一篇文章让你彻底掌握 Python【可保存下载】
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解释器
Linux/Unix 的系统上，Python 解释器通常被安装在 /usr/local/bin/python3.4 这样的有效路径（目录）里。
我们可以将路径 /usr/local/bin 添加到您的 Linux/Unix 操作系统的环境变量中，这样您就可以通过 shell 终端输入下面的命令来启动 Python。
在 Linux/Unix 系统中，你可以在脚本顶部添加以下命令让 Python 脚本可以像 SHELL 脚本一样可直接执行：
#! /usr/bin/env python3.4
注释
Python 中的注释有三种形式：
-
以
#开头 -
以
'''开始，以'''结尾 -
以
"""开始，以"""结尾
# 单行注释'''
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
'''"""
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号
"""
数据类型
Python3 中有六个标准的数据类型：
-
Numbers（数字）
-
String（字符串）
-
List（列表）
-
Tuple（元组）
-
Sets（集合）
-
Dictionaries（字典）
操作符
Python 语言支持以下类型的运算符：
-
算术运算符
-
比较（关系）运算符
-
赋值运算符
-
逻辑运算符
-
位运算符
-
成员运算符
-
身份运算符
-
运算符优先级
算术运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 加 - 两个对象相加 | a + b 输出结果 31 |
| - | 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 | a - b 输出结果 -11 |
| * | 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 | a * b 输出结果 210 |
| / | 除 - x 除以 y | b / a 输出结果 2.1 |
| % | 取模 - 返回除法的余数 | b % a 输出结果 1 |
| ** | 幂 - 返回 x 的 y 次幂 | a**b 为 10 的 21 次方 |
| // | 取整除 - 返回商的整数部分 | 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0 |
比较运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| == | 等于 - 比较对象是否相等 | (a == b) 返回 False。 |
| != | 不等于 - 比较两个对象是否不相等 | (a != b) 返回 True. |
| > | 大于 - 返回 x 是否大于 y | (a > b) 返回 False。 |
| < | 小于 - 返回 x 是否小于 y。所有比较运算符返回 1 表示真，返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价。注意，这些变量名的大写。 | (a < b) 返回 True。 |
| >= | 大于等于 - 返回 x 是否大于等于 y。 | (a >= b) 返回 False。 |
| <= | 小于等于 - 返回 x 是否小于等于 y。 | (a <= b) 返回 True。 |
赋值运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 简单的赋值运算符 | c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c |
| += | 加法赋值运算符 | c += a 等效于 c = c + a |
| -= | 减法赋值运算符 | c -= a 等效于 c = c - a |
| *= | 乘法赋值运算符 | c _= a 等效于 c = c _ a |
| /= | 除法赋值运算符 | c /= a 等效于 c = c / a |
| %= | 取模赋值运算符 | c %= a 等效于 c = c % a |
| **= | 幂赋值运算符 | c **= a 等效于 c = c ** a |
| //= | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a |
位运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| & | 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 | (a & b) 输出结果 12 ，二进制解释：0000 1100 |
| | | 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。 | (a | b) 输出结果 61 ，二进制解释：0011 1101 |
| ^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为 1 | (a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释：0011 0001 |
| ~ | 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 | (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释：1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。 |
| << | 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。 | a << 2 输出结果 240 ，二进制解释：1111 0000 |
| >> | 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 | a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释：0000 1111 |
逻辑运算符
| 运算符 | 逻辑表达式 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|---|
| 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。 | (a and b) 返回 20。 |
| 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。 | (a or b) 返回 10。 |
| not | not x | 布尔”非” - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。 | not(a and b) 返回 False |
成员运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| in | 如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。 | x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。 |
| not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。 | x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。 |
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, 如果 id(x) 等于 id(y) , is 返回结果 1 |
| 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, 如果 id(x) 不等于 id(y). is not 返回结果 1 |
运算符优先级
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| ** | 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’ |
| ^ | | 位运算符 |
| <= < > >= | 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 |
| not or and | 逻辑运算符 |
控制语句
条件语句
if condition_1:statement_block_1
elif condition_2:statement_block_2
else:statement_block_3
循环语句
while
while 判断条件：statements
for
for <variable> in <sequence>:<statements>
range()
for i in range(0, 10, 3) :print(i)
break 和 continue
-
break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。
-
continue 语句被用来告诉 Python 跳过当前循环块中的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。
pass
pass 语句什么都不做，它只在语法上需要一条语句但程序不需要任何操作时使用。例如:
while True:pass # 等待键盘中断 (Ctrl+C)
函数
Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：
def 函数名（参数列表）：函数体
函数变量作用域
#!/usr/bin/env python3
a = 4 # 全局变量def print_func1():a = 17 # 局部变量print("in print_func a = ", a)
def print_func2():print("in print_func a = ", a)
print_func1()
print_func2()
print("a = ", a)
以上实例运行结果如下：
in print_func a = 17
in print_func a = 4
a = 4
关键字参数
函数也可以使用 kwarg=value 的关键字参数形式被调用。例如，以下函数:
def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom', type='Norwegian Blue'):print("-- This parrot wouldn't", action, end=' ')print("if you put", voltage, "volts through it.")print("-- Lovely plumage, the", type)print("-- It's", state, "!")
