Python自学笔记（1）

整理一下Python相关内容，方便查阅。

参考用书：《Python编程：从入门到实践》，作者：Eric Matthes

第1章变量和简单数据类型

第一个Python程序：

print("Hello world!")

只有一行，作用是打印输出“Hello world!”，语句末尾不要用分号。值得注意的是，print()函数打印完毕后自动换行，如果不想换行请使用end=""编写：

print("Hello world!", end="")

1.1 变量

变量定义格式：变量名 = 变量内容，如massage = 12。（注意，不需要指定数据类型）

1.2 数据类型

字符串

字符串用引号括起来，引号可以是单引号也可以是双引号。字符串之间可以使用+拼接。

方法调用格式：变量名.方法名(参数列表)。字符串常用方法如下：

title()：使字符串中各单词首字母大写

upper()：使字符串字母全部大写

lower()：使字符串字母全部小写

rstrip()：删除字符串尾部的空白

lstrip()：删除字符串头部的空白

strip()：删除字符串首尾的空白

数字

除常见的加、减、乘、除、模运算外，Python还使用两个乘号**表示乘方运算，a ** b即为a的b次方。

使用str()方法避免类型错误：

age = 23
# message = 'Happy' + age + 'rd birthday!'  
# 上面报错，因为Python不知道这里的age是想处理为数值还是字符。
message = 'Happy' + str(age) + 'rd birthday'

第2章列表

2.1 列表是什么

列表和C语言中的数组比较相似。请见下例：

# 定义列表
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
# 打印列表
print(bicycles)
# 访问列表元素
print(bicycles[0])
print(bicycles[-1].title())

运行结果：

['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
trek
Speciaized

列表的索引从0开始，比较特殊的是列表倒数第一个元素可以用-1来访问（如上例所示），倒数第二个用-2来访问，依次类推。

2.2 元素的修改、添加和删除

修改

直接修改即可，如

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
motorcycles[0] = 'ducati'
print(motorcycles)

运行结果：

['honda', 'yamaha', 'suzuki']
['ducati', 'yamaha', 'suzuki']

添加

append(str)方法：将变量str添加到列表的最后。

insert(i, str)方法：将变量str添加到列表的索引i处。

删除

del语句：“del list[i]”可以删除列表list中索引i处的元素。

pop()方法：弹出列表中的最后一个元素，可以用一个变量来接收。

remove(str)：将第一次出现的值为str的元素删除。

2.3 组织列表

用sort()方法永久排序

sort()方法可以改变列表中元素的原始排列顺序，按字母序由a到z排列。添加参数reverse=True可改为倒序由z至a排列。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.sort()
print(cars)

cars.sort(reverse=True)
print(cars)

运行结果：

['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

用sorted()方法临时排序

sorted()方法可返回排好序的列表，但不影响列表原始排列顺序。使用该方法时，要传入的参数是列表。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
print("Here is the original list:")
print(cars)
print("\nHere is the sorted list:")
print(sorted(cars)) 
print("\nHere is the original list again:")
print(cars)

运行结果：

Here is the original list:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

Here is the sorted list:
['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

Here is the original list again:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

用reverse()方法逆序打印列表

这个逆序打印是从后往前打印列表，而不是按照字母顺序倒序打印。它会永久改变列表元素的排列顺序。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.reverse()
print(cars)

运行结果：

['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

用len()方法确定列表的长度

对于上例中的列表cars，len(cars)为4。

2.4 遍历列表

用for循环遍历列表：

magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
for magician in magicians:
    print(magician.title()+ ", that was a great trick!")
    print("I can't wait to see your next trick, "+ magician.title() +".\n")
print('Thank you, everyone. That was a great magic show!')

运行结果：

Alice, that was a great trick!
I can't wait to see your next trick, Alice.

David, that was a great trick!
I can't wait to see your next trick, David.

Carolina, that was a great trick!
I can't wait to see your next trick, Carolina.

Thank you, everyone. That was a great magic show!

