Python 入门(上)

1、简介 (官网)

2、变量、运算符、数据类型

注释：

#表示注释，作用于整行；

2)’’’ ‘’’ 或者 “”" “”" 表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

print ("Hello world")
# print ("Hello world")
'''print
("
Hello world
")'''

Hello world'print\n("\nHello world\n")'

运算符

1)算术运算符

操作符名称

'+ 加

'- 减

'* 乘

/ 除

// 整除

% 取余

** 幂

print(1+1)
print(2-1)
print(3*4)
print(3/4)
print(3//4)
print(3%4)
print(2**3)

2)比较运算符

操作符名称

'> 大于

'>= 大于等于

< 小于

<= 小于等于

== 等于

!= 不等于

print(2>1)
print(2>=4)
print(1<2)
print(5<=2)
print(3==4)
print(3!=4)

True
False
True
False
False
True

3)逻辑运算符

操作符名称

and 与

or 或

not 非

print(3>2) and (3<5)
print(1>3) or (9>2)
print( not (2>1))

True
False
False

4)位运算符

操作符名称

～按位取反

& 按位与

’ ’

^ 按位异或

<< 左移

'>> 右移

print(bin(4))
print(bin(5))
print(bin(~4),~4)
print(bin(4 & 5),4 & 5)
print(bin(4 | 5),4 | 5)
print(bin(4^5),4^5)
print(bin(4<<2),4<<2)
print(bin(4>>2),4>>2)

5)三元运算符

x,y=4,5
if x < y:small=x
else:small=y
print(small)

6)其他运算符

操作符名称

in 存在

not in 不存在

is 是

not is 不是

注意：

is,is not 对比度是两个变量的内存地址

== ,!= 对比度是两个变量的值

比较多两个变量，指向的都是地址不可变的类型(str等),那么 is,is not 和 == , != 是完全等价的；
比较多两个变量，指向的地址可变的类型(list,dict,tuple等),则两者是有区别的

letters=['A','B','C']
if 'A' in letters:print('A' + ' exists')
if 'h' not in letters:print('h' + ' not exists')#比较多两个变量均指向不可变类型
a="hello"
b="hello"
print(a is b, a==b)
print(a is not b, a != b)#比较的两个变量均指向可变类型
a=["hello"]
b=["hello"]
print(a is b, a == b)
print(a is not b,a !=b)

A exists
h not exists
True True
False False
False True
True False

运算符优先级

一元运算符优于二元运算符(eg: 3** -2 等价于 3**(-2) )

先算术运算,后移位运算，最后位晕死(eg: 1 << 3 + 2 & 7 等价于 (1 << (3+2) ) & 7

逻辑云南省最后结合(eg: 3 < 4 and 4 < 5 等价于 (3 < 4) and (4 < 5)

print(-3 ** 2)
print(3 ** -2)
print(1 << 3+2 & 7 )
print(-3 * 2 + 5/ -2 - 4)
print(3 < 4 and 4 < 5)

-9
0.1111111111111111
0
-12.5
True

变量和赋值

在使用变量之前，需要对其先赋值

变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头

Python 变量名是大小写敏感的, foo != Foo

t="Holle Alisa"
print(t)a=2
b=3
c=a+b
print(c)m="Holle Alisa"
t="Hi"
o= m + ',' + t
print(o)

Holle Alisa
5
Holle Alisa,Hi

数据类型与转换

类型名称

int 整型

float 浮点型

bool 布尔型

Python 里面万物皆对象(object),整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性(attributes）和方法(methods）

b=dir(int)
print(b)

['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'as_integer_ratio', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']

找到一个整数的二进制表示，再返回其长度

a=1031
print(bin(a))
print(a.bit_length())

0b10000000111
11

浮点型：

有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。
可以用 decimal 包的 Decimal 对象和 getcontext()方法来实现(默认精度值是28位)

import decimal
from decimal import Decimal
a=decimal.getcontext()
print(a)#用 getcontext().prec 来调整精度
decimal.getcontext().prec=4
c=Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)

Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
0.3333

布尔型

可以用 bool(x)来创建变量，其中X可以是(X是不是空，空洞话就是 False，不空洞话就是True)

