python 学习笔记

目录

• python 学习笔记
  • 变量、运算符与数据类型
    • 变量
    • 运算符
    • 数据类型
    • 位运算
    • 流程控制
      • 条件语句
      • 循环语句
      • 推导式
    • 异常处理
  • 容器序列类型

变量、运算符与数据类型

变量

• 在使用变量前，需要现对其赋值
• 变量名可以包括字母、数字、下划线，但不能以字母开头
• python 变量名大小写是敏感的

first = 2
second = 3
third = first + second
print(third)  # 5

运算符

• 算数运算符

  加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、整除（//）、取余（%）、幂（**）

  print(1 + 1)  # 2
  print(2 - 1)  # 1
  print(3 * 4)  # 12
  print(3 / 4)  # 0.75
  print(3 // 4)  # 0
  print(3 % 4)  # 3
  print(2 ** 3)  # 8
  

• 比较运算符

  大于（>）、大于等于（>=）、小于（<）、小于等于（<=）、等于（==）、不等于（!=）

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

• 逻辑运算符

  与（and）、或（or）、非（not）

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

• 位运算符

  按位取反（~）、按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、左移（<<）、右移（>>）

  print(bin(4))  # 0b100
  print(bin(5))  # 0b101
  print(bin(~4), ~4)  # -0b101 -5
  print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
  print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
  print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
  print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
  print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1
  

• 三元运算符

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

• 其他运算符

  存在（in）、不存在（not in）

  letters = [\'A\', \'B\', \'C\']
  if \'A\' in letters:
      print(\'A\' + \' exists\')
  if \'h\' not in letters:
      print(\'h\' + \' not exists\')
  
  # A exists
  # h not exists
  

  是（is）、不是（not is）

  # 比较的两个变量均指向可变类型
  a = [\"hello\"]
  b = [\"hello\"]
  print(a is b, a == b)  # False True
  print(a is not b, a != b)  # True False
  \'\'\'
  - is, is not 对比的是两个变量的内存地址
  - ==, != 对比的是两个变量的值
  - 比较的两个变量，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。
  - 对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list，dict，tuple等），则两者是有区别的。
  \'\'\'
  

数据类型

int整型 <class \'int\'>
float浮点型<class \'float\'>
bool布尔型<class \'bool\'>

1. 整型

   a = 1031
   print(a, type(a))
   # 1031 <class \'int\'>
   

2. 浮点型

   print(1, type(1))
   # 1 <class \'int\'>
   
   print(1., type(1.))
   # 1.0 <class \'float\'>
   
   a = 0.00000023
   b = 2.3e-7
   print(a)  # 2.3e-07
   print(b)  # 2.3e-07
   
   # 有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。
   decimal.getcontext().prec = 4
   c = Decimal(1) / Decimal(3)
   print(c)
   # 0.3333
   

3. 布尔型

   # 在布尔（boolean）型变量中只有True和False两个值，在数字运算中分别用1和0表示
   print(True + True)  # 2
   print(True + False)  # 1
   print(True * False)  # 0
   
   
   # 除了对变量赋值True和False，还可以用bool(X)，X可以是基本类型（int、float、bool）和容器类型（字符串、列表、元组、字典和集合），如果X是空的（数值——0，容器——没有元素），返回也是false
   print(type(0), bool(0), bool(1))
   # <class \'int\'> False True
   
   print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
   # <class \'float\'> False True
   
   print(type(True), bool(False), bool(True))
   # <class \'bool\'> False True
   

在python中万物皆对象（object），基本数据类型也不例外，只要是对象就有相应的属性（attributes）和方法（methods）。

# 举例找一个整数的二进制表示，再返回其长度
a = 1031
print(bin(a))  # 0b10000000111
print(a.bit_length())  # 11

获取类型信息

1. type()

   print(type(1)) # <class \'int\'>
   print(type(5.2)) # <class \'float\'>
   print(type(True)) # <class \'bool\'>
   print(type(\'5.2\')) # <class \'str\'>
   

