Python3快速入门知识点：基础语法
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2021-01-22 00:08
01
Python
简介
Python 是一种高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。Python 由 Guido van Rossum 于 1989 年底在荷兰国家数学和计算机科学研究所发明，第一个公开发行版发行于 1991 年。
'''
作者：韭白
源自：
https://www.cnblogs.com/shockerli/p/python-study-note.html
'''特点
易于学习：Python 有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。
易于阅读：Python 代码定义的更清晰。
易于维护：Python 的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
一个广泛的标准库：Python 的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在 UNIX，Windows 和 macOS 兼容很好。
互动模式：互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。
可移植：基于其开放源代码的特性，Python 已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。
可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程序，然后从你的 Python 程序中调用。
数据库：Python 提供所有主要的商业数据库的接口。
GUI 编程：Python 支持 GUI 可以创建和移植到许多系统调用。
可嵌入：你可以将 Python 嵌入到 C/C++ 程序，让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。
面向对象：Python 是强面向对象的语言，程序中任何内容统称为对象，包括数字、字符串、函数等。
02
Python
基础语法
运行 Python
交互式解释器
在命令行窗口执行python后，进入 Python 的交互式解释器。exit() 或 Ctrl + D 组合键退出交互式解释器。
命令行脚本
在命令行窗口执行python script-file.py，以执行 Python 脚本文件。
指定解释器
如果在 Python 脚本文件首行输入#!/usr/bin/env python，那么可以在命令行窗口中执行/path/to/script-file.py以执行该脚本文件。
注：该方法不支持 Windows 环境。
编码
默认情况下，3.x 源码文件都是 UTF-8 编码，字符串都是 Unicode 字符。也可以手动指定文件编码：
# -*- coding: utf-8 -*-
或者
# encoding: utf-8
注意: 该行标注必须位于文件第一行
标识符
第一个字符必须是英文字母或下划线
_。标识符的其他的部分由字母、数字和下划线组成。
标识符对大小写敏感。
注：从 3.x 开始，非 ASCII 标识符也是允许的，但不建议。
保留字
保留字即关键字，我们不能把它们用作任何标识符名称。Python 的标准库提供了一个 keyword 模块，可以输出当前版本的所有关键字：
>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
(左右滑动可查看完整代码)
注释
单行注释采用#，多行注释采用'''或"""。
# 这是单行注释
'''
这是多行注释
这是多行注释
'''
"""
这也是多行注释
这也是多行注释
"""
行与缩进
Python 最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号 {}。
缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。缩进不一致，会导致运行错误。
多行语句
Python 通常是一行写完一条语句，但如果语句很长，我们可以使用反斜杠\来实现多行语句。
total = item_one + \
item_two + \
item_three
在 [], {}, 或 () 中的多行语句，不需要使用反斜杠\。
空行
函数之间或类的方法之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔，以突出函数入口的开始。
空行与代码缩进不同，空行并不是 Python 语法的一部分。书写时不插入空行，Python 解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码，便于日后代码的维护或重构。
记住：空行也是程序代码的一部分。
等待用户输入
input函数可以实现等待并接收命令行中的用户输入。
content = input("\n\n请输入点东西并按 Enter 键\n")
print(content)
同一行写多条语句
Python 可以在同一行中使用多条语句，语句之间使用分号;分割。
import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '\n')
多个语句构成代码组
缩进相同的一组语句构成一个代码块，我们称之代码组。
像if、while、def和class这样的复合语句，首行以关键字开始，以冒号:结束，该行之后的一行或多行代码构成代码组。
我们将首行及后面的代码组称为一个子句(clause)。
print 输出
print 默认输出是换行的，如果要实现不换行需要在变量末尾加上end=""或别的非换行符字符串：
print('123') # 默认换行
print('123', end = "") # 不换行
import 与 from...import
在 Python 用 import 或者 from...import 来导入相应的模块。
将整个模块导入，格式为：import module_name
从某个模块中导入某个函数,格式为：from module_name import func1
从某个模块中导入多个函数,格式为：from module_name import func1, func2, func3
将某个模块中的全部函数导入，格式为：from module_name import *
运算符
算术运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| + | 加 |
| - | 减 |
| * | 乘 |
| / | 除 |
| % | 取模 |
| ** | 幂 |
| // | 取整除 |
比较运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| == | 等于 |
