sympy Function 语法

5. 容器类型

5.1 通用操作

5.1.1 数学运算符

运算符	说明
+	用于拼接两个容器
+=	用原容器与右侧容器拼接,并重新绑定变量
*	重复生成容器元素
*=	用原容器生成重复元素, 并重新绑定变量
< <= > >= == !=	依次比较两个容器中元素,一但不同则返回比较结果。

# 1. 拼接2个容器元素
name = "悟空"
name += "八戒"
print(name)  # 悟空八戒

# 2. 容器元素重复
name = "唐僧"
name *= 2
print(name)  # 唐僧唐僧

# 3. 比较运算：依次比较两个容器中元素,一但不同则返回比较结果。
print("悟空" > "唐僧")

5.1.2 成员运算符

(1) 语法：
数据 in 序列
数据 not in 序列
(2) 作用：
如果在指定的序列中找到值，返回bool类型。

# 4. 成员运算
# True
print("悟空" in "我是齐天大圣孙悟空")
print("圣孙" in "我是齐天大圣孙悟空")

# False
print("齐圣" in "我是齐天大圣孙悟空")
print("圣大" in "我是齐天大圣孙悟空")

5.1.3 索引index

(1) 作用：定位单个容器元素。
(2) 语法：容器[整数]
(3) 说明：
正向索引：从0开始，第二个索引为1，最后一个为len(s)-1。
反向索引：从-1开始,-1代表最后一个,-2代表倒数第二个,以此类推,第一个是-len(s)。

message = "我是花果山齐天大圣"
print(message[2])  # 花
print(message[-2])  # 大
print(len(message)) # 9
# 注意：索引不能越界IndexError
# print(message[99])
# print(message[-99])

5.1.4 切片slice

(1) 作用：

定位多个容器元素。

(2) 语法：

容器[开始索引:结束索引:步长]

(3) 说明：

结束索引不包含该位置元素

步长是切片每次获取完当前元素后移动的偏移量

开始、结束和步长都可以省略

message = "我是花果山齐天大圣"
print(message[2:5:1])  # 花果山
print(message[1: 5])   # 是花果山
print(message[2:-4])   # 花果山
print(message[:-4])    # 我是花果山
print(message[:])      # 我是花果山齐天大圣
print(message[-3:])    # 天大圣 
print(message[:2])     # 我是
print(message[-2:])    # 大圣
print(message[-2: 3:-1])  # 大天齐山
print(message[1: 1])  # 空
print(message[2: 5:-1])  # 空
# 特殊:翻转
print(message[::-1])  # 圣大天齐山果花是我

5.1.5 内建函数

(1) len(x) 返回序列的长度
(2) max(x) 返回序列的最大值元素
(3) min(x) 返回序列的最小值元素
(4) sum(x) 返回序列中所有元素的和(元素必须是数值类型)

5.2 字符串 str

5.2.1 定义

由一系列字符组成的不可变序列容器，存储的是字符的编码值。

5.2.2 编码

5.2.2.1基础知识

(1) 字节byte：计算机最小存储单位，等于8 位bit.

(2) 字符：单个的数字，文字与符号。

(3) 字符集(码表)：存储字符与二进制序列的对应关系。

(4) 编码：将字符转换为对应的二进制序列的过程。

(5) 解码：将二进制序列转换为对应的字符的过程。

5.2.2.2 编码方式

(1) ASCII编码：包含英文、数字等字符，每个字符1个字节。
(2) GBK编码：兼容ASCII编码，包含21003个中文；英文1个字节，汉字2个字节。
(3) Unicode字符集：国际统一编码，旧字符集每个字符2字节，新字符集4字节。
(4) UTF-8编码：Unicode的存储与传输方式，英文1字节，中文3字节。

5.2.2.1 相关函数

(1) ord(字符串):返回该字符串的Unicode码。
(2) chr(整数):返回该整数对应的字符串。

# 文字 --> 数字
number = ord("我")
print(number)  # 25105
# 数字 --> 文字
char = chr(25105)
print(char)  # 我

5.2.3 字面值

5.2.3.1 单引和双引号的区别

(1) 单引号内的双引号不算结束符

(2) 双引号内的单引号不算结束符

5.2.3.2 三引号作用

(1) 换行会自动转换为换行符\n

(2)三引号内可以包含单引号和双引号

(3) 作为文档字符串

5.2.3.3 转义字符

(1) 定义：改变字符的原始含义。
(2) 语法：

\'   \"   \n   \\   \t

(3) 原始字符串：取消转义。

a = r"C:\newfile\test.py"

