认识 Python
人生苦短,我用 Python —— Life is short, you need Python
目标
- Python 的起源
- 为什么要用 Python?
- Python 的特点
- Python 的优缺点
01. Python 的起源
Python 的创始人为吉多·范罗苏姆(Guido van Rossum)
- 1989 年的圣诞节期间,吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间,决心开发一个新的解释程序,作为 ABC 语言的一种继承(感觉下什么叫牛人)
- ABC 是由吉多参加设计的一种教学语言,就吉多本人看来,ABC 这种语言非常优美和强大,是专门为非专业程序员设计的。但是 ABC 语言并没有成功,究其原因,吉多认为是非开放造成的。吉多决心在 Python 中避免这一错误,并获取了非常好的效果
- 之所以选中 Python(蟒蛇) 作为程序的名字,是因为他是 BBC 电视剧——蒙提·派森的飞行马戏团(Monty Python’s Flying Circus)的爱好者
- 1991 年,第一个 Python 解释器 诞生,它是用 C 语言实现的,并能够调用 C 语言的库文件
1.1 解释器(科普)
计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言,所以必须要把程序员所写的程序语言翻译成机器语言,计算机才能执行程序。将其他语言翻译成机器语言的工具,被称为编译器
编译器翻译的方式有两种:一个是编译,另外一个是解释。两种方式之间的区别在于翻译时间点的不同。当编译器以解释方式运行的时候,也称之为解释器
- 编译型语言:程序在执行之前需要一个专门的编译过程,把程序编译成为机器语言的文件,运行时不需要重新翻译,直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高,依赖编译器,跨平台性差些。如 C、C++
- 解释型语言:解释型语言编写的程序不进行预先编译,以文本方式存储程序代码,会将代码一句一句直接运行。在发布程序时,看起来省了道编译工序,但是在运行程序的时候,必须先解释再运行
编译型语言和解释型语言对比
- 速度 —— 编译型语言比解释型语言执行速度快
- 跨平台性 —— 解释型语言比编译型语言跨平台性好
1.2 Python 的设计目标
1999 年,吉多·范罗苏姆向 DARPA 提交了一条名为 “Computer Programming for Everybody” 的资金申请,并在后来说明了他对 Python 的目标:
- 一门简单直观的语言并与主要竞争者一样强大
- 开源,以便任何人都可以为它做贡献
- 代码像纯英语那样容易理解
- 适用于短期开发的日常任务
这些想法中的基本都已经成为现实,Python 已经成为一门流行的编程语言
1.3 Python 的设计哲学
- 优雅
- 明确
- 简单
- Python 开发者的哲学是:用一种方法,最好是只有一种方法来做一件事
- 如果面临多种选择,Python 开发者一般会拒绝花俏的语法,而选择明确没有或者很少有歧义的语法
在 Python 社区,吉多被称为“仁慈的独裁者”
02. 为什么选择 Python?
- 代码量少
- ……
同一样问题,用不同的语言解决,代码量差距还是很多的,一般情况下
Python
是Java
的 1/5,所以说 人生苦短,我用 Python
03. Python 特点
- Python 是完全面向对象的语言
- 函数、模块、数字、字符串都是对象,在 Python 中一切皆对象
- 完全支持继承、重载、多重继承
- 支持重载运算符,也支持泛型设计
- Python 拥有一个强大的标准库,Python 语言的核心只包含 数字、字符串、列表、字典、文件 等常见类型和函数,而由 Python 标准库提供了 系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理 等额外的功能
- Python 社区提供了大量的第三方模块,使用方式与标准库类似。它们的功能覆盖 科学计算、人工智能、机器学习、Web 开发、数据库接口、图形系统 多个领域
面向对象的思维方式
- 面向对象 是一种 思维方式,也是一门 程序设计技术
- 要解决一个问题前,首先考虑 由谁 来做,怎么做事情是 谁 的职责,最后把事情做好就行!
- 对象 就是 谁
- 要解决复杂的问题,就可以找多个不同的对象,各司其职,共同实现,最终完成需求
04. Python 的优缺点
4.1 优点
- 简单、易学
- 免费、开源
- 面向对象
- 丰富的库
- 可扩展性
- 如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,可以把这部分程序用
C
或C++
编写,然后在Python
程序中使用它们
- ……
4.2 缺点
- 运行速度
- 国内市场较小
- 中文资料匮乏
单行注释(行注释)
- 以
#
开头,#
右边的所有东西都被当做说明文字,而不是真正要执行的程序,只起到辅助说明作用 - 示例代码如下:
# 这是第一个单行注释
print("hello python")
为了保证代码的可读性,
#
后面建议先添加一个空格,然后再编写相应的说明文字
在代码后面增加的单行注释
- 在程序开发时,同样可以使用
#
在代码的后面(旁边)增加说明性的文字 - 但是,需要注意的是,为了保证代码的可读性,注释和代码之间 至少要有 两个空格
- 示例代码如下:
print("hello python") # 输出 `hello python`
多行注释(块注释)
- 如果希望编写的 注释信息很多,一行无法显示,就可以使用多行注释
- 要在 Python 程序中使用多行注释,可以用 一对 连续的 三个 引号(单引号和双引号都可以)
- 示例代码如下:
"""
这是一个多行注释
在多行注释之间,可以写很多很多的内容……
"""
print("hello python")
什么时候需要使用注释?
- 注释不是越多越好,对于一目了然的代码,不需要添加注释
- 对于 复杂的操作,应该在操作开始前写上若干行注释
- 对于 不是一目了然的代码,应在其行尾添加注释(为了提高可读性,注释应该至少离开代码 2 个空格)
- 绝不要描述代码,假设阅读代码的人比你更懂 Python,他只是不知道你的代码要做什么
在一些正规的开发团队,通常会有 代码审核 的惯例,就是一个团队中彼此阅读对方的代码
关于代码规范
-
Python
官方提供有一系列 PEP(Python Enhancement Proposals) 文档 - 其中第 8 篇文档专门针对 Python 的代码格式 给出了建议,也就是俗称的 PEP 8
- 文档地址:https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/
- 谷歌有对应的中文文档:http://zh-google-styleguide.readthedocs.io/en/latest/google-python-styleguide/python_style_rules/
任何语言的程序员,编写出符合规范的代码,是开始程序生涯的第一步
算数运算符
计算机,顾名思义就是负责进行 数学计算 并且 存储计算结果 的电子设备
目标
- 算术运算符的基本使用
01. 算数运算符
- 算数运算符是 运算符的一种
- 是完成基本的算术运算使用的符号,用来处理四则运算
运算符 | 描述 | 实例 |
+ | 加 | 10 + 20 = 30 |
- | 减 | 10 - 20 = -10 |
* | 乘 | 10 * 20 = 200 |
/ | 除 | 10 / 20 = 0.5 |
// | 取整除 | 返回除法的整数部分(商) 9 // 2 输出结果 4 |
% | 取余数 | 返回除法的余数 9 % 2 = 1 |
** | 幂 | 又称次方、乘方,2 ** 3 = 8 |
- 在 Python 中
*
运算符还可以用于字符串,计算结果就是字符串重复指定次数的结果
In [1]: "-" * 50
Out[1]: '----------------------------------------'
02. 算数运算符的优先级
- 和数学中的运算符的优先级一致,在 Python 中进行数学计算时,同样也是:
- 先乘除后加减
- 同级运算符是 从左至右 计算
- 可以使用
()
调整计算的优先级
- 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列
运算符 | 描述 |
** | 幂 (最高优先级) |
* / % // | 乘、除、取余数、取整除 |
+ - | 加法、减法 |
- 例如:
2 + 3 * 5 = 17
(2 + 3) * 5 = 25
2 * 3 + 5 = 11
2 * (3 + 5) = 16
变量的基本使用
程序就是用来处理数据的,而变量就是用来存储数据的
目标
- 变量定义
- 变量的类型
- 变量的命名
01. 变量定义
- 在 Python 中,每个变量 在使用前都必须赋值,变量 赋值以后 该变量 才会被创建
- 等号(=)用来给变量赋值
-
=
左边是一个变量名 -
=
右边是存储在变量中的值
变量名 = 值
变量定义之后,后续就可以直接使用了
1) 变量演练1 —— iPython
# 定义 qq_number 的变量用来保存 qq 号码
In [1]: qq_number = "1234567"
# 输出 qq_number 中保存的内容
In [2]: qq_number
Out[2]: '1234567'
# 定义 qq_password 的变量用来保存 qq 密码
In [3]: qq_password = "123"
# 输出 qq_password 中保存的内容
In [4]: qq_password
Out[4]: '123'
使用交互式方式,如果要查看变量内容,直接输入变量名即可,不需要使用
2) 变量演练 2 —— PyCharm
# 定义 qq 号码变量
qq_number = "1234567"
# 定义 qq 密码变量
qq_password = "123"
# 在程序中,如果要输出变量的内容,需要使用 print 函数
print(qq_number)
print(qq_password)
使用解释器执行,如果要输出变量的内容,必须要要使用
3) 变量演练 3 —— 超市买苹果
- 可以用 其他变量的计算结果 来定义变量
- 变量定义之后,后续就可以直接使用了
需求
- 苹果的价格是 8.5 元/斤
- 买了 7.5 斤 苹果
- 计算付款金额
# 定义苹果价格变量
price = 8.5
# 定义购买重量
weight = 7.5
# 计算金额
money = price * weight
print(money)
思考题
- 如果 只要买苹果,就返 5 块钱
- 请重新计算购买金额
# 定义苹果价格变量
price = 8.5
# 定义购买重量
weight = 7.5
# 计算金额
money = price * weight
# 只要买苹果就返 5 元
money = money - 5
print(money)
提问
- 上述代码中,一共定义有几个变量?
- 三个:
price
/weight
/money
money = money - 5
是在定义新的变量还是在使用变量?
- 直接使用之前已经定义的变量
- 变量名 只有在 第一次出现 才是 定义变量
- 变量名 再次出现,不是定义变量,而是直接使用之前定义过的变量
- 在程序开发中,可以修改之前定义变量中保存的值吗?
- 可以
- 变量中存储的值,就是可以 变 的
02. 变量的类型
- 在内存中创建一个变量,会包括:
- 变量的名称
- 变量保存的数据
- 变量存储数据的类型
- 变量的地址(标示)
2.1 变量类型的演练 —— 个人信息
需求
- 定义变量保存小明的个人信息
- 姓名:小明
- 年龄:18 岁
- 性别:是男生
- 身高:1.75 米
- 体重:75.0 公斤
利用 单步调试 确认变量中保存数据的类型
提问
- 在演练中,一共有几种数据类型?
- 4 种
-
str
—— 字符串 -
bool
—— 布尔(真假) -
int
—— 整数 -
float
—— 浮点数(小数)
- 在
Python
中定义变量时需要指定类型吗?