| != | 不等于 |
| > | 大于 |
| < | 小于 |
| >= | 大于等于 |
| <= | 小于等于 |
赋值运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| = | 简单的赋值运算符 |
| += | 加法赋值运算符 |
| -= | 减法赋值运算符 |
| *= | 乘法赋值运算符 |
| /= | 除法赋值运算符 |
| %= | 取模赋值运算符 |
| **= | 幂赋值运算符 |
| //= | 取整除赋值运算符 |
位运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| & | 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 |
| | | 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 |
| ^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1 |
| ~ | 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。~x 类似于 -x-1 |
| << | 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 |
| >> | 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 |
逻辑运算符
| 运算符 | 逻辑表达式 | 描述 |
|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| not | not x | 布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True |
成员运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| 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 |
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, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False |
| 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 ， 类似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False |
运算符优先级
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
(expressions...), [expressions...], {key: value...}, {expressions...} | 表示绑定或元组、表示列表、表示字典、表示集合 |
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute | 下标、切片、调用、属性引用 |
** | 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 |
and or not | 逻辑运算符 |
if - else | 条件表达式 |
lambda | Lambda 表达式 |
具有相同优先级的运算符将从左至右的方式依次进行。用小括号()可以改变运算顺序。
变量
变量在使用前必须先"定义"（即赋予变量一个值），否则会报错：
>>> name
Traceback (most recent call last):
File "" , line 1, in <module>
NameError: name 'name' is not defined
数据类型
布尔(bool)
只有 True 和 False 两个值，表示真或假。
数字(number)
整型(int)
整数值，可正数亦可复数，无小数。
3.x 整型是没有限制大小的，可以当作 Long 类型使用，所以 3.x 没有 2.x 的 Long 类型。
浮点型(float)
浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250）
复数(complex)
复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj，或者complex(a,b)表示，复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。
数字运算
不同类型的数字混合运算时会将整数转换为浮点数
在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样
在整数除法中，除法
/总是返回一个浮点数，如果只想得到整数的结果，丢弃可能的分数部分，可以使用运算符//。//得到的并不一定是整数类型的数，它与分母分子的数据类型有关系在交互模式中，最后被输出的表达式结果被赋值给变量
_，_是个只读变量
数学函数
注：以下函数的使用，需先导入 math 包。
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| abs(x) | 返回数字的整型绝对值，如 abs(-10) 返回 10 |
| ceil(x) | 返回数字的上入整数，如 math.ceil(4.1) 返回 5 |
| cmp(x, y) | 如果 x < y 返回 -1，如果 x == y 返回 0，如果 x > y 返回 1。Python 3 已废弃 。使用 使用 (x>y)-(x 替换。 |
| exp(x) | 返回 e 的 x 次幂(ex)，如 math.exp(1) 返回2.718281828459045 |
| fabs(x) | 返回数字的浮点数绝对值，如 math.fabs(-10) 返回10.0 |
| floor(x) | 返回数字的下舍整数，如 math.floor(4.9) 返回 4 |
| log(x) | 如 math.log(math.e) 返回 1.0，math.log(100,10) 返回 2.0 |
| log10(x) | 返回以 10 为基数的 x 的对数，如 math.log10(100) 返回 2.0 |
| max(x1, x2,...) | 返回给定参数的最大值，参数可以为序列 |
| min(x1, x2,...) | 返回给定参数的最小值，参数可以为序列 |
| modf(x) | 返回 x 的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与 x 相同，整数部分以浮点型表示 |