注意，Python对缩进有很严格的要求。for循环:后指示循环体，循环体必须另起一行且缩进，循环体结束的标志是下一行不缩进（即与for循环首行对齐）。

2.5 创建数值列表

2.5.1 range()函数

Python函数range()可以生成一系列的数字，如：

for value in range(1, 5):
    print(value)

运行结果：

注意到上面没有打印数字5，range打印的参数范围是左闭右开的，是常见的差一行为。

可以用range()函数来创建一个列表：

numbers = list(range(1, 5))
print(numbers)

运行结果：

[1, 2, 3, 4]

使用range()时还可以在最后一个参数指定步长。如下例：

numbers = list(range(2, 11, 2))
print(numbers)

运行结果：

[2, 4, 6, 8, 10]

2.5.2 简单的统计计算

min(list)：返回列表list的最小元素的值。

max(list)：返回列表list的最大元素的值。

sum(list)：返回列表list的各元素值的和。

2.5.3 列表解析

将for循环和创建新元素的代码合并成一行，并自动附加新元素：

square = [value**2 for value in range(1, 11)]
print(square)

运行结果：

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

2.6 使用列表的一部分：切片

2.6.1 切片的使用

切片使用示例：

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
print(players[0:3])
print(players[1:4])
print(players[:4])
print(players[2:])
print(players[-3:])

运行结果：

['charles', 'martina', 'michael']
['martina', 'michael', 'florence']
['charles', 'martina', 'michael', 'florence']
['michael', 'florence', 'eli']
['michael', 'florence', 'eli']

注意依然是左闭右开，与range()一样，除非右边没有写数。

2.6.2 切片的遍历

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
for player in players[:3]:
    print(player.title())

运行结果：

Charles
Martina
Michael

2.6.3 用切片实现列表的复制

现有列表a，想把它的内容原封不动复制给列表b，可以这样写：b = a[:]。因为切片创建的是列表的副本，所以b和a是两个不同的列表。倘若这样写：b = a，那么b和a是同一个列表，对这个列表的操作会同时影响a和b的内容。请见下例：

my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
friend_foods = my_foods 
# 事实上是让Python将新变量friend_foods关联到包含在my_foods中的列表
# 因此这两个变量都指向同一个列表
my_foods.append('cannoli')
friend_foods.append('ice cream')

print("My favorite foods are:")
print(my_foods)

print("\nMy friend's favorite foods are:")
print(friend_foods)

运行结果：

My favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream']

My friend's favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream']

2.7 元组

元组就是不可变的列表，列表中的元素的值不可修改。元组用圆括号来定义：dimensions = (200, 50)，除值不可变外其余操作与列表用法一致。

值得注意的是，虽然元组中某个元素的值不可修改，但是整个元组可重新定义：

dimensions = (200, 50)
print('Original dimensions:')
for dimension in dimensions:
    print(dimension)

dimensions = (400, 100)
print('\nModified dimensions:')
for dimension in dimensions:
    print(dimension)

运行结果：

Original dimensions:
200
50

Modified dimensions:
400
100

第3章 if语句

3.1 条件测试

一个普通的含有if的程序：

cars=['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

for car in cars:
    if car == 'bmw':
        print(car.upper())
    else:
        print(car.title())

运行结果：

Audi
BMW
Subaru
Toyota

if后面跟的条件表达式被称为条件测试。注意逻辑关系“与”和“或”分别用and和or表示，其余的逻辑表达式编写都与C语言相同。

另外，in和not in用于检查某元素是否在特定列表中，请见下例：

requested_toppings = ['mushrooms', 'onions', 'pineapple']
print('mushrooms' in requested_toppings)
print('pineapple' not in requested_toppings)

运行结果：

True
False

3.2 if语句的结构

常用的是if-elif-else结构，其中可以不写else分支。

age = 12
if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 5
else:
    price = 10
print("Your admission cost is $"+str(price)+".")

运行结果：

Your admission cost is $5.

第4章字典

4.1 字典的定义

字典是一系列键值对的集合，可以使用键来访问其对应的值。字典用大括号定义：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0['color'])
print(alien_0['points'])

运行结果：

green
5

字典也可以用多行定义：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python', 
    # 这里可以加逗号也可以不加，但是为以后添加键值对方便，最好加一个逗号
}

print("Sarah's favorite language is "+ favorite_languages['sarah'].title()+'.')