可以以下几种方式被调用：
parrot(1000) # 1 positional argument
parrot(voltage=1000) # 1 keyword argument
parrot(voltage=1000000, action='VOOOOOM') # 2 keyword arguments
parrot(action='VOOOOOM', voltage=1000000) # 2 keyword arguments
parrot('a million', 'bereft of life', 'jump') # 3 positional arguments
parrot('a thousand', state='pushing up the daisies') # 1 positional, 1 keyword
以下为错误调用方法：
parrot() # required argument missing
parrot(voltage=5.0, 'dead') # non-keyword argument after a keyword argument
parrot(110, voltage=220) # duplicate value for the same argument
parrot(actor='John Cleese') # unknown keyword argument
可变参数列表
最后，一个最不常用的选择是可以让函数调用可变个数的参数。这些参数被包装进一个元组(查看元组和序列)。在这些可变个数的参数之前，可以有零到多个普通的参数：
def arithmetic_mean(*args):sum = 0for x in args:sum += xreturn sum
返回值
Python 的函数的返回值使用 return 语句，可以将函数作为一个值赋值给指定变量：
def return_sum(x,y):c = x + yreturn c
异常
异常处理
try 语句按照如下方式工作；
-
首先，执行 try 子句（在关键字 try 和关键字 except 之间的语句）
-
如果没有异常发生，忽略 except 子句，try 子句执行后结束。
-
如果在执行 try 子句的过程中发生了异常，那么 try 子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和 except 之后的名称相符，那么对应的 except 子句将被执行。最后执行 try 语句之后的代码。
-
如果一个异常没有与任何的 except 匹配，那么这个异常将会传递给上层的 try 中。
-
不管 try 子句里面有没有发生异常，finally 子句都会执行。
import systry:f = open('myfile.txt')s = f.readline()i = int(s.strip())
except OSError as err:print("OS error: {0}".format(err))
except ValueError:print("Could not convert data to an integer.")
except:print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0])raise
finally:# 清理行为
抛出异常
Python 使用 raise 语句抛出一个指定的异常。例如:
>>> raise NameError('HiThere')
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in ?
NameError: HiThere
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自定义异常
可以通过创建一个新的 exception 类来拥有自己的异常。异常应该继承自 Exception 类，或者直接继承，或者间接继承。
当创建一个模块有可能抛出多种不同的异常时，一种通常的做法是为这个包建立一个基础异常类，然后基于这个基础类为不同的错误情况创建不同的子类：
class Error(Exception):"""Base class for exceptions in this module."""passclass InputError(Error):"""Exception raised for errors in the input.Attributes:expression -- input expression in which the error occurredmessage -- explanation of the error"""def __init__(self, expression, message):self.expression = expressionself.message = messageclass TransitionError(Error):"""Raised when an operation attempts a state transition that's notallowed.Attributes:previous -- state at beginning of transitionnext -- attempted new statemessage -- explanation of why the specific transition is not allowed"""def __init__(self, previous, next, message):self.previous = previousself.next = nextself.message = message
大多数的异常的名字都以 ”Error” 结尾，就跟标准的异常命名一样。
面向对象
面向对象技术简介
-
类(Class)：用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
-
类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
-
数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
-
方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
-
实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
-
继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个 Dog 类型的对象派生自 Animal 类，这是模拟”是一个（is-a）”关系（例图，Dog 是一个 Animal）。
-
实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
-
方法：类中定义的函数。
-
对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。
类定义
语法格式如下：
class ClassName:<statement-1>...<statement-N>
类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。
类对象
类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。
类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:
#!/usr/bin/python3class MyClass:"""一个简单的类实例"""i = 12345def f(self):return 'hello world'# 实例化类
x = MyClass()# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())
实例化类：
# 实例化类
x = MyClass()
# 访问类的属性和方法
以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。
执行以上程序输出结果为：
MyClass 类的属性 i 为： 12345
MyClass 类的方法 f 输出为：hello world
很多类都倾向于将对象创建为有初始状态的。因此类可能会定义一个名为 init() 的特殊方法（构造方法），像下面这样：
def __init__(self):self.data = []
类定义了 init() 方法的话，类的实例化操作会自动调用 init() 方法。所以在下例中，可以这样创建一个新的实例:
x = MyClass()
当然， init() 方法可以有参数，参数通过 init() 传递到类的实例化操作上。例如:
>>> class Complex:
... def __init__(self, realpart, imagpart):
... self.r = realpart
... self.i = imagpart
...