5.2.3.4 字符串格式化

(1) 定义：生成一定格式的字符串。
(2) 语法：字符串%(变量)

"我的名字是%s,年龄是%s" % (name)

(3) 类型码：
%s 字符串 %d整数 %f 浮点数

print("%.2d:%.2d"%(2,3)) # 02:03
print("治愈比例为%d%%" % 5) # 治愈比例为5%
print("价格%.2f元" % (5 / 3)) # 价格1.67元

练习：根据下列文字，提取变量，使用字符串格式化打印信息
湖北确诊67802人,治愈63326人,治愈率0.99
70秒是01分零10秒

5.3 列表 list

5.3.1 定义

由一系列变量组成的可变序列容器。

5.3.2 基础操作

(1) 创建列表：
列表名 = []
列表名 = list(可迭代对象)
(2) 添加元素：
列表名.append(元素)
列表.insert(索引，元素)
(3) 定位元素：
列表名[索引] = 元素
变量 = 列表名[索引]
变量 = 列表名[切片] # 赋值给变量的是切片所创建的新列表
列表名[切片] = 容器 # 右侧必须是可迭代对象，左侧切片没有创建新列表。
(4) 遍历：
正向：
for 变量名 in 列表名:
变量名就是元素
反向：
for 索引名 in range(len(列表名)-1,-1,-1):
列表名[索引名]就是元素
(5) 删除元素：
列表名.remove(元素)
del 列表名[索引或切片]

# 1. 创建
# 写法1:列表名 = [数据1,数据2]
# 姓名列表
list_names = ["悟空", "唐三藏", "八戒", "沙僧"]
# 年龄列表
list_ages = [26, 23, 25, 16]

# 写法2:列表名 = list(可迭代对象)
list_name = list("孙悟空")
print(list_name)  # ['孙', '悟', '空']

# 2. 添加
# -- 追加:列表名.append(数据)
list_names.append("小白龙")
# -- 插入: 列表名.insert(索引,数据)
list_names.insert(2, "哪吒")
print(list_names) # ['悟空', '唐三藏', '哪吒', '八戒', '沙僧', '小白龙']

# 3. 定位
# -- 索引：容器名[整数]
# -- 读取
element = list_names[-1]
print(element) # 小白龙
# -- 修改
list_names[-1] = "二郎神"
print(list_names) # ['悟空', '唐三藏', '哪吒', '八戒', '沙僧', '二郎神']
# -- 切片:容器名[整数:整数:整数]
# -- 通过切片读取，创建新列表(拷贝)
names = list_names[:3]
print(names) # ['悟空', '唐三藏', '哪吒']
# -- 通过切片修改，遍历右侧数据,依次存入左侧.
list_names[:3] = ["空空", "唐唐", "猪猪"]
# list_names[:3] = 100 # 因为100不能被for
list_names[:3] = "孙悟空"
print(list_names) # ['孙', '悟', '空', '八戒', '沙僧', '二郎神']

# 4. 遍历:操作容器每个元素
# -- 方式1： for 元素 in 容器
# 适用性：从头到尾依次读取
for name in list_names:
    print(name)

# -- 方式2：for 索引 in range(开始,结束,间隔):
# 适用性：非从头到尾依次读取
# len(list_names) - 1 是 最大索引(总数-1)
# -1 索引可以去到0
# -1 倒序
# 功能：倒序
for i in range(len(list_names) - 1, -1, -1):
    print(list_names[i])

# 功能：修改
for i in range(len(list_names)):
    # 文字长度是3的修改为None
    if len(list_names[i]) == 3:
        list_names[i] = None
print(list_names) # ['孙', '悟', '空', '八戒', '沙僧', None]

# 5. 删除
# -- 方式1：根据元素删除  列表名.remove(元素)
list_names.remove("八戒")

# -- 方式2：根据定位删除 del 容器名[索引或者切片]
del list_names[0]
del list_names[-2:]
print(list_names) # ['悟', '空']

5.3.3 深拷贝和浅拷贝

浅拷贝：复制过程中,只复制一层变量,不会复制深层变量绑定的对象的复制过程。
深拷贝：复制整个依懒的变量。
练习1：画出下列代码内存图

list01 = ["北京", "上海"]
list02 = list01
list01[0] = "广东"
list03 = list01[:]
list03[-1] = "深圳"
print(list01)#?

