文章目录

  • 一、变量
  • (一) 类型及基本使用
  • (二) 高级变量的使用
  • (三) 局部变量和全局变量
  • 二、函数
  • (一) 基本语法和注释
  • (二) 函数模块
  • (三) 函数的返回值和参数
  • 三、语句
  • (一) 判断语句
  • (二) 循环语句


一、变量

理解变量“引用”的概念，Python中变量和数据是分开存储的，利用id()函数可以查看数据在内存中的地址 。赋值语句a=1，可理解为计算机在内存中分配了一个地址，地址中存放的值是1，变量a引用了这个地址。令b=a，可以发现id(a)==id(b)，这是因为变量b也引用了这个地址，如果再令b=2，则内存中会新分配一个地址存放2，变量b再引用这个新的地址。

(一) 类型及基本使用

  • 变量类型：
    数字型：整型、浮点、布尔、复数
    非数字型（高级变量，容器）：字符串、列表、元祖、字典
  • 使用type()函数可以查看变量的类型
  • 直接赋值，Python是弱类型语言，会自动定义变量类型，无需声明
  • 数字型变量之间可以直接计算
  • 使用input()接收用户输入，接收的内容为字符串类型，需要其他类型则需要转换，如int()、float()，为节省内存优化代码，建议使用height = float(input("请输入身高："))的形式
  • print()函数默认在输出内容结尾自动加上换行符，如果不希望自动增加换行，可以利用代码print("Hello", end="")，如果需要其他符号作为结尾则需要给end赋值，如print("Hello", end="---")
  • 格式化输出有两种方式：
    ① 利用格式化字符：%s %d %f %x，字符串与变量之间用%分隔，如：print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))，其中 (变量1, 变量2...)本质上是一个元祖；
    ② 利用字符串对象的format方法，如：print("插入{}内容:{}".format(1,{"key":"value"}))，format()方法中的参数可以是多个不同类型的变量
  • PEP8规范建议变量命令用下划线命名法，如：temp_variable
  • \t制表符用于将输出文本垂直方向保持对齐
  • CPython是官方使用c语言开发的python解释器
  • Python在运行时，内存首先加载解释器，然后从上至下逐行代码解释运行
  • del删除变量，可以释放变量分配的内存空间

(二) 高级变量的使用

1.列表

Python语言中使用最频繁的高级变量类型，索引从0开始编号，用[]定义，例如：

name_list = ["Jim", "Tom", "Alice"]

列表方法包括：

方法

作用

返回值

append(object)

在列表末尾追加对象

None

extend(seq)

在列表末尾追加序列

None

count(object)

统计某个对象在列表中出现的次数

int

index(object)

从列表中找出某个对象第一个匹配项的索引

int

pop()

移除列表中最后一个对象，并返回该对象

object

reverse()

反转列表排序

None

sort([reverse=False])

列表排序，默认升序，降序令reverse=False

None

insert(index, obj)

将对象插入列表索引index位置

None

remove(object)

移除列表中第一个匹配的对象

None

只需要知道有哪些功能，无需死记硬背，在编辑器中通过提示就可以查看，比如在ipython中定义列表后，可用Tab键提示进行查看。

注意：虽然列表可以存储不同类型的数据，但是一般只存储相同类型数据，最常用迭代循环方法进行相同处理

2.元祖

与列表类似，区别在于:

  • 其定义时用()
  • 在定义之后不能再修改
  • 通常保存不同类型的数据
name_tuple = ("Jim", 18, 165)

元祖因为不能修改所以方法比列表少很多，只剩下count()和index()，使用方法和列表相同。

元祖和列表之间的转换：

  • 如果希望元祖可以修改，转换：num_list = list(num_tuple)
  • 如果希望列表不可以修改，转换：num_tuple = tuple(num_list)
3.字典

使用{}，以{key:value}方式进行定义，键key是索引，值value是数据，键和值之间使用:分隔，键必须是唯一的，限定字符串、数字或元祖，值可以是任何类型，如：

name_dict = {"Jim": 18, 
             "Alice": 20,
             "Bob": 12}

字典方法包括：

方法

作用

返回值

clear()

删除字典内所有内容

None

copy()

复制字典并返回该字典

dict

get(key)

返回字典中键为key的值(对象)

object

update(dict)

把字典dict的内容更新到原字典中，既可以合并字典，又可以更新键值

None

keys()

返回字典中所有键，后续可用list转换为列表

dict_keys

values()

返回字典中所有值，后续可用list转换为列表

dict_values

pop(key)

