三赵抢、Python速覽

• 原始字符串

print(r'C:\some\name')
原始字符串還有一個(gè)微妙的限制：一個(gè)原始字符串不能以奇數(shù)個(gè) \ 字符結(jié)束

• 以下切片操作會(huì)返回列表的淺拷貝

squares[:]

• append() 方法

可以在列表末尾添加新元素

四、其他流程控制工具

• 循環(huán)

for i in range(5):
    print(i)
a = ['Mary', 'had', 'a', 'little', 'lamb']
for i in range(len(a)):
    print(i, a[i])

• pass 語句

• match 語句

match status:
        case 400:
            return "Bad request"
        case _:
            return "Something's wrong with the internet"

• “變量名” _ 被作為 通配符 并必定會(huì)匹配成功

• 定義函數(shù)

def fib(n):   
    """Print a Fibonacci series up to n."""
    a, b = 0, 1
    while a < n:
        print(a, end=' ')
        a, b = b, a+b
    print()

函數(shù)內(nèi)的第一條語句是字符串時(shí)，該字符串就是文檔字符串其爵，也稱為 docstring

默認(rèn)值只計(jì)算一次摩渺。默認(rèn)值為列表、字典或類實(shí)例等可變對(duì)象時(shí)横侦，會(huì)產(chǎn)生與該規(guī)則不同的結(jié)果绰姻。

def f(a, L=[]):
    L.append(a)
    return L

print(f(1))
print(f(2))
print(f(3))
輸出結(jié)果如下：

[1]
[1, 2]
[1, 2, 3]
不想在后續(xù)調(diào)用之間共享默認(rèn)值時(shí)狂芋，應(yīng)以如下方式編寫函數(shù)：

def f(a, L=None):
    if L is None:
        L = []
    L.append(a)
    return L

最后一個(gè)形參為 **name 形式時(shí)，接收一個(gè)字典
*name 形參接收一個(gè)元組

• 特殊參數(shù)

函數(shù)定義中未使用 / 和 * 時(shí)辆影，參數(shù)可以按位置或關(guān)鍵字傳遞給函數(shù)。

standard_arg(2)  //按位置傳遞參數(shù)

standard_arg(arg=2)  //按關(guān)鍵字傳遞參數(shù)

def pos_only_arg(arg, /):

def kwd_only_arg(*, arg):

def combined_example(pos_only, /, standard, *, kwd_only):

• lambda表達(dá)式

def make_incrementor(n):
    return lambda x: x + n

• 文檔字符串

第一行應(yīng)為對(duì)象用途的簡(jiǎn)短摘要锯蛀。
文檔字符串為多行時(shí)旁涤，第二行應(yīng)為空白行迫像，在視覺上將摘要與其余描述分開闻妓。

def my_function():
    """Do nothing, but document it.

    No, really, it doesn't do anything.
    """
    pass

print(my_function.__doc__)

五由缆、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• 列表

list.insert(len(a),x) = append(x)
list.remove(x)
list.pop()
list.sort()
list.reverse()

• 用列表實(shí)現(xiàn)堆棧

pop() append()

• 用列表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列

popleft() append()

• 列表推導(dǎo)式

squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x**2)


squares = [x**2 for x in range(10)]

l = [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]

• 嵌套的列表推導(dǎo)式

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

transposed = [[row[i] for row in matrix] for i in range(len(matrix[0]))]
#外層循環(huán)是 for i in range(len(matrix[0]))，它遍歷了原始矩陣的每一列的索引是晨。內(nèi)層循環(huán)是 for row in matrix罩缴，它遍歷了原始矩陣的每一行层扶。

• 集合

創(chuàng)建空集合只能用 set()怒医，不能用 {}奢讨，{} 創(chuàng)建的是空字典

a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
a-b  a+b  a&b  a^b

• 字典

tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}
tel['guido'] = 4127
對(duì)字典執(zhí)行 list(d) 操作拿诸，返回該字典中所有鍵的列表

在字典中循環(huán)時(shí)，用items()方法可同時(shí)取出鍵和對(duì)應(yīng)的值：

knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
for k, v in knights.items():
    print(k, v)

在序列中循環(huán)時(shí)季率，用 enumerate()函數(shù)可以同時(shí)取出位置索引和對(duì)應(yīng)的值：
for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
print(i, v)

逆向循環(huán)序列時(shí)飒泻，先正向定位序列，然后調(diào)用 reversed() 函數(shù)：

for i in reversed(range(1, 10, 2)):
    print(i)

