Python语言程序设计学习笔记Python语言程序设计学习笔记

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我是靠谱客的博主清脆钢笔，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Python语言程序设计学习笔记Python语言程序设计学习笔记，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

Python语言程序设计学习笔记

python计算生态 = 标准库+第三方库

标准库：随解释器直接安装到操作系统中的功能模块，如turtle
第三方库：需要经过安装才能使用的功能模块
库Library、包Package、模块Module，统称模块

注释

单行注释：以 # 开头
多行注释：以 ‘’’ 开头和结尾

数据类型

数字类型：整型和浮点型

整型

4种进制表示形式：
十进制
二进制，以0b或0B开头
八进制，以0o或0O开头
十六进制，以0x或0X开头

浮点型

浮点数间运算存在不确定尾数，不是bug。因为计算机中53位二进制表示小数，可以无限接近，但不完全相同
round(x,d):对x四舍五入，d是小数截取位数
浮点数间运算及比较用round()函数辅助
浮点数可以采用科学计数法表示，使用字母e或E作为幂的符号，以10为基数，格式如下：<a>e<b>，表示a*10的b次方。例如4.3e-3值为0.0043

复数类型

只有python中有复数类型。
对于复数z，可用z.real获得实部，z.imag获得虚部。

数值运算操作符

/:除，结果是浮点数结果
//：整数除，结果是整数
幂运算，x**y表示x的y次幂，y是小数时，表示开平方

三种类型存在一种逐渐“变宽”的关系：整数->浮点数->复数
数字类型间可以进行混合运算，生成结果为“最宽”类型，如整数+浮点数=浮点数

数值运算函数

pow(x,y):计算x的y次方，想算多大算多大
pow(x,y[,z]):幂余，计算x的y次方对z的取余
abs(x):计算x的绝对值
divmod(x,y)：商余，同时输出商和余数
round(x[,d]):四舍五入，d是保留小数位数，默认值为0
max(x1,x2,x3…xn):求最大值
min(x1,x2,x3…xn):求最小值
int(x):将x变成整数，舍弃小数部分
float(x):将x变成浮点数，增加小数部分
complex(x)：将x变成复数，增加虚数部分

字符串类型

由一对单引号或一对双引号表示（没区别）。字符串类型的一对引号仅在程序内部使用，输出无引号
字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引
字符串中的序号是从0开始的，而不是从1开始的
对于字符串的序号，python语言提供了两种索引体系：正向递增序号（第一个字符的序号为0，后面的依次递增）、反向递减序号（最后一个字符的序号为-1，往前依次递减）

字符串的使用

索引： <字符串>[M]，返回字符串中序号为M的单个字符。
切片： <字符串>[M:N] ，返回字符串中序号从M开始但不到N的字符子串，M缺失表示至开头，N缺失表示至结尾
根据步长K切片：<字符串>[M:N:K] ，步长为负数时表示逆序

字符串类型的表示

字符串有2类共4种表示方法（方便处理字符串中出现单引号或双引号的情况）

由一对单引号或双引号表示，仅表示单行字符串
由一对三单引号或三双引号表示，可表示多行字符串

字符串的特殊字符

转义符：表达特殊字符的本意
转义符可以形成一些组合，表达一些不可打印的含义，如："b"回退 "n"换行 "r"回车（光标移动到本行首）

字符串操作符

x + y ：连接两个字符串x和y
n * x 或 x * n ：复制n次字符串x
x in s：如果 x 是 s 的子串，返回True，否则返回False

字符串处理函数

len(x):返回字符串的长度
str(x):任意类型x所对应的字符串形式（相当于加" "）
hex(x)或oct(x):整数x的十六进制或八进制小写形式字符串
chr(x):u为Unicode编码，返回其对应的字符
ord(x):x为字符，返回其对应的Unicode编码
Unicode编码是Python字符串的编码方式，该编码方式是统一字符编码，即覆盖几乎所有字符的编码方式，Python字符串中每个字符都是Unicode编码字符。

字符串处理方法

str.lower()或str.upper():返回字符串的副本，全部字符小写/大写
如：“aAzQ”.lower()结果为"aazq"
str.split(sep=None):返回一个列表，由str根据sep被分割的部分组成
如：“A,B,C”.split(“,”)的结果为[‘A’, ‘B’, ‘C’]
str.count(sub):返回子串sub在str中出现的次数
如：“an apple a day”.count(“a”)的结果为4
str.replace(old,new):返回字符串str副本，所有old字串被替换为new
如：“ab”.replace(“b”,“bcdefg”)的结果为’abcdefg’
str.center(width,[,filllchar]):字符串str根据宽度width居中，fillchar可选
如：“hello”.center(20,“-”) 结果为 ‘-------hello--------’
str.strip(chars):从str中去掉在其左侧和右侧chars中列出的字符
如：" = hello “.strip(” =o")的结果为’hell’
str.join(iter):在iter变量除最后元素外每个元素后增加一个str（主要用于字符串分隔等）
如：“,”.join(“12345”)的结果为’1,2,3,4,5’

