Python基础

2024-07-04  
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基础知识

在线笔记

https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html

安装配置

1、下载安装

2、环境配置

3、创建venv

4、创建项目

PyCharm

.VENV

在PyCharm中，.venv目录（或称为虚拟环境目录）的结构主要用于存储和管理特定项目的Python解释器和相关依赖库。这个目录的结构可能因PyCharm版本和操作系统而有所不同，但通常它包含了虚拟环境所需的关键组件。以下是一个典型的.venv目录结构的概述：

虚拟环境根目录：

  • 当你在PyCharm中为一个项目创建一个新的虚拟环境时，通常会在项目的根目录下（或指定的其他位置）生成一个名为.venv、env或类似名称的目录。这个目录就是虚拟环境的根目录。

关键子目录和文件：

  • bin（在Windows上为Scripts）：这个目录包含了虚拟环境中可执行的文件和脚本，如Python解释器（python或python3）、pip（pip或pip3）以及用于激活和停用虚拟环境的脚本（如activate、activate.bat等）。

  • include：这个目录包含了Python的头文件，通常用于C/C++扩展开发。

  • lib（在Windows上为Lib）

    ：这个目录包含了Python的标准库和第三方库。其中，

    site-packages

    子目录是存放该环境中安装的第三方库的地方。

    • _distutils_hack：一个与distutils相关的目录，用于处理Python的打包和分发工具。
    • pip、pip-x.y.z.dist-info：pip工具的相关文件和元数据。
    • pkg_resources：与Python包资源相关的文件。
    • setuptools、setuptools-a.b.c.dist-info：setuptools工具的相关文件和元数据。
    • 其他已安装的第三方库的目录和文件。

  • pyvenv.cfg：虚拟环境的配置文件，包含了虚拟环境的元数据，如解释器的路径和包含站点包的目录等。

虚拟环境的特点：

  • 虚拟环境是隔离的Python运行环境，它允许你在同一台机器上管理多个Python环境，避免不同项目之间的依赖冲突。
  • 在虚拟环境中安装的Python包和依赖库仅在该环境中可用，不会影响其他虚拟环境或全局Python环境。
  • 通过PyCharm可以轻松创建、激活、配置和管理虚拟环境。

运行原理

python目录结构

主安装目录：

  • 这是Python安装程序在Windows上创建的基本目录，通常位于C:\PythonXX（其中XX是Python的版本号，例如39代表Python 3.9）。

子目录：

  • Scripts：这个目录包含了用于管理Python和第三方包的脚本，如pip.exe（Python包管理工具）和easy_install.exe（另一个较老的包管理工具）。
  • Lib：这个目录包含了Python的标准库和第三方库（如果已安装）。其中：
    • site-packages：这是第三方Python库通常安装的地方。
    • 其他目录和文件则包含了Python标准库的各种模块和包。
  • include：包含Python的头文件（主要用于C/C++扩展开发）。
  • DLLs：包含Python的动态链接库（DLL）文件，这些文件是Python运行所必需的。
  • Lib\site-packages\distutils（可能的路径）：这是Python的distutils包的位置，它包含了用于打包和分发Python模块和扩展的工具。
  • Tools（如果存在）：包含了一些用于构建Python解释器本身的工具和脚本。

其他文件：

  • python.exe：这是Python解释器的可执行文件，用于运行Python脚本。
  • pythonw.exe：这是一个没有控制台窗口的Python解释器版本，通常用于图形用户界面（GUI）应用。
  • LICENSE.txt 和 NEWS.txt（或类似的文件）：包含Python的许可信息和发布说明。

Python文档和示例：

  • Python的安装通常也会包括一些文档和示例代码，这些可能位于主安装目录下的某个子目录中，如Doc或Docs。

环境变量：

  • Python的安装还会修改系统的环境变量，以便可以在命令行中直接运行Python和pip等工具。通常，Python的安装程序会将PythonXX和PythonXX\Scripts（其中XX是版本号）添加到系统的PATH环境变量中。

.venv

Python的.venv（虚拟环境）原理主要是为了提供一个隔离的Python运行环境，使得不同的Python项目可以拥有各自独立的Python解释器和依赖库，避免版本冲突和依赖问题。以下是关于.venv原理的详细解释：

虚拟环境的概念

  • 虚拟环境（Virtual Environment）是一种隔离的Python运行环境，允许在同一台机器上管理多个独立的Python环境。
  • 每个虚拟环境都有自己的Python解释器和独立的site-packages目录，用于存放该环境中安装的第三方库。

.venv的创建

  • Python 3.3及以后的版本内置了venv模块，用于创建和管理虚拟环境。
  • 使用python -m venv myenv命令可以创建一个名为myenv的虚拟环境。这个命令会在当前目录下创建一个名为myenv的目录，并在其中创建Python解释器和site-packages目录。

虚拟环境的激活

  • 激活虚拟环境会将当前命令行会话的Python解释器和安装包路径更改为虚拟环境中的路径。
  • 在Windows上，可以通过执行myenv\Scripts\activate.bat命令来激活虚拟环境。在Linux/macOS上，可以通过执行source myenv/bin/activate命令来激活。