- 不需要
-
Python
可以根据=
等号右侧的值,自动推导出变量中存储数据的类型
2.2 变量的类型
- 在
Python
中定义变量是 不需要指定类型(在其他很多高级语言中都需要) - 数据类型可以分为 数字型 和 非数字型
- 数字型
- 整型 (
int
) - 浮点型(
float
) - 布尔型(
bool
)
- 真
True
非 0 数
—— 非零即真 - 假
False
0
- 复数型 (
complex
)
- 主要用于科学计算,例如:平面场问题、波动问题、电感电容等问题
- 非数字型
- 字符串
- 列表
- 元组
- 字典
提示:在 Python 2.x 中,整数 根据保存数值的长度还分为:
int
(整数)long
(长整数)
- 使用
type
函数可以查看一个变量的类型
In [1]: type(name)
2.3 不同类型变量之间的计算
1) 数字型变量 之间可以直接计算
- 在 Python 中,两个数字型变量是可以直接进行 算数运算的
- 如果变量是
bool
型,在计算时
-
True
对应的数字是1
-
False
对应的数字是0
演练步骤
- 定义整数
i = 10
- 定义浮点数
f = 10.5
- 定义布尔型
b = True
- 在 iPython 中,使用上述三个变量相互进行算术运算
2) 字符串变量 之间使用 +
拼接字符串
- 在 Python 中,字符串之间可以使用
+
拼接生成新的字符串
In [1]: first_name = "三"
In [2]: last_name = "张"
In [3]: first_name + last_name
Out[3]: '三张'
3) 字符串变量 可以和 整数 使用 *
重复拼接相同的字符串
In [1]: "-" * 50
Out[1]: '--------------------------------------------------'
4) 数字型变量 和 字符串 之间 不能进行其他计算
In [1]: first_name = "zhang"
In [2]: x = 10
In [3]: x + first_name
---------------------------------------------------------------------------
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
类型错误:`+` 不支持的操作类型:`int` 和 `str`
2.4 变量的输入
- 所谓 输入,就是 用代码 获取 用户通过 键盘 输入的信息
- 例如:去银行取钱,在 ATM 上输入密码
- 在 Python 中,如果要获取用户在 键盘 上的输入信息,需要使用到
input
函数
1) 关于函数
- 一个 提前准备好的功能(别人或者自己写的代码),可以直接使用,而 不用关心内部的细节
- 目前已经学习过的函数
函数 | 说明 |
print(x) | 将 x 输出到控制台 |
type(x) | 查看 x 的变量类型 |
2) input 函数实现键盘输入
- 在 Python 中可以使用
input
函数从键盘等待用户的输入 - 用户输入的 任何内容 Python 都认为是一个 字符串
- 语法如下:
字符串变量 = input("提示信息:")
3) 类型转换函数
函数 | 说明 |
int(x) | 将 x 转换为一个整数 |
float(x) | 将 x 转换到一个浮点数 |
4) 变量输入演练 —— 超市买苹果增强版
需求
- 收银员输入 苹果的价格,单位:元/斤
- 收银员输入 用户购买苹果的重量,单位:斤
- 计算并且 输出 付款金额
演练方式 1
# 1. 输入苹果单价
price_str = input("请输入苹果价格:")
# 2. 要求苹果重量
weight_str = input("请输入苹果重量:")
# 3. 计算金额
# 1> 将苹果单价转换成小数
price = float(price_str)
# 2> 将苹果重量转换成小数
weight = float(weight_str)
# 3> 计算付款金额
money = price * weight
print(money)
提问
- 演练中,针对 价格 定义了几个变量?
- 两个
-
price_str
记录用户输入的价格字符串 -
price
记录转换后的价格数值
- 思考 —— 如果开发中,需要用户通过控制台 输入 很多个 数字,针对每一个数字都要定义两个变量,方便吗?
演练方式 2 —— 买苹果改进版
- 定义 一个 浮点变量 接收用户输入的同时,就使用
float
函数进行转换
price = float(input("请输入价格:"))
- 改进后的好处:
- 节约空间,只需要为一个变量分配空间
- 起名字方便,不需要为中间变量起名字
- 改进后的“缺点”:
- 初学者需要知道,两个函数能够嵌套使用,稍微有一些难度
提示
- 如果输入的不是一个数字,程序执行时会出错,有关数据转换的高级话题,后续会讲!
2.5 变量的格式化输出
苹果单价
9.00
元/斤,购买了5.00
斤,需要支付45.00
元
- 在 Python 中可以使用
print
函数将信息输出到控制台 - 如果希望输出文字信息的同时,一起输出 数据,就需要使用到 格式化操作符
%
被称为 格式化操作符,专门用于处理字符串中的格式
- 包含
%
的字符串,被称为 格式化字符串 -
%
和不同的 字符 连用,不同类型的数据 需要使用 不同的格式化字符
格式化字符 | 含义 |
%s | 字符串 |
%d | 有符号十进制整数, |
%f | 浮点数, |
%% | 输出 |
- 语法格式如下:
print("格式化字符串" % 变量1)
print("格式化字符串" % (变量1, 变量2...))
格式化输出演练 —— 基本练习
需求
- 定义字符串变量
name
,输出 我的名字叫 小明,请多多关照! - 定义整数变量
student_no
,输出 我的学号是 000001 - 定义小数
price
、weight
、money
,输出 苹果单价 9.00 元/斤,购买了 5.00 斤,需要支付 45.00 元 - 定义一个小数
scale
,输出 数据比例是 10.00%
print("我的名字叫 %s,请多多关照!" % name)
print("我的学号是 %06d" % student_no)
print("苹果单价 %.02f 元/斤,购买 %.02f 斤,需要支付 %.02f 元" % (price, weight, money))
print("数据比例是 %.02f%%" % (scale * 100))
课后练习 —— 个人名片
需求
- 在控制台依次提示用户输入:姓名、公司、职位、电话、邮箱
- 按照以下格式输出:
**************************************************
公司名称
姓名 (职位)
电话:电话
邮箱:邮箱
**************************************************
实现代码如下:
"""
在控制台依次提示用户输入:姓名、公司、职位、电话、电子邮箱
"""
name = input("请输入姓名:")
company = input("请输入公司:")
title = input("请输入职位:")
phone = input("请输入电话:")
email = input("请输入邮箱:")
print("*" * 50)
print(company)
print()
print("%s (%s)" % (name, title))
print()
print("电话:%s" % phone)
print("邮箱:%s" % email)
print("*" * 50)
变量的命名
目标
- 标识符和关键字
- 变量的命名规则
0.1 标识符和关键字
1.1 标识符
标示符就是程序员定义的 变量名、函数名
名字 需要有 见名知义 的效果,见下图:
- 标示符可以由 字母、下划线 和 数字 组成
- 不能以数字开头
- 不能与关键字重名
思考:下面的标示符哪些是正确的,哪些不正确为什么?
fromNo12
from#12
my_Boolean
my-Boolean
Obj2
2ndObj
myInt
My_tExt
_test
test!32
haha(da)tt
jack_rose
jack&rose
GUI
G.U.I
1.2 关键字
- 关键字 就是在
Python
内部已经使用的标识符 - 关键字 具有特殊的功能和含义
- 开发者 不允许定义和关键字相同的名字的标示符
通过以下命令可以查看 Python
中的关键字
In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)
提示:关键字的学习及使用,会在后面的课程中不断介绍
import
关键字 可以导入一个 “工具包”- 在
Python
中不同的工具包,提供有不同的工具
02. 变量的命名规则
命名规则 可以被视为一种 惯例,并无绝对与强制
目的是为了 增加代码的识别和可读性
注意 Python
中的 标识符 是 区分大小写的
- 在定义变量时,为了保证代码格式,
=
的左右应该各保留一个空格 - 在
Python
中,如果 变量名 需要由 二个 或 多个单词 组成时,可以按照以下方式命名
- 每个单词都使用小写字母
- 单词与单词之间使用
_
下划线 连接
- 例如:
first_name
、last_name
、qq_number
、qq_password
驼峰命名法
- 当 变量名 是由二个或多个单词组成时,还可以利用驼峰命名法来命名
- 小驼峰式命名法
- 第一个单词以小写字母开始,后续单词的首字母大写
- 例如:
firstName
、lastName
- 大驼峰式命名法
- 每一个单词的首字母都采用大写字母
- 例如:
FirstName
、LastName
、CamelCase
判断(if)语句
目标
- 开发中的应用场景
- if 语句体验
- if 语句进阶
- 综合应用
01. 开发中的应用场景
生活中的判断几乎是无所不在的,我们每天都在做各种各样的选择,如果这样?如果那样?……
程序中的判断
if 今天发工资:
先还信用卡的钱
if 有剩余:
又可以happy了,O(∩_∩)O哈哈~
else:
噢,no。。。还的等30天
else:
盼着发工资
判断的定义
- 如果 条件满足,才能做某件事情,
- 如果 条件不满足,就做另外一件事情,或者什么也不做
正是因为有了判断,才使得程序世界丰富多彩,充满变化!
判断语句 又被称为 “分支语句”,正是因为有了判断,才让程序有了很多的分支
02. if 语句体验
2.1 if 判断语句基本语法
在 Python
中,if 语句 就是用来进行判断的,格式如下:
if 要判断的条件:
条件成立时,要做的事情
……
注意:代码的缩进为一个
tab
键,或者 4 个空格 —— 建议使用空格
- 在 Python 开发中,Tab 和空格不要混用!
我们可以把整个 if 语句看成一个完整的代码块
2.2 判断语句演练 —— 判断年龄
需求
- 定义一个整数变量记录年龄
- 判断是否满 18 岁 (>=)
- 如果满 18 岁,允许进网吧嗨皮
# 1. 定义年龄变量
age = 18
# 2. 判断是否满 18 岁
# if 语句以及缩进部分的代码是一个完整的代码块
if age >= 18:
print("可以进网吧嗨皮……")
# 3. 思考!- 无论条件是否满足都会执行
print("这句代码什么时候执行?")
注意:
-
if
语句以及缩进部分是一个 完整的代码块
2.3 else 处理条件不满足的情况
思考
在使用 if
判断时,只能做到满足条件时要做的事情。那如果需要在 不满足条件的时候,做某些事情,该如何做呢?
答案
else
,格式如下:
if 要判断的条件:
条件成立时,要做的事情
……
else:
条件不成立时,要做的事情
……
注意:
-
if
和else
语句以及各自的缩进部分共同是一个 完整的代码块
2.4 判断语句演练 —— 判断年龄改进
需求
- 输入用户年龄
- 判断是否满 18 岁 (>=)
- 如果满 18 岁,允许进网吧嗨皮
- 如果未满 18 岁,提示回家写作业
# 1. 输入用户年龄
age = int(input("今年多大了?"))
# 2. 判断是否满 18 岁
# if 语句以及缩进部分的代码是一个完整的语法块
if age >= 18:
print("可以进网吧嗨皮……")
else:
print("你还没长大,应该回家写作业!")
# 3. 思考!- 无论条件是否满足都会执行
print("这句代码什么时候执行?")
03. 逻辑运算
- 在程序开发中,通常 在判断条件时,会需要同时判断多个条件
- 只有多个条件都满足,才能够执行后续代码,这个时候需要使用到 逻辑运算符
- 逻辑运算符 可以把 多个条件 按照 逻辑 进行 连接,变成 更复杂的条件
- Python 中的 逻辑运算符 包括:与 and/或 or/非 not 三种
3.1 and
条件1 and 条件2
- 与/并且
- 两个条件同时满足,返回
True
- 只要有一个不满足,就返回
False
条件 1 | 条件 2 | 结果 |
成立 | 成立 | 成立 |
成立 | 不成立 | 不成立 |
不成立 | 成立 | 不成立 |
不成立 | 不成立 | 不成立 |
3.2 or
条件1 or 条件2
- 或/或者
- 两个条件只要有一个满足,返回
True
- 两个条件都不满足,返回
False
条件 1 | 条件 2 | 结果 |
成立 | 成立 | 成立 |
成立 | 不成立 | 成立 |
不成立 | 成立 | 成立 |
不成立 | 不成立 | 不成立 |
3.3 not
not 条件
- 非/不是
条件 | 结果 |
成立 | 不成立 |
不成立 | 成立 |
逻辑运算演练
- 练习1: 定义一个整数变量
age
,编写代码判断年龄是否正确
- 要求人的年龄在 0-120 之间
- 练习2: 定义两个整数变量
python_score
、c_score
,编写代码判断成绩
- 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
- 练习3: 定义一个布尔型变量
is_employee
,编写代码判断是否是本公司员工
- 如果不是提示不允许入内
答案 1:
# 练习1: 定义一个整数变量 age,编写代码判断年龄是否正确
age = 100
# 要求人的年龄在 0-120 之间
if age >= 0 and age <= 120:
print("年龄正确")
else:
print("年龄不正确")
答案 2:
# 练习2: 定义两个整数变量 python_score、c_score,编写代码判断成绩
python_score = 50
c_score = 50
# 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
if python_score > 60 or c_score > 60:
print("考试通过")
else:
print("再接再厉!")
