python 3.7.5 官方tutorial 學習筆記

用了好久python，還沒有完整看過官方的tutorial，這幾天抽空看了下，還是學到些東西

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Table of Contents

1 課前甜點

Python 代碼通常比 C 系語言短的原因
1. 高級數據類型允許在一個表達式中表示覆雜的操作
2. 代碼塊的劃分是按照縮進
3. 不需要預定義變量

2 使用 Python 解釋器

2.1 調用解釋器

EOF unix C-d windows C-z
執行 Python 代碼 python -c command [arg]
把 Python 模塊當腳本使用 python -m module [arg]
執行腳本後進入交互模式 python -i 1.py

2.1.1 傳入參數

sys.argv sys.argv[0] 是程序名

2.1.2 交互模式

2.2 解釋器的運行環境

2.2.1 源文件的字符編碼

默認編碼就是 utf-8 必須放在第一行或者 UNIX “shebang” 後

3 Python 的非正式介紹

註釋 #

3.1 Python 作爲計算器使用

3.1.1 數字

除法 / 永遠返回浮點數類型 // floor division
乘方 **
交互模式下,上一次被執行顯示的表達式的值會被保存在 _
Python 內置對複數的支持 3+5j

3.1.2 字符串

原始字符串
三重引號會自動包含換行,可以在行尾加反斜槓防止換行
相鄰的兩個字符串字面值會自動連接到一起
通過索引取得的單個字符是一個長度爲一的字符串
切片中越界索引會被自動處理
Python 中字符串是不可修改的,如果需要一個不同的字符串,應當新建一個 a = “heheda” b = a[:-1] + “b”

3.1.3 列表

列表的切片都返回一個新列表
列表支持使用 + 拼接其他列表
可以給列表切片賦值,這樣可以改變列表大小,甚至清空整個列表
```
a = [1, 2, 3, 4]
a[1:3] = [4, 5]
a[:] = []
```

3.2 走向編程的第一步

3.2.1 多重賦值

3.2.2 print

print 會在多個參數間加空格可以傳入 end 參數指定結尾替換換行的字符串

4 其他流程控制工具

4.1 if 語句

輸入 aa = input(“input: ”)
if if elif else

4.2 for 語句

Python 中的 for 是對任意序列進行迭代

如果在循環內需要修改序列中的值,推薦先拷貝一份副本

words = ['aaa', 'bbb', 'ccccccc']
for w in words[:]:
    if len(w) > 5:
        words.insert(0, w)

4.3 range() 函數

range(0, 10, 3) 0, 3, 6, 9

以序列的索引迭代

a = ['a', 'b', 'c']
for i in range(len(a)):
    print(i, a[i])

for i, v in enumerate(a):
    print(i, v)

range() 返回的不是列表,是一個可迭代對象

4.4 break 和 continue 語句,以及循環中的 else 子句

else 子句 else 子句會在未執行 break,循環結束時執行

4.5 pass 語句

pass 通常用於創建最小的類 class MyEmptyClass: pass
pass 也用於寫代碼時作爲函數或條件子句體的佔位符,保持在更抽象的層次上思考

4.6 定義函數

文檔字符串
全局變量和外部函數的變量可以被引用,但是不能在函數內部直接賦值
函數的重命名機制
沒有 return, 函數會返回 None
列表方法 append() 比 + 效率高

4.7 函數定義的更多形式

4.7.1 參數默認值

in 測試一個序列是否包含某個值
默認值時在定義過程中在函數定義處計算的,而不是調用時
默認值只執行一次,如果是可變對象,比如列表,就可以在後續調用之間共享默認值類似於 c 中的靜態變量
```
def f(a, L=[]):
    print(a)
    L.append(a)
    print(L)

f(1)
f(2)
f(3)
f(4)
```

4.7.2 關鍵字參數

關鍵字參數必須在位置參數後
形參 * **

4.7.3 任意的參數列表

任意的參數列表 *args 一般位於形式參數列表的末尾,只有關鍵字參數能出現在其後

4.7.4 解包參數列表

使用* 從列表或元組中解包參數 args = [3, 6] range(*args)
使用** 從字典解包參數

4.7.5 Lambda 表達式

閉包

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

f = make_incrementor(33)
f(0)

傳遞一個函數作爲參數

pairs = [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three')]
pairs.sort(key=lambda pair: pair[1])

4.7.6 文檔字符串

一些約定第一行簡要描述對像的目的,大寫字母開頭,句點結尾第二行空白,後面幾行是一個或多個段落,描述調用約定,副作用等

4.7.7 函數標註

標註不會對代碼有實質影響,只是給人看

def f(ham: str, eggs: str = "eggs") -> str:
    print(f.__annotations__)
    return ham + ' and ' + eggs