在虚拟环境中安装包

  • 在虚拟环境激活后，可以使用pip命令来安装和管理包。安装的包将仅在虚拟环境中可用，不会干扰全局Python环境。
  • 例如，使用pip install requests命令可以在虚拟环境中安装requests库。

虚拟环境的原理分析

  • 虚拟环境的实现主要依赖于对系统环境变量的修改和隔离。
  • 当虚拟环境被激活时，它会将虚拟环境中的Python解释器和site-packages目录的路径添加到系统的PATH环境变量中，并将其优先级提升至全局Python环境之前。
  • 这样，当在命令行中执行python或pip命令时，系统会优先找到并运行虚拟环境中的Python解释器和pip工具。

虚拟环境的好处

  • 隔离项目依赖：不同的项目可以使用不同的Python版本和依赖库，而不会相互干扰。
  • 避免版本冲突：在一个项目中使用的库版本可能与另一个项目中的版本不兼容，使用虚拟环境可以避免这种冲突。
  • 方便共享：可以将虚拟环境的配置（包括Python版本和已安装的库）导出为一个文件，方便与其他人共享项目环境。

基础语法

注释

单行注释

# 第一个注释
print ("Hello, Python!") # 第二个注释

多行注释

# 第一个注释
# 第二个注释
 
'''
第三注释
第四注释
'''
 
"""
第五注释
第六注释
"""

行与缩进

python最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号 {} 。

缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。

if True:
    print ("True")
else:
    print ("False")

多行语句

Python 通常是一行写完一条语句，但如果语句很长，我们可以使用反斜杠 \ 来实现多行语句，例如：

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

在 [], {}, 或 () 中的多行语句，不需要使用反斜杠 \，例如：

total = ['item_one', 'item_two', 'item_three',
        'item_four', 'item_five']

同一行显示多条语句

import sys; x = 'runoob'; sys.stdout.write(x + '\n')

输入/输出

x=input("输入x:")
print(x)

import 与 from...import

将整个模块(somemodule)导入，格式为： import somemodule

从某个模块中导入某个函数,格式为： from somemodule import somefunction

从某个模块中导入多个函数,格式为： from somemodule import firstfunc, secondfunc, thirdfunc

将某个模块中的全部函数导入，格式为： from somemodule import *

import sys
from sys import argv, path  # 导入特定的成员

print('================Python import mode==========================')
print('命令行参数为:')
print('path:', path)  # 因为已经导入path成员，所以此处引用时不需要加sys.path
for i in sys.argv:
    print(i)
print('\n python 路径为', sys.path)

多个变量赋值

Python允许你同时为多个变量赋值。例如：

a = b = c = 1

以上实例，创建一个整型对象，值为 1，从后向前赋值，三个变量被赋予相同的数值。

您也可以为多个对象指定多个变量。例如：

a, b, c = 1, 2, "runoob"

数据类型

数字类型

  • int (整数), 如 1, 只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 python2 中的 Long。
  • bool (布尔), 如 True。
  • float (浮点数), 如 1.23、3E-2
  • complex (复数), 如 1 + 2j、 1.1 + 2.2j

数字转换

  • int(x) 将x转换为一个整数。
  • float(x) 将x转换到一个浮点数。
  • complex(x) 将x转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 0。
  • complex(x, y) 将 x 和 y 转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式。

数学函数

函数 返回值 ( 描述 )
abs(x) 返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
ceil(x) 返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
cmp(x, y) 如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃，使用 (x>y)-(x<y) 替换。
exp(x) 返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x) 以浮点数形式返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x) 返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
log(x) 如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
log10(x) 返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
max(x1, x2,...) 返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,...) 返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
modf(x) 返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。
pow(x, y) x**y 运算后的值。
[round(x ,n]) 返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数。其实准确的说是保留值将保留到离上一位更近的一端。
sqrt(x) 返回数字x的平方根。

随机数函数

函数 描述
choice(seq) 从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。
[randrange (start,] stop [,step]) 从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数默认值为 1
random() 随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。
[seed(x]) 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。
shuffle(lst) 将序列的所有元素随机排序
uniform(x, y) 随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。

三角函数

函数 描述
acos(x) 返回x的反余弦弧度值。
asin(x) 返回x的反正弦弧度值。
atan(x) 返回x的反正切弧度值。
atan2(y, x) 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。
cos(x) 返回x的弧度的余弦值。
hypot(x, y) 返回欧几里德范数 sqrt(xx + yy)。
sin(x) 返回的x弧度的正弦值。
tan(x) 返回x弧度的正切值。
degrees(x) 将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0
radians(x) 将角度转换为弧度

