Python編程基礎

• Python是一個結合了解釋性、編譯性、互動性和面向對象的高級程序設計語言，結構簡單，語法定義清晰。
• Python最具特色的就是使用縮進來表示代碼塊，不需要使用大括號{}。
• 縮進的空格數是可變的，但是同一個代碼塊的語句必須包含相同的縮進空格數。

answer = int(input("請輸入一個整數："))
if answer == 2:
    print("hello,")
    print("it's True")
else:
    print("sorry,")
    print("it's False")

• Python3中有六個標準的數據類型：Number（數字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元組）、Set（集合）、Dictionary（字典）。其中，不可變數據類型有：Number、String、Tuple；可變數據類型有：List、Dictionary、Set。
• Python3支持的數字類型有int（整數）、float（浮點數）、bool（布爾型）、complex（復數）四種類型。

• Python 中的變量是不需要聲明數據類型的，變量的“類型”是所指的內存中被賦值對象的類型。
• 同一變量可以反復賦值，而且可以是不同類型的變量，這也是Python語言稱之為動態語言的原因。
• Python允許同時為多個變量賦值。

brower = 'Google'  #字符串類型
brower = 100  #整數類型
brower = 123.45  #浮點數類型
brower = 2 + 3j  #復數類型
brower, count, addsum = 'Google', 100, 123.45
print(brower, count, addsum)

• 運算符用于執行程序代碼運算，會針對一個以上操作數項目來進行運算。
• Python語言支持算術運算符、關系運算符和邏輯運算符。
• 表達式是由操作對象和操作符組成的有意義的式子。
   

• 字符串被定義為引號之間的字符集合，在Python中，字符串用單引號(’), 雙引號("), 三引號(’’’)括起來，且必須配對使用。
• 當Python字符串中有一個反斜杠時表示一個轉義序列的開始，稱反斜杠為轉義符。
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  字符串的運算

字符串子串可以用分離操作符（[]或者[:]）選取，Python特有的索引規則為：第一個字符的索引是0，后續字符索引依次遞增，或者從右向左編號，最后一個字符的索引號為-1，前面的字符依次減1。

下表給出了字符串的常用運算。
 
字符串的常見方法屬性
 

1.分支結構：
又稱為選擇結構，根據判斷條件，程序選擇執行特定的代碼。
Python語言中使用關鍵字if、elif、else來表示，基本語法格式如下：

if condition：
 if-block
[elif condition: 
 elif-block
else: 
 else-block]

其中，冒號(:)是語句塊開始標記，[ ]內為可選項。另，在python中，當condition的值為False、0、None、””、（）、[]、{}時，會被解釋器解釋為假(False)。

循環結構是指滿足一定的條件下，重復執行特定代碼塊的一種編碼結構。Python中，常見的循環結構是for循環和while循環。

（1）while循環

while語句語法格式：
while condition:
 while-block

用例：

i = 0
while i < 20:
    if i % 3 == 0:
        print(i,end= " ")
    i = i + 1

 
（2）for 循環:
for循環的語句格式：

 for  v  in  Seq：
       for_block

其中，v是循環變量，Seq是序列類型，涵蓋字符串、列表及元組，在每輪循環中，循環變量被設置為序列類型中的當前對象，for_block是循環體，用來完成具體功能。

例：求1+2+3+4+5的值

sum = 0
for i in range(1,6):
    sum = sum + i
print("1+2+3+4+5 = %d"%sum)

在Python中，最基本的數據結構是序列。
序列中的成員有序排列，都可以通過下標偏移量訪問到它的一個或幾個成員。除了前面已經介紹過的字符串，最常見的序列是列表和元組。

• 列表是Python中最具靈活性的有序集合對象類型。和字符串不同的是，列表具有可變長度、異構以及任意嵌套列表的特點。
• 列表是可變對象，支持在原處修改。

列表的常用方法

1. L.append(v) ：把元素v添加到列表L的結尾，相當于a[len(a)] = [v]
2. L.insert(i,v)：將值v插入到列表L的索引i處
3. L.index(x)：返回列表中第一個值為x的元素的索引
4. L.remove(v)：從列表L中移除第一次找到的值v
5. L.pop([i])：從列表的指定位置刪除元素，并將其返回。如果沒有指定索引，a.pop()返回最后一個元素。
6. L.reverse()：倒排列表中的元素
7. L.count(x)：返回x在列表中出現的次數
8. L.sort(key=None, reverse=False)：對鏈表中的元素進行適當的排序。

列表的推導式
列表推導式提供了從序列創建列表的簡單途徑。通常應用程序將一些操作應用于某個推導序列的每個元素，用其獲得的結果作為生成新列表的元素，或者根據確定的判定條件創建子序列
 
列表推導式示例：

vec = [2, 4, 6, 8, 10]
print([3*x for x in vec])
vec = [2, 4, 6,8,10]
print([3*x  for  x  in  vec  if x > 6])
vec1 = [2, 4, 6]
vec2 = [4, 3, -9]
print([x*y for x in vec1 for y in vec2 if x*y>0])

• 元組有很多用途，例如：坐標(x, y)，數據庫中的員工記錄等等。
• 元組和字符串一樣，不可改變，即不能給元組的一個獨立的元素賦值。
• 元組和列表看起來不同的一點是：元組用的是圓括號（），而列表用的是方括號[]。

tup = tuple('bar')  #創建元組
print('輸出元組tup:',tup)  #輸出元組
nested_tup = (4,5,6),(7,8)
print('輸出元組圖tup:',nested_tup)#輸出元素是元組的元組
print('元組的連接',tup+tuple('wwy'))
a,b,c = tup #元組的拆分
print(a,b,c)
print(tup.count(a)) # 統計某個數值在元組中出現的次數