答案 3:
# 练习3: 定义一个布尔型变量 `is_employee`,编写代码判断是否是本公司员工
is_employee = True
# 如果不是提示不允许入内
if not is_employee:
print("非公勿内")
04. if 语句进阶
4.1 elif
- 在开发中,使用
if
可以 判断条件 - 使用
else
可以处理 条件不成立 的情况 - 但是,如果希望 再增加一些条件,条件不同,需要执行的代码也不同 时,就可以使用
elif
- 语法格式如下:
if 条件1:
条件1满足执行的代码
……
elif 条件2:
条件2满足时,执行的代码
……
elif 条件3:
条件3满足时,执行的代码
……
else:
以上条件都不满足时,执行的代码
……
- 对比逻辑运算符的代码
if 条件1 and 条件2:
条件1满足 并且 条件2满足 执行的代码
……
注意
-
elif
和else
都必须和if
联合使用,而不能单独使用 - 可以将
if
、elif
和else
以及各自缩进的代码,看成一个 完整的代码块
elif 演练 —— 女友的节日
需求
- 定义
holiday_name
字符串变量记录节日名称 - 如果是 情人节 应该 买玫瑰/看电影
- 如果是 平安夜 应该 买苹果/吃大餐
- 如果是 生日 应该 买蛋糕
- 其他的日子每天都是节日啊……
holiday_name = "平安夜"
if holiday_name == "情人节":
print("买玫瑰")
print("看电影")
elif holiday_name == "平安夜":
print("买苹果")
print("吃大餐")
elif holiday_name == "生日":
print("买蛋糕")
else:
print("每天都是节日啊……")
4.2 if
的嵌套
elif 的应用场景是:同时 判断 多个条件,所有的条件是 平级 的
- 在开发中,使用
if
进行条件判断,如果希望 在条件成立的执行语句中 再 增加条件判断,就可以使用 if 的嵌套 - if 的嵌套 的应用场景就是:在之前条件满足的前提下,再增加额外的判断
- if 的嵌套 的语法格式,除了缩进之外 和之前的没有区别
- 语法格式如下:
if 条件 1:
条件 1 满足执行的代码
……
if 条件 1 基础上的条件 2:
条件 2 满足时,执行的代码
……
# 条件 2 不满足的处理
else:
条件 2 不满足时,执行的代码
# 条件 1 不满足的处理
else:
条件1 不满足时,执行的代码
……
if 的嵌套 演练 —— 火车站安检
需求
- 定义布尔型变量
has_ticket
表示是否有车票 - 定义整型变量
knife_length
表示刀的长度,单位:厘米 - 首先检查是否有车票,如果有,才允许进行 安检
- 安检时,需要检查刀的长度,判断是否超过 20 厘米
- 如果超过 20 厘米,提示刀的长度,不允许上车
- 如果不超过 20 厘米,安检通过
- 如果没有车票,不允许进门
# 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
has_ticket = True
# 定义整数型变量 knife_length 表示刀的长度,单位:厘米
knife_length = 20
# 首先检查是否有车票,如果有,才允许进行 安检
if has_ticket:
print("有车票,可以开始安检...")
# 安检时,需要检查刀的长度,判断是否超过 20 厘米
# 如果超过 20 厘米,提示刀的长度,不允许上车
if knife_length >= 20:
print("不允许携带 %d 厘米长的刀上车" % knife_length)
# 如果不超过 20 厘米,安检通过
else:
print("安检通过,祝您旅途愉快……")
# 如果没有车票,不允许进门
else:
print("大哥,您要先买票啊")
05. 综合应用 —— 石头剪刀布
目标
- 强化 多个条件 的 逻辑运算
- 体会
import
导入模块(“工具包”)的使用
需求
- 从控制台输入要出的拳 —— 石头(1)/剪刀(2)/布(3)
- 电脑 随机 出拳 —— 先假定电脑只会出石头,完成整体代码功能
- 比较胜负
序号 | 规则 |
1 | 石头 胜 剪刀 |
2 | 剪刀 胜 布 |
3 | 布 胜 石头 |
5.1 基础代码实现
- 先 假定电脑就只会出石头,完成整体代码功能
# 从控制台输入要出的拳 —— 石头(1)/剪刀(2)/布(3)
player = int(input("请出拳 石头(1)/剪刀(2)/布(3):"))
# 电脑 随机 出拳 - 假定电脑永远出石头
computer = 1
# 比较胜负
# 如果条件判断的内容太长,可以在最外侧的条件增加一对大括号
# 再在每一个条件之间,使用回车,PyCharm 可以自动增加 8 个空格
if ((player == 1 and computer == 2) or
(player == 2 and computer == 3) or
(player == 3 and computer == 1)):
print("噢耶!!!电脑弱爆了!!!")
elif player == computer:
print("心有灵犀,再来一盘!")
else:
print("不行,我要和你决战到天亮!")
5.2 随机数的处理
- 在
Python
中,要使用随机数,首先需要导入 随机数 的 模块 —— “工具包”
import random
- 导入模块后,可以直接在 模块名称 后面敲一个
.
然后按Tab
键,会提示该模块中包含的所有函数 random.randint(a, b)
,返回[a, b]
之间的整数,包含a
和b
- 例如:
random.randint(12, 20) # 生成的随机数n: 12 <= n <= 20
random.randint(20, 20) # 结果永远是 20
random.randint(20, 10) # 该语句是错误的,下限必须小于上限
运算符
目标
- 算数运算符
- 比较(关系)运算符
- 逻辑运算符
- 赋值运算符
- 运算符的优先级
数学符号表链接:https://zh.wikipedia.org/wiki/数学符号表
01. 算数运算符
- 是完成基本的算术运算使用的符号,用来处理四则运算
运算符 | 描述 | 实例 |
+ | 加 | 10 + 20 = 30 |
- | 减 | 10 - 20 = -10 |
* | 乘 | 10 * 20 = 200 |
/ | 除 | 10 / 20 = 0.5 |
// | 取整除 | 返回除法的整数部分(商) 9 // 2 输出结果 4 |
% | 取余数 | 返回除法的余数 9 % 2 = 1 |
** | 幂 | 又称次方、乘方,2 ** 3 = 8 |
- 在 Python 中
*
运算符还可以用于字符串,计算结果就是字符串重复指定次数的结果
In [1]: "-" * 50
Out[1]: '----------------------------------------'
02. 比较(关系)运算符
运算符 | 描述 |
== | 检查两个操作数的值是否 相等,如果是,则条件成立,返回 True |
!= | 检查两个操作数的值是否 不相等,如果是,则条件成立,返回 True |
> | 检查左操作数的值是否 大于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True |
< | 检查左操作数的值是否 小于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True |
>= | 检查左操作数的值是否 大于或等于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True |
<= | 检查左操作数的值是否 小于或等于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True |
Python 2.x 中判断 不等于 还可以使用
<>
运算符
!=
在 Python 2.x 中同样可以用来判断 不等于
03. 逻辑运算符
运算符 | 逻辑表达式 | 描述 |
and | x and y | 只有 x 和 y 的值都为 True,才会返回 True 否则只要 x 或者 y 有一个值为 False,就返回 False |
or | x or y | 只要 x 或者 y 有一个值为 True,就返回 True 只有 x 和 y 的值都为 False,才会返回 False |
not | not x | 如果 x 为 True,返回 False 如果 x 为 False,返回 True |
04. 赋值运算符
- 在 Python 中,使用
=
可以给变量赋值 - 在算术运算时,为了简化代码的编写,
Python
还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符 - 注意:赋值运算符中间不能使用空格
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 |
//= | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a |
%= | 取 模 (余数)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 |
05. 运算符的优先级
- 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列
运算符 | 描述 |
** | 幂 (最高优先级) |
* / % // | 乘、除、取余数、取整除 |
+ - | 加法、减法 |
<= < > >= | 比较运算符 |
== != | 等于运算符 |
= %= /= //= -= += *= **= | 赋值运算符 |
not or and | 逻辑运算符 |
循环
目标
- 程序的三大流程
- while 循环基本使用
- break 和 continue
- while 循环嵌套
01. 程序的三大流程
- 在程序开发中,一共有三种流程方式:
- 顺序 —— 从上向下,顺序执行代码
- 分支 —— 根据条件判断,决定执行代码的 分支
- 循环 —— 让 特定代码 重复 执行
02. while
循环基本使用
- 循环的作用就是让 指定的代码 重复的执行
while
循环最常用的应用场景就是 让执行的代码 按照 指定的次数 重复 执行- 需求 —— 打印 5 遍
Hello Python
- 思考 —— 如果要求打印 100 遍怎么办?
2.1 while
语句基本语法
初始条件设置 —— 通常是重复执行的 计数器
while 条件(判断 计数器 是否达到 目标次数):
条件满足时,做的事情1
条件满足时,做的事情2
条件满足时,做的事情3
...(省略)...
处理条件(计数器 + 1)
注意:
-
while
语句以及缩进部分是一个 完整的代码块
第一个 while 循环
需求
- 打印 5 遍 Hello Python
while
# 1. 定义重复次数计数器
i = 1
# 2. 使用 while 判断条件
while i <= 5:
# 要重复执行的代码
print("Hello Python")
# 处理计数器 i
i = i + 1
print("循环结束后的 i = %d" % i)
注意:循环结束后,之前定义的计数器条件的数值是依旧存在的
死循环
由于程序员的原因,忘记 在循环内部 修改循环的判断条件,导致循环持续执行,程序无法终止!