数学常量

常量 描述
pi 数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示）
e 数学常量 e，e即自然常数（自然常数）。

bool

  • 布尔类型只有两个值：True 和 False。

  • bool 是 int 的子类，因此布尔值可以被看作整数来使用，其中 True 等价于 1。

  • 布尔类型可以和其他数据类型进行比较，比如数字、字符串等。在比较时，Python 会将 True 视为 1，False 视为 0。

  • 布尔类型可以和逻辑运算符一起使用，包括 and、or 和 not。这些运算符可以用来组合多个布尔表达式，生成一个新的布尔值。

  • 布尔类型也可以被转换成其他数据类型，比如整数、浮点数和字符串。在转换时，True 会被转换成 1，False 会被转换成 0。

  • 可以使用 bool() 函数将其他类型的值转换为布尔值。以下值在转换为布尔值时为 False：None、False、零 (0、0.0、0j)、空序列（如 ''、()、[]）和空映射（如 {}）。其他所有值转换为布尔值时均为 True。

  • 注意: 在 Python 中，所有非零的数字和非空的字符串、列表、元组等数据类型都被视为 True，只有 0、空字符串、空列表、空元组等被视为 False。因此，在进行布尔类型转换时，需要注意数据类型的真假性。

    # 布尔类型的值和类型
a = True
b = False
print(type(a))  # <class 'bool'>
print(type(b))  # <class 'bool'>

# 布尔类型的整数表现
print(int(True))  # 1
print(int(False))  # 0

# 使用 bool() 函数进行转换
print(bool(0))  # False
print(bool(42))  # True
print(bool(''))  # False
print(bool('Python'))  # True
print(bool([]))  # False
print(bool([1, 2, 3]))  # True

# 布尔逻辑运算
print(True and False)  # False
print(True or False)  # True
print(not True)  # False

# 布尔比较运算
print(5 > 3)  # True
print(2 == 2)  # True
print(7 < 4)  # False

# 布尔值在控制流中的应用
if True:
    print("This will always print")

if not False:
    print("This will also always print")

x = 10
if x:
    print("x is non-zero and thus True in a boolean context")

字符串

  • Python 中单引号 ' 和双引号 " 使用完全相同。
  • 使用三引号(''' 或 """)可以指定一个多行字符串。
  • 转义符 \ 。
  • 反斜杠可以用来转义，使用 r 可以让反斜杠不发生转义。 如 r"this is a line with \n" 则 \n 会显示，并不是换行。
  • 按字面意义级联字符串，如 "this " "is " "string" 会被自动转换为 this is string。
  • 字符串可以用 + 运算符连接在一起，用 ***** 运算符重复。
  • Python 中的字符串有两种索引方式，从左往右以 0 开始，从右往左以 -1 开始。
  • Python 中的字符串不能改变。
  • Python 没有单独的字符类型，一个字符就是长度为 1 的字符串。
  • 字符串切片 str[start:end]，其中 start（包含）是切片开始的索引，end（不包含）是切片结束的索引。
  • 字符串的切片可以加上步长参数 step，语法格式如下：str[start : end : step]

[::]

str = '123456789'

print(str)  # 输出字符串

print(str[0])  # 输出字符串第一个字符
print(str[-2])

print(str[2:])  # 输出从第三个开始后的所有字符
print(str[:2])  # 输出从第三个之前的所有字符
print(str[2:5])  # 输出从第三个开始到第六个的字符（不包含）
print(str[0:-1])  # 输出第一个到倒数第二个的所有字符

print(str[1:5:2])  # 输出从第二个开始到第五个且每隔一个的字符（步长为2）
print(str[::2]) #输出从第一个开始，每隔一个的字符

计算

print(str * 2)             # 输出字符串两次
print(str + '你好')         # 连接字符串

r

t('hello\nrunoob')      # 使用反斜杠(\)+n转义特殊字符
print(r'hello\nrunoob')     # 在字符串前面添加一个 r，表示原始字符串，不会发生转义

转义字符

转义字符 描述 实例
(在行尾时) 续行符 >>> print("line1 \ ... line2 \ ... line3") line1 line2 line3 >>>
\ 反斜杠符号 >>> print("\\") \
' 单引号 >>> print('\'') '
" 双引号 >>> print("\"") "
\a 响铃 >>> print("\a")执行后电脑有响声。
\b 退格(Backspace) >>> print("Hello \b World!") Hello World!
\000 空 >>> print("\000") >>>
\n 换行 >>> print("\n") >>>
\v 纵向制表符 >>> print("Hello \v World!") Hello World! >>>
\t 横向制表符 >>> print("Hello \t World!") Hello World! >>>
\r 回车，将 \r 后面的内容移到字符串开头，并逐一替换开头部分的字符，直至将 \r 后面的内容完全替换完成。 >>> print("Hello\rWorld!") World! >>> print('google runoob taobao\r123456') 123456 runoob taobao
\f 换页 >>> print("Hello \f World!") Hello World! >>>
\yyy 八进制数，y 代表 0~7 的字符，例如：\012 代表换行。 >>> print("\110\145\154\154\157\40\127\157\162\154\144\41") Hello World!
\xyy 十六进制数，以 \x 开头，y 代表的字符，例如：\x0a 代表换行 >>> print("\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64\x21") Hello World!
\other 其它的字符以普通格式输出