运行结果：

Sarah's favorite language is C.

4.2 键值对的添加、修改和删除

添加、修改键值对：直接添加、修改即可。

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
# 添加键值对
alien_0['x_position']=0
alien_0['y_position']=25
print(alien_0)
# 修改键值对
alien_0['color']='yellow'
print(alien_0)

运行结果：

{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}
{'color': 'yellow', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}

删除键值对：del语句

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
# 删除键值对
del alien_0['points']
print(alien_0)

运行结果：

{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green'}

4.3 遍历字典

字典中的items()方法代表键值对，keys()方法代表键，values()方法代表值。

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python', 
}
# 遍历键值对
for name, language in favorite_languages.items():
    print(name.title() + "'s favorite language is " +
          language.title() + ".")
# 遍历键
print('--------------------')
for name in favorite_languages.keys():
    print(name.title())
# 遍历值
print('--------------------')
for language in favorite_languages.values():
    print(language.title())

运行结果：

Jen's favorite language is Python.
Sarah's favorite language is C.
Edward's favorite language is Ruby.
Phil's favorite language is Python.
--------------------
Jen
Sarah
Edward
Phil
--------------------
Python
C
Ruby
Python

有时候我们希望按一定顺序遍历键，sorted()方法可按字母顺序遍历所有键。

有时候我们希望遍历值的时候剔除重复的值，set()方法可以剔除重复值。

下面的例子用到了sorted()和set()方法：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python', 
}

for name in sorted(favorite_languages.keys()):
    print(name.title()+", thank you for taking the poll.")

print('--------------------')
for language in set(favorite_languages.values()):
    print(language.title())

运行结果：

Edward, thank you for taking the poll.
Jen, thank you for taking the poll.
Phil, thank you for taking the poll.
Sarah, thank you for taking the poll.
--------------------
Python
Ruby
C

4.4 嵌套

4.4.1 字典列表

字典可以作为列表的元素，如：

aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]

这里alien_0, alien_1, alien_2都是字典。

我们也可以使用range()来创建包含多个字典的列表：

aliens = []

for alien_number in range(30):
    new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow', 'num': alien_number}
    aliens.append(new_alien)

4.4.2 在字典中存储列表

pizza = {
    'crust': 'thick',
    'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
}

print("You ordered a " + pizza['crust'] + "-crust pizza " +
      "with the following toppings:")
for topping in pizza['toppings']:
    print('\t' + topping)

运行结果：

You ordered a thick-crust pizza with the following toppings:
    mushrooms
    extra cheese

4.4.3 在字典中存储字典

users = {
    'aeinstein': {
        'first': 'albert',
        'last': 'einstein',
        'location': 'princeton',
    },

    'mcurie': {
        'first': 'marie',
        'last': 'curie',
        'location': 'paris',
    },
    # 一般要求这些字典格式一致
}

for username, user_info in users.items():
    print("\nUsername: " + username)
    full_name = user_info['first'] + " " + user_info['last']
    location = user_info['location']

    print('\tFull name: ' + full_name.title())
    print('\tLocation: ' + location.title())

运行结果：

Username: aeinstein
    Full name: Albert Einstein
    Location: Princeton

Username: mcurie
    Full name: Marie Curie
    Location: Paris

上篇数据结构（1）——第1、2章

下篇Python自学笔记（2）

第1章 变量和简单数据类型

1.1 变量

1.2 数据类型

第2章 列表

2.1 列表是什么

2.2 元素的修改、添加和删除

2.3 组织列表

2.4 遍历列表

2.5 创建数值列表

2.5.1 range()函数

2.5.2 简单的统计计算

2.5.3 列表解析

2.6 使用列表的一部分：切片

2.6.1 切片的使用

2.6.2 切片的遍历

2.6.3 用切片实现列表的复制

2.7 元组

第3章 if语句

3.1 条件测试

3.2 if语句的结构

第4章 字典

4.1 字典的定义

4.2 键值对的添加、修改和删除

4.3 遍历字典

4.4 嵌套

4.4.1 字典列表

4.4.2 在字典中存储列表

4.4.3 在字典中存储字典

第1章变量和简单数据类型

第2章列表

第4章字典