字符串类型的格式化

格式化是对字符串进行格式表达的方式。
字符串格式化使用.format()方法，用法为<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)
槽内部对格式化的配置方式：{<参数序号> : <格式控制标记>}

：	<填充>	<对齐>	<宽度>	<,>	<.精度>	<类型>
引导符号	用于填充的单个字符	<(左对齐);>(右对齐)；^(居中对齐)	槽设定的输出宽度	数字的千位分隔符	浮点数小数精度或字符串最大输出长度	整数类型b,c,d,o,x,X;浮点数类型e,E,f,%

列表类型

由0个或多个数据组成的有序序列
列表使用 [] 表示，采用逗号分隔各元素
使用保留字 in 可以判断一个元素是否在列表中，返回结果为True 或 False

输入和输出

输入：<变量> = input(<提示信息字符串>)，用户输入的信息以字符串类型保存在<变量>中
输出：print(<拟输出字符串或字符串变量>)
print函数的格式化：
例： print(“转换后的温度是{:.2f}F”.format(F))，其中
{}表示槽，后续变量填充到槽中，槽只用在字符串中；
{:.2f}表示将变量F填充到这个位置时取小数点后2位

函数

eval()：去掉参数最外侧引号并执行余下语句的函数

turtle库的使用

turtle.setup(width,height,startx,starty):设置窗体大小及位置，后两个参数可选，该函数不是必须的

turtle空间坐标体系：

绝对坐标 turtle.goto(x,y)
海龟坐标（右前左上左下右） turtle.fd(d) turtle.bk(d) turtle.circle(r,angle)

turtle角度坐标体系：

x轴正方向为0/360度，y轴正方向为90/-270度
turtle.seth(angle):改变海龟行进方向，但不前进，angle为绝对度数
turtle.left(angle)
turtle.right(angle)

画笔控制函数：
turtle.penup()，别名turtle.pu() 抬起画笔，海龟在飞行
turtle.pendown(),别名turtle.pd() 落下画笔，海龟在爬行。这两个函数是成对出现的
turtle.pensize(width) 别名turtle.width(width) 画笔宽度，海龟的腰围
turtle.pencolor(color) color为颜色字符串或r,g,b值画笔颜色，海龟在涂装，如：turtle.pencolor(“purple”) 、 turtle.pencolor(0.63,0.13,0.94)、turtle.pencolor((0.63,0.13,0.94))

运动控制函数：控制海龟行进
走直线：turtle.forward(d) 别名turtle.fd(d) 向前行进，海龟走直线。d为行进距离，可以为负数
走曲线：turtle.circle(r,extent=None)，根据半径r绘制extent角度的弧形，角度默认为360度，r可以为负数，表示向左

方向控制函数：控制海龟面对方向，而并不行动
绝对角度：
turtle.setheading(angle)，别名turtle.seth(angle)
海龟角度：
turtle.left(angle)
turtle.right(angle)

循环语句：
for <变量> in range（<参数>）
<被循环执行的语句>
<变量>表示每次循环的计数，0到<次数>-1
range()函数：
产生0到N-1的整数序列，共N个：range(N)
产生M到N-1的整数序列，共N-M个：range(M,N)

turtle.done()函数如果在代码的最后出现，那么程序运行结束之后需要手动退出，如果没有，则会自动退出

print函数中，将拟输出的各种信息之间用逗号分隔，输出之后各种信息之间会有空格

time库

基本介绍

time库是Python中处理时间的标准库，可进行计算机时间的表达、提供获取系统时间并格式化输出功能、提供系统级精确计时功能，用于程序性能分析
import time
time.<b>()

时间获取

time():获取当前时间戳，即计算机内部时间值，浮点数
ctime():获取当前时间并以易读方式表示，返回字符串
gmtime():获取当前时间，表示为计算机可处理的时间格式

时间格式化

将时间以合理的方式展示出来

strftime(tpl,ts):tpl是格式化模板字符串，用来定义输出效果，t是计算机内部时间类型变量

import time
t = time.gmtime()
time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",t)

格式化字符串	日期/时间说明
%Y	年份
%m	月份
%B	月份英文名称
%b	月份英文名称缩写
%d	日期
%A	星期（英文）
%a	星期缩写
%H	小时（24h制）
%h	小时（12h制）
%p	上/下午
%M	分钟
%S	秒

strptime(str,tpl)：str是字符串形式的时间值，tpl是格式化模板字符串，用来定义输入效果

程序计时应用

sleep(s):产生时间，s是拟休眠的时间，单位是秒，可以是浮点数
perf_counter():测量时间，返回一个CPU级别的精确时间计数值，单位为秒。由于这个计数值起点不确定，连续调用差值才有意义