字符串运算符

操作符 描述 实例
+ 字符串连接 a + b 输出结果： HelloPython
* 重复输出字符串 a*2 输出结果：HelloHello
[] 通过索引获取字符串中字符 a[1] 输出结果 e
[ : ] 截取字符串中的一部分，遵循左闭右开原则，str[0:2] 是不包含第 3 个字符的。 a[1:4] 输出结果 ell
in 成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True 'H' in a 输出结果 True
not in 成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True 'M' not in a 输出结果 True
r/R 原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。 print( r'\n' ) print( R'\n' )
% 格式字符串

字符串格式化

print ("我叫 %s 今年 %d 岁!" % ('小明', 10))
符 号 描述
%c 格式化字符及其ASCII码
%s 格式化字符串
%d 格式化整数
%u 格式化无符号整型
%o 格式化无符号八进制数
%x 格式化无符号十六进制数
%X 格式化无符号十六进制数（大写）
%f 格式化浮点数字，可指定小数点后的精度
%e 用科学计数法格式化浮点数
%E 作用同%e，用科学计数法格式化浮点数
%g %f和%e的简写
%G %f 和 %E 的简写
%p 用十六进制数格式化变量的地址

格式化操作符辅助指令:

符号 功能
* 定义宽度或者小数点精度
- 用做左对齐
+ 在正数前面显示加号( + )
在正数前面显示空格
# 在八进制数前面显示零('0')，在十六进制前面显示'0x'或者'0X'(取决于用的是'x'还是'X')
0 显示的数字前面填充'0'而不是默认的空格
% '%%'输出一个单一的'%'
(var) 映射变量(字典参数)
m.n. m 是显示的最小总宽度,n 是小数点后的位数(如果可用的话)

三引号

允许一个字符串跨多行，字符串中可以包含换行符、制表符以及其他特殊字符

para_str = """这是一个多行字符串的实例
多行字符串可以使用制表符
TAB ( \t )。
也可以使用换行符 [ \n ]。
"""
print (para_str)

这是一个多行字符串的实例
多行字符串可以使用制表符
TAB ( 	 )。
也可以使用换行符 [ 
 ]。

f-string

f-string 是 python3.6 之后版本添加的，称之为字面量格式化字符串，是新的格式化字符串的语法。

之前我们习惯用百分号 (%):

name = 'Runoob'
'Hello %s' % name

f-string 格式化字符串以 f 开头，后面跟着字符串，字符串中的表达式用大括号 {} 包起来，它会将变量或表达式计算后的值替换进去，实例如下：

>>> name = 'Runoob'
>>> f'Hello {name}'  # 替换变量
'Hello Runoob'
>>> f'{1+2}'         # 使用表达式
'3'

>>> w = {'name': 'Runoob', 'url': 'www.runoob.com'}
>>> f'{w["name"]}: {w["url"]}'
'Runoob: www.runoob.com'

用了这种方式明显更简单了，不用再去判断使用 %s，还是 %d。

在 Python 3.8 的版本中可以使用 = 符号来拼接运算表达式与结果：

>>> x = 1
>>> print(f'{x+1}')   # Python 3.6
2

>>> x = 1
>>> print(f'{x+1=}')   # Python 3.8
x+1=2

Unicode 字符串

在Python2中，普通字符串是以8位ASCII码进行存储的，而Unicode字符串则存储为16位unicode字符串，这样能够表示更多的字符集。使用的语法是在字符串前面加上前缀 u。

