f = li[-1::-2] #从右往左隔一个取

13 print(f)14 g = li[-1::-3]15 print(g)16 h = li[1:]17 print(h)18 i =li[:]19 print(i)20

21 1

22 [1]23 [1, 12, 3, 4, [2, 2, [3, 4]], 2, '232']24 [1, 3, [2, 2, [3, 4]]]25 ['dsd', '232', 2, [2, 2, [3, 4]], 4, 3, 12, 1]26 ['dsd', 2, 4, 12]27 ['dsd', [2, 2, [3, 4]], 12]28 [12, 3, 4, [2, 2, [3, 4]], 2, '232', 'dsd']29 [1, 12, 3, 4, [2, 2, [3, 4]], 2, '232', 'dsd']

2、连接成字符串：(全是字符串的元素 才可以)

1 li1 = ['ww','wwwq','wqw']2 s = ''.join(li1)3 print(s)4

5 wwwwwqwqw

元组也可以：

tu = ('ss','we',)

s = ''.join(tu)

print(s)

3、del 删除元素

1 a = [1,2,3,4]2 del a[1]3 print(a)

[1, 3, 4]

注：del是根据索引删除元素，remove是根据元素删除，从左往右，第一个匹配到的

4、列表如何转换为字符串：

列表转换为字符串，在列表基本操作里介绍了

tu= (11, 22, 33, [9, 3], 44,)

s= ''

for i intu:

s= s +str(i)print(s)

print(type(s)) #