| pow(x, y) | 幂等函数， x**y 运算后的值 |
| round(x [,n]) | 返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数 |
| sqrt(x) | 返回数字 x 的平方根 |
随机数函数
注：以下函数的使用，需先导入 random 包。
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| choice(seq) | 从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数 |
| randrange ([start,] stop [,step]) | 从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数缺省值为1 |
| random() | 随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内 |
| seed([x]) | 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed |
| shuffle(lst) | 将序列的所有元素随机排序 |
| uniform(x, y) | 随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内 |
三角函数
注：以下函数的使用，需先导入 math 包。
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| acos(x) | 返回 x 的反余弦弧度值 |
| asin(x) | 返回 x 的反正弦弧度值 |
| atan(x) | 返回 x 的反正切弧度值 |
| atan2(y, x) | 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值 |
| cos(x) | 返回 x 的弧度的余弦值 |
| hypot(x, y) | 返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y) |
| sin(x) | 返回的 x 弧度的正弦值 |
| tan(x) | 返回 x 弧度的正切值 |
| degrees(x) | 将弧度转换为角度，如 degrees(math.pi/2) 返回 90.0 |
| radians(x) | 将角度转换为弧度 |
数学常量
| 常量 | 描述 |
|---|---|
| pi | 数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示） |
| e | 数学常量 e，e 即自然常数（自然常数） |
字符串(string)
单引号和双引号使用完全相同
使用三引号(
'''或""")可以指定一个多行字符串转义符(反斜杠
\)可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义，如r"this is a line with \n"，则\n会显示，并不是换行按字面意义级联字符串，如
"this " "is " "string"会被自动转换为this is string字符串可以用
+运算符连接在一起，用*运算符重复字符串有两种索引方式，从左往右以 0 开始，从右往左以 -1 开始
字符串不能改变
没有单独的字符类型，一个字符就是长度为 1 的字符串
字符串的截取的语法格式如下：
变量[头下标:尾下标]
转义字符
| 转义字符 | 描述 |
|---|---|
| \ | 在行尾时，续行符 |
| \\ | 反斜杠符号 |
| \' | 单引号 |
| \" | 双引号 |
| \a | 响铃 |
| \b | 退格(Backspace) |
| \e | 转义 |
| \000 | 空 |
| \n | 换行 |
| \v | 纵向制表符 |
| \t | 横向制表符 |
| \r | 回车 |
| \f | 换页 |
| \oyy | 八进制数，yy代表字符，例如：\o12代表换行 |
| \xyy | 十六进制数，yy代表字符，例如：\x0a代表换行 |
| \other | 其它的字符以普通格式输出 |
字符串运算符
| 操作符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 字符串连接 | 'Hello' + 'Python' 输出结果：'HelloPython' |
| * | 重复输出字符串 | 'Hello' * 2 输出结果：'HelloHello' |
| [] | 通过索引获取字符串中字符 | 'Hello'[1] 输出结果 e |
| [ : ] | 截取字符串中的一部分 | 'Hello'[1:4] 输出结果 ell |
| in | 成员运算符，如果字符串中包含给定的字符返回 True | 'H' in 'Hello' 输出结果 True |
| not in | 成员运算符，如果字符串中不包含给定的字符返回 True | 'M' not in 'Hello' 输出结果 True |
| r/R | 原始字符串，所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法 | print(r'\n') 或 print(R'\n') |
| % | 格式化字符串 |
字符串格式化
在 Python 中，字符串格式化不是 sprintf 函数，而是用 % 符号。例如：
print("我叫%s， 今年 %d 岁！" % ('小明', 10))
// 输出:
我叫小明， 今年 10 岁！格式化符号:
| 符号 | 描述 |
|---|---|
| %c | 格式化字符及其 ASCII 码 |
| %s | 格式化字符串 |
| %d | 格式化整数 |
| %u | 格式化无符号整型 |
| %o | 格式化无符号八进制数 |
| %x | 格式化无符号十六进制数 |
| %X | 格式化无符号十六进制数（大写） |
| %f | 格式化浮点数字，可指定小数点后的精度 |
| %e | 用科学计数法格式化浮点数 |
| %E | 作用同 %e，用科学计数法格式化浮点数 |
| %g | %f 和 %e 的简写 |
| %G | %f 和 %E 的简写 |
| %p | 用十六进制数格式化变量的地址 |
辅助指令:
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| * | 定义宽度或者小数点精度 |
| - | 用做左对齐 |
| + | 在正数前面显示加号 |
| 在正数前面显示空格 | |
| # | 在八进制数前面显示零('0')，在十六进制前面显示'0x'或者'0X'(取决于用的是'x'还是'X') |
| 0 | 显示的数字前面填充'0'而不是默认的空格 |
| % | '%%'输出一个单一的'%' |
| (var) | 映射变量(字典参数) |
