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
 
- 数学常数 
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
 
- 每个单词都使用小写字母,单词与单词之间使用 
- 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:- 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
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 - 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 
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- 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
 
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) 
- 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
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
 
- 通常用于存储 描述一个 
- 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
 
- 键 
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
 
- 使用 多个键值对,存储 描述一个 
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
 
- 如果字符串内部需要使用 
 
- 虽然可以使用 
- 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 
- 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
- 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
 
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- 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
 
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
- 使用 which查询python3解释器所在路径
 
- 使用 
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
5.1.1.1.8.10. 最终代码
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
 
- 数字类型 
- 可变类型,内存中的数据可以被修改: - 列表 list
- 字典 dict
 
- 列表 
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
 
- 键值对的 
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
 
- 参数名前增加 一个 
- 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
 
- 将一个 元组变量,直接传递给 
- 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 *
 
- 在 元组变量前,增加 一个 
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