2. isinstance()

   print(isinstance(1, int))  # True
   print(isinstance(5.2, float))  # True
   print(isinstance(True, bool))  # True
   print(isinstance(\'5.2\', str))  # True
   

3. 区别

   • 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。

位运算

1. 原码、反码和补码

二进制的三种表示形式，计算机内部使用补码表示。

• 原码：有一位符号位

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

• 反码：正数的反码是原码，复数的反码是符号位不变，其余位取反

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

• 补码：正数的补码就是原码，负数的补码就是反码+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～

  把二进制数的0和1全部取反，包括符号位

• 按位与&

  只有两个都为1时才为1

• 按位或｜

  只要其中一个为1就为1

• 按位异或^

  对应位不同时为1

• 按位左移

  将数值的二进制表示向左移动i位

• 按位右移

  将数值的二进制表示向右移动i位

3. 位运算实现快速计算

• 通过“>>”和“<<”可以实现快速计算2的倍数

• 通过“^”可以快速交换两个数

• 通过a&(-a)可以快速获取a的最后为1位置的整数

  print(8>>3) # 1
  
  a = 2 
  b = 5
  a ^= b
  b ^= a
  a ^= b
  print(a) # 5
  print(b) # 2
  
  print(a&(-a))
  

4. 位运算实现整数集合

一个数的二进制表示可以看做一个集合（0/1分别表示不在/在集合中）。

eg：集合{1, 3, 4, 8}，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算可就可以看作对集合进行的操作。

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）
a = 4
print(bin(a)) #0b100
print(bin(a|(1<<7))) # 0b10000100
print(bin(a&~(1<<2))) # 0b0
print(bin(a&(1<<1))) # 0b0

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)

a = 4
b = 19
print(bin(a)) # 0b100
print(bin(b)) # 0b10011
print(bin(~a)) # -0b101
print(bin(a&b)) # 0b0
print(bin(a|b)) # 0b10111
print(bin(a&(~b))) # 0b100

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。

注意：

• python中bin一个负数，是原码的二进制加上一个负号
• python中整型是不限制程度的，不会超范围溢出，普通32位，超过会自动当长整型处理，几乎没有限制

流程控制

条件语句

1. if语句

   # if expression:
   #     expr_true_suite
   
   if 2 > 1 and not 2 > 3:
       print(\'Correct Judgement!\')
   # Correct Judgement!
   

   expression为真才执行expr_true_suite

2. if - else语句

   # if expression:
   #     expr_true_suite
   # else:
   #     expr_false_suite
   

3. if - elif - else语句

   if expression1:
       expr1_true_suite
   elif expression2:
       expr2_true_suite
       ·
       ·
   elif expressionN:
       exprN_true_suite
   else:
       expr_false_suite
   

4. 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
   

循环语句

1. while循环

   while 布尔表达式:
       代码块
   

2. 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。

3. for循环

   for 迭代变量 in 可迭代对象:
       代码块
   

4. for - else循环

   for 迭代变量 in 可迭代对象:
       代码块
   else:
       代码块
   

   与while - else类似

5. range函数

   # range([start,] stop[, step=1])
   
   for i in range(2, 9):  # 不包含9
       print(i)
   
   # 2
   # 3
   # 4
   # 5
   # 6
   # 7
   # 8
   

6. 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

   seasons = [\'Spring\', \'Summer\', \'Fall\', \'Winter\']
   lst = list(enumerate(seasons))
   print(lst)
   # [(0, \'Spring\'), (1, \'Summer\'), (2, \'Fall\'), (3, \'Winter\')]
   lst = list(enumerate(seasons, start=1))  # 下标从 1 开始
   print(lst)
   # [(1, \'Spring\'), (2, \'Summer\'), (3, \'Fall\'), (4, \'Winter\')]p
   