2.2 赋值运算符
- 在 Python 中,使用
=
可以给变量赋值 - 在算术运算时,为了简化代码的编写,
Python
还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符 - 注意:赋值运算符中间不能使用空格
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 |
//= | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a |
%= | 取 模 (余数)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 |
2.3 Python 中的计数方法
常见的计数方法有两种,可以分别称为:
- 自然计数法(从
1
开始)—— 更符合人类的习惯 - 程序计数法(从
0
开始)—— 几乎所有的程序语言都选择从 0 开始计数
因此,大家在编写程序时,应该尽量养成习惯:除非需求的特殊要求,否则 循环 的计数都从 0 开始
2.4 循环计算
在程序开发中,通常会遇到 利用循环 重复计算 的需求
遇到这种需求,可以:
- 在
while
上方定义一个变量,用于 存放最终计算结果 - 在循环体内部,每次循环都用 最新的计算结果,更新 之前定义的变量
需求
- 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
# 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
# 0. 定义最终结果的变量
result = 0
# 1. 定义一个整数的变量记录循环的次数
i = 0
# 2. 开始循环
while i <= 100:
print(i)
# 每一次循环,都让 result 这个变量和 i 这个计数器相加
result += i
# 处理计数器
i += 1
print("0~100之间的数字求和结果 = %d" % result)
需求进阶
- 计算 0 ~ 100 之间 所有 偶数 的累计求和结果
开发步骤
- 编写循环 确认 要计算的数字
- 添加 结果 变量,在循环内部 处理计算结果
# 0. 最终结果
result = 0
# 1. 计数器
i = 0
# 2. 开始循环
while i <= 100:
# 判断偶数
if i % 2 == 0:
print(i)
result += i
# 处理计数器
i += 1
print("0~100之间偶数求和结果 = %d" % result)
03. break 和 continue
break
和continue
是专门在循环中使用的关键字
-
break
某一条件满足时,退出循环,不再执行后续重复的代码 -
continue
某一条件满足时,不执行后续重复的代码
break
和continue
只针对 当前所在循环 有效
3.1 break
- 在循环过程中,如果 某一个条件满足后,不 再希望 循环继续执行,可以使用
break
退出循环
i = 0
while i < 10:
# break 某一条件满足时,退出循环,不再执行后续重复的代码
# i == 3
if i == 3:
break
print(i)
i += 1
print("over")
break
只针对当前所在循环有效
3.2 continue
- 在循环过程中,如果 某一个条件满足后,不 希望 执行循环代码,但是又不希望退出循环,可以使用
continue
- 也就是:在整个循环中,只有某些条件,不需要执行循环代码,而其他条件都需要执行
i = 0
while i < 10:
# 当 i == 7 时,不希望执行需要重复执行的代码
if i == 7:
# 在使用 continue 之前,同样应该修改计数器
# 否则会出现死循环
i += 1
continue
# 重复执行的代码
print(i)
i += 1
- 需要注意:使用
continue
时,条件处理部分的代码,需要特别注意,不小心会出现 死循环
continue
只针对当前所在循环有效
04. while
循环嵌套
4.1 循环嵌套
-
while
嵌套就是:while
里面还有while
while 条件 1:
条件满足时,做的事情1
条件满足时,做的事情2
条件满足时,做的事情3
...(省略)...
while 条件 2:
条件满足时,做的事情1
条件满足时,做的事情2
条件满足时,做的事情3
...(省略)...
处理条件 2
处理条件 1
4.2 循环嵌套演练 —— 九九乘法表
第 1 步:用嵌套打印小星星
需求
- 在控制台连续输出五行
*
,每一行星号的数量依次递增
*
**
***
****
*****
- 使用字符串 * 打印
# 1. 定义一个计数器变量,从数字1开始,循环会比较方便
row = 1
while row <= 5:
print("*" * row)
row += 1
第 2 步:使用循环嵌套打印小星星
知识点 对 print
函数的使用做一个增强
- 在默认情况下,
print
函数输出内容之后,会自动在内容末尾增加换行 - 如果不希望末尾增加换行,可以在
print
函数输出内容的后面增加, end=""
- 其中
""
中间可以指定print
函数输出内容之后,继续希望显示的内容 - 语法格式如下:
# 向控制台输出内容结束之后,不会换行
print("*", end="")
# 单纯的换行
print("")
end=""
表示向控制台输出内容结束之后,不会换行
假设 Python
没有提供 字符串的 *
操作 拼接字符串
需求
- 在控制台连续输出五行
*
,每一行星号的数量依次递增
*
**
***
****
*****
开发步骤
- 1> 完成 5 行内容的简单输出
- 2> 分析每行内部的
*
应该如何处理?
- 每行显示的星星和当前所在的行数是一致的
- 嵌套一个小的循环,专门处理每一行中
列
的星星显示
row = 1
while row <= 5:
# 假设 python 没有提供字符串 * 操作
# 在循环内部,再增加一个循环,实现每一行的 星星 打印
col = 1
while col <= row:
print("*", end="")
col += 1
# 每一行星号输出完成后,再增加一个换行
print("")
row += 1
第 3 步: 九九乘法表
需求 输出 九九乘法表,格式如下:
1 * 1 = 1
1 * 2 = 2 2 * 2 = 4
1 * 3 = 3 2 * 3 = 6 3 * 3 = 9
1 * 4 = 4 2 * 4 = 8 3 * 4 = 12 4 * 4 = 16
1 * 5 = 5 2 * 5 = 10 3 * 5 = 15 4 * 5 = 20 5 * 5 = 25
1 * 6 = 6 2 * 6 = 12 3 * 6 = 18 4 * 6 = 24 5 * 6 = 30 6 * 6 = 36
1 * 7 = 7 2 * 7 = 14 3 * 7 = 21 4 * 7 = 28 5 * 7 = 35 6 * 7 = 42 7 * 7 = 49
1 * 8 = 8 2 * 8 = 16 3 * 8 = 24 4 * 8 = 32 5 * 8 = 40 6 * 8 = 48 7 * 8 = 56 8 * 8 = 64
1 * 9 = 9 2 * 9 = 18 3 * 9 = 27 4 * 9 = 36 5 * 9 = 45 6 * 9 = 54 7 * 9 = 63 8 * 9 = 72 9 * 9 = 81
开发步骤
- 打印 9 行小星星
*
**
***
****
*****
******
*******
********
*********
- 将每一个
*
替换成对应的行与列相乘
# 定义起始行
row = 1
# 最大打印 9 行
while row <= 9:
# 定义起始列
col = 1
# 最大打印 row 列
while col <= row:
# end = "",表示输出结束后,不换行
# "\t" 可以在控制台输出一个制表符,协助在输出文本时对齐
print("%d * %d = %d" % (col, row, row * col), end="\t")
# 列数 + 1
col += 1
# 一行打印完成的换行
print("")
# 行数 + 1
row += 1
字符串中的转义字符
-
\t
在控制台输出一个 制表符,协助在输出文本时 垂直方向 保持对齐 -
\n
在控制台输出一个 换行符
制表符 的功能是在不使用表格的情况下在 垂直方向 按列对齐文本
转义字符 | 描述 |
\\ | 反斜杠符号 |
\’ | 单引号 |
\" | 双引号 |
\n | 换行 |
\t | 横向制表符 |
\r | 回车 |
函数基础
目标
- 函数的快速体验
- 函数的基本使用
- 函数的参数
- 函数的返回值
- 函数的嵌套调用
- 在模块中定义函数
01. 函数的快速体验
1.1 快速体验
- 所谓函数,就是把 具有独立功能的代码块 组织为一个小模块,在需要的时候 调用
- 函数的使用包含两个步骤:
- 定义函数 —— 封装 独立的功能
- 调用函数 —— 享受 封装 的成果
- 函数的作用,在开发程序时,使用函数可以提高编写的效率以及代码的 重用
演练步骤
- 新建
04_函数
项目 - 复制之前完成的 乘法表 文件
- 修改文件,增加函数定义
multiple_table():
- 新建另外一个文件,使用
import
导入并且调用函数
02. 函数基本使用
2.1 函数的定义
定义函数的格式如下:
def 函数名():
函数封装的代码
……
-
def
是英文define
的缩写 - 函数名称 应该能够表达 函数封装代码 的功能,方便后续的调用
- 函数名称 的命名应该 符合标识符的命名规则
- 可以由 字母、下划线 和 数字 组成
- 不能以数字开头
- 不能与关键字重名
2.2 函数调用
调用函数很简单的,通过 函数名()
即可完成对函数的调用
2.3 第一个函数演练
需求
- 编写一个打招呼
say_hello
的函数,封装三行打招呼的代码 - 在函数下方调用打招呼的代码
name = "小明"
# 解释器知道这里定义了一个函数
def say_hello():
print("hello 1")
print("hello 2")
print("hello 3")
print(name)
# 只有在调用函数时,之前定义的函数才会被执行
# 函数执行完成之后,会重新回到之前的程序中,继续执行后续的代码
say_hello()
print(name)
用 单步执行 F8 和 F7 观察以下代码的执行过程
- 定义好函数之后,只表示这个函数封装了一段代码而已
- 如果不主动调用函数,函数是不会主动执行的
思考
- 能否将 函数调用 放在 函数定义 的上方?
- 不能!
- 因为在 使用函数名 调用函数之前,必须要保证
Python
已经知道函数的存在 - 否则控制台会提示
NameError: name 'say_hello' is not defined
(名称错误:say_hello 这个名字没有被定义)
2.4 PyCharm 的调试工具
- F8 Step Over 可以单步执行代码,会把函数调用看作是一行代码直接执行
- F7 Step Into 可以单步执行代码,如果是函数,会进入函数内部
2.5 函数的文档注释
- 在开发中,如果希望给函数添加注释,应该在 定义函数 的下方,使用 连续的三对引号
- 在 连续的三对引号 之间编写对函数的说明文字
- 在 函数调用 位置,使用快捷键
CTRL + Q
可以查看函数的说明信息
注意:因为 函数体相对比较独立,函数定义的上方,应该和其他代码(包括注释)保留 两个空行
03. 函数的参数
演练需求
- 开发一个
sum_2_num
的函数 - 函数能够实现 两个数字的求和 功能
演练代码如下:
def sum_2_num():
num1 = 10
num2 = 20
result = num1 + num2
print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))
sum_2_num()
思考一下存在什么问题
函数只能处理 固定数值 的相加
如何解决?
- 如果能够把需要计算的数字,在调用函数时,传递到函数内部就好了!
3.1 函数参数的使用
- 在函数名的后面的小括号内部填写 参数
- 多个参数之间使用
,
分隔
def sum_2_num(num1, num2):
result = num1 + num2
print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))
sum_2_num(50, 20)
3.2 参数的作用
- 函数,把 具有独立功能的代码块 组织为一个小模块,在需要的时候 调用
- 函数的参数,增加函数的 通用性,针对 相同的数据处理逻辑,能够 适应更多的数据
- 在函数 内部,把参数当做 变量 使用,进行需要的数据处理
- 函数调用时,按照函数定义的参数顺序,把 希望在函数内部处理的数据,通过参数 传递
3.3 形参和实参
- 形参:定义 函数时,小括号中的参数,是用来接收参数用的,在函数内部 作为变量使用
- 实参:调用 函数时,小括号中的参数,是用来把数据传递到 函数内部 用的
04. 函数的返回值
- 在程序开发中,有时候,会希望 一个函数执行结束后,告诉调用者一个结果,以便调用者针对具体的结果做后续的处理
- 返回值 是函数 完成工作后,最后 给调用者的 一个结果
- 在函数中使用
return
关键字可以返回结果 - 调用函数一方,可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果
注意:
return
表示返回,后续的代码都不会被执行
def sum_2_num(num1, num2):
"""对两个数字的求和"""
return num1 + num2
# 调用函数,并使用 result 变量接收计算结果
result = sum_2_num(10, 20)
print("计算结果是 %d" % result)
05. 函数的嵌套调用
- 一个函数里面 又调用 了 另外一个函数,这就是 函数嵌套调用
- 如果函数
test2
中,调用了另外一个函数test1
- 那么执行到调用
test1
函数时,会先把函数test1
中的任务都执行完 - 才会回到
test2
中调用函数test1
的位置,继续执行后续的代码
def test1():
print("*" * 50)
print("test 1")
print("*" * 50)
def test2():
print("-" * 50)
print("test 2")
test1()
print("-" * 50)
test2()
函数嵌套的演练 —— 打印分隔线
体会一下工作中 需求是多变 的
需求 1
- 定义一个
print_line
函数能够打印*
组成的 一条分隔线
def print_line(char):
print("*" * 50)
需求 2
- 定义一个函数能够打印 由任意字符组成 的分隔线
def print_line(char):
print(char * 50)
需求 3
- 定义一个函数能够打印 任意重复次数 的分隔线
def print_line(char, times):
print(char * times)
需求 4
- 定义一个函数能够打印 5 行 的分隔线,分隔线要求符合需求 3
提示:工作中针对需求的变化,应该冷静思考,不要轻易修改之前已经完成的,能够正常执行的函数!
