5.1.1.1. Python 基础

5.1.1.1.1. 注释

单行注释（行注释）
多行注释（块注释）

# 单行注释
print("hello python")  # 单行注释
"""
多行注释
"""

5.1.1.1.2. 运算符

数学符号表链接：https://zh.wikipedia.org/wiki/数学符号表

5.1.1.1.2.1. 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

5.1.1.1.2.2. 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

5.1.1.1.2.3. 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

5.1.1.1.2.4. 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

5.1.1.1.2.5. 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

5.1.1.1.3. 变量及数据类型

程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的。

变量在使用前都必须赋值

变量名 = 值

变量名必须是大小写英文、数字和_的组合，详见命名规则

5.1.1.1.3.1. 变量的类型（初级）

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
非数字型详见高级变量类型
- 字符串 (str)
- 列表 (list)
- 元组 (tuple)
- 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

type(name)

空值
- 空值是 Python 里一个特殊的值，用 None 表示。None 不能理解为0，因为0是有意义的，而 None 是一个特殊的空值。
常量
- 数学常数 π 就是一个常量。在 Python 中，通常用全部大写的变量名表示常量

PI = 3.14159265359

5.1.1.1.3.2. 不同类型变量间计算

数字型变量之间直接计算
字符串变量之间使用 + 拼接字符串
字符串变量可以和整数使用 * 重复拼接相同的字符串

5.1.1.1.3.3. 变量的输入

input 函数

input 函数实现键盘输入

字符串变量 = input("提示信息：")

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

演练

price = float(input("请输入价格:"))

5.1.1.1.3.4. 变量的格式化输出

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，`%06d` 表示输出的整数显示位数，不足的地方使用 `0` 补全
%f	浮点数，`%.2f` 表示小数点后只显示两位
%%	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...))

演练

"""
1. 定义字符串变量 name，输出 我的名字叫 小明，请多多关照！
2. 定义整数变量 student_no，输出 我的学号是 000001
3. 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
4. 定义一个小数 scale，输出 数据比例是 10.00%
"""
name = str(input("请输入姓名："))
student_no = 1
price = 9
weight = 5
money = price * weight
scale = 0.1
scale_1 = 0.1*100
print("我的名字是%s,请多多关照！" % name)
print("我的学号是%06d" % student_no)
print("苹果果单价 %.2f 元／斤，购买了 %.2f 斤，需要支付 %.2f 元" % (price,weight,money))
print("数据比例是 %.2f%%" % (scale*100))
print("数据比例是 %.2f%%" % scale_1)

5.1.1.1.3.5. 变量的命名

标识符和关键字

标示符就是程序员定义的变量名、函数名
- 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
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

import keyword
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

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变量名必须是大小写英文、数字和_的组合

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

5.1.1.1.4. 判断 if 语句

5.1.1.1.4.1. if else 语法格式

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

演练


"""
输入用户年龄，判断是否满 18 岁，满足，允许进网吧嗨皮，否则不允许
"""
age = int(input("请输入年龄："))
if age >= 18:
    print("进来Happy")
else:
    print("回家找你妈妈")

5.1.1.1.4.2. 逻辑运算

Python 中的逻辑运算符包括：与 and／或 or／非 not 三种

and 同时满足，返回 True
or 只要有一个满足，返回 True
not 非／不是

演练

# 定义一个布尔型变量 `is_employee`，判断是否是本公司员工
is_employee = True
if not is_employee:
    print("非公勿内")

# 定义整数变量 python_score、c_score，代码判断成绩,有一门成绩 > 60 分就算合格
python_score = 50
c_score = 50
if python_score > 60 or c_score > 60:
    print("考试通过")
else:
    print("再接再厉！")

5.1.1.1.4.3. 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
    ……

5.1.1.1.4.4. if 的嵌套

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
    ……

演练-石头剪子布

# 电脑随机出拳
import random
computer = random.randint(1,3)
# 玩家出拳
player = int(input("请出拳 石头1 剪刀2 布3："))
# 比较胜负
print("玩家出拳为%d，电脑出拳为%d" % (player,computer))
if ((player == 1 and computer == 2) or
        (player == 2 and computer == 3) or
        (player ==3 and computer == 1)):
    print("恭喜！玩家胜利")
elif player == computer:
    print("平局，再来一盘")
else:
    print("你输了！再战")

随机数的处理

import random 导入随机数的模块
random.randint(a,b) 返回 [a, b] 之间的整数，包含 a 和 b

5.1.1.1.5. 循环

5.1.1.1.5.1. 程序开发的三大流程

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

5.1.1.1.5.2. while 循环

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)