7. break语句

   可以跳出当前所在层的循环

8. continue语句

   提前终止本轮循环，进入下一轮

9. 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。

推导式

1. 列表推导式

   # [ expr for value in collection [if condition] ]
   
   x = [(i, i ** 2) for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]
   print(x)
   
   # [(3, 9), (9, 81), (15, 225), (21, 441), (27, 729), (33, 1089), (39, 1521), (45, 2025), (51, 2601), (57, 3249), (63, 3969), (69, 4761), (75, 5625), (81, 6561), (87, 7569), (93, 8649), (99, 9801)]
   

2. 元组推导式

   # ( expr for value in collection [if condition] )
   
   a = (x for x in range(10))
   print(a)
   # <generator object <genexpr> at 0x0000025BE511CC48>
   
   print(tuple(a))
   # (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
   

3. 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}
   

4. 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}
   

异常处理

1. Python 标准异常总结

   • BaseException：所有异常的 基类
   • Exception：常规异常的 基类
   • StandardError：所有的内建标准异常的基类
   • ArithmeticError：所有数值计算异常的基类
   • FloatingPointError：浮点计算异常
   • OverflowError：数值运算超出最大限制
   • ZeroDivisionError：除数为零
   • AssertionError：断言语句（assert）失败
   • AttributeError：尝试访问未知的对象属性
   • EOFError：没有内建输入，到达EOF标记
   • EnvironmentError：操作系统异常的基类
   • IOError：输入/输出操作失败
   • OSError：操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
   • WindowsError：系统调用失败
   • ImportError：导入模块失败的时候
   • KeyboardInterrupt：用户中断执行
   • LookupError：无效数据查询的基类
   • IndexError：索引超出序列的范围
   • KeyError：字典中查找一个不存在的关键字
   • MemoryError：内存溢出（可通过删除对象释放内存）
   • NameError：尝试访问一个不存在的变量
   • UnboundLocalError：访问未初始化的本地变量
   • ReferenceError：弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
   • RuntimeError：一般的运行时异常
   • NotImplementedError：尚未实现的方法
   • SyntaxError：语法错误导致的异常
   • IndentationError：缩进错误导致的异常
   • TabError：Tab和空格混用
   • SystemError：一般的解释器系统异常
   • TypeError：不同类型间的无效操作
   • ValueError：传入无效的参数
   • UnicodeError：Unicode相关的异常
   • UnicodeDecodeError：Unicode解码时的异常
   • UnicodeEncodeError：Unicode编码错误导致的异常
   • UnicodeTranslateError：Unicode转换错误导致的异常

2. python标准警告总结

   • Warning：警告的基类
   • DeprecationWarning：关于被弃用的特征的警告
   • FutureWarning：关于构造将来语义会有改变的警告
   • UserWarning：用户代码生成的警告
   • PendingDeprecationWarning：关于特性将会被废弃的警告
   • RuntimeWarning：可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
   • SyntaxWarning：可疑语法的警告
   • ImportWarning：用于在导入模块过程中触发的警告
   • UnicodeWarning：与Unicode相关的警告
   • BytesWarning：与字节或字节码相关的警告
   • ResourceWarning：与资源使用相关的警告

3. try - except语句

   try:
       检测范围
   except Exception[as reason]:
       出现异常后的处理代码
   

   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 - except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。

4. try - except - finally语句

   try: 检测范围 except Exceptionas reason: 出现异常后的处理代码 finally: 无论如何都会被执行的代码

   不管try子句里面有没有发生异常，finally子句都会执行。

5. try - except - else语句

   如果在try子句执行时没有发生异常，Python将执行else语句后的语句。

   try:
       检测范围
   except:
       出现异常后的处理代码
   else:
       如果没有异常执行这块代码
   

6. raise语句

   Python 使用raise语句抛出一个指定的异常。

   try:
       raise NameError(\'HiThere\')
   except NameError:
       print(\'An exception flew by!\')
   # An exception flew by!
   

容器序列类型

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来源：https://www.cnblogs.com/qiaofutu/p/16205165.html
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