def print_line(char, times):
print(char * times)
def print_lines(char, times):
row = 0
while row < 5:
print_line(char, times)
row += 1
06. 使用模块中的函数
模块是 Python 程序架构的一个核心概念
- 模块 就好比是 工具包,要想使用这个工具包中的工具,就需要 导入 import 这个模块
- 每一个以扩展名
py
结尾的Python
源代码文件都是一个 模块 - 在模块中定义的 全局变量 、 函数 都是模块能够提供给外界直接使用的工具
6.1 第一个模块体验
步骤
- 新建
hm_10_分隔线模块.py
- 复制
hm_09_打印多条分隔线.py
中的内容,最后一行print
代码除外 - 增加一个字符串变量
name = "黑马程序员"
- 新建
hm_10_体验模块.py
文件,并且编写以下代码:
import hm_10_分隔线模块
hm_10_分隔线模块.print_line("-", 80)
print(hm_10_分隔线模块.name)
体验小结
- 可以 在一个 Python 文件 中 定义 变量 或者 函数
- 然后在 另外一个文件中 使用
import
导入这个模块 - 导入之后,就可以使用
模块名.变量
/模块名.函数
的方式,使用这个模块中定义的变量或者函数
模块可以让 曾经编写过的代码 方便的被 复用!
6.2 模块名也是一个标识符
- 标示符可以由 字母、下划线 和 数字 组成
- 不能以数字开头
- 不能与关键字重名
注意:如果在给 Python 文件起名时,以数字开头 是无法在
PyCharm
中通过导入这个模块的
6.3 Pyc 文件(了解)
C
是compiled
编译过 的意思
操作步骤
- 浏览程序目录会发现一个
__pycache__
的目录 - 目录下会有一个
hm_10_分隔线模块.cpython-35.pyc
文件,cpython-35
表示Python
解释器的版本 - 这个
pyc
文件是由 Python 解释器将 模块的源码 转换为 字节码
-
Python
这样保存 字节码 是作为一种启动 速度的优化
字节码
Python
在解释源程序时是分成两个步骤的
- 首先处理源代码,编译 生成一个二进制 字节码
- 再对 字节码 进行处理,才会生成 CPU 能够识别的 机器码
- 有了模块的字节码文件之后,下一次运行程序时,如果在 上次保存字节码之后 没有修改过源代码,Python 将会加载 .pyc 文件并跳过编译这个步骤
- 当
Python
重编译时,它会自动检查源文件和字节码文件的时间戳 - 如果你又修改了源代码,下次程序运行时,字节码将自动重新创建
提示:有关模块以及模块的其他导入方式,后续课程还会逐渐展开!
模块是 Python 程序架构的一个核心概念
高级变量类型
目标
- 列表
- 元组
- 字典
- 字符串
- 公共方法
- 变量高级
知识点回顾
- Python 中数据类型可以分为 数字型 和 非数字型
- 数字型
- 整型 (
int
) - 浮点型(
float
) - 布尔型(
bool
)
- 真
True
非 0 数
—— 非零即真 - 假
False
0
- 复数型 (
complex
)
- 主要用于科学计算,例如:平面场问题、波动问题、电感电容等问题
- 非数字型
- 字符串
- 列表
- 元组
- 字典
- 在
Python
中,所有 非数字型变量 都支持以下特点:
- 都是一个 序列
sequence
,也可以理解为 容器 - 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
01. 列表
1.1 列表的定义
-
List
(列表) 是Python
中使用 最频繁 的数据类型,在其他语言中通常叫做 数组 - 专门用于存储 一串 信息
- 列表用
[]
定义,数据 之间使用,
分隔 - 列表的 索引 从
0
开始
- 索引 就是数据在 列表 中的位置编号,索引 又可以被称为 下标
注意:从列表中取值时,如果 超出索引范围,程序会报错
name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]
1.2 列表常用操作
- 在
ipython3
中定义一个 列表,例如:name_list = []
- 输入
name_list.
按下TAB
键,ipython
会提示 列表 能够使用的 方法 如下:
In [1]: name_list.
name_list.append name_list.count name_list.insert name_list.reverse
name_list.clear name_list.extend name_list.pop name_list.sort
name_list.copy name_list.index name_list.remove
序号 | 分类 | 关键字 / 函数 / 方法 | 说明 |
1 | 增加 | 列表.insert(索引, 数据) | 在指定位置插入数据 |
| | | 列表.append(数据) | 在末尾追加数据
| | | 列表.extend(列表2) | 将列表2 的数据追加到列表 |
| 2 | 修改 | 列表[索引] = 数据 | 修改指定索引的数据 |
| 3 | 删除 | del 列表[索引] | 删除指定索引的数据 |
| | | 列表.remove[数据] | 删除第一个出现的指定数据 |
| | | 列表.pop | 删除末尾数据 |
| | | 列表.pop(索引) | 删除指定索引数据 |
| | | 列表.clear | 清空列表 |
| 4 | 统计 | len(列表) | 列表长度 |
| | | 列表.count(数据) | 数据在列表中出现的次数 |
| 5 | 排序 | 列表.sort() | 升序排序 |
| | | 列表.sort(reverse=True) | 降序排序 |
| | | 列表.reverse() | 逆序、反转 |
del 关键字(科普)
- 使用
del
关键字(delete
) 同样可以删除列表中元素 -
del
关键字本质上是用来 将一个变量从内存中删除的 - 如果使用
del
关键字将变量从内存中删除,后续的代码就不能再使用这个变量了
del name_list[1]
在日常开发中,要从列表删除数据,建议 使用列表提供的方法
关键字、函数和方法(科普)
- 关键字 是 Python 内置的、具有特殊意义的标识符
In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)
In [3]: print(len(keyword.kwlist))
关键字后面不需要使用括号
- 函数 封装了独立功能,可以直接调用
函数名(参数)
函数需要死记硬背
- 方法 和函数类似,同样是封装了独立的功能
- 方法 需要通过 对象 来调用,表示针对这个 对象 要做的操作
对象.方法名(参数)
在变量后面输入
.
,然后选择针对这个变量要执行的操作,记忆起来比函数要简单很多
1.3 循环遍历
- 遍历 就是 从头到尾依次 从 列表 中获取数据
- 在 循环体内部 针对 每一个元素,执行相同的操作
- 在
Python
中为了提高列表的遍历效率,专门提供的 迭代 iteration 遍历 - 使用
for
就能够实现迭代遍历
# for 循环内部使用的变量 in 列表
for name in name_list:
循环内部针对列表元素进行操作
print(name)
1.4 应用场景
- 尽管
Python
的 列表 中可以 存储不同类型的数据 - 但是在开发中,更多的应用场景是
- 列表 存储相同类型的数据
- 通过 迭代遍历,在循环体内部,针对列表中的每一项元素,执行相同的操作
02. 元组
2.1 元组的定义
Tuple
(元组)与列表类似,不同之处在于元组的 元素不能修改
- 元组 表示多个元素组成的序列
- 元组 在
Python
开发中,有特定的应用场景
- 用于存储 一串 信息,数据 之间使用
,
分隔 - 元组用
()
定义 - 元组的 索引 从
0
开始
- 索引 就是数据在 元组 中的位置编号
info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75)
创建空元组
info_tuple = ()
元组中 只包含一个元素 时,需要 在元素后面添加逗号
info_tuple = (50, )
2.2 元组常用操作
- 在
ipython3
中定义一个 元组,例如:info = ()
- 输入
info.
按下TAB
键,ipython
会提示 元组 能够使用的函数如下:
info.count info.index
有关 元组 的 常用操作 可以参照上图练习
2.3 循环遍历
- 取值 就是从 元组 中获取存储在指定位置的数据
- 遍历 就是 从头到尾 依次 从 元组 中获取数据
# for 循环内部使用的变量 in 元组
for item in info:
循环内部针对元组元素进行操作
print(item)
- 在
Python
中,可以使用for
循环遍历所有非数字型类型的变量:列表、元组、字典 以及 字符串- 提示:在实际开发中,除非 能够确认元组中的数据类型,否则针对元组的循环遍历需求并不是很多
2.4 应用场景
- 尽管可以使用
for in
遍历 元组 - 但是在开发中,更多的应用场景是:
- 函数的 参数 和 返回值,一个函数可以接收 任意多个参数,或者 一次返回多个数据
- 有关 函数的参数 和 返回值,在后续 函数高级 给大家介绍
- 格式字符串,格式化字符串后面的
()
本质上就是一个元组 - 让列表不可以被修改,以保护数据安全
info = ("zhangsan", 18)
print("%s 的年龄是 %d" % info)
元组和列表之间的转换
- 使用
list
函数可以把元组转换成列表
list(元组)
- 使用
tuple
函数可以把列表转换成元组
tuple(列表)
03. 字典
3.1 字典的定义
-
dictionary
(字典) 是 除列表以外Python
之中 最灵活 的数据类型 - 字典同样可以用来 存储多个数据
- 通常用于存储 描述一个
物体
的相关信息
- 和列表的区别
- 列表 是 有序 的对象集合
- 字典 是 无序 的对象集合
- 字典用
{}
定义 - 字典使用 键值对 存储数据,键值对之间使用
,
分隔
- 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
- 值 可以取任何数据类型,但 键 只能使用 字符串、数字或 元组
xiaoming = {"name": "小明",
"age": 18,
"gender": True,
"height": 1.75}
3.2 字典常用操作
- 在
ipython3
中定义一个 字典,例如:xiaoming = {}
- 输入
xiaoming.
按下TAB
键,ipython
会提示 字典 能够使用的函数如下:
In [1]: xiaoming.
xiaoming.clear xiaoming.items xiaoming.setdefault
xiaoming.copy xiaoming.keys xiaoming.update
xiaoming.fromkeys xiaoming.pop xiaoming.values
xiaoming.get xiaoming.popitem
有关 字典 的 常用操作 可以参照上图练习
3.3 循环遍历
- 遍历 就是 依次 从 字典 中获取所有键值对
# for 循环内部使用的 `key 的变量` in 字典
for k in xiaoming:
print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))
提示:在实际开发中,由于字典中每一个键值对保存数据的类型是不同的,所以针对字典的循环遍历需求并不是很多
3.4 应用场景
- 尽管可以使用
for in
遍历 字典 - 但是在开发中,更多的应用场景是:
- 使用 多个键值对,存储 描述一个
物体
的相关信息 —— 描述更复杂的数据信息 - 将 多个字典 放在 一个列表 中,再进行遍历,在循环体内部针对每一个字典进行 相同的处理
card_list = [{"name": "张三",
"qq": "12345",
"phone": "110"},
{"name": "李四",
"qq": "54321",
"phone": "10086"}
]
04. 字符串
4.1 字符串的定义
- 字符串 就是 一串字符,是编程语言中表示文本的数据类型
- 在 Python 中可以使用 一对双引号
"
或者 一对单引号'
定义一个字符串
- 虽然可以使用
\"
或者\'
做字符串的转义,但是在实际开发中:
- 如果字符串内部需要使用
"
,可以使用'
定义字符串 - 如果字符串内部需要使用
'
,可以使用"
定义字符串
- 可以使用 索引 获取一个字符串中 指定位置的字符,索引计数从 0 开始
- 也可以使用
for
循环遍历 字符串中每一个字符
大多数编程语言都是用
"
来定义字符串
string = "Hello Python"
for c in string:
print(c)
4.2 字符串的常用操作
- 在
ipython3
中定义一个 字符串,例如:hello_str = ""
- 输入
hello_str.