>>> x = Complex(3.0, -4.5)
>>> x.r, x.i
(3.0, -4.5)
类的方法
在类地内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self，且为第一个参数:
#!/usr/bin/python3#类定义
class people:#定义基本属性name = ''age = 0#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问__weight = 0#定义构造方法def __init__(self,n,a,w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))# 实例化类
p = people('W3Cschool',10,30)
p.speak()
执行以上程序输出结果为：
W3Cschool 说: 我 10 岁。
继承
Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承就，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:
class DerivedClassName(BaseClassName1):<statement-1>...<statement-N>
需要注意圆括号中基类的顺序，若是基类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python 从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找基类中是否包含方法。
BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
实例
#!/usr/bin/python3#类定义
class people:#定义基本属性name = ''age = 0#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问__weight = 0#定义构造方法def __init__(self,n,a,w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))#单继承示例
class student(people):grade = ''def __init__(self,n,a,w,g):#调用父类的构函people.__init__(self,n,a,w)self.grade = g#覆写父类的方法def speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))s = student('ken',10,60,3)
s.speak()
执行以上程序输出结果为：
ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级
多继承
Python 同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):<statement-1>...<statement-N>
需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python 从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。
#!/usr/bin/python3#类定义
class people:#定义基本属性name = ''age = 0#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问__weight = 0#定义构造方法def __init__(self,n,a,w):self.name = nself.age = aself.__weight = wdef speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))#单继承示例
class student(people):grade = ''def __init__(self,n,a,w,g):#调用父类的构函people.__init__(self,n,a,w)self.grade = g#覆写父类的方法def speak(self):print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))#另一个类，多重继承之前的准备
class speaker():topic = ''name = ''def __init__(self,n,t):self.name = nself.topic = tdef speak(self):print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))#多重继承
class sample(speaker,student):a =''def __init__(self,n,a,w,g,t):student.__init__(self,n,a,w,g)speaker.__init__(self,n,t)test = sample("Tim",25,80,4,"Python")
test.speak() #方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法
执行以上程序输出结果为：
我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python
方法重写
如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法，实例如下：
#!/usr/bin/python3class Parent: # 定义父类def myMethod(self):print ('调用父类方法')class Child(Parent): # 定义子类def myMethod(self):print ('调用子类方法')c = Child() # 子类实例
c.myMethod() # 子类调用重写方法
执行以上程序输出结果为：
调用子类方法
类属性与方法
类的私有属性
__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。
类的方法
在类地内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self,且为第一个参数
类的私有方法
__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 slef.__private_methods。
实例如下：
#!/usr/bin/python3class JustCounter:__secretCount = 0 # 私有变量publicCount = 0 # 公开变量def count(self):self.__secretCount += 1self.publicCount += 1print (self.__secretCount)counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print (counter.publicCount)
print (counter.__secretCount) # 报错，实例不能访问私有变量
执行以上程序输出结果为：
1
2
2
Traceback (most recent call last):File "test.py", line 16, in <module>print (counter.__secretCount) # 报错，实例不能访问私有变量
AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
类的专有方法
-
init：构造函数，在生成对象时调用
-
del：析构函数，释放对象时使用
-
repr：打印，转换
-
setitem：按照索引赋值
-
getitem：按照索引获取值
-
len：获得长度
-
cmp：比较运算
-
call：函数调用
-
add：加运算
-
sub：减运算
-
mul：乘运算
-
div：除运算
-
mod：求余运算
-
pow：乘方
算符重载
Python 同样支持运算符重载，我么可以对类的专有方法进行重载，实例如下：
#!/usr/bin/python3class Vector:def __init__(self, a, b):self.a = aself.b = bdef __str__(self):return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)def __add__(self,other):return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print (v1 + v2)
以上代码执行结果如下所示：
Vector(7,8)
标准库概览
操作系统接口
os 模块提供了不少与操作系统相关联的函数。
>>> import os
>>> os.getcwd() # 返回当前的工作目录
'C:\\Python34'
>>> os.chdir('/server/accesslogs') # 修改当前的工作目录
>>> os.system('mkdir today') # 执行系统命令 mkdir
0
文件通配符
glob 模块提供了一个函数用于从目录通配符搜索中生成文件列表:
>>> import glob
>>> glob.glob('*.py')
['primes.py', 'random.py', 'quote.py']
命令行参数
通用工具脚本经常调用命令行参数。这些命令行参数以链表形式存储于 sys 模块的 argv 变量。例如在命令行中执行 python demo.py one two three 后可以得到以下输出结果:
>>> import sys
>>> print(sys.argv)
['demo.py', 'one', 'two', 'three']
错误输出重定向和程序终止
sys 还有 stdin，stdout 和 stderr 属性，即使在 stdout 被重定向时，后者也可以用于显示警告和错误信息。
>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')
Warning, log file not found starting a new one
字符串正则匹配
re 模块为高级字符串处理提供了正则表达式工具。对于复杂的匹配和处理，正则表达式提供了简洁、优化的解决方案：
>>> import re
>>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
['foot', 'fell', 'fastest']
>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')
'cat in the hat'
数学
math 模块为浮点运算提供了对底层 C 函数库的访问:
>>> import math
>>> math.cos(math.pi / 4)
0.70710678118654757
>>> math.log(1024, 2)
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