| m.n. | m 是显示的最小总宽度，n 是小数点后的位数(如果可用的话) |
Python 2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。
多行字符串
用三引号(
'''或""")包裹字符串内容多行字符串内容支持转义符，用法与单双引号一样
三引号包裹的内容，有变量接收或操作即字符串，否则就是多行注释
实例：
string = '''
print(\tmath.fabs(-10))
print(\nrandom.choice(li))
'''
print(string)
输出：
print( math.fabs(-10))
print(
random.choice(li))
Unicode
在 2.x 中，普通字符串是以 8 位 ASCII 码进行存储的，而 Unicode 字符串则存储为 16 位 Unicode 字符串，这样能够表示更多的字符集。使用的语法是在字符串前面加上前缀 u。
在 3.x 中，所有的字符串都是 Unicode 字符串。
字符串函数
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| str.capitalize() | 首字母大写，其余字符小写 |
| str.center(width[, fillchar]) | 返回一个指定的宽度 width 居中的字符串，fillchar 为填充的字符，默认为空格 |
| str.count(sub, start= 0,end=len(string)) | 统计子字符串在字符串中出现的次数 |
| str.encode(encoding='UTF-8',errors='strict') | 以指定的编码格式编码字符串，返回 bytes 对象 |
| bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict") | 以指定的编码格式解码 bytes 对象，返回字符串 |
| str.endswith(suffix[, start[, end]]) | 判断字符串是否以指定后缀结尾 |
| str.expandtabs(tabsize=8) | 把字符串中的 tab 符号(\t)转为空格 |
| str.find(str, beg=0, end=len(string)) | 如果包含子字符串返回开始的索引值，否则返回-1 |
| str.index(str, beg=0, end=len(string)) | 如果包含子字符串返回开始的索引值，否则抛出异常 |
| str.isalnum() | 检测字符串是否只由字母和数字组成 |
| str.isalpha() | 检测字符串是否只由字母组成 |
| str.isdigit() | 检测字符串是否只由数字组成 |
| str.islower() | 如果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 |
| str.isupper() | 检测字符串中所有的字母是否都为大写 |
| str.isspace() | 如果字符串中只包含空格，则返回 True，否则返回 False |
| str.istitle() | 检测字符串中所有的单词拼写首字母是否为大写，且其他字母为小写 |
| str.join(sequence) | 将序列的元素以指定的字符连接生成一个新的字符串 |
| len(s) | 返回对象（字符串、列表、元组等）长度或项目个数 |
| str.ljust(width[, fillchar]) | 返回一个原字符串左对齐,并使用空格填充至指定长度的新字符串。如果指定的长度小于原字符串的长度则返回原字符串 |
| str.lower() | 转换字符串中所有大写字符为小写 |
| str.upper() | 转换字符串中所有小写字符为大写 |
| str.strip([chars]) | 移除字符串头尾指定的字符（默认为空格）或字符序列 |
| str.maketrans(intab, outtab) | 用于创建字符映射的转换表，对于接受两个参数的最简单的调用方式，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。两个字符串的长度必须相同，为一一对应的关系。 |
| str.translate(table) | 根据参数table给出的表转换字符串的字符 |
| max(str) | 返回字符串中最大的字符 |
| min(str) | 返回字符串中最小的字符 |
| str.replace(old, new[, max]) | 把字符串中的 old（旧字符串） 替换成 new(新字符串)，如果指定第三个参数max，则替换不超过 max 次 |
| str.split(str="", num=string.count(str)) | 通过指定分隔符对字符串进行切片，如果参数 num 有指定值，则仅分隔 num 个子字符串 |
| str.splitlines([keepends]) | 按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符 |
| str.startswith(str, beg=0,end=len(string)) | 检查字符串是否是以指定子字符串开头 |
| str.swapcase() | 对字符串的大小写字母进行互换 |
| str.title() | 返回"标题化"的字符串，即所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写 |
| str.zfill(width) | 返回指定长度的字符串，原字符串右对齐，前面填充0 |
| str.isdecimal() | 检查字符串是否只包含十进制字符，只适用于 Unicode 对象 |
字节(bytes)
在 3.x 中，字符串和二进制数据完全区分开。文本总是 Unicode，由 str 类型表示，二进制数据则由 bytes 类型表示。Python 3 不会以任意隐式的方式混用 str 和 bytes，你不能拼接字符串和字节流，也无法在字节流里搜索字符串（反之亦然），也不能将字符串传入参数为字节流的函数（反之亦然）。
bytes 类型与 str 类型，二者的方法仅有 encode() 和 decode() 不同。
bytes 类型数据需在常规的 str 类型前加个
b以示区分，例如b'abc'。只有在需要将 str 编码(encode)成 bytes 的时候，比如：通过网络传输数据；或者需要将 bytes 解码(decode)成 str 的时候，我们才会关注 str 和 bytes 的区别。
bytes 转 str：
b'abc'.decode()
str(b'abc')
str(b'abc', encoding='utf-8')
str 转 bytes：
'中国'.encode()
bytes('中国', encoding='utf-8'