按下TAB
键,ipython
会提示 字符串 能够使用的 方法 如下:
In [1]: hello_str.
hello_str.capitalize hello_str.isidentifier hello_str.rindex
hello_str.casefold hello_str.islower hello_str.rjust
hello_str.center hello_str.isnumeric hello_str.rpartition
hello_str.count hello_str.isprintable hello_str.rsplit
hello_str.encode hello_str.isspace hello_str.rstrip
hello_str.endswith hello_str.istitle hello_str.split
hello_str.expandtabs hello_str.isupper hello_str.splitlines
hello_str.find hello_str.join hello_str.startswith
hello_str.format hello_str.ljust hello_str.strip
hello_str.format_map hello_str.lower hello_str.swapcase
hello_str.index hello_str.lstrip hello_str.title
hello_str.isalnum hello_str.maketrans hello_str.translate
hello_str.isalpha hello_str.partition hello_str.upper
hello_str.isdecimal hello_str.replace hello_str.zfill
hello_str.isdigit hello_str.rfind
提示:正是因为 python 内置提供的方法足够多,才使得在开发时,能够针对字符串进行更加灵活的操作!应对更多的开发需求!
1) 判断类型 - 9
方法 | 说明 |
string.isspace() | 如果 string 中只包含空格,则返回 True |
string.isalnum() | 如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返回 True |
string.isalpha() | 如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True |
string.isdecimal() | 如果 string 只包含数字则返回 True, |
string.isdigit() | 如果 string 只包含数字则返回 True, |
string.isnumeric() | 如果 string 只包含数字则返回 True, |
string.istitle() | 如果 string 是标题化的(每个单词的首字母大写)则返回 True |
string.islower() | 如果 string 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 |
string.isupper() | 如果 string 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 |
2) 查找和替换 - 7
方法 | 说明 |
string.startswith(str) | 检查字符串是否是以 str 开头,是则返回 True |
string.endswith(str) | 检查字符串是否是以 str 结束,是则返回 True |
string.find(str, start=0, end=len(string)) | 检测 str 是否包含在 string 中,如果 start 和 end 指定范围,则检查是否包含在指定范围内,如果是返回开始的索引值,否则返回 |
string.rfind(str, start=0, end=len(string)) | 类似于 find(),不过是从右边开始查找 |
string.index(str, start=0, end=len(string)) | 跟 find() 方法类似,不过如果 str 不在 string 会报错 |
string.rindex(str, start=0, end=len(string)) | 类似于 index(),不过是从右边开始 |
string.replace(old_str, new_str, num=string.count(old)) | 把 string 中的 old_str 替换成 new_str,如果 num 指定,则替换不超过 num 次 |
3) 大小写转换 - 5
方法 | 说明 |
string.capitalize() | 把字符串的第一个字符大写 |
string.title() | 把字符串的每个单词首字母大写 |
string.lower() | 转换 string 中所有大写字符为小写 |
string.upper() | 转换 string 中的小写字母为大写 |
string.swapcase() | 翻转 string 中的大小写 |
4) 文本对齐 - 3
方法 | 说明 |
string.ljust(width) | 返回一个原字符串左对齐,并使用空格填充至长度 width 的新字符串 |
string.rjust(width) | 返回一个原字符串右对齐,并使用空格填充至长度 width 的新字符串 |
string.center(width) | 返回一个原字符串居中,并使用空格填充至长度 width 的新字符串 |
5) 去除空白字符 - 3
方法 | 说明 |
string.lstrip() | 截掉 string 左边(开始)的空白字符 |
string.rstrip() | 截掉 string 右边(末尾)的空白字符 |
string.strip() | 截掉 string 左右两边的空白字符 |
6) 拆分和连接 - 5
方法 | 说明 |
string.partition(str) | 把字符串 string 分成一个 3 元素的元组 (str前面, str, str后面) |
string.rpartition(str) | 类似于 partition() 方法,不过是从右边开始查找 |
string.split(str="", num) | 以 str 为分隔符拆分 string,如果 num 有指定值,则仅分隔 num + 1 个子字符串,str 默认包含 ‘\r’, ‘\t’, ‘\n’ 和空格 |
string.splitlines() | 按照行(’\r’, ‘\n’, ‘\r\n’)分隔,返回一个包含各行作为元素的列表 |
string.join(seq) | 以 string 作为分隔符,将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串 |
4.3 字符串的切片
- 切片 方法适用于 字符串、列表、元组
- 切片 使用 索引值 来限定范围,从一个大的 字符串 中 切出 小的 字符串
- 列表 和 元组 都是 有序 的集合,都能够 通过索引值 获取到对应的数据
- 字典 是一个 无序 的集合,是使用 键值对 保存数据
字符串[开始索引:结束索引:步长]
注意:
- 指定的区间属于 左闭右开 型
[开始索引, 结束索引)
=>开始索引 >= 范围 < 结束索引
- 从
起始
位开始,到结束
位的前一位 结束(不包含结束位本身)
- 从头开始,开始索引 数字可以省略,冒号不能省略
- 到末尾结束,结束索引 数字可以省略,冒号不能省略
- 步长默认为
1
,如果连续切片,数字和冒号都可以省略
索引的顺序和倒序
- 在 Python 中不仅支持 顺序索引,同时还支持 倒序索引
- 所谓倒序索引就是 从右向左 计算索引
- 最右边的索引值是 -1,依次递减
演练需求
- 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
- 截取从 2 ~
末尾
的字符串 - 截取从
开始
~ 5 位置 的字符串 - 截取完整的字符串
- 从开始位置,每隔一个字符截取字符串
- 从索引 1 开始,每隔一个取一个
- 截取从 2 ~
末尾 - 1
的字符串 - 截取字符串末尾两个字符
- 字符串的逆序(面试题)
答案
num_str = "0123456789"
# 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[2:6])
# 2. 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串
print(num_str[2:])
# 3. 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[:6])
# 4. 截取完整的字符串
print(num_str[:])
# 5. 从开始位置,每隔一个字符截取字符串
print(num_str[::2])
# 6. 从索引 1 开始,每隔一个取一个
print(num_str[1::2])
# 倒序切片
# -1 表示倒数第一个字符
print(num_str[-1])
# 7. 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串
print(num_str[2:-1])
# 8. 截取字符串末尾两个字符
print(num_str[-2:])
# 9. 字符串的逆序(面试题)
print(num_str[::-1])
05. 公共方法
5.1 Python 内置函数
Python 包含了以下内置函数:
函数 | 描述 | 备注 |
len(item) | 计算容器中元素个数 | |
del(item) | 删除变量 | del 有两种方式 |
max(item) | 返回容器中元素最大值 | 如果是字典,只针对 key 比较 |
min(item) | 返回容器中元素最小值 | 如果是字典,只针对 key 比较 |
cmp(item1, item2) | 比较两个值,-1 小于/0 相等/1 大于 | Python 3.x 取消了 cmp 函数 |
注意
- 字符串 比较符合以下规则: “0” < “A” < “a”
5.2 切片
描述 | Python 表达式 | 结果 | 支持的数据类型 |
切片 | “0123456789”[::-2] | “97531” | 字符串、列表、元组 |
- 切片 使用 索引值 来限定范围,从一个大的 字符串 中 切出 小的 字符串
- 列表 和 元组 都是 有序 的集合,都能够 通过索引值 获取到对应的数据
- 字典 是一个 无序 的集合,是使用 键值对 保存数据
5.3 运算符
运算符 | Python 表达式 | 结果 | 描述 | 支持的数据类型 |
+ | [1, 2] + [3, 4] | [1, 2, 3, 4] | 合并 | 字符串、列表、元组 |
* | [“Hi!”] * 4 | [‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’] | 重复 | 字符串、列表、元组 |
in | 3 in (1, 2, 3) | True | 元素是否存在 | 字符串、列表、元组、字典 |
not in | 4 not in (1, 2, 3) | True | 元素是否不存在 | 字符串、列表、元组、字典 |
> >= == < <= | (1, 2, 3) < (2, 2, 3) | True | 元素比较 | 字符串、列表、元组 |
注意
-
in
在对 字典 操作时,判断的是 字典的键 -
in
和not in
被称为 成员运算符
成员运算符
成员运算符用于 测试 序列中是否包含指定的 成员
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 |
|
not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True,否则返回 False |
|
注意:在对 字典 操作时,判断的是 字典的键
5.4 完整的 for 循环语法
- 在
Python
中完整的for 循环
的语法如下:
for 变量 in 集合:
循环体代码
else:
没有通过 break 退出循环,循环结束后,会执行的代码
应用场景
- 在 迭代遍历 嵌套的数据类型时,例如 一个列表包含了多个字典
- 需求:要判断 某一个字典中 是否存在 指定的 值
- 如果 存在,提示并且退出循环
- 如果 不存在,在 循环整体结束 后,希望 得到一个统一的提示
students = [
{"name": "阿土",
"age": 20,
"gender": True,
"height": 1.7,
"weight": 75.0},
{"name": "小美",
"age": 19,
"gender": False,
"height": 1.6,
"weight": 45.0},
]
find_name = "阿土"
for stu_dict in students:
print(stu_dict)
# 判断当前遍历的字典中姓名是否为find_name
if stu_dict["name"] == find_name:
print("找到了")
# 如果已经找到,直接退出循环,就不需要再对后续的数据进行比较
break
else:
print("没有找到")
print("循环结束")
综合应用 —— 名片管理系统
目标
综合应用已经学习过的知识点:
- 变量
- 流程控制
- 函数
- 模块
开发 名片管理系统
系统需求
- 程序启动,显示名片管理系统欢迎界面,并显示功能菜单
**************************************************
欢迎使用【名片管理系统】V1.0
1. 新建名片
2. 显示全部
3. 查询名片
0. 退出系统
**************************************************
- 用户用数字选择不同的功能
- 根据功能选择,执行不同的功能
- 用户名片需要记录用户的 姓名、电话、QQ、邮件
- 如果查询到指定的名片,用户可以选择 修改 或者 删除 名片
步骤
- 框架搭建
- 新增名片
- 显示所有名片
- 查询名片
- 查询成功后修改、删除名片
- 让 Python 程序能够直接运行
01. 框架搭建
目标
- 搭建名片管理系统 框架结构
- 准备文件,确定文件名,保证能够 在需要的位置 编写代码
- 编写 主运行循环,实现基本的 用户输入和判断
1.1 文件准备
- 新建
cards_main.py
保存 主程序功能代码
- 程序的入口
- 每一次启动名片管理系统都通过
main
这个文件启动
- 新建
cards_tools.py
保存 所有名片功能函数
- 将对名片的 新增、查询、修改、删除 等功能封装在不同的函数中
1.2 编写主运行循环
- 在
cards_main
中添加一个 无限循环
while True:
# TODO(小明) 显示系统菜单
action = input("请选择操作功能:")
print("您选择的操作是:%s" % action)
# 根据用户输入决定后续的操作
if action in ["1", "2", "3"]:
pass
elif action == "0":
print("欢迎再次使用【名片管理系统】")
break
else:
print("输入错误,请重新输入")
字符串判断
if action in ["1", "2", "3"]:
if action == "1" or action == "2" or action == "3":
- 使用
in
针对 列表 判断,避免使用or
拼接复杂的逻辑条件 - 没有使用
int
转换用户输入,可以避免 一旦用户输入的不是数字,导致程序运行出错
pass
-
pass
就是一个空语句,不做任何事情,一般用做占位语句 - 是为了保持程序结构的完整性
无限循环
- 在开发软件时,如果 不希望程序执行后 立即退出
- 可以在程序中增加一个 无限循环
- 由用户来决定 退出程序的时机
TODO 注释
- 在
#
后跟上TODO
,用于标记需要去做的工作
# TODO(作者/邮件) 显示系统菜单
1.3 在 cards_tools
中增加四个新函数
def show_menu():
"""显示菜单
"""
pass
def new_card():
"""新建名片
"""
print("-" * 50)
print("功能:新建名片")
def show_all():
"""显示全部
"""
print("-" * 50)
print("功能:显示全部")
def search_card():
"""搜索名片
"""
print("-" * 50)
print("功能:搜索名片")
1.4 导入模块
- 在
cards_main.py
中使用import
导入cards_tools
模块
import cards_tools
- 修改
while
循环的代码如下:
import cards_tools
while True:
cards_tools.show_menu()
action = input("请选择操作功能:")
print("您选择的操作是:%s" % action)
# 根据用户输入决定后续的操作
if action in ["1", "2", "3"]:
if action == "1":
cards_tools.new_card()
elif action == "2":
cards_tools.show_all()
elif action == "3":
cards_tools.search_card()
elif action == "0":
print("欢迎再次使用【名片管理系统】")
break
else:
print("输入错误,请重新输入:")
至此:
cards_main
中的所有代码全部开发完毕!