程序的控制结构

单分支结构

if <条件>：
   <语句块>

二分支结构

if <条件>：
   <语句块1>
else:
   <语句块2>

紧凑形式（适用于简单表达式的二分支结构）：

<表达式1> if <条件> else <表达式2>

多分支结构

if <条件>：
   <语句块1>
elif:
   <语句块2>
   ...
else:
   <语句块2>

条件判断及组合

用于条件组合的三个保留字：
逻辑与 and
逻辑或 or
逻辑非 not

程序的异常处理

try :
  <语句块1>
expect <异常类型>:
  <语句块2>

其中<异常类型>可省略
异常处理的高级使用：

try :
  <语句块1>
expect :
  <语句块2>
else :
  <语句块3>
finally :
  <语句块4>

finally对应的语句块4一定执行，else对应的语句块3在不发生异常时执行

程序的循环结构

遍历循环

for <循环变量> in <遍历结构>：
	<语句块>

计数循环：

for i in range(N)：  #遍历由range()函数产生的数字序列，产生循环
	<语句块>

for i in range(M，N，K)：  #遍历由range()函数产生的由M到N，步长为K的数字序列，产生循环
	<语句块>

字符串遍历循环：

for c in s ： #s是字符串，遍历字符串每个字符，产生循环
	<语句块>

列表遍历循环：

for item in ls: #ls是一个列表，遍历其每个元素，产生循环
	<语句块>

文件遍历循环：

for line in fi: #fi是一个文件标识符，遍历其每行，产生循环
	<语句块>

无限循环

while语句

循环控制保留字

bresk
continue

循环的高级用法

循环与else：
当循环没有被break语句退出时，执行else语句块。else语句块作为“正常”完成循环的奖励。

random库的使用

random库是使用随机数的Python标准库

import random

基本随机数函数

seed() 初始化给定的随机数种子，默认为当前系统时间
random() 生成一个[0.0,1.0]之间的随机小数

扩展随机数函数

randint(a,b) 生成一个[a,b]之间的整数
getrandbits(k) 生成一个k比特长的随机整数
uniform(a,b) 生成一个[a,b]之间的随即小数
randrange(m,n[,k]) 生成一个[m,n]之间的以k为步长的随机整数
choice(seq) 从序列seq中随机选择一个元素
shuffle(seq) 将序列seq中元素随机排列，返回打乱后的序列

函数和代码复用

函数的定义与使用

#函数的定义
def <函数名>（<参数>）：  #参数0个或多个
	<函数体>
	return <返回值>

函数的参数分为非可选参数和可选参数。
函数定义时可以为为某些参数指定默认值，构成可选参数，可选参数必须在非可选参数之后，
函数定义时可以设计可变数量参数，即不确定参数总数量，定义时在参数后加 *b
函数调用时，参数可以按照位置或名称方式传递
return保留字用来传递返回值，可传递0个或多个返回值（逗号分隔）。函数值可以有返回值，也可以没有，可以有return，也可以没有。
局部变量和全局变量：
（1）函数内部是局部变量，函数外部是全局变量。局部变量和全局变量是不同变量。局部变量是函数内部占位符，与全局变量可能重名但不同。函数运算结束之后，局部变量被释放。可以使用global保留字在函数内部使用全局变量。
（2）局部变量为组合数据类型（如列表）且未创建，等同于全局变量
lanbda函数是一种匿名函数，即没有名字的函数，该函数返回函数名作为结果。lanbda函数用于定义简单的、能够在一行内表示的函数。

## <函数名> = lambda<参数>:<表达式>
f = lambda x,y : x + y
f(10,15）

结果为25

f = lambda : "lambda函数"
print(f())

结果为lambda函数
谨慎使用lambda函数，该函数主要用作一些特定函数或方法的参数。

代码复用与函数递归

函数和对象是代码复用的两种主要形式。

函数是将代码命名，在代码层面建立了初步抽象。
对象是一组属性和方法<a>.<b>和<a>.<b>()，是在函数之上再次组织进行抽象

模块内部紧耦合，模块之间松耦合

递归的实现：函数+分支语句

PyInstaller库的使用

PyInstaller库是第三方库，可以将.py源代码转换为无需源代码的可执行文件

使用：（cmd命令行）pyinstaller -F <文件名.py>

PyInstaller库常用参数：

参数	描述
-h	查看帮助
–clean	清理打包过程中的临时文件
-D，–onedir	默认值，生成dist文件夹
-F，–onefile	在dist文件夹中只生成独立的打包文件
-i <图标文件名.ico>	指定打包程序使用的图标（icon）文件