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！

计数方法：

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

除非需求的特殊要求，否则循环的计数都从 0 开始

演练-循环计算

# 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
result = 0
i = 0
while i <= 100:
    if i % 2 ==0:
        result += i
    i += 1

    print("0-100之间偶数之和为%d" % result)

break 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

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
    if i == 5:
        break
    print(i)

    i += 1

上例输出 1 2 3 4

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

注意：使用 continue 时，容易出现死循环。

i = 0
while i < 10:
    i += 1
    # continue 某一条件满足时，不再执行后续重复的代码
    # i ==3 时
    if i == 3:
        # 注意在循环中使用continue，需要确认循环的计数是否修改，否者可能死循环,i + =1 的位置
        continue
    print(i)

上例输出结果不包括 3

while 循环嵌套

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

print 不换行

# 向控制台输出内容结束之后，不会换行
print("*", end="")

# 单纯的换行
print("")

演练-打印星星

# 在控制台连续输出五行 *，每一行星号的数量依次递增
row = 1
while row <=5:
    # 增加循环，每一行的*打印
    col = 1
    while col <= row:
        print("*",end="")
        col += 1
    # 每一行*输出完成后，增加换行
    print("")
    row +=1

演练-九九乘法表

# 打印九九乘法口诀表
# 定义起始行
row = 1
#最大9行
while row <=9:
    # 增加循环，定义起始列
    col = 1
    # 最大打印列数
    while col <= row:
        # end = ""表示不换行
        # "\t" 制表符 协助文本输出时对齐
        print("%d * %d = %d" % (col,row,col*row),end="\t")
        col += 1
    # 每一行输出完成后，增加换行
    print("")
    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

5.1.1.1.6. 函数

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：
1. 定义函数 —— 封装独立的功能
2. 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

5.1.1.1.6.1. 语法格式及注释

def 函数名(参数1，参数2...):
    """注释"""
    函数封装的代码

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
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
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

5.1.1.1.6.2. 函数的参数、返回值

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
返回值是函数执行结束后，最后给调用者的一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
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

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)

5.1.1.1.6.3. 函数的嵌套调用

语法

def 函数1():
    ...
def 函数2():
    ...
    调用函数1
    ...

调用函数2

演练

# 打印5行分割线，分割线符号个数自定义
def print_line(char, times):
    print(char * times)
def print_lines(char, times):
    row = 0
    while row < 5:
        print_line(char, times)
        row += 1
print_lines("*",50)

5.1.1.1.6.4. 模块中的函数（初级）

模块是 Python 程序架构的一个核心概念

每一个以扩展名 py 结尾的 Python 源代码文件都是一个模块
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 import 导入这个模块
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
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

Pyc 文件

C 是 compiled 编译过的意思
浏览程序目录会发现一个 pycache 的目录
目录下会有 xxxx.cpython-37.pyc 文件，cpython-37 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
1. 首先处理源代码，编译生成一个二进制字节码
2. 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

5.1.1.1.7. 高级变量类型

5.1.1.1.7.1. 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
非数字型详见高级变量类型
- 字符串 (str)
- 列表 (list)
- 元组 (tuple)
- 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

5.1.1.1.7.2. 列表

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IndexError,最后一个元素的索引是 -1

name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]

常用操作

在 ipython3 中中定义一个列表，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

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
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

del name_list[1]

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)

['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', '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']

In [3]: print(len(keyword.kwlist))

35

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

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
name_list = ["张三","李四","王五","王小二"]
for name in name_list:

    循环内部针对列表元素进行操作
    print(name)

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
1. 列表存储相同类型的数据
2. 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

5.1.1.1.7.3. 元组

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)

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, )

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

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

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
```python 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

```python
list(元组)

使用 tuple 函数可以把列表转换成元组

tuple(列表)

5.1.1.1.7.4. 字典

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}

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

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

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"}
             ]

5.1.1.1.7.5. 字符串

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)

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!

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，`全角数字`
string.isdigit()	如果 string 只包含数字则返回 True，`全角数字`、`⑴`、`\u00b2`
string.isnumeric()	如果 string 只包含数字则返回 True，`全角数字`，`汉字数字`
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

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 `-1`
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

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

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

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

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

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

num_str = "0123456789"

# 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[2:6])

# 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串
print(num_str[2:])

# 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[:6])

# 截取完整的字符串
print(num_str[0:])
print(num_str[:])

# 从开始位置，每隔一个字符截取字符串
print(num_str[::2])

# 从索引 1 开始，每隔一个取一个
print(num_str[1::2])

# 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串
print(num_str[2:])

# 截取字符串末尾两个字符
print(num_str[-2:])

# 字符串的逆序（面试题)
print(num_str[-1::-1])
print(num_str[::-1])

5.1.1.1.7.6. 公共方法

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"

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

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	`3 in (1, 2, 3)` 返回 `True`
not in	如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False	`3 not in (1, 2, 3)` 返回 `False`

注意：在对字典操作时，判断的是 字典的键

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")

5.1.1.1.8. 综合应用

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

5.1.1.1.8.1. 需求

1. 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
**************************************************

1. 用户用数字选择不同的功能
1. 根据功能选择，执行不同的功能
1. 用户名片需要记录用户的姓名、电话、QQ、邮件
1. 如果查询到指定的名片，用户可以选择修改或者删除名片