练习2：画出下列内存图

list01 = ["北京", "上海", "深圳"]
list02 = list01 
list01.insert(0,"天津")
del list01[1]
print(list02)# ?

练习3：画出下列内存图

import copy
list01 = ["北京",["上海","深圳"]]
list02 = list01
list03 = list01[:]
list04 = copy.deepcopy(list01)
list04[0] = "北京04"
list04[1][1] = "深圳04"
print(list01) # ?

list03[0] = "北京03" 
list03[1][1] = "深圳03"
print(list01) # ?
list02[0] = "北京02" 
list02[1][1] = "深圳02"
print(list01) # ?

5.3.4 列表与字符串转

(1) 列表转换为字符串：
result = “连接符”.join(列表)

list01 = ["a", "b", "c"]
result = "-".join(list01)
print(result)

(2) 字符串转换为列表：
列表 = “a-b-c-d”.split(“分隔符”)

# 使用一个字符串存储多个信息
list_result = "唐僧,孙悟空,八戒".split(",")
print(list_result)

5.3.5 列表推导式

(1) 定义：
使用简易方法，将可迭代对象转换为列表。
(2) 语法：
变量 = [表达式 for 变量 in 可迭代对象]
变量 = [表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件]
(3) 说明:
如果if真值表达式的布尔值为False,则可迭代对象生成的数据将被丢弃。

list01 = [9, 15, 65, 6, 78, 89]
# 需求:在list01中挑出能被3整除的数字存入list02
# list02 = []
# for item in list01:
#     if item % 3 == 0:
#         list02.append(item)
list02 = [item for item in list01 if item % 3 == 0]
print(list02)

# 需求:在list01中所有数字的个位存储list03
# list03 = []
# for item in list01:
#     list03.append(item % 10)
list03 = [item % 10 for item in list01]
print(list03)

练习：
生成10–30之间能被3或者5整除的数字
[10, 12, 15, 18, 20, 21, 24, 25, 27]
生成5 – 20之间的数字平方
[25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196, 225, 256, 289, 324, 361]
(4) 列表推导式嵌套
变量 = [表达式 for 变量1 in 可迭代对象1 for 变量2 in可迭代对象2]

#result = []
#for r in ["a", "b", "c"]:
#  for c in ["A", "B", "C"]:
#    result.append(r + c)
result = [r + c for r in list01 for c in list02]

5.4 元组 tuple

5.4.1 定义

(1) 由一系列变量组成的不可变序列容器。

(2) 不可变是指一但创建，不可以再添加/删除/修改元素。

5.4.2 基础操作

(1) 创建空元组：
元组名 = ()
元组名 = tuple()
(2) 创建非空元组：
元组名 = (20,)
元组名 = (1, 2, 3)
元组名 = 100,200,300
元组名 = tuple(可迭代对象)
(3) 获取元素：
变量 = 元组名[索引]
变量 = 元组名[切片] # 赋值给变量的是切片所创建的新列表
(4) 遍历元组：
正向：
for 变量名 in 列表名:
变量名就是元素
反向：
for 索引名 in range(len(列表名)-1,-1,-1):
元组名[索引名]就是元素

5.4.3 作用

(1) 元组与列表都可以存储一系列变量，由于列表会预留内存空间，所以可以增加元素。
(2) 元组会按需分配内存，所以如果变量数量固定，建议使用元组，因为占用空间更小。
(3) 应用：
变量交换的本质就是创建元组：x, y = （y, x ）
格式化字符串的本质就是创建元祖：“姓名:%s, 年龄:%d” % (“tarena”, 15)