删除字典key对应的值，并返回该值(对象)

object

popitem()

删除并返回字典中最后一个键值对

object

字典与列表的区别主要在于：

  • 列表将存储的内容用顺序索引对应起来，通过索引查找内容
  • 字典存储的内容（值）用键来对应起来，把键当成索引去查找内容

为字典中键值对本质上是无序的，所以在遍历字典时，输出的内容也是无序的，遍历时for key in dict中，key是字典的键。

更常见的应用场景是将多个键值对构成一个字典，多个字典组成一个列表，利用循环体对列表进行相同操作。

4.字符串

字符串方法非常多，按功能主要分为六种：

① 查找和替换，具体如下：

方法

作用

返回值

find(str)

返回str在字符串中第一次出现的索引位置，如果不存在str则返回-1

int

rfind(str)

从字符串右边开始寻找

int

index(str)

与find相同，但是如果不存在str则会报错

int

startwith(str)

判断是否以指定的字符串开始，是则返回True，不是则返回False

bool

endwith(str)

判断是否以指定的字符串结束，是则返回True，不是则返回False

bool

replace(str, repl)

把字符串中所有str替换成repl，并不会修改原字符串

str

② 拆分和连接，具体如下：

方法

作用

返回值

split([sep=’ '[, maxsplit]])

以sep为分隔符拆分string，默认为空白符，包括\r\t\n以及空格，如果maxsplit有指定值，则仅分隔maxsplit+1个子字符串，前maxsplit个按照规则分隔，最后剩下的字符串分隔为一个整体，最后返回字符串列表

List[str]

str.join(seq)

以字符串str为分隔符将字符串序列seq中所有的元素(以字符串表示)合并为一个新的字符串

str

③大小写转换，具体如下：

方法

作用

返回值

lower()

转换字符串中所有大写字母为小写

str

upper()

转换字符串中所有小写字母为大写

str

④ 判断字符类型，具体如下：

方法

作用

返回值

isalnum()

判断字符串中至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返回True，否则返回False

bool

isalpha()

判断字符串中至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回True，否则返回False

bool

isdigit()

判断字符串中至少有一个字符并且所有字符都是数字则返回True，否则返回False

bool

isnumeric()

判断字符串中只包含数字字符（包括罗马数字和汉字数字）则返回True，否则返回False

bool

islower()

判断字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些（区分大小写的）字符都是小写则返回True，否则返回False

bool

isupper()

判断字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些（区分大小写的）字符都是大写则返回True，否则返回False

bool

isspace()

判断字符串中只包含空白符，包括\r\t\n以及空格，则返回True，否则返回False

bool

⑤ 文本对齐，具体如下：

方法

作用

返回值

ljust(width[, fillchar=’ '])

字符串左对齐，并用fillchar字符向右补齐到width宽度，fillchar默认为空格

str

rjust(width[, fillchar=’ '])

字符串右对齐，并用fillchar字符向左补齐到width宽度，fillchar默认为空格

str

center(width[, fillchar=’ '])

字符串左对齐，并用fillchar字符向两边补齐到width宽度，fillchar默认为空格

str

⑥ 去除空白字符，具体如下：

方法

作用

返回值

strip(chars)

删除字符串两侧的指定字符串，默认为空白符，包括\r\t\n以及空格

str

lstrip(chars)

删除字符串左侧的指定字符串，默认为空白符，包括\r\t\n以及空格

str

rstrip(chars)

删除字符串右侧的指定字符串，默认为空白符，包括\r\t\n以及空格

str

5.容器的共同特点：

所有非数字型变量（列表、元祖、字典、字符串）都是一个序列，也可以理解为容器，容器有许多共同特点如：

  • 可以用[]取值
  • 遍历 for in
  • 计算长度、最大/最小值、比较、删除
  • 链接+和重复*
  • 切片

① python内置函数：len、del、max、min

  • len()：统计容器中元素个数
  • del()：删除容器
  • max()：返回容器中最大值，如果是字典，只返回key的最大值
  • min()：返回容器中最小值，如果是字典，只返回key的最小值

② 切片支持的容器类型包括列表、元祖、字符串

通过 容器[开始索引:结束索引:步长]

  • 注意序列的第一个元素索引为0
  • 步长即有间隔的进行切片，逆序的步长为-1
  • -index为倒序索引，最后一个元素索引为-1，如果要切到末尾，则结束索引为空即可