1.5 完成 show_menu
函数
def show_menu():
"""显示菜单
"""
print("*" * 50)
print("欢迎使用【菜单管理系统】V1.0")
print("")
print("1. 新建名片")
print("2. 显示全部")
print("3. 查询名片")
print("")
print("0. 退出系统")
print("*" * 50)
02. 保存名片数据的结构
程序就是用来处理数据的,而变量就是用来存储数据的
- 使用 字典 记录 每一张名片 的详细信息
- 使用 列表 统一记录所有的 名片字典
定义名片列表变量
- 在
cards_tools
文件的顶部增加一个 列表变量
# 所有名片记录的列表
card_list = []
注意
- 所有名片相关操作,都需要使用这个列表,所以应该 定义在程序的顶部
- 程序刚运行时,没有数据,所以是 空列表
03. 新增名片
3.1 功能分析
- 提示用户依次输入名片信息
- 将名片信息保存到一个字典
- 将字典添加到名片列表
- 提示名片添加完成
3.2 实现 new_card 方法
- 根据步骤实现代码
def new_card():
"""新建名片
"""
print("-" * 50)
print("功能:新建名片")
# 1. 提示用户输入名片信息
name = input("请输入姓名:")
phone = input("请输入电话:")
qq = input("请输入 QQ 号码:")
email = input("请输入邮箱:")
# 2. 将用户信息保存到一个字典
card_dict = {"name": name,
"phone": phone,
"qq": qq,
"email": email}
# 3. 将用户字典添加到名片列表
card_list.append(card_dict)
print(card_list)
# 4. 提示添加成功信息
print("成功添加 %s 的名片" % card_dict["name"])
技巧:在
PyCharm
中,可以使用SHIFT + F6
统一修改变量名
04. 显示所有名片
4.1 功能分析
- 循环遍历名片列表,顺序显示每一个字典的信息
4.2 基础代码实现
def show_all():
"""显示全部
"""
print("-" * 50)
print("功能:显示全部")
for card_dict in card_list:
print(card_dict)
- 显示效果不好!
4.3 增加标题和使用 \t
显示
def show_all():
"""显示全部
"""
print("-" * 50)
print("功能:显示全部")
# 打印表头
for name in ["姓名", "电话", "QQ", "邮箱"]:
print(name, end="\t\t")
print("")
# 打印分隔线
print("=" * 50)
for card_dict in card_list:
print("%s\t\t%s\t\t%s\t\t%s" % (card_dict["name"],
card_dict["phone"],
card_dict["qq"],
card_dict["email"]))
4.4 增加没有名片记录判断
def show_all():
"""显示全部
"""
print("-" * 50)
print("功能:显示全部")
# 1. 判断是否有名片记录
if len(card_list) == 0:
print("提示:没有任何名片记录")
return
注意
- 在函数中使用
return
表示返回 - 如果在
return
后没有跟任何内容,只是表示该函数执行到此就不再执行后续的代码
05. 查询名片
5.1 功能分析
- 提示用户要搜索的姓名
- 根据用户输入的姓名遍历列表
- 搜索到指定的名片后,再执行后续的操作
5.2 代码实现
- 查询功能实现
def search_card():
"""搜索名片
"""
print("-" * 50)
print("功能:搜索名片")
# 1. 提示要搜索的姓名
find_name = input("请输入要搜索的姓名:")
# 2. 遍历字典
for card_dict in card_list:
if card_dict["name"] == find_name:
print("姓名\t\t\t电话\t\t\tQQ\t\t\t邮箱")
print("-" * 40)
print("%s\t\t\t%s\t\t\t%s\t\t\t%s" % (
card_dict["name"],
card_dict["phone"],
card_dict["qq"],
card_dict["email"]))
print("-" * 40)
# TODO(小明) 针对找到的字典进行后续操作:修改/删除
break
else:
print("没有找到 %s" % find_name)
- 增加名片操作函数:修改/删除/返回主菜单
def deal_card(find_dict):
"""操作搜索到的名片字典
:param find_dict:找到的名片字典
"""
print(find_dict)
action_str = input("请选择要执行的操作 "
"[1] 修改 [2] 删除 [0] 返回上级菜单")
if action == "1":
print("修改")
elif action == "2":
print("删除")
06. 修改和删除
6.1 查询成功后删除名片
- 由于找到的字典记录已经在列表中保存
- 要删除名片记录,只需要把列表中对应的字典删除即可
elif action == "2":
card_list.remove(find_dict)
print("删除成功")
6.2 修改名片
- 由于找到的字典记录已经在列表中保存
- 要修改名片记录,只需要把列表中对应的字典中每一个键值对的数据修改即可
if action == "1":
find_dict["name"] = input("请输入姓名:")
find_dict["phone"] = input("请输入电话:")
find_dict["qq"] = input("请输入QQ:")
find_dict["email"] = input("请输入邮件:")
print("%s 的名片修改成功" % find_dict["name"])
修改名片细化
- 如果用户在使用时,某些名片内容并不想修改,应该如何做呢?—— 既然系统提供的
input
函数不能满足需求,那么就新定义一个函数input_card_info
对系统的input
函数进行扩展
def input_card_info(dict_value, tip_message):
"""输入名片信息
:param dict_value: 字典原有值
:param tip_message: 输入提示信息
:return: 如果输入,返回输入内容,否则返回字典原有值
"""
# 1. 提示用户输入内容
result_str = input(tip_message)
# 2. 针对用户的输入进行判断,如果用户输入了内容,直接返回结果
if len(result_str) > 0:
return result_str
# 3. 如果用户没有输入内容,返回 `字典中原有的值`
else:
return dict_value
07. LINUX 上的 Shebang
符号(#!
)
-
#!
这个符号叫做Shebang
或者Sha-bang
-
Shebang
通常在Unix
系统脚本的中 第一行开头 使用 - 指明 执行这个脚本文件 的 解释程序
使用 Shebang 的步骤
- 使用
which
查询python3
解释器所在路径
$ which python3
- 修改要运行的 主 python 文件,在第一行增加以下内容
#! /usr/bin/python3
- 修改 主 python 文件 的文件权限,增加执行权限
$ chmod +x cards_main.py
- 在需要时执行程序即可
./cards_main.py
变量进阶(理解)
目标
- 变量的引用
- 可变和不可变类型
- 局部变量和全局变量
01. 变量的引用
- 变量 和 数据 都是保存在 内存 中的
- 在
Python
中 函数 的 参数传递 以及 返回值 都是靠 引用 传递的
1.1 引用的概念
在 Python
中
- 变量 和 数据 是分开存储的
- 数据 保存在内存中的一个位置
- 变量 中保存着数据在内存中的地址
- 变量 中 记录数据的地址,就叫做 引用
- 使用
id()
函数可以查看变量中保存数据所在的 内存地址
注意:如果变量已经被定义,当给一个变量赋值的时候,本质上是 修改了数据的引用
- 变量 不再 对之前的数据引用
- 变量 改为 对新赋值的数据引用
1.2 变量引用
的示例
在 Python
中,变量的名字类似于 便签纸 贴在 数据 上
- 定义一个整数变量
a
,并且赋值为1
变量
b
是第 2 个贴在数字2
上的标签
1.3 函数的参数和返回值的传递
在 Python
中,函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的
def test(num):
print("-" * 50)
print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num)))
result = 100
print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result)))
print("-" * 50)
return result
a = 10
print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a))
r = test(a)
print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a))
print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % id(r))
02. 可变和不可变类型
- 不可变类型,内存中的数据不允许被修改:
- 数字类型
int
,bool
,float
,complex
,long(2.x)
- 字符串
str
- 元组
tuple
- 可变类型,内存中的数据可以被修改:
- 列表
list
- 字典
dict
a = 1
a = "hello"
a = [1, 2, 3]
a = [3, 2, 1]
demo_list = [1, 2, 3]
print("定义列表后的内存地址 %d" % id(demo_list))
demo_list.append(999)
demo_list.pop(0)
demo_list.remove(2)
demo_list[0] = 10
print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_list))
demo_dict = {"name": "小明"}
print("定义字典后的内存地址 %d" % id(demo_dict))
demo_dict["age"] = 18
demo_dict.pop("name")
demo_dict["name"] = "老王"
print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_dict))
注意:字典的
key
只能使用不可变类型的数据
注意
- 可变类型的数据变化,是通过 方法 来实现的
- 如果给一个可变类型的变量,赋值了一个新的数据,引用会修改
- 变量 不再 对之前的数据引用
- 变量 改为 对新赋值的数据引用
哈希 (hash)
Python
中内置有一个名字叫做hash(o)
的函数
- 接收一个 不可变类型 的数据作为 参数
- 返回 结果是一个 整数
哈希
是一种 算法,其作用就是提取数据的 特征码(指纹)
- 相同的内容 得到 相同的结果
- 不同的内容 得到 不同的结果
- 在
Python
中,设置字典的 键值对 时,会首先对key
进行hash
已决定如何在内存中保存字典的数据,以方便 后续 对字典的操作:增、删、改、查
- 键值对的
key
必须是不可变类型数据 - 键值对的
value
可以是任意类型的数据
03. 局部变量和全局变量
- 局部变量 是在 函数内部 定义的变量,只能在函数内部使用
- 全局变量 是在 函数外部定义 的变量(没有定义在某一个函数内),所有函数 内部 都可以使用这个变量
提示:在其他的开发语言中,大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大,导致程序不好维护!