组合数据类型

集合类型及操作

集合是多个不相同元素的无序组合，集合元素不可更改。
集合用 {} 表示，元素间用逗号分隔。
建立集合类型用 {} 或 set()
建立空集合类型，必须使用set()

集合操作符：

操作符及应用	描述
S \| T	返回一个包含集合S和T中所有元素的新集合
S - T	返回一个在集合S但不在集合T中元素的新集合
S & T	返回一个同时在集合S和T中元素的集合
S ^ T	返回一个包括集合S和T中的非相同元素的集合
S <= T 或 S < T	返回True或False，判断S和T的子集关系
S >= T 或 S >T	返回True或False，判断S和T的包含关系
S \|= T	更新集合S，包括在集合S和T中的所有元素
S -= T	更新集合S，包括在集合S但不在T中的元素
S &= T	更新集合S，包括同时在集合S和T中的元素
S ^= T	更新集合S，包括集合S和T中的非相同元素

集合处理方法：

操作函数或方法	描述
S.add(x)	如果x不在集合S中，将x增加到S
S.discard(x)	移除S中元素x，如果x不在集合S中，不报错
S.remove(x)	移除S中元素x，如果x不在集合S中，产生KeyError异常
S.clear()	移除S中所有元素
S.pop()	随机返回S的一个元素，更新S，若S为空产生KeyError异常
S.copy()	返回集合S的一个副本
len(S)	返回集合S的元素个数
x in S	判断S中元素x，x在集合中，返回True，否则返回False
x not in S	判断S中元素x，x不在集合中，返回True，否则返回False
set(x)	将其他类型变量x转变为集合类型

集合类型应用场景：

包含关系比较
数据去重：利用集合无重复元素的特点

序列类型及操作

序列是具有先后关系的一组元素
序列是一维元素向量，元素类型可以不同
元素间由序号引导，通过下标访问序列的特定元素

序列类型：

操作符：

操作符及应用	描述
x in s	如果x是序列s的元素，返回True，否则返回False
x not in s	如果x是序列s的元素，返回False，否则返回True
s + t	连接两个序列s和t
sn 或 ns	将序列s复制n次
s[i]	索引，返回s中的第i个元素，i是序列的序号
s[i:j] 或 s[i:j:k]	切片

函数和方法：

函数和方法	描述
len(s)	返回序列s的长度
min(s)	返回序列s的最小元素，s中元素需要可比较
max(s)	返回序列s的最大元素，s中元素需要可比较
s.index(x）或 s.index(x,i,j)	返回序列s从i开始到j中第一次出现元素x的位置
s.count(x)	返回序列s中出现x的总次数

元组类型：

元组是序列类型的一种扩展，一旦创建就不能被修改
使用小括号() 或 tuple() 创建，元素间用逗号分隔
可以使用或不使用小括号
元组继承序列类型的全部通用操作。因为元组创建后不能修改，因此没有特殊操作。

列表类型：

列表是序列类型的一种扩展，十分常用。创建后可以随意被修改。
使用方括号[] 或 list() 创建，元素间用逗号分隔
列表中各元素类型可以不同，无长度限制
方括号[] 真正创建一个列表，用 “ = ” 赋值仅传递引用（即把一个列表赋予了不同的名字，并不是新创建一个列表）

操作函数和方法：

函数或方法	描述
ls[i] = x	替换列表ls第i个元素为x
ls[i:j:k] = lt	用列表lt替换ls切片后所对应元素子列表
del ls[i]	删除列表ls中第i元素
del ls[i:j:k]	删除列表ls中第i到第j以k为步长的元素
ls += lt	更新列表ls，将列表lt元素增加到列表ls中
ls *= n	更新列表ls，其元素重复n次
ls.append(x)	在列表ls最后增加一个元素x
ls.clear()	删除列表ls中所有元素
ls.copy()	生成一个新列表，赋值ls中所有元素
ls.insert(i,x)	在列表ls的第i位置增加元素x
ls.pop(i)	将列表ls中第i位置元素取出并删除该元素
ls.remove(x)	将列表ls中出现的第一个元素x删除
ls.reverse()	将列表ls的元素反转
ls.index(x)	返回元素x所在列表ls中的索引

序列类型应用场景

元素遍历
数据保护：如果不希望数据被程序所改变，转换成元组类型（元组类型一旦创建不能被改变）

字典类型及操作

字典类型是“映射”的体现
字典是键值对的集合，键值对之间无序
采用大括号{} 和 dict() 创建，键值对用冒号：表示
{<键1>:<值1>,<键2>:<值2>，…，<键n>:<值n>}