5.1.1.1.8.2. 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

5.1.1.1.8.3. 框架搭建

搭建名片管理系统框架结构
1. 准备文件，确定文件名，保证能够在需要的位置编写代码
2. 编写主运行循环，实现基本的用户输入和判断

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

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

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")

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！

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)

5.1.1.1.8.4. 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

5.1.1.1.8.5. 新增名片

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

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

5.1.1.1.8.6. 显示所有名片

功能分析

循环遍历名片列表，顺序显示每一个字典的信息

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！

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"]))

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

5.1.1.1.8.7. 查询名片

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

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")

5.1.1.1.8.8. 修改和删除

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")

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

5.1.1.1.8.9. 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

1. 使用 which 查询 python3 解释器所在路径

which python3

1. 修改要运行的 主 python 文件，在第一行增加以下内容

#! /usr/bin/python3

1. 修改 主 python 文件 的文件权限，增加执行权限

chmod +x cards_main.py

1. 在需要时执行程序即可

./cards_main.py

5.1.1.1.8.10. 最终代码

cards_main.py

cards_tools.py

5.1.1.1.9. 变量的进阶

5.1.1.1.9.1. 目标

变量的引用
可变和不可变类型
局部变量和全局变量

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

5.1.1.1.9.2. 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

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

`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

代码	图示
a = 1

将变量 a 赋值为 2

代码	图示
a = 2

定义一个整数变量 b，并且将变量 a 的值赋值给 b

代码	图示
b = a

变量 b 是第 2 个贴在数字 2 上的标签

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))

5.1.1.1.9.3. 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(列表及字典不行)

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

5.1.1.1.9.4. 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！

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

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！

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

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")

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！

代码结构示意图如下

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

5.1.1.1.10. 函数进阶

5.1.1.1.10.1. 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

5.1.1.1.10.2. 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

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

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

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

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

5.1.1.1.10.3. 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

5.1.1.1.10.4. 函数的参数进阶

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)

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

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):

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)

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)

5.1.1.1.10.5. 函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为递归

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)

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

5.1.1.1. Python 基础

5.1.1.1.1. 注释

5.1.1.1.2. 运算符

5.1.1.1.2.1. 算数运算符

5.1.1.1.2.2. 比较（关系）运算符

5.1.1.1.2.3. 逻辑运算符

5.1.1.1.2.4. 赋值运算符

5.1.1.1.2.5. 运算符的优先级

5.1.1.1.3. 变量及数据类型

5.1.1.1.3.1. 变量的类型（初级）

5.1.1.1.3.2. 不同类型变量间计算

5.1.1.1.3.3. 变量的输入

input 函数

类型转换函数

演练

5.1.1.1.3.4. 变量的格式化输出

5.1.1.1.3.5. 变量的命名

标识符和关键字

变量的命名规则

5.1.1.1.4. 判断 if 语句

5.1.1.1.4.1. if else 语法格式

5.1.1.1.4.2. 逻辑运算

5.1.1.1.4.3. elif

5.1.1.1.4.4. if 的嵌套

5.1.1.1.5. 循环

5.1.1.1.5.1. 程序开发的三大流程

5.1.1.1.5.2. while 循环

基本语法

break continue

while 循环嵌套

5.1.1.1.6. 函数

5.1.1.1.6.1. 语法格式及注释

5.1.1.1.6.2. 函数的参数、返回值

5.1.1.1.6.3. 函数的嵌套调用

5.1.1.1.6.4. 模块中的函数（初级）

5.1.1.1.7. 高级变量类型

5.1.1.1.7.1. 知识点回顾

5.1.1.1.7.2. 列表

常用操作

del 关键字

关键字、函数和方法（科普）

循环遍历

应用场景

5.1.1.1.7.3. 元组

常用操作

循环遍历

应用场景

5.1.1.1.7.4. 字典

常用操作

循环遍历

应用场景

5.1.1.1.7.5. 字符串

常用操作

判断类型 - 9

查找和替换 - 7

大小写转换 - 5

文本对齐 - 3

去除空白字符 - 3

拆分和连接 - 5

字符串的切片

索引的顺序和倒序

5.1.1.1.7.6. 公共方法

Python 内置函数

切片

运算符

成员运算符

完整的 for 循环语法

应用场景

5.1.1.1.8. 综合应用

5.1.1.1.8.1. 需求

5.1.1.1.8.2. 步骤

5.1.1.1.8.3. 框架搭建

文件准备

编写主运行循环

字符串判断

pass

无限循环

TODO 注释

在 cards_tools 中增加四个新函数

导入模块

在 `cards_tools` 中增加四个新函数

完成 `show_menu` 函数

增加标题和使用 `\t` 显示

`变量引用` 的示例

哈希 `(hash)`

函数不能直接修改 `全局变量的引用`

5.1.1.1.10.3. 函数的返回值进阶

5.1.1.1.10.4. 函数的参数进阶

面试题 —— `+=`