5.5 字典 dict

5.5.1 定义

(1) 由一系列键值对组成的可变散列容器。

(2) 散列：对键进行哈希运算，确定在内存中的存储位置，每条数据存储无先后顺序。

(3) 键必须惟一且不可变(字符串/数字/元组)，值没有限制。

5.5.2 基础操作

(1) 创建字典：
字典名 = {键1：值1，键2：值2}
字典名 = dict (可迭代对象)
(2) 添加/修改元素：
语法:
字典名[键] = 数据
说明:
键不存在，创建记录。
键存在，修改值。
(3) 获取元素：
变量 = 字典名[键] # 没有键则错误
(4) 遍历字典：
for 键名 in 字典名:
字典名[键名]
for 键名,值名 in 字典名.items():
语句
(5) 删除元素：
del 字典名[键]

5.5.3 字典推导式

(1) 定义：
使用简易方法，将可迭代对象转换为字典。
(2) 语法:
{键:值 for 变量 in 可迭代对象}
{键:值 for 变量 in 可迭代对象 if 条件}

5.6 集合 set

5.6.1 定义

(1) 由一系列不重复的不可变类型变量(元组/数/字符串)组成的可变散列容器。
(2) 相当于只有键没有值的字典(键则是集合的数据)。

5.6.2 基础操作

(1) 创建空集合：
集合名 = set()
集合名 = set(可迭代对象)
(2) 创建具有默认值集合：
集合名 = {1, 2, 3}
集合名 = set(可迭代对象)
(3) 添加元素：
集合名.add(元素)
(4) 删除元素：
集合名.discard(元素)

# 1. 创建
# -- 集合名 = {元素1,元素2,元素3}
set01 = {"悟空", "唐僧", "八戒"}

list01 = ["唐僧", "悟空", "唐僧", "八戒", "唐僧"]
# -- 集合名 = set(可迭代对象)
set02 = set(list01)
print(set02) # {'八戒', '悟空', '唐僧'}

# 2. 添加:集合名.add(元素)
set02.add("小白龙")
print(set02) #　{'悟空', '八戒', '小白龙', '唐僧'}

# 定位
#(因为无序不能使用索引切片)
#(因为不是键值对不能使用键查找键)

# 3. 遍历
for item in set01:
    print(item)

# 4. 删除
if "悟空1" in set01:
    set01.remove("悟空1")

5.6.3 运算

(1) 交集&：返回共同元素。

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {2, 3, 4}
s3 = s1 & s2 # {2, 3}

(2) 并集：返回不重复元素

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {2, 3, 4}
s3 = s1 | s2 # {1, 2, 3, 4}

(3) 补集-：返回只属于其中之一的元素

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {2, 3, 4}
s1 - s2 # {1} 属于s1但不属于s2

(4) 补集^：返回不同的的元素

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {2, 3, 4}
s3 = s1 ^ s2 # {1, 4}  等同于(s1-s2 | s2-s1)

(5) 子集<：判断一个集合的所有元素是否完全在另一个集合中

(6) 超集>：判断一个集合是否具有另一个集合的所有元素

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {2, 3}
s2 < s1 # True
s1 > s2 # True

(7) 相同或不同== !=：判断集合中的所有元素是否和另一个集合相同。

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {3, 2, 1}
s1 == s2 # True
s1 != s2 # False

子集或相同,超集或相同 <= >=
练习：一家公司有如下岗位：
“经理”：“曹操”,“刘备”,“孙权”
“技术” ：“曹操”,“刘备”,“张飞”,“关羽”

1. 定义数据结构,存储以上信息.
2. 是经理也是技术的都有谁?
3. 是经理不是技术的都有谁?
4. 不是经理是技术的都有谁?
5. 身兼一职的都有谁?
6. 公司总共有多少人数?

5.6.4 集合推导式

(1) 定义：
使用简易方法，将可迭代对象转换为集合。
(2) 语法:
{表达式 for 变量 in 可迭代对象}
{表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件}

6 函数 function

6.1 pycharm快捷键

Ctrl + P 参数信息（在方法中调用参数）
Ctrl + Q 快速查看文档

6.2 定义

(1) 用于封装一个特定的功能，表示一个功能或者行为。

(2) 函数是可以重复执行的语句块, 可以重复调用。

6.3 作用

提高代码的可重用性和可维护性（代码层次结构更清晰）。

6.4 基础语法

6.4.1 定义函数

(1) 语法：
def 函数名(形式参数):
函数体
(2) 说明：
def 关键字：全称是define，意为”定义”。
函数名：对函数体中语句的描述，规则与变量名相同。
形式参数：函数定义者要求调用者提供的信息。
函数体：完成该功能的语句。
(3) 函数的第一行语句建议使用文档字符串描述函数的功能与参数。