使用 set()去除序列中的重復(fù)元素

• 比較運(yùn)算符

in not in 用于執(zhí)行確定一個(gè)值是否存在（或不存在）于某個(gè)容器中的成員檢測(cè)
is is not 用于比較兩個(gè)對(duì)象是否是同一個(gè)對(duì)象
and or

六惰许、模塊

Python 把各種定義存入一個(gè)文件汹买，在腳本或解釋器的交互式實(shí)例中使用聊倔。這個(gè)文件就是 模塊 耙蔑；模塊中的定義可以導(dǎo)入到其他模塊或主模塊。
其文件名是模塊名加后綴名.py徐鹤。在模塊內(nèi)部邀层，通過全局變量 __name__可以獲取模塊名（即字符串）

• 導(dǎo)入模塊

import fibo
fibo.fib(1000)

from fibo import fib, fib2
fib(500)

from fibo import *
fib(500)

import fibo as fib
fib.fib(500)

from fibo import fib as fibonacci
fibonacci(500)

• 以腳本方式執(zhí)行模塊

python fibo.py <arguments>

這項(xiàng)操作將執(zhí)行模塊里的代碼寥院，和導(dǎo)入模塊一樣秸谢，但會(huì)把 __name__ 賦值為 "__main__"。 也就是把下列代碼添加到模塊末尾：

if __name__ == "__main__":
    import sys
    fib(int(sys.argv[1]))

這個(gè)文件既能被用作腳本塑煎，又能被用作一個(gè)可供導(dǎo)入的模塊最铁，因?yàn)榻馕雒钚袇?shù)的那兩行代碼只有在模塊作為“main”文件執(zhí)行時(shí)才會(huì)運(yùn)行

• dir()函數(shù)

內(nèi)置函數(shù) dir()用于查找模塊定義的名稱垮兑。返回結(jié)果是經(jīng)過排序的字符串列表

• 包

包是一種用“點(diǎn)式模塊名”構(gòu)造 Python 模塊命名空間的方法
例如系枪，模塊名 A.B 表示包 A 中名為 B 的子模塊
例如一個(gè)包的架構(gòu)：

image.png

import sound.effects.echo

from sound.effects import echo

from sound.effects.echo import echofilter

• 從包中導(dǎo)入 *

如果包的 init.py 代碼定義了列表 all答毫，運(yùn)行 from package import * 時(shí)，它就是被導(dǎo)入的模塊名列表消返。

__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]

如果沒有定義 all撵颊，from sound.effects import * 語句 不會(huì) 把包 sound.effects 中所有子模塊都導(dǎo)入到當(dāng)前命名空間惫叛；該語句只確保導(dǎo)入包 sound.effects

• 相對(duì)導(dǎo)入

可以用 import 語句的 from module import name 形式執(zhí)行相對(duì)導(dǎo)入

下面的導(dǎo)入語句使用前導(dǎo)句點(diǎn)表示相對(duì)導(dǎo)入中的當(dāng)前包和父包

from . import echo
from .. import formats
from ..filters import equalizer

注意嘉涌，相對(duì)導(dǎo)入基于當(dāng)前模塊名。因?yàn)橹髂K名永遠(yuǎn)是 "main",所以如果計(jì)劃將一個(gè)模塊用作 Python 應(yīng)用程序的主模塊固耘，那么該模塊內(nèi)的導(dǎo)入語句必須始終使用絕對(duì)導(dǎo)入。

包還支持一個(gè)特殊屬性 __path__番枚。在包的 __init__.py 中的代碼被執(zhí)行前，該屬性被初始化為一個(gè)只含一項(xiàng)的列表拗馒，該項(xiàng)是一個(gè)字符串溯街，是 init.py 所在目錄的名稱

七呈昔、輸入與輸出

輸出格式

• 格式化字符串字面值

f'Results of the {year} {event}'

# 將 pi 舍入到小數(shù)點(diǎn)后三位
print(f'The value of pi is approximately {math.pi:.3f}.')

print('We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni'))

print('{0} and {1}'.format('spam', 'eggs'))
spam and eggs

print('{1} and {0}'.format('spam', 'eggs'))
eggs and spam

#使用關(guān)鍵字參數(shù)名引用值
print('This {food} is {adjective}.'.format(
      food='spam', adjective='absolutely horrible'))
This spam is absolutely horrible.

'{:-9} aaabbbb votes  {:2.2%}'.format(var1, var2)

• 舊式字符串格式化方法

print('The value of pi is approximately %5.3f.' % math.pi)
The value of pi is approximately 3.142.