• 字典，也稱映射，是一個由鍵/值對組成的非排序可變集合體。鍵值對在字典中以下面的方式標記：
• dict = {key1 : value1,key2 : value2 }
• 鍵/值對用冒號分割，而各個元素之間用逗號分割，所有元素都包括在花括號中。值得注意的是，字典中的鍵必須是唯一的，只能使用不可變的對象（比如字符串）來作為字典的鍵，字典中的鍵/值對是沒有順序的。

字典的常用方法描述
 
用例：

scientists = {'Newton' : 1642, 'Darwin' : 1809, 'Turing' : 1912}
print('keys:', scientists.keys())  #返回字典中的所有鍵
print('values:', scientists.values()) #返回字典中的所有值
print('items:', scientists.items()) #返回所有鍵值對，形式(鍵, 值)
print('get:', scientists.get('Curie', 1867))  # get方法
temp = {'Curie' : 1867, 'Hopper' : 1906, 'Franklin' : 1920}
scientists.update(temp)  #用字典temp更新字典scientists
print('after update:', scientists)
scientists.clear() # 清空字典
print('after clear:', scientists)

• 集合是一個由唯一元素組成的非排序集合體。
• 集合中的元素沒有特定順序，集合中沒有重復項。
• 可以使用大括號{ }或者set()函數創建集合，但是，創建一個空集合必須用 set()，因為{ }是用來創建一個空字典。

set1 = set([0,1,2,3,4])
set2 = set([1,3,5,7,9])
print(set1.issubset(set2))
print(set1.union(set2))
print(set2.difference(set1))
print(set1.issubset(set2))

• 函數是對程序邏輯進行過程化和結構化的一種方法，函數最大的優點是增強了代碼的重用性和可讀性。
• Python不但能靈活地定義函數，而且本身內置了很多有用的函數，可以直接調用。

函數定義語法格式如下所示：

def  function_name(arguments):
 function_block  

關于函數定義的說明：

1. 函數代碼塊以 def 關鍵詞開頭，后接函數標識符名稱和圓括號()；
2. function_name是用戶自定義的函數名稱；
3. arguments是零個或多個參數，且任何傳入參數必須放在圓括號內；
4. 最后必須跟一個冒號 :，函數體從冒號開始，并且縮進；
5. function_block實現函數功能的語句塊。

lambda函數
Python使用lambda來創建匿名函數,準確地說，lambda只是一個表達式，函數體比def定義的函數簡單的多，在lambda表達式中只能封裝有限的邏輯。除此之外，lambda函數擁有自己的命名空間，且不能訪問自有參數列表之外或全局命名空間里的參數。

例題：假如要編寫函數實現計算多項式1+2x+y2+zy的值，可以簡單的定義一個lambda函數來完成這個功能。

polynominal = lambda x,y,z: 1+2*x+y**2+z*y
polynominal(1,2,3)

1. 打開文件：open()函數；
2. 讀取/寫入文件：read()、readline()、readlines()、write()等；
3. 對讀取到的數據進行處理；
4. 關閉文件：close()。

對文件操作之前需要用open() 函數打開文件，打開之后將返回一個文件對象（file對象）。open 函數的語法格式如下：
file_object = open(file_name [, access_mode = “r”, buffering= -1])

 
讀取txt文件時指定讀取數量

f = open("記事本.txt",mode = 'r')
content = f.read(10) #設置讀取內容的長度size
print(content)
f.close()
print(type(content)) 
按行讀取txt文件
f = open("記事本.txt",mode='r')
content = f.readlines()
print(content)
f.close() 

CSV (Comma Separated Values)，即逗號分隔值，也稱為字符分隔值，因為分隔符除了逗號，還可以是制表符，是一種常用的文本格式，用以存儲表格數據，包括數字或者字符。

CSV文件具有如下特點：

1. 純文本，使用某個字符集，比如ASCII、Unicode或GB2312；
2. 以行為單位讀取數據，每行一條記錄；
3. 每條記錄被分隔符分隔為字段；
4. 每條記錄都有同樣的字段序列。

Python內置了csv模塊，import csv之后就可以讀取CSV文件了。

import csv
with open("student.csv", "r") as f:
    reader = csv.reader(f)  
    rows = [row for row in reader]
for item in rows:
    print(item) 

文件的寫入

• write() 函數用于向文件中寫入指定字符串，同時需要將open函數中文件打開的參數設置為 mode = w。
• write() 是逐次寫入，writelines() 可將一個列表中的所有數據一次性寫入文件。
• 如果有換行需要，則要在每條數據后增加換行符，同時用“字符串 .join() ”的方法將每個變量數據聯合成一個字符串，并增加間隔符 “\t”。

用例：

import csv
content = [['0','hanmei','23','81'],
          ['1','mayi','18','99']]
f = open("test.csv","w",newline='')#如果不加newline=""，就會出現空行
content_out = csv.writer(f)#生成writer對象存儲器
for con in content:
    content_out.writerow(con)
f.close()

運行就會生成一個csv文件
 
打開test.csv文件：
 
關閉文件

文件操作完畢，一定要關閉文件close()，以便釋放資源供其他程序使用。