在Python3中，所有的字符串都是Unicode字符串。

函数

序号 方法及描述
1 capitalize() 将字符串的第一个字符转换为大写
2 center(width, fillchar)返回一个指定的宽度 width 居中的字符串，fillchar 为填充的字符，默认为空格。
3 count(str, beg= 0,end=len(string)) 返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数
4 bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict") Python3 中没有 decode 方法，但我们可以使用 bytes 对象的 decode() 方法来解码给定的 bytes 对象，这个 bytes 对象可以由 str.encode() 来编码返回。
5 encode(encoding='UTF-8',errors='strict') 以 encoding 指定的编码格式编码字符串，如果出错默认报一个ValueError 的异常，除非 errors 指定的是'ignore'或者'replace'
6 endswith(suffix, beg=0, end=len(string)) 检查字符串是否以 suffix 结束，如果 beg 或者 end 指定则检查指定的范围内是否以 suffix 结束，如果是，返回 True,否则返回 False。
7 expandtabs(tabsize=8) 把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8 。
8 find(str, beg=0, end=len(string)) 检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end ，则检查是否包含在指定范围内，如果包含返回开始的索引值，否则返回-1
9 index(str, beg=0, end=len(string)) 跟find()方法一样，只不过如果str不在字符串中会报一个异常。
10 isalnum() 如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返 回 True，否则返回 False
11 isalpha() 如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或中文字则返回 True, 否则返回 False
12 isdigit() 如果字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False..
13 islower() 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True，否则返回 False
14 isnumeric() 如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False
15 isspace() 如果字符串中只包含空白，则返回 True，否则返回 False.
16 istitle() 如果字符串是标题化的(见 title())则返回 True，否则返回 False
17 isupper() 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True，否则返回 False
18 join(seq) 以指定字符串作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串
19 len(string) 返回字符串长度
20 [ljust(width, fillchar]) 返回一个原字符串左对齐,并使用 fillchar 填充至长度 width 的新字符串，fillchar 默认为空格。
21 lower() 转换字符串中所有大写字符为小写.
22 lstrip() 截掉字符串左边的空格或指定字符。
23 maketrans() 创建字符映射的转换表，对于接受两个参数的最简单的调用方式，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。
24 max(str) 返回字符串 str 中最大的字母。
25 min(str) 返回字符串 str 中最小的字母。
26 [replace(old, new , max]) 把 将字符串中的 old 替换成 new,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。
27 rfind(str, beg=0,end=len(string)) 类似于 find()函数，不过是从右边开始查找.
28 rindex( str, beg=0, end=len(string)) 类似于 index()，不过是从右边开始.
29 [rjust(width,, fillchar]) 返回一个原字符串右对齐,并使用fillchar(默认空格）填充至长度 width 的新字符串
30 rstrip() 删除字符串末尾的空格或指定字符。
31 split(str="", num=string.count(str)) 以 str 为分隔符截取字符串，如果 num 有指定值，则仅截取 num+1 个子字符串
32 [splitlines(keepends]) 按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符。
33 startswith(substr, beg=0,end=len(string)) 检查字符串是否是以指定子字符串 substr 开头，是则返回 True，否则返回 False。如果beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查。
34 [strip(chars]) 在字符串上执行 lstrip()和 rstrip()
35 swapcase() 将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写
36 title() 返回"标题化"的字符串,就是说所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写(见 istitle())
37 translate(table, deletechars="") 根据 table 给出的表(包含 256 个字符)转换 string 的字符, 要过滤掉的字符放到 deletechars 参数中
38 upper() 转换字符串中的小写字母为大写
39 zfill (width) 返回长度为 width 的字符串，原字符串右对齐，前面填充0
40 isdecimal() 检查字符串是否只包含十进制字符，如果是返回 true，否则返回 false。

列表

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。

列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。列表中元素的类型可以不相同，它支持数字，字符串甚至可以包含列表（所谓嵌套）。

列表是写在方括号 [] 之间、用逗号分隔开的元素列表。

和字符串一样，列表同样可以被索引和截取，列表被截取后返回一个包含所需元素的新列表。

定义列表

list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2 ]  # 定义一个列表

使用列表

列表截取的语法格式如下：

变量[头下标:尾下标]

索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。

更新列表

list = ['Google', 'Runoob', 1997, 2000]

print ("第三个元素为 : ", list[2])
list[2] = 2001
print ("更新后的第三个元素为 : ", list[2])

list1 = ['Google', 'Runoob', 'Taobao']
list1.append('Baidu')
print ("更新后的列表 : ", list1)

删除列表

list = ['Google', 'Runoob', 1997, 2000]
 
print ("原始列表 : ", list)
del list[2]
print ("删除第三个元素 : ", list)

列表脚本操作符

列表对 + 和 * 的操作符与字符串相似。+ 号用于组合列表，* 号用于重复列表。

如下所示：

Python 表达式 结果 描述
len([1, 2, 3]) 3 长度
[1, 2, 3] + [4, 5, 6] [1, 2, 3, 4, 5, 6] 组合
['Hi!'] * 4 ['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!'] 重复
3 in [1, 2, 3] True 元素是否存在于列表中
for x in [1, 2, 3]: print(x, end=" ") 1 2 3

列表方法

Python包含以下函数:

序号 函数
1 len(list) 列表元素个数
2 max(list) 返回列表元素最大值
3 min(list) 返回列表元素最小值
4 list(seq) 将元组转换为列表

Python包含以下方法:

序号 方法
1 list.append(obj) 在列表末尾添加新的对象
2 list.count(obj) 统计某个元素在列表中出现的次数
3 list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
4 list.index(obj) 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
5 list.insert(index, obj) 将对象插入列表
6 [list.pop(index=-1]) 移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
7 list.remove(obj) 移除列表中某个值的第一个匹配项
8 list.reverse() 反向列表中元素
9 list.sort( key=None, reverse=False) 对原列表进行排序
10 list.clear() 清空列表
11 list.copy() 复制列表

元组

元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号 () 里，元素之间用逗号隔开。

注意：

  • 1、与字符串一样，元组的元素不能修改。
  • 2、元组也可以被索引和切片，方法一样。
  • 3、注意构造包含 0 或 1 个元素的元组的特殊语法规则。
  • 4、元组也可以使用 + 操作符进行拼接。
tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2  )
tinytuple = (123, 'runoob')

print (tuple)             # 输出完整元组
print (tuple[0])          # 输出元组的第一个元素
print (tuple[1:3])        # 输出从第二个元素开始到第三个元素
print (tuple[2:])         # 输出从第三个元素开始的所有元素
print (tinytuple * 2)     # 输出两次元组
print (tuple + tinytuple) # 连接元组