基本类型：整型、浮点型、布尔型 (0,0.0 都可以认为是空)

容器类型：字符串、元祖、列表、字典和集合 (里面没元素就是空的)

注意：

type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。

如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()

# bool 做用于基本类型变量：X 只要不是整型 0、浮点型 0.0，bool(X) 就是 True， 其余就是False
print(type(0),bool(0),bool(1))
print(type(10.31),bool(0.0),bool(10.31))
print(type(True),bool(False),bool(True))# bool 作用在容器类型变量：X 只要不是空洞变量， bool(X) 就是True，其余就是 False
print(type(''),bool(''),bool('Alisa'))
print(type(()),bool(()),bool((10,)))
print(type([]),bool([]),bool([1,2]))
print(type({}),bool({}),bool({'a':1,'b':2}))
print(type(set()),bool(set()),bool({1,2}))print(True + False)

<class 'int'> False True
<class 'float'> False True
<class 'bool'> False True
<class 'str'> False True
<class 'tuple'> False True
<class 'list'> False True
<class 'dict'> False True
<class 'set'> False True
1

类型转换：

转换为整型：int(x,base=10)

转换为字符串 str(object=’’)

转换为浮点型 float(X)

print(int('520'),int(520.52))
print(float('520.52'),float(520))
print(str(10+10),str(10.1+5.2))

520 520
520.52 520.0
20 15.3

print 函数

将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按str()方式进行转换为字符串输出；

关键字参数sep是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符；

关键字参数end是输出结束时的字符，默认是换行符\n；

关键字参数file是定义流输出的文件，可以是标准的系统输出sys.stdout，也可以重定义为别的文件；

关键字参数flush是立即把内容输出到流文件，不作缓存。

print(*objects,sep=' ',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)

#没有参数是，每次输出后都会换行
shoplist=['apple','mango','carrot','banana']
print("This is printed without 'end' and 'sep'.")
for item in shoplist:print(item)#每次输出结束都用 end 设置的参数 & 结尾，并没有默认换行
print("This is printed with 'end='&''.")
for item in shoplist:print(item,end='&')
print('Hello Alisa')  #两值之间用sep设置的参数&分割。由于end参数没有设置，默认输出换行，即end 参数默认值为\n
print("This is printed with 'sep='&''.")
for item in shoplist:print(item,'another string',sep='&')

This is printed without 'end' and 'sep'.
apple
mango
carrot
banana
This is printed with 'end='&''.
apple&mango&carrot&banana&Hello Alisa
This is printed with 'sep='&''.
apple&another string
mango&another string
carrot&another string
banana&another string