讀寫文件

• open(filename, mode, encode)
  f = open('workfile', 'w', encoding="utf-8")
mode的值包括 'r' 堤尾，表示文件只能讀取辞槐；'w' 表示只能寫入（現(xiàn)有同名文件會(huì)被覆蓋）榄檬；'a' 表示打開文件并追加內(nèi)容育特，任何寫入的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)添加到文件末尾缰冤。'r+' 表示打開文件進(jìn)行讀寫。mode 實(shí)參是可選的怀薛，省略時(shí)的默認(rèn)值為 'r'
  在mode后面加上一個(gè) 'b' 枝恋，可以用 binary mode 打開文件

• with open

在處理文件對(duì)象時(shí)焚碌，最好使用 with 關(guān)鍵字霸妹。優(yōu)點(diǎn)是，子句體結(jié)束后鹃骂，文件會(huì)正確關(guān)閉畏线，即便觸發(fā)異常也可以寝殴。而且，使用 with 相比等效的 try-finally 代碼塊要簡(jiǎn)短得多：

with open('workfile', encoding="utf-8") as f:
    read_data = f.read()

# We can check that the file has been automatically closed.
f.closed
True

• 文件對(duì)象的方法

f.read(size) 可用于讀取文件內(nèi)容并返回字符串（文本模式）栈虚，或字節(jié)串對(duì)象（在二進(jìn)制模式下）魂务。
size 是可選的數(shù)值參數(shù)泌射。省略 size 或 size 為負(fù)數(shù)時(shí)熔酷，讀取并返回整個(gè)文件的內(nèi)容

f.readline() 從文件中讀取單行數(shù)據(jù)

for line in f:
    print(line, end='')

f.write(string) 把 string 的內(nèi)容寫入文件拒秘，并返回寫入的字符數(shù)。

f.tell()返回整數(shù)押蚤，給出文件對(duì)象在文件中的當(dāng)前位置

f.seek(offset, whence)可以改變文件對(duì)象的位置

• 使用JSON

只需一行簡(jiǎn)單的代碼即可查看某個(gè)對(duì)象的 JSON 字符串表現(xiàn)形式：

import json
x = [1, 'simple', 'list']
json.dumps(x)
'[1, "simple", "list"]'

dumps()函數(shù)還有一個(gè)變體dump(),將對(duì)象序列化為text file揽碘。因此园匹，如果 f 是text file 對(duì)象裸违，可以這樣做：

json.dump(x, f)

# 解碼對(duì)象
x = json.load(f)

八供汛、異常

• 異常的處理

try 語句的工作原理如下：

首先凛俱，執(zhí)行 try 子句 （try 和 except 關(guān)鍵字之間的語句）。

如果沒有觸發(fā)異常岸啡，則跳過 except 子句赫编，try 語句執(zhí)行完畢擂送。

如果在執(zhí)行 try 子句時(shí)發(fā)生了異常，則跳過該子句中剩下的部分搬味。 如果異常的類型與 except 關(guān)鍵字后指定的異常相匹配碰纬，則會(huì)執(zhí)行 except 子句问芬，然后跳到 try/except 代碼塊之后繼續(xù)執(zhí)行此衅。

如果發(fā)生的異常與 except 子句 中指定的異常不匹配挡鞍，則它會(huì)被傳遞到外部的 try 語句中；如果沒有找到處理程序陵刹，則它是一個(gè) 未處理異常 且執(zhí)行將終止并輸出如上所示的消息衰琐。

try:
    this_fails()
except ZeroDivisionError as err:
    print('Handling run-time error:', err)

• 觸發(fā)異常

raise 語句支持強(qiáng)制觸發(fā)指定的異常

唯一的參數(shù)就是要觸發(fā)的異常羡宙。這個(gè)參數(shù)必須是異常實(shí)例或異常類

raise ValueError  # shorthand for 'raise ValueError()'

如果只想判斷是否觸發(fā)了異常掐隐，但并不打算處理該異常，則可以使用更簡(jiǎn)單的 raise 語句重新觸發(fā)異常：

try:
    raise NameError('HiThere')
except NameError:
    print('An exception flew by!')
    raise

• 異常鏈

如果一個(gè)未處理的異常發(fā)生在 except 部分內(nèi)僧凰，它將會(huì)有被處理的異常附加到它上面训措，并包括在錯(cuò)誤信息中

try:
    open("database.sqlite")
except OSError:
    raise RuntimeError("unable to handle error")