元组内置函数

Python元组包含了以下内置函数

序号 方法及描述 实例
1 len(tuple) 计算元组元素个数。 >>> tuple1 = ('Google', 'Runoob', 'Taobao') >>> len(tuple1) 3 >>>
2 max(tuple) 返回元组中元素最大值。 >>> tuple2 = ('5', '4', '8') >>> max(tuple2) '8' >>>
3 min(tuple) 返回元组中元素最小值。 >>> tuple2 = ('5', '4', '8') >>> min(tuple2) '4' >>>
4 tuple(iterable) 将可迭代系列转换为元组。 >>> list1= ['Google', 'Taobao', 'Runoob', 'Baidu'] >>> tuple1=tuple(list1) >>> tuple1 ('Google', 'Taobao', 'Runoob', 'Baidu')

集合

Python 中的集合（Set）是一种无序、可变的数据类型，用于存储唯一的元素。

集合中的元素不会重复，并且可以进行交集、并集、差集等常见的集合操作。

在 Python 中，集合使用大括号 {} 表示，元素之间用逗号 , 分隔。

另外，也可以使用 set() 函数创建集合。

**注意：**创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

创建格式：

parame = {value01,value02,...}
或者
set(value)

使用

sites = {'Google', 'Taobao', 'Runoob', 'Facebook', 'Zhihu', 'Baidu'}

print(sites)   # 输出集合，重复的元素被自动去掉

# 成员测试
if 'Runoob' in sites :
    print('Runoob 在集合中')
else :
    print('Runoob 不在集合中')


# set可以进行集合运算
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')

print(a)

print(a - b)     # a 和 b 的差集

print(a | b)     # a 和 b 的并集

print(a & b)     # a 和 b 的交集

print(a ^ b)     # a 和 b 中不同时存在的元素

结果：
{'Zhihu', 'Baidu', 'Taobao', 'Runoob', 'Google', 'Facebook'}
Runoob 在集合中
{'b', 'c', 'a', 'r', 'd'}
{'r', 'b', 'd'}
{'b', 'c', 'a', 'z', 'm', 'r', 'l', 'd'}
{'c', 'a'}
{'z', 'b', 'm', 'r', 'l', 'd'}

1、添加元素

语法格式如下：

s.add( x )

还有一个方法，也可以添加元素，且参数可以是列表，元组，字典等，语法格式如下：

s.update( x )

x 可以有多个，用逗号分开。

2、移除元素

语法格式如下：

s.remove( x )

将元素 x 从集合 s 中移除，如果元素不存在，则会发生错误。

此外还有一个方法也是移除集合中的元素，且如果元素不存在，不会发生错误。格式如下所示：

s.discard( x )

我们也可以设置随机删除集合中的一个元素，语法格式如下：

s.pop()

3、计算集合元素个数

语法格式如下：

len(s)

4、清空集合

语法格式如下：

s.clear()

5、判断元素是否在集合中存在

语法格式如下：

x in s

判断元素 x 是否在集合 s 中，存在返回 True，不存在返回 False。

集合内置方法完整列表

方法 描述
add() 为集合添加元素
clear() 移除集合中的所有元素
copy() 拷贝一个集合
difference() 返回多个集合的差集
difference_update() 移除集合中的元素，该元素在指定的集合也存在。
discard() 删除集合中指定的元素
intersection() 返回集合的交集
intersection_update() 返回集合的交集。
isdisjoint() 判断两个集合是否包含相同的元素，如果没有返回 True，否则返回 False。
issubset() 判断指定集合是否为该方法参数集合的子集。
issuperset() 判断该方法的参数集合是否为指定集合的子集
pop() 随机移除元素
remove() 移除指定元素
symmetric_difference() 返回两个集合中不重复的元素集合。
symmetric_difference_update() 移除当前集合中在另外一个指定集合相同的元素，并将另外一个指定集合中不同的元素插入到当前集合中。
union() 返回两个集合的并集
update() 给集合添加元素
len() 计算集合元素个数

字典

字典（dictionary）是Python中另一个非常有用的内置数据类型。

列表是有序的对象集合，字典是无序的对象集合。两者之间的区别在于：字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。

字典是一种映射类型，字典用 { } 标识，它是一个无序的 键(key) : 值(value) 的集合。

键(key)必须使用不可变类型。

在同一个字典中，键(key)必须是唯一的。

注意：

  • 1、字典是一种映射类型，它的元素是键值对。
  • 2、字典的关键字必须为不可变类型，且不能重复。
  • 3、创建空字典使用 { }。
dict = {}
dict['one'] = "1 - 菜鸟教程"
dict[2] = "2 - 菜鸟工具"

tinydict = {'name': 'runoob', 'code': 1, 'site': 'www.runoob.com'}

print(dict['one'])  # 输出键为 'one' 的值
print(dict[2])  # 输出键为 2 的值
print(tinydict)  # 输出完整的字典
print(tinydict.keys())  # 输出所有键
print(tinydict.values())  # 输出所有值

del tinydict['Name'] # 删除键 'Name'
tinydict.clear()     # 清空字典
del tinydict         # 删除字典