位运算

1、原码、反码和补码

二进制有三种不同的表示形式：原码、反码和补码，计算机内部使用补码来表示。

原码：就是其二进制表示（注意，有一位符号位）。

00 00 00 11 -> 3
10 00 00 11 ->-3

反码：正数的反码就是原码，负数的反码是符号位不变，其余位取反（对应正数按位取反）。

00 00 00 11 ->3
11 11 11 00 ->-3

补码：正数的补码就是原码，负数的补码是反码+1。

00 00 00 11 ->3
11 11 11 01 ->-3

符号位：最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。在位运算中符号位也参与运算

2、按位运算

按位非操作: 把num的补码中的 0 和 1 全部取反（0 变为 1，1 变为 0）有符号整数的符号位在 ~ 运算中同样会取反。

~1=0 ~0=1

00 00 01 01 ->5 ~ 11 11 10 10 ->-6

11 11 10 11 ->-5 ~ 00 00 01 00 ->4

按位与操作 &
只有两个对应位都为 1 时才为 1

1&1=1 1&0=0 0&1=0 0&0=0

00 00 01 01 ->5 & 00 00 01 10 ->6 >> 00 00 01 00 ->4

按位或操作 |
只有两个对应位位中有一个为 1 时才为 1

1 | 1=1 1 | 0=1 0 | 1=1 0 | 0=0

00 00 01 01 ->5 & 00 00 01 10 ->6 >> 00 00 01 11 ->3

异或操作的性质：满足交换律和结合律
A:00 00 11 00 B:00 00 01 11

A^B:00 00 10 11 B^A:00 00 10 11 A^A:00 00 00 00 A^0:00 00 11 00
A^BA:=A^AB=B=00 00 01 11

按位左移操作 <<
num << i 将num的二进制表示向左移动i位所得的值。
00 00 10 11 -> 11
11 << 3

01 01 10 00 -> 88

按位右移操作 >>
num >> i 将num的二进制表示向右移动i位所得的值。
00 00 10 11 -> 11
11 >> 2

00 00 00 10 -> 2

利用位运算实现快速计算

通过 <<，>> 快速计算2的倍数问题。
n << 1 -> 计算 n2
n >> 1 -> 计算 n/2，负奇数的运算不可用
n << m -> 计算 n(2^m)，即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n/(2^m)，即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2^n

通过 ^ 快速交换两个整数。通过 ^ 快速交换两个整数。
a ^= b
b ^= a
a ^= b
通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。
00 00 01 01 -> 5
&
11 11 10 11 -> -5

00 00 00 01 -> 1

00 00 11 10 -> 14
&
11 11 00 10 -> -14

00 00 00 10 -> 2

利用位运算实现整数集合

一个数的二进制表示可以看作是一个集合（0 表示不在集合中，1 表示在集合中）。
比如集合 {1, 3, 4, 8}，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。
元素与集合的操作：

a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）

集合之间的操作：

a 补 -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)
注意：整数在内存中是以补码的形式存在的，输出自然也是按照补码输出。

C语言输出负数

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string s1 = Convert.ToString(-3, 2);
Console.WriteLine(s1);
// 11111111111111111111111111111101

    string s2 = Convert.ToString(-3, 16);Console.WriteLine(s2); // fffffffd
}

}

# Python 的bin()输出
print(bin(3))  # 0b11
print(bin(-3))  # -0b11print(bin(-3 & 0xffffffff))
# 0b11111111111111111111111111111101print(bin(0xfffffffd))
# 0b11111111111111111111111111111101print(0xfffffffd)  # 4294967293

0b11
-0b11
0b11111111111111111111111111111101
0b11111111111111111111111111111101
4294967293

是不是很颠覆认知，我们从结果可以看出：

Python中bin一个负数（十进制表示），输出的是它的原码的二进制表示加上个负号，巨坑。
Python中的整型是补码形式存储的。
Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。

所以为了获得负数（十进制表示）的补码，需要手动将其和十六进制数0xffffffff进行按位与操作，再交给bin()进行输出，得到的才是负数的补码表示。

条件语句

1、IF 语句
if expression:
expr_true_suite

if 语句的 expr_true_suite 代码块只有当条件表达式 expression 结果为真时才执行，否则将继续执行紧跟在该代码块后面的语句。
单个 if 语句中的 expression 条件表达式可以通过布尔操作符 and，or和not 实现多重条件判断。

if 2>1 and not 2>3:print("Correct Judgement!")

Correct Judgement!

if - else 语句

if expression:

expr_true_suite

else:
expr_false_suite

Python 提供与 if 搭配使用的 else，如果 if 语句的条件表达式结果布尔值为假，那么程序将执行 else 语句后的代码。

t=input("Where are you?")
g=int(t)
if g==666:print('You are right')print('thank you!')
else :print('wrong')
print('game over')

Where are you?666
You are right
thank you!
game over

if语句支持嵌套，即在一个if语句中嵌入另一个if语句，从而构成不同层次的选择结构。

h=6
if h>2:if h>7:print('very Good!')
else:print('You are wrong!')t=input('what is the NO.?')
g=int(t)
if g>8:print("It is too big!")
else:if g==8:print('You are right!')print('Good luck!')else:print('It is too small!')
print('Game over!')

what is the NO.?8
You are right!
Good luck!
Game over!

if - elif - else 语句¶

if expression1:

expr1_true_suite

elif expression2:

expr2_true_suite
.