如果存在 finally 子句光羞，則 finally 子句是 try 語句結(jié)束前執(zhí)行的最后一項(xiàng)任務(wù)纱兑。不論 try 語句是否觸發(fā)異常潜慎，都會(huì)執(zhí)行 finally 子句

九、類

Python 的類有點(diǎn)類似于 C++ 和 Modula-3 中類的結(jié)合體

• 作用域

global語句用于表明特定變量在全局作用域里局服，并應(yīng)在全局作用域中重新綁定淫奔；
nonlocal語句表明特定變量在外層作用域中唆迁，并應(yīng)在外層作用域中重新綁定竞穷。

• 類定義：

在實(shí)踐中瘾带，類定義內(nèi)的語句通常都是函數(shù)定義
當(dāng)（從結(jié)尾處）正常離開類定義時(shí)看政，將創(chuàng)建一個(gè) 類對(duì)象

三種對(duì)象類型

• Class 對(duì)象

類對(duì)象支持兩種操作：屬性引用和實(shí)例化。

class MyClass:
    """A simple example class"""
    i = 12345

    def f(self):
        return 'hello world'

#屬性引用
obj.name

# 類的 實(shí)例化
#實(shí)例化操作會(huì)創(chuàng)建一個(gè)空對(duì)象
x = MyClass()

# __init__()  創(chuàng)建帶有特定初始狀態(tài)的自定義實(shí)例 eg:
def __init__(self):
    self.data = []

# __init__() 方法還可以有額外參數(shù),提供給類實(shí)例化運(yùn)算符的參數(shù)將被傳遞給 __init__()
class Complex:
    def __init__(self, realpart, imagpart):
        self.r = realpart
        self.i = imagpart

x = Complex(3.0, -4.5)
x.r, x.i
(3.0, -4.5)

• 實(shí)例對(duì)象
  實(shí)例對(duì)象所能理解的唯一操作是屬性引用。 有兩種有效的屬性名稱：數(shù)據(jù)屬性和方法森渐。

• 方法對(duì)象

調(diào)用 x.f() 其實(shí)就相當(dāng)于 MyClass.f(x)

f定義為：
def f(self): return 'hello world'

• 類和實(shí)例變量

class Dog:

    kind = 'canine'         # class variable shared by all instances

    def __init__(self, name):
        self.name = name    # instance variable unique to each instance

>>> d = Dog('Fido')
>>> e = Dog('Buddy')
>>> d.kind                  # shared by all dogs
'canine'
>>> e.kind                  # shared by all dogs
'canine'
>>> d.name                  # unique to d
'Fido'
>>> e.name                  # unique to e
'Buddy'

self.后面的變量相當(dāng)于private
而直接定義在類里面的數(shù)據(jù)是共享的同衣。

方法的第一個(gè)參數(shù)常常被命名為 self。 這也不過就是一個(gè)約定: self 這一名稱在 Python 中絕對(duì)沒有特殊含義浪秘。但是要注意，不遵循此約定會(huì)使得你的代碼對(duì)其他 Python 程序員來說缺乏可讀性询枚，而且也可以想像一個(gè) 類瀏覽器 程序的編寫可能會(huì)依賴于這樣的約定金蜀。

方法可以通過使用 self 參數(shù)的方法屬性調(diào)用其他方法:

class Bag:
    def __init__(self):
        self.data = []

    def add(self, x):
        self.data.append(x)

    def addtwice(self, x):
        self.add(x)
        self.add(x)

• 繼承

當(dāng)基類定義在另一個(gè)模塊中的時(shí)候
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
(對(duì) C++ 程序員的提示：Python 中所有的方法實(shí)際上都是 virtual 方法渊抄。）

有一種方式可以簡(jiǎn)單地直接調(diào)用基類方法：
即調(diào)用 BaseClassName.methodname(self, arguments)
Python 也支持一種多重繼承丧裁。