结果:
1 - 菜鸟教程
2 - 菜鸟工具
{'name': 'runoob', 'code': 1, 'site': 'www.runoob.com'}
dict_keys(['name', 'code', 'site'])
dict_values(['runoob', 1, 'www.runoob.com'])


tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'}

字典内置函数&方法

Python字典包含了以下内置函数：

序号 函数及描述 实例
1 len(dict) 计算字典元素个数，即键的总数。 >>> tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'} >>> len(tinydict) 3
2 str(dict) 输出字典，可以打印的字符串表示。 >>> tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'} >>> str(tinydict) "{'Name': 'Runoob', 'Class': 'First', 'Age': 7}"
3 type(variable) 返回输入的变量类型，如果变量是字典就返回字典类型。 >>> tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'} >>> type(tinydict) <class 'dict'>

Python字典包含了以下内置方法：

序号 函数及描述
1 dict.clear() 删除字典内所有元素
2 dict.copy() 返回一个字典的浅复制
3 dict.fromkeys() 创建一个新字典，以序列seq中元素做字典的键，val为字典所有键对应的初始值
4 dict.get(key, default=None) 返回指定键的值，如果键不在字典中返回 default 设置的默认值
5 key in dict 如果键在字典dict里返回true，否则返回false
6 dict.items() 以列表返回一个视图对象
7 dict.keys() 返回一个视图对象
8 dict.setdefault(key, default=None) 和get()类似, 但如果键不存在于字典中，将会添加键并将值设为default
9 dict.update(dict2) 把字典dict2的键/值对更新到dict里
10 dict.values() 返回一个视图对象
11 [pop(key,default]) 删除字典 key（键）所对应的值，返回被删除的值。
12 popitem() 返回并删除字典中的最后一对键和值。

bytes 类型

在 Python3 中，bytes 类型表示的是不可变的二进制序列（byte sequence）。

与字符串类型不同的是，bytes 类型中的元素是整数值（0 到 255 之间的整数），而不是 Unicode 字符。

bytes 类型通常用于处理二进制数据，比如图像文件、音频文件、视频文件等等。在网络编程中，也经常使用 bytes 类型来传输二进制数据。

创建 bytes 对象的方式有多种，最常见的方式是使用 b 前缀：

此外，也可以使用 bytes() 函数将其他类型的对象转换为 bytes 类型。bytes() 函数的第一个参数是要转换的对象，第二个参数是编码方式，如果省略第二个参数，则默认使用 UTF-8 编码：

x = bytes("hello", encoding="utf-8")

与字符串类型类似，bytes 类型也支持许多操作和方法，如切片、拼接、查找、替换等等。同时，由于 bytes 类型是不可变的，因此在进行修改操作时需要创建一个新的 bytes 对象。例如：

x = b"hello"
y = x[1:3] # 切片操作，得到 b"el"
z = x + b"world" # 拼接操作，得到 b"helloworld"

需要注意的是，bytes 类型中的元素是整数值，因此在进行比较操作时需要使用相应的整数值。例如：

x = b"hello"
if x[0] == ord("h"):
  print("The first element is 'h'")

其中 ord() 函数用于将字符转换为相应的整数值。

数据类型转换

函数 描述
int(s) 将x转换为一个整数
float(x) 将x转换到一个浮点数
complex 创建一个复数
str(x) 将对象 x 转换为字符串
repr(x) 将对象 x 转换为表达式字符串
eval(str) 用来计算在字符串中的有效Python表达式,并返回一个对象
tuple(s) 将序列 s 转换为一个元组
list(s) 将序列 s 转换为一个列表
set(s) 转换为可变集合
dict(d) 创建一个字典。d 必须是一个 (key, value)元组序列。
frozenset(s) 转换为不可变集合
chr(x) 将一个整数转换为一个字符
ord(x) 将一个字符转换为它的整数值
hex(x) 将一个整数转换为一个十六进制字符串
oct(x) 将一个整数转换为一个八进制字符串

运算符

算术运算符

运算符 描述 实例
+ 加 - 两个对象相加 a + b 输出结果 31
- 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 a - b 输出结果 -11
* 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 a * b 输出结果 210
/ 除 - x 除以 y b / a 输出结果 2.1
% 取模 - 返回除法的余数 b % a 输出结果 1
** 幂 - 返回x的y次幂 a**b 为10的21次方
// 取整除 - 往小的方向取整数