.
elif expressionN:

exprN_true_suite

else:

expr_false_suite

elif 语句即为 else if，用来检查多个表达式是否为真，并在为真时执行特定代码块中的代码。

t=input('Please input score:')
s=int(t)
if 100 >= s >= 90:print('A')
elif 90 > s >= 80:print('B')
elif 80 > s >= 60:print('C')
elif 60 > s >= 0:print('D')
else:print('The NO. is wrong!')

Please input score:0
D

assert 关键词
assert这个关键词我们称之为“断言”，当这个关键词后边的条件为 False 时，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。

my_list = ['lsgogroup']
my_list.pop(0)
assert len(my_list) > 0

---------------------------------------------------------------------------AssertionError                            Traceback (most recent call last)<ipython-input-27-3aa07d738e73> in <module>1 my_list = ['lsgogroup']2 my_list.pop(0)
----> 3 assert len(my_list) > 0AssertionError:

assert 3 >7

---------------------------------------------------------------------------AssertionError                            Traceback (most recent call last)<ipython-input-28-24244bf2cda9> in <module>
----> 1 assert 3 >7AssertionError:

循环语句

while 循环¶
while语句最基本的形式包括一个位于顶部的布尔表达式，一个或多个属于while代码块的缩进语句。

while 布尔表达式:
代码块

while循环的代码块会一直循环执行，直到布尔表达式的值为布尔假。

如果布尔表达式不带有<、>、==、！=、in、not in等运算符，仅仅给出数值之类的条件，也是可以的。当while后写入一个非零整数时，视为真值，执行循环体；写入0时，视为假值，不执行循环体。也可以写入str、list或任何序列，长度非零则视为真值，执行循环体；否则视为假值，不执行循环体。

c=0
while c <3:t=input('What is your Luck NO.?')g=int(t)if g >8:print('It is too big')else:if g ==8:print('You are right!')print('Good luck!')c=3else:print('It is too small!')c=c+1
print('Game over!')

What is your Luck NO.?8
You are right!
Good luck!
Game over!

s='abcd'
while s:print(s)s=s[1:]

abcd
bcd
cd
d

while - else 循环

while 布尔表达式:

代码块

else:

代码块

当while循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果while循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容。

c=0
while c<5:print("%d is less than 5" %c)c=c+1
else:print("%d is not less than 5" %c)

0 is less than 5
1 is less than 5
2 is less than 5
3 is less than 5
4 is less than 5
5 is not less than 5

c=0
while c <5:print("%d is less than 5" % c)c=6break
else:print("%d is not less than 5" % c)

0 is less than 5

for 循环
for循环是迭代循环，在Python中相当于一个通用的序列迭代器，可以遍历任何有序序列，如str、list、tuple等，也可以遍历任何可迭代对象，如dict。

for 迭代变量 in 可迭代对象:
代码块

每次循环，迭代变量被设置为可迭代对象的当前元素，提供给代码块使用。

for i in 'ILoveLSGO':print(i,end='')

ILoveLSGO

member=['张三','李四','刘德华','刘六','周润发']
for e in member:print(e)for i in range(len(member)):    print(member[i])

张三
李四
刘德华
刘六
周润发
张三
李四
刘德华
刘六
周润发

dic={'a':1,'b':2,'c':3,'d':4}for key,value in dic.items():print(key,value,sep=';',end='  ')for key in dic.keys():print(key,end=' ')for value in dic.values():print(value,end=' ')

a;1  b;2  c;3  d;4  a b c d 1 2 3 4

for - else 循环

for 迭代变量 in 可迭代对象:

代码块

else:
代码块

当for循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果for循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容，与while - else语句一样。

for num in range(10,20): #迭代10到20之间的数字for i in range(2,num):#根据因子迭代if num % i ==0:#确定第一个因子j=num / i #确定第二因子print('%d 等于 %d * %d' % (num,i,j))break  #跳出当前循环else:  #循环的 else部分print(num,'是一个质数')

10 等于 2 * 5
11 是一个质数
12 等于 2 * 6
13 是一个质数
14 等于 2 * 7
15 等于 3 * 5
16 等于 2 * 8
17 是一个质数
18 等于 2 * 9
19 是一个质数

range() 函数

range([start,] stop[, step=1])