例如：

[0,1,2,3,4,5][1:3] -> [1,2]
[0,1,2,3,4,5][::-1] -> [5,4,3,2,1,0]
[0,1,2,3,4,5][-1:-3:-1] -> [5,4]

③ 运算符

  • in、not in：列表、元祖、字典、字符串
  • *、+、-、>=、==：列表、元祖、字符串

(三) 局部变量和全局变量

1.定义

局部变量：在函数内部定义的变量

全局变量：在函数外部定义的变量

2.变量的生命周期

变量的生命周期指变量被创建到被系统回收的时间：

  • 局部变量在函数执行时被创建，在函数运行结束后被系统回收
  • 全局变量在解释器解析运行时就被创建，在程序运行结束后被系统回收
3.变量的作用域

作用域也叫命名空间：

  • 局部变量的作用域仅为函数内部
  • 全局变量（包括模块中定义的全局变量）的作用域为整个程序
4.全局变量使用规则

不推荐使用全局变量，因为全局变量可变范围太大，程序不好维护，例如如果程序员甲修改了a的值，程序员乙同时也要使用a，这时可能导致程序中的错误。

Python规定：只能在函数内部引用全局变量，但是不允许使用赋值语句修改全局变量的值，如果使用赋值语句，则只会在函数内部自动新生成一个局部变量，此变量并不是我们要修改的全局变量。

gl_num = 10

def demo1():
    gl_num = 99
    print("num is %d" % gl_num)

def demo2():
    print("num is %d" % gl_num)
    
demo1()
demo2()

输出结果：

num is 99
num is 10

函数内部调用变量时，有局部变量就会输出局部变量，没有的话才会向上寻找全局变量。

如果函数内部确需要对全局变量进行修改，这时要用global事先声明，这样函数就不会当成局部变量生成，如上述代码修改为：

gl_num = 10

def demo1():
    global gl_num
    gl_num = 99
    print("num is %d" % gl_num)

def demo2():
    print("num is %d" % gl_num)
    
demo1()
demo2()

输出结果：

num is 99
num is 99
5.全局变量定义习惯

(1) 定义全局变量的位置

建议将模块中的所有全局变量，定义在所有函数的上方，以便函数可以访问到变量，一般代码结构如下：

— shebang
— import modules
— global variables
— def functions
— executing code

(2) 全局变量命名的建议

建议在下方加上g_或gl_或global_，加以区分，避免和普通变量混淆。

二、函数

(一) 基本语法和注释

def name(chch, times)
    """注释
    
    :param chch asdf
    :param times: qwer
    """
    code

注意：

  • 函数要遵循先定义、再使用的原则，Python解释器首先要知道函数的定义，然后才能执行函数
  • Pycharm调试中step into和step over的区别，都是单步执行，但step into会跳进函数内部执行
  • Pycharm在view->quick document中可以查看函数的注释说明，快捷键Ctrl+Q，可以利用此方法查看函数的使用方法和释义
  • PEP8规范建议在函数定义的上方和其他代码保持两个空行
  • Pycharm中，光标放在函数位置，选择小灯泡，选择insert document stub，会自动生成带参数说明的标准注释

(二) 函数模块

1.定义
  • 以py结尾的源码文件都是模块
  • 模块中定义的全局变量和函数都是能给外界直接使用的工具
2.使用方法
  • module.variable
  • module.function
  • module.module
3.运行原理
  • 首先处理源代码,编译生成一个二进制字节码
  • 在对字节码进行处理，生成CPU能够识别的机器码
4.pyc文件

python解释器在运行时会将导入的模块源码转换为字节码，保存在__pycache__目录下，遇到关键字import，检查源文件和字节码文件的时间戳，如果相同，则直接加载pyc字节码文件，跳过编译过程，以优化执行速度。

(三) 函数的返回值和参数

1.函数的返回值
  • 函数可以通过return返回多个数据，比如元祖、字典和列表，当返回元祖时，可以将()去掉
  • 元祖、字典和列表既可以作为一个整体返回，也可以同时给多个变量赋值
def demo():
    name = "Jim"
    age = 10
    return name,age

aa, bb = demo()
cc = demo()

print(aa)
print(cc)

输出结果：

'Jim'
('Jim', 10)
2.函数的参数

因为Python解释器可以自动判断变量类型，因此函数无需定义返回值类型，函数的形参也无需定义类型。函数内部针对形参赋值，并不会改变实参的值，如以下语句：

gl_num = [1,3,4]

def demo(num):
    num = [5,6]
    return num

print(demo(gl_num))
print(gl_num)