比较运算符

运算符 描述 实例
== 等于 - 比较对象是否相等 (a == b) 返回 False。
!= 不等于 - 比较两个对象是否不相等 (a != b) 返回 True。
> 大于 - 返回x是否大于y (a > b) 返回 False。
< 小于 - 返回x是否小于y。所有比较运算符返回1表示真，返回0表示假。这分别与特殊的变量True和False等价。注意，这些变量名的大写。 (a < b) 返回 True。
>= 大于等于 - 返回x是否大于等于y。 (a >= b) 返回 False。
<= 小于等于 - 返回x是否小于等于y。 (a <= b) 返回 True。

赋值运算符

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
%= 取模赋值运算符 c %= a 等效于 c = c % a
**= 幂赋值运算符 c ** = a 等效于 c = c ** a
//= 取整除赋值运算符 c //= a 等效于 c = c // a
:= 海象运算符，这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值，Python3.8 版本新增运算符。 
n = 10
# 使用海象运算符
if (n := 10) > 5:
    print(n)

位运算符

运算符 描述 实例
& 按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0 (a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100
| 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。 (a | b) 输出结果 61 ，二进制解释： 0011 1101
^ 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1 (a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001
~ 按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。~x 类似于 -x-1 (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。
<< 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。 a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000
>> 右移动运算符：把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位，">>"右边的数指定移动的位数 a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111

逻辑运算符

运算符 逻辑表达式 描述 实例
and x and y 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 x 的值，否则返回 y 的计算值。 (a and b) 返回 20。
or x or y 布尔"或" - 如果 x 是 True，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。 (a or b) 返回 10。
not not x 布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。 not(a and b) 返回 False

成员运算符

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。 x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 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。 x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。

身份运算符

运算符 描述 实例
is is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象 x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False
is not is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 x is not y ， 类似 id(x) != id(y)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False。

运算符优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符， 相同单元格内的运算符具有相同优先级。 运算符均指二元运算，除非特别指出。 相同单元格内的运算符从左至右分组（除了幂运算是从右至左分组）：

运算符 描述
(expressions...),[expressions...], {key: value...}, {expressions...} 圆括号的表达式
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute 读取，切片，调用，属性引用
await x await 表达式
** 乘方(指数)
+x, -x, ~x 正，负，按位非 NOT
*, @, /, //, % 乘，矩阵乘，除，整除，取余
+, - 加和减
<<, >> 移位
& 按位与 AND
^ 按位异或 XOR
` `
in,not in, is,is not, <, <=, >, >=, !=, == 比较运算，包括成员检测和标识号检测
not x 逻辑非 NOT
and 逻辑与 AND
or 逻辑或 OR
if -- else 条件表达式
lambda lambda 表达式
:= 赋值表达式

条件、循环

if

if condition_1: statement_block_1 elif condition_2: statement_block_2 else: statement_block_3

  • 如果 "condition_1" 为 True 将执行 "statement_block_1" 块语句
  • 如果 "condition_1" 为False，将判断 "condition_2"
  • 如果"condition_2" 为 True 将执行 "statement_block_2" 块语句
  • 如果 "condition_2" 为False，将执行"statement_block_3"块语句

Python 中用 elif 代替了 else if，所以if语句的关键字为：if – elif – else。

注意：

  • 1、每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
  • 2、使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
  • 3、在 Python 中没有 switch...case 语句，但在 Python3.10 版本添加了 match...case，功能也类似，详见下文。
var1 = 100
if var1:
    print("1 - if 表达式条件为 true")
    print(var1)

var2 = 0
if var2:
    print("2 - if 表达式条件为 true")
    print(var2)
print("Good bye!")

match...case

Python 3.10 增加了 match...case 的条件判断，不需要再使用一连串的 if-else 来判断了。

match 后的对象会依次与 case 后的内容进行匹配，如果匹配成功，则执行匹配到的表达式，否则直接跳过，_ 可以匹配一切。

语法格式如下：

match subject:
    case <pattern_1>:
        <action_1>
    case <pattern_2>:
        <action_2>
    case <pattern_3>:
        <action_3>
    case _:
        <action_wildcard>

case _: 类似于 C 和 Java 中的 default:，当其他 case 都无法匹配时，匹配这条，保证永远会匹配成功。

while 循环

Python 中 while 语句的一般形式：

while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……

while 循环使用 else 语句

如果 while 后面的条件语句为 false 时，则执行 else 的语句块。

语法格式如下：

while <expr>:
    <statement(s)>
else:
    <additional_statement(s)>

expr 条件语句为 true 则执行 statement(s) 语句块，如果为 false，则执行 additional_statement(s)

for 语句

Python for 循环可以遍历任何可迭代对象，如一个列表或者一个字符串。

for循环的一般格式如下：

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

for...else

在 Python 中，for...else 语句用于在循环结束后执行一段代码。

语法格式如下：

for item in iterable:
    # 循环主体
else:
    # 循环结束后执行的代码

range() 函数

如果你需要遍历数字序列，可以使用内置 range() 函数。它会生成数列，例如:

for i in range(5):
    print(i)
输出1-5

pass 语句

Python pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句

类

isinstance 和 type

  • type()不会认为子类是一种父类类型。
  • isinstance()会认为子类是一种父类类型。