• 私有變量

大多數(shù) Python 代碼都遵循這樣一個(gè)約定：帶有一個(gè)下劃線的名稱 (例如 _spam) 應(yīng)該被當(dāng)作是 API 的非公有部分 (無論它是函數(shù)煎娇、方法或是數(shù)據(jù)成員)缓呛。
由于存在對(duì)于類私有成員的有效使用場(chǎng)景（例如避免名稱與子類所定義的名稱相沖突）哟绊，因此存在對(duì)此種機(jī)制的有限支持，稱為 名稱改寫攀涵。 任何形式為 __spam 的標(biāo)識(shí)符（至少帶有兩個(gè)前綴下劃線汁果，至多一個(gè)后綴下劃線）的文本將被替換為 _classname__spam玲躯，其中 classname 為去除了前綴下劃線的當(dāng)前類名稱。 這種改寫不考慮標(biāo)識(shí)符的句法位置橱野，只要它出現(xiàn)在類定義內(nèi)部就會(huì)進(jìn)行水援。

class Mapping:
    def __init__(self, iterable):
        self.items_list = []
        self.__update(iterable) #在構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用了私有方法 __update

    def update(self, iterable):
        for item in iterable:
            self.items_list.append(item)
# 將 update 方法賦值給私有方法 __update
    __update = update

• 偽結(jié)構(gòu)體

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Employee:
    name: str
    dept: str
    salary: int

john = Employee('john', 'computer lab', 1000)
john.dept
'computer lab'
john.salary
1000

• 迭代器

iter()

s = 'abc'
it = iter(s)
it
<str_iterator object at 0x10c90e650>
next(it)
'a'
next(it)
'b'
next(it)
'c'
next(it)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
    next(it)
StopIteration

• 生成器

生成器 是一個(gè)用于創(chuàng)建迭代器的

十蜗元、標(biāo)準(zhǔn)庫簡(jiǎn)介

• 操作系統(tǒng)接口
  一定要使用 import os 而不是 from os import * 奕扣。這將避免內(nèi)建的 open() 函數(shù)被 os.open() 隱式替換掉

import os
os.getcwd()      # Return the current working directory
'C:\\Python311'
os.chdir('/server/accesslogs')   # Change current working directory
os.system('mkdir today')   # Run the command mkdir in the system shell

import shutil
shutil.copyfile('data.db', 'archive.db')
'archive.db'
shutil.move('/build/executables', 'installdir')
'installdir'

• 字符串模式匹配

import re
re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
['foot', 'fell', 'fastest']
re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')
'cat in the hat'

• 互聯(lián)網(wǎng)訪問

smtplib 用于發(fā)送郵件

import smtplib
server = smtplib.SMTP('localhost')
server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org',
"""To: jcaesar@example.org
From: soothsayer@example.org

Beware the Ides of March.
""")
server.quit()

• 性能測(cè)量

from timeit import Timer
Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit()
0.57535828626024577
Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit()
0.54962537085770791

• 多線程

import threading, zipfile

class AsyncZip(threading.Thread):
    def __init__(self, infile, outfile):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.infile = infile
        self.outfile = outfile

    def run(self):
        f = zipfile.ZipFile(self.outfile, 'w', zipfile.ZIP_DEFLATED)
        f.write(self.infile)
        f.close()
        print('Finished background zip of:', self.infile)

background = AsyncZip('mydata.txt', 'myarchive.zip')
background.start()
print('The main program continues to run in foreground.')

background.join()    # Wait for the background task to finish
print('Main program waited until background was done.')

• 日志記錄

import logging
logging.debug('Debugging information')
logging.info('Informational message')
logging.warning('Warning:config file %s not found', 'server.conf')
logging.error('Error occurred')
logging.critical('Critical error -- shutting down')

十二、虛擬環(huán)境和包

相當(dāng)于一個(gè)容器楷兽，nbcs

應(yīng)用程序有時(shí)需要特定版本的庫芯杀，可以創(chuàng)建一個(gè) virtual environment瘪匿，一個(gè)目錄樹寻馏，其中安裝有特定Python版本诚欠，以及許多其他包。

用于創(chuàng)建和管理虛擬環(huán)境的模塊稱為 venv

#創(chuàng)建虛擬環(huán)境粉寞，確定放置的目錄
python -m venv tutorial-env #創(chuàng)建 tutorial-env 目錄

# 創(chuàng)建虛擬環(huán)境后唧垦，您可以激活它振亮。
tutorial-env\Scripts\activate.bat #Windows上
source tutorial-env/bin/activate #Unix上

• pip的使用

python -m pip uninstall
python -m pip show
python -m pip list
python -m pip freeze
requirements.txt
install -r

python -m pip install novas
python -m pip install requests==2.6.0
python -m pip install --upgrade requests
# 顯示包的版本信息坊秸、位置等
python -m pip show requests
#顯示已安裝的所有包
python -m pip list

#輸出已安裝的包到指定文件褒搔，可供install -r命令使用
python -m pip freeze > requirements.txt

python -m pip install -r requirements.txt