4.8 小插曲: 編碼風格

使用 4 空格縮進,而不是製表符
一行不超過 79 個字符(可以在較大顯示器並排放置多個代碼文件)
使用空行分割函數和類,以及函數內的較大的代碼塊
儘量把註釋放到單獨的一行
使用文檔字符串
在運算符前後和逗號後使用空格
函數和類命名應使用一致規則類 UpperCamelCase 函數 lowercase_with_underscores
一般不另外設置代碼的編碼
不要在標識符中使用非 ASCII 字符

5 數據結構

5.1 列表的更多特性

列表對象方法的清單 list.append(x) list.extend(iterable) list.insert(i, x) list.remove(x) list.pop([i]) list.clear() list.index(x[, start[, end]]) list.count(x) list.sort(key=None, reverse=False) list.reverse() list.copy()

5.1.1 列表作爲棧使用

list.append(x) list.pop()

5.1.2 列表作爲隊列使用

在列表開頭插入或彈出元素很慢

from collections import deque
queue = deque(['aaa', 'bbb', 'ccc'])
queue.append('ddd')
queue.popleft()

5.1.3 列表推導式

for 循環後,循環變量還存在
列表推導式中,for 和 if 順序和展開形式的順序是一致的
如果表達式是一個元組,需要加括號

5.1.4 嵌套的列表推導式

a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
print(list(zip(a, b)))

5.2 del 語句

del 可以刪除指定索引的元素
del 可以刪除切片指定的範圍
del a[:]
del a

5.3 元組和序列

元組通常包含不同種類的元素,列表的元素一般是同種類型
空元組可以直接被一對圓括號創建
元組輸入時圓括號可有可無

5.4 集合

set()
集合操作 a | b a - b a & b a ^ b
集合推導式 a = {x for x in ’abcdedd’ if x not in ’abc’}

5.5 字典

只要不包含不可變對象,都可以作爲鍵

5.6 循環的技巧

字典循環時,可以用 items() 方法把關鍵字和值同時取出
序列循環時,可以用 enumerate()函數將索引和值同時取出
要同時在多個序列中循環時,可以用 zip()函數
如果要逆向一個序列,可以使用 reversed()函數
sorted()函數可以返回一個新的排好序的序列
在循環時想修改列表內容,最好創建新列表

5.7 深入條件控制

in 和 not in
is 和 is not 比較是不是同一個對象
比較操作可以傳遞

5.8 比較序列和其他類型

序列也可以比較

6 模塊

如果經常使用某個導入的函數,可以賦值給一個局部變量重命名

6.1 更多有關模塊的信息

幾種導入方式

from fibo import fib, fib2
from fibo import *
import fibo as fib
from fibo import fib as fibonacci

每個模塊在每個解釋器會話中只被導入一次,如果更改了模塊,要重新啓動解釋器或 import importlib importlib.reload(module)

6.1.1 以腳本的方式執行模塊

如果直接執行腳本,__name__ 被賦值爲__main__

6.1.2 模塊搜索路徑

搜索路徑
1. 內置模塊
2. sys.path 給出的目錄列表
  1. 包含輸入腳本的目錄
  2. PYTHONPATH
  3. 取決於安裝的默認設置

6.1.3 “編譯過的”Python 文件

python3 會把 pyc 統一放在__pycache__下 python2 是放在源文件同目錄下
pyc 和 py 文件運行速度是一樣的,只是 pyc 的載入速度更快

6.2 標準模塊

sys.ps1 sys.ps2 用於定義交互模式下的提示符

6.3 dir() 函數

dir 用於查找模塊定義的名稱
如果沒有參數,dir 會列出當前定義的名稱
dir 不會列出內置函數和變量,他們定義在標準模塊 builtins

6.4 包

包是一種通過用“帶點號的模塊名”來構造 Python 模塊命名空間的方法
__init__.py 中可以執行包的初始化代碼或設置__all__ 變量
一些導入方式
1. 導入模塊 import a.b.c 使用時要使用全名 from a.b import c 可以直接用 c from a.b.c import d 可以直接用 d

6.4.1 從包中導入*

導入一個包時會參考它 init.py 內__all__ 列表的內容

6.4.2 子包參考

相對導入 from . improt echo from .. import formats from ..filters import equalizer
相對導入時基於當前模塊的名稱進行導入的,所以主模塊必須用絕對導入

6.4.3 多個目錄中的包

7 輸入輸出

7.1 更漂亮的輸出格式

一些格式化輸出方式 aa = ’a test’ b = f’hehe {aa}’ ’{gg}’.format(aa)
str() 返回人類可讀的值的表示
repr() 生成解釋器可讀的表示

7.1.1 格式化字符串文字

一些示例 print(f’value {math.pi:.3f}.’) print(f’{name:