# 形式参数：表面的不具体的数据
def attack(count): 
    """
        攻击
    :param count:次数 
    """
    for __ in range(count):
        print("直拳")
        print("摆拳")
        print("勾拳")```
#### 6.4.2 调用函数
(1) 语法：函数名(实际参数) 
(2) 说明：根据形参传递内容。
#### 6.4.3 返回值
(1) 定义：
函数定义者告诉调用者的结果。
(2) 语法：
return 数据 
(3)  说明：
return后没有语句，相当于返回 None。
函数体没有return，相当于返回None。

```python
def func01():
    print("func01执行了")
    return 100

# 1. 调用者,可以接收也可以不接收返回值
func01()
res = func01()
print(res)

# 2.在Python语言中,
# 函数没有return或return后面没有数据,
# 都相当于return None
def func02():
    print("func02执行了")
    return

res = func02()
print(res) # None

# 3.return可以退出函数
def func03():
    print("func03执行了")
    return
    print("func03又执行了")

func03()

# 4. return 可以退出多层循环嵌套
def func04():
    while True:
        while True:
            while True:
                # break 只能退出一层循环
                print("循环体")
                return

func04()

6.5 可变／不可变类型在传参时的区别

不可变类型参数	可变类型参数
数值型(整数，浮点数)	列表 list
布尔值bool	字典 dict
None 空值	集合 set
字符串str
元组tuple

传参说明：
不可变类型的数据传参时，函数内部不会改变原数据的值。
可变类型的数据传参时，函数内部可以改变原数据。

6.6 函数参数

6.7 作用域LEGB

6.7.1 定义

变量起作用的范围。

6.7.2 分类

(1) Local局部作用域：函数内部。
(2) Enclosing 外部嵌套作用域 ：函数嵌套。
(3) Global全局作用域：模块(.py文件)内部。
(4) Builtin内置模块作用域：builtins.py文件。

6.7.3 变量名的查找规则

(1) 由内到外：L -> E -> G -> B
(2) 在访问变量时，先查找本地变量，然后是包裹此函数外部的函数内部的变量，之后是全局变量，最后是内置变量。

6.7.4 局部变量

(1) 定义在函数内部的变量(形参也是局部变量)
(2) 只能在函数内部使用
(3) 调用函数时才被创建，函数结束后自动销毁

6.7.5 全局变量

(1) 定义在函数外部,模块内部的变量。
(2) 在整个模块(py文件)范围内访问（但函数内不能将其直接赋值）。

6.7.6 global 语句

(1) 作用：
在函数内部修改全局变量。
在函数内部定义全局变量(全局声明)。
(2) 语法：
global 变量1, 变量2, …
(3) 说明
在函数内直接为全局变量赋值，视为创建新的局部变量。
不能先声明局部的变量，再用global声明为全局变量。

6.7.7 nonlocal 语句

(1) 作用：
在内层函数修改外层嵌套函数内的变量
(2) 语法
nonlocal 变量名1,变量名2, …
(3) 说明
在被嵌套的内函数中进行使用

# 2. 全局作用域:文件内部
#   全局变量:在全部作用域内创建的变量
#   适用范围:整个文件
data02 = 20
data03 = [30]

def func01():
    # 1. 局部作用域:函数内部
    # 局部变量:在局部作用域内创建的变量
    # 适用范围:一个函数
    data01 = 10
    print(data01)
    print(data02)

def func02():
    # print(data01) # 不能访问其他函数局部变量
    print(data02) # 读取全局变量

def func03():
    # 在局部作用域中不能修改全局变量
    # data02 = 200
    # 必须通过global语句声明
    global data02
    data02 = 200

def func04():
    # 没有修改全局变量
    # 在修改全局变量指向的列表
    # 所以不需要通过global语句声明
    data03[0] = 300

func01()
func02()
func03()
func04()
print(data02) # 200
print(data03) # [300]

Python核心：思维导图笔记