这个BIF（Built-in functions）有三个参数，其中用中括号括起来的两个表示这两个参数是可选的。

step=1 表示第三个参数的默认值是1。
range 这个BIF的作用是生成一个从start参数的值开始到stop参数的值结束的数字序列，该序列包含start的值但不包含stop的值。

for i in range(1,10,2): #自动生成从1到10(不含10)，步长为2的数据print(i)

enumerate()函数

enumerate(sequence, [start=0])

sequence：一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
start：下标起始位置。
返回 enumerate(枚举) 对象

s=['spring','summer','fall','winter']
l=list(enumerate(s,start=1))
print(l)

[(1, 'spring'), (2, 'summer'), (3, 'fall'), (4, 'winter')]

enumerate()与 for 循环的结合使用。

for i, a in enumerate(A)
do something with a

用 enumerate(A) 不仅返回了 A 中的元素，还顺便给该元素一个索引值 (默认从 0 开始)。此外，用 enumerate(A, j) 还可以确定索引起始值为 j。

languages=['Python','R','Matlab','C++']
for language in languages:print('I love',language)
print('Done!')for i,language in enumerate(languages,2):print(i,'I love',language)
print('Done!')

I love Python
I love R
I love Matlab
I love C++
Done!
2 I love Python
3 I love R
4 I love Matlab
5 I love C++
Done!

break 语句

break语句可以跳出当前所在层的循环。

import random
s=random.randint(1,10)while True:t=input('What is my favourate NO.?')g=int(t)if g > s:print('It is too big!')else:if g == s:print('You are right!')print('Comgratulation!')breakelse:print('It is too small!')
print('Game over!')

What is my favourate NO.?7
It is too big!
What is my favourate NO.?8
It is too big!
What is my favourate NO.?5
It is too big!
What is my favourate NO.?2
It is too small!
What is my favourate NO.?4
It is too big!
What is my favourate NO.?3
You are right!
Comgratulation!
Game over!

continue 语句

continue终止本轮循环并开始下一轮循环。

for i in range(10):if i % 2 !=0:print(i)continuei+=2print(i)

pass 语句

pass 语句的意思是“不做任何事”，如果你在需要有语句的地方不写任何语句，那么解释器会提示出错，而 pass 语句就是用来解决这些问题的。

pass是空语句，不做任何操作，只起到占位的作用，其作用是为了保持程序结构的完整性。尽管pass语句不做任何操作，但如果暂时不确定要在一个位置放上什么样的代码，可以先放置一个pass语句，让代码可以正常运行。

def a_func():pass

推导式¶

列表推导式

[ expr for value in collection [if condition] ]

x=[-4,-2,0,2,4]
y=[a*2 for a in x]  #求a在x条件下的两倍数据
print(y)x=[i ** 2 for i in range(1,10)]  #求i在1-9条件下的 幂次
print(x)x=[(i,i ** 2) for i in range(6)]
print(x)x=[i for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]
print(x)a=[(i,j) for i in range(0,3) for j in range(0,3)]
print(a)x=[[i,j] for i in range(0,3) for j in range(0,3)]
print(x)a=[(i,j) for i in range(0,3) if i < i for j in range(0,3) if j > 1]
print(a)

[-8, -4, 0, 4, 8]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]
[3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, 93, 99]
[(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]
[[0, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
[]

元组推导式

( expr for value in collection [if condition] )

a=(x for x in range(10))
print(a)print(tuple(a))

<generator object <genexpr> at 0x000001BDB93C0270>
(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

字典推导式

{ key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }

b = {i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 ==0}
print(b)

{0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

集合推导式

{ expr for value in collection [if condition] }

c={i for i in [1,2,3,4,5,5,6,4,3,2,1]}
print(c)

{1, 2, 3, 4, 5, 6}

其它

next(iterator[, default]) Return the next item from the iterator. If default is given and the iterator is exhausted, it is returned instead of raising StopIteration.

e=(i for i in range(10))
print(e)print(next(e))
print(next(e))for each in e:print(each,end='  ')

<generator object <genexpr> at 0x000001BDB93DA4A0>
0
1
2  3  4  5  6  7  8  9