输出结果：

[5,6]
[1,3,4]

程序运行时，首先在内存中为全局变量gl_num开辟出一个空间，执行到demo函数时num形参会指向这个空间，当重新给num赋值时，Python会新开辟一个空间，形参重新指向新的空间，成为新的引用，函数执行完num变量以及其指向的空间也随之释放。

但是如果函数传递的形参通过调用方法对自身进行修改，那么一样会影响实参，因为没有赋值语句，形参并没有指向新的引用。

gl_num = [1,3,4]

def demo(list_num):
    list_num.append(5)
    return list_num

print(demo(gl_num))
print(gl_num)

结果输出：

[1, 3, 4, 5]
[1, 3, 4, 5]
3.函数的缺省参数

(1) 基本使用

  • 定义函数时，给某个参数指定一个默认值，具有默认值的参数即为缺省参数
  • 调用参数时，如果没有传入缺省参数的值，则在函数内部使用定义函数时指定的参数默认值，从而简化函数的使用

指定函数的缺省参数，在定义函数的参数使用赋值语句即可：

def print_info(name, gender = True):
    if gender == True:
        print("%s is man" % name)
    else:
        print("%s is woman" % name)
 
print_info("Jim")
print_info("Aimy", False)

输出结果：

Jim is man
Aimy is woman

(2) 定义缺省参数的注意事项

  • 缺省参数应该放在函数参数的最后位置
  • 在调用具有多个缺省参数的函数时，指定缺省参数应该指定参数名，避免赋值顺序错乱

(3) 多值参数

有时可能需要一个函数能够处理的参数个数是不确定的，这个时候，就可以使用多值参数，Python中有两种多值参数：

  • 参数名前增加*可以接收元祖，习惯用*args
  • 参数名前加**可以接收字典，习惯用**kwargs
def demo(name, *age, **info):
    print("name is {}".format(name))
    print("args is {}".format(age))
    print("kwargs is {}".format(info))

demo(1, 2, 3, 4)
demo(1, 2, 3, country="CN")

输出结果：

name is 1
args is (2, 3, 4)
kwargs is {}

name is 1
args is (2, 3)
kwargs is {'country': 'CN'}

(4) 元祖和字典的拆包

在调用带有多值参数的函数时，如果希望：

  • 将一个元祖变量，直接传递给args
  • 将一个字典变量，直接传递给kwargs

就可以使用拆包，简化参数的传递，拆包的方式是：

  • 在元祖变量前，增加*
  • 在字典变量前，增减** 
def demo(*num, **person):
    print(num)
    print(person)
    
gl_num = (1,2,3)
gl_dict = {"name":"Jim", "age":18}

demo(gl_num, gl_dict)
demo(*gl_num, **gl_dict)

输出结果：

((1, 2, 3), {'name': 'Jim', 'age': 18})
{}

(1, 2, 3)
{'name': 'Jim', 'age': 18}
4.函数的递归

函数调用自身的编程技巧称为递归

(1) 递归函数的特点

  • 函数内部代码是相同的，只是针对参数不同，处理的结果不同
  • 当参数满足一个条件时，函数不再执行，通常被称为函数的出口，不然会出现死循环（非常重要）
def sum_number(num):
    print(num)
    if num == 1:
        return
    sum_number(num-1)

sum_number(5)

(2) 递归案例——计算数字累加

def sum_numbers(num):
    if num == 1:
        return 1
    temp = sum_numbers(num-1)
    return temp + num

递归在处理不确定的循环条件时格外有用，例如遍历整个文件目录的结构。

三、语句

(一) 判断语句

判断语句if：

if condition:
    print...
else:
    print...

注意：

  • 缩进Tab和空格不能混用
  • 如果条件很长如if () or () or () or()，这样代码可读性较差，可在逻辑运算外加上括号，括号内的代码可以调整格式换行，以使得代码更具有可读性
if (() 
    or () 
    or () 
    or ()):
    pass

(二) 循环语句

  • while语句程序计数养成习惯，从0开始
  • break和continue区别，break是跳出整个循环，continue是跳出当次循环
  • 循环遍历 for语句 迭代遍历，提高了列表的访问效率
for 形参变量名 in 列表：
    pass
    break
else：
   	没有通过break退出循环，循环结束后，会执行的代码

注意：

  • 虽然列表也可以存储不同类型数据，单数一般存储相同类型的数据
  • 可以遍历所有非数字型类型的变量：列表、元祖、字典、字符串