3.1 局部变量
- 局部变量 是在 函数内部 定义的变量,只能在函数内部使用
- 函数执行结束后,函数内部的局部变量,会被系统回收
- 不同的函数,可以定义相同的名字的局部变量,但是 彼此之间 不会产生影响
局部变量的作用
- 在函数内部使用,临时 保存 函数内部需要使用的数据
def demo1():
num = 10
print(num)
num = 20
print("修改后 %d" % num)
def demo2():
num = 100
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
局部变量的生命周期
- 所谓 生命周期 就是变量从 被创建 到 被系统回收 的过程
- 局部变量 在 函数执行时 才会被创建
- 函数执行结束后 局部变量 被系统回收
- 局部变量在生命周期 内,可以用来存储 函数内部临时使用到的数据
3.2 全局变量
- 全局变量 是在 函数外部定义 的变量,所有函数内部都可以使用这个变量
# 定义一个全局变量
num = 10
def demo1():
print(num)
def demo2():
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
注意:函数执行时,需要处理变量时 会:
- 首先 查找 函数内部 是否存在 指定名称 的局部变量,如果有,直接使用
- 如果没有,查找 函数外部 是否存在 指定名称 的全局变量,如果有,直接使用
- 如果还没有,程序报错!
1) 函数不能直接修改 全局变量的引用
- 全局变量 是在 函数外部定义 的变量(没有定义在某一个函数内),所有函数 内部 都可以使用这个变量
提示:在其他的开发语言中,大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大,导致程序不好维护!
- 在函数内部,可以 通过全局变量的引用获取对应的数据
- 但是,不允许直接修改全局变量的引用 —— 使用赋值语句修改全局变量的值
num = 10
def demo1():
print("demo1" + "-" * 50)
# 只是定义了一个局部变量,不会修改到全局变量,只是变量名相同而已
num = 100
print(num)
def demo2():
print("demo2" + "-" * 50)
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
注意:只是在函数内部定义了一个局部变量而已,只是变量名相同 —— 在函数内部不能直接修改全局变量的值
2) 在函数内部修改全局变量的值
- 如果在函数中需要修改全局变量,需要使用
global
进行声明
num = 10
def demo1():
print("demo1" + "-" * 50)
# global 关键字,告诉 Python 解释器 num 是一个全局变量
global num
# 只是定义了一个局部变量,不会修改到全局变量,只是变量名相同而已
num = 100
print(num)
def demo2():
print("demo2" + "-" * 50)
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
3) 全局变量定义的位置
- 为了保证所有的函数都能够正确使用到全局变量,应该 将全局变量定义在其他函数的上方
a = 10
def demo():
print("%d" % a)
print("%d" % b)
print("%d" % c)
b = 20
demo()
c = 30
注意
- 由于全局变量 c,是在调用函数之后,才定义的,在执行函数时,变量还没有定义,所以程序会报错!
4) 全局变量命名的建议
- 为了避免局部变量和全局变量出现混淆,在定义全局变量时,有些公司会有一些开发要求,例如:
- 全局变量名前应该增加
g_
或者gl_
的前缀
提示:具体的要求格式,各公司要求可能会有些差异
函数进阶
目标
- 函数参数和返回值的作用
- 函数的返回值 进阶
- 函数的参数 进阶
- 递归函数
01. 函数参数和返回值的作用
函数根据 有没有参数 以及 有没有返回值,可以 相互组合,一共有 4 种 组合形式
- 无参数,无返回值
- 无参数,有返回值
- 有参数,无返回值
- 有参数,有返回值
定义函数时,是否接收参数,或者是否返回结果,是根据 实际的功能需求 来决定的!
- 如果函数 内部处理的数据不确定,就可以将外界的数据以参数传递到函数内部
- 如果希望一个函数 执行完成后,向外界汇报执行结果,就可以增加函数的返回值
1.1 无参数,无返回值
此类函数,不接收参数,也没有返回值,应用场景如下:
- 只是单纯地做一件事情,例如 显示菜单
- 在函数内部 针对全局变量进行操作,例如:新建名片,最终结果 记录在全局变量 中
注意:
- 如果全局变量的数据类型是一个 可变类型,在函数内部可以使用 方法 修改全局变量的内容 —— 变量的引用不会改变
- 在函数内部,使用赋值语句 才会 修改变量的引用
1.2 无参数,有返回值
此类函数,不接收参数,但是有返回值,应用场景如下:
- 采集数据,例如 温度计,返回结果就是当前的温度,而不需要传递任何的参数
1.3 有参数,无返回值
此类函数,接收参数,没有返回值,应用场景如下:
- 函数内部的代码保持不变,针对 不同的参数 处理 不同的数据
- 例如 名片管理系统 针对 找到的名片 做 修改、删除 操作
1.4 有参数,有返回值
此类函数,接收参数,同时有返回值,应用场景如下:
- 函数内部的代码保持不变,针对 不同的参数 处理 不同的数据,并且 返回期望的处理结果
- 例如 名片管理系统 使用 字典默认值 和 提示信息 提示用户输入内容
- 如果输入,返回输入内容
- 如果没有输入,返回字典默认值
02. 函数的返回值 进阶
- 在程序开发中,有时候,会希望 一个函数执行结束后,告诉调用者一个结果,以便调用者针对具体的结果做后续的处理
- 返回值 是函数 完成工作后,最后 给调用者的 一个结果
- 在函数中使用
return
关键字可以返回结果 - 调用函数一方,可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果
问题:一个函数执行后能否返回多个结果?
示例 —— 温度和湿度测量
- 假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度
- 先完成返回温度的功能如下:
def measure():
"""返回当前的温度"""
print("开始测量...")
temp = 39
print("测量结束...")
return temp
result = measure()
print(result)
- 在利用 元组 在返回温度的同时,也能够返回 湿度
- 改造如下:
def measure():
"""返回当前的温度"""
print("开始测量...")
temp = 39
wetness = 10
print("测量结束...")
return (temp, wetness)
提示:如果一个函数返回的是元组,括号可以省略
技巧
- 在
Python
中,可以 将一个元组 使用 赋值语句 同时赋值给 多个变量 - 注意:变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致
result = temp, wetness = measure()
面试题 —— 交换两个数字
题目要求
- 有两个整数变量
a = 6
,b = 100
- 不使用其他变量,交换两个变量的值
解法 1 —— 使用其他变量
# 解法 1 - 使用临时变量
c = b
b = a
a = c
解法 2 —— 不使用临时变量
# 解法 2 - 不使用临时变量
a = a + b
b = a - b
a = a - b
解法 3 —— Python 专有,利用元组
a, b = b, a
03. 函数的参数 进阶
3.1. 不可变和可变的参数
问题 1:在函数内部,针对参数使用 赋值语句,会不会影响调用函数时传递的 实参变量? —— 不会!
- 无论传递的参数是 可变 还是 不可变
- 只要 针对参数 使用 赋值语句,会在 函数内部 修改 局部变量的引用,不会影响到 外部变量的引用
def demo(num, num_list):
print("函数内部")
# 赋值语句
num = 200
num_list = [1, 2, 3]
print(num)
print(num_list)
print("函数代码完成")
gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)
问题 2:如果传递的参数是 可变类型,在函数内部,使用 方法 修改了数据的内容,同样会影响到外部的数据
def mutable(num_list):
# num_list = [1, 2, 3]
num_list.extend([1, 2, 3])
print(num_list)
gl_list = [6, 7, 8]
mutable(gl_list)
print(gl_list)
面试题 —— +=
- 在
python
中,列表变量调用+=
本质上是在执行列表变量的extend
方法,不会修改变量的引用
def demo(num, num_list):
print("函数内部代码")
# num = num + num
num += num
# num_list.extend(num_list) 由于是调用方法,所以不会修改变量的引用
# 函数执行结束后,外部数据同样会发生变化
num_list += num_list
print(num)
print(num_list)
print("函数代码完成")
gl_num = 9
gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)
3.2 缺省参数
- 定义函数时,可以给 某个参数 指定一个默认值,具有默认值的参数就叫做 缺省参数
- 调用函数时,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
- 函数的缺省参数,将常见的值设置为参数的缺省值,从而 简化函数的调用
- 例如:对列表排序的方法
gl_num_list = [6, 3, 9]
# 默认就是升序排序,因为这种应用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)
# 只有当需要降序排序时,才需要传递 `reverse` 参数
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)
指定函数的缺省参数
- 在参数后使用赋值语句,可以指定参数的缺省值
def print_info(name, gender=True):
gender_text = "男生"
if not gender:
gender_text = "女生"
print("%s 是 %s" % (name, gender_text))
提示
- 缺省参数,需要使用 最常见的值 作为默认值!
- 如果一个参数的值 不能确定,则不应该设置默认值,具体的数值在调用函数时,由外界传递!
缺省参数的注意事项
1) 缺省参数的定义位置
- 必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾
- 所以,以下定义是错误的!
def print_info(name, gender=True, title):
2) 调用带有多个缺省参数的函数
- 在 调用函数时,如果有 多个缺省参数,需要指定参数名,这样解释器才能够知道参数的对应关系!
def print_info(name, title="", gender=True):
"""
:param title: 职位
:param name: 班上同学的姓名
:param gender: True 男生 False 女生
"""
gender_text = "男生"
if not gender:
gender_text = "女生"
print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))
# 提示:在指定缺省参数的默认值时,应该使用最常见的值作为默认值!
print_info("小明")
print_info("老王", title="班长")
print_info("小美", gender=False)
3.3 多值参数(知道)
定义支持多值参数的函数
- 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 一个
*
可以接收 元组 - 参数名前增加 两个
*
可以接收 字典
- 一般在给多值参数命名时,习惯使用以下两个名字
-
*args
—— 存放 元组 参数,前面有一个*
-
**kwargs
—— 存放 字典 参数,前面有两个*
args
是arguments
的缩写,有变量的含义kw
是keyword
的缩写,kwargs
可以记忆 键值对参数
def demo(num, *args, **kwargs):
print(num)
print(args)
print(kwargs)
demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True)
提示:多值参数 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中,知道多值参数,有利于我们能够读懂大牛的代码
多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和
需求
- 定义一个函数
sum_numbers
,可以接收的 任意多个整数 - 功能要求:将传递的 所有数字累加 并且返回累加结果
def sum_numbers(*args):
num = 0
# 遍历 args 元组顺序求和
for n in args:
num += n
return num
print(sum_numbers(1, 2, 3))
元组和字典的拆包(知道)
- 在调用带有多值参数的函数时,如果希望:
- 将一个 元组变量,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 元组变量前,增加 一个
*
- 在 字典变量前,增加 两个
*
def demo(*args, **kwargs):
print(args)
print(kwargs)
# 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xiaoming = {"name": "小明", "age": 18}
# 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args
# demo(gl_nums, gl_xiaoming)
demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)
04. 函数的递归
函数调用自身的 编程技巧 称为递归
4.1 递归函数的特点
特点
- 一个函数内部调用自己
- 函数内部可以调用其他函数,当然在函数内部也可以调用自己
代码特点
- 函数内部的 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
- 这个非常重要,通常被称为递归的出口,否则 会出现死循环!
示例代码
def sum_numbers(num):
print(num)
# 递归的出口很重要,否则会出现死循环
if num == 1:
return
sum_numbers(num - 1)
sum_numbers(3)
4.2 递归案例 —— 计算数字累加
需求
- 定义一个函数
sum_numbers
- 能够接收一个
num
的整数参数 - 计算 1 + 2 + … num 的结果
def sum_numbers(num):
if num == 1:
return 1
# 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加
temp = sum_numbers(num - 1)
# 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加
return num + temp
print(sum_numbers(2))
提示:递归是一个 编程技巧,初次接触递归会感觉有些吃力!在处理 不确定的循环条件时,格外的有用,例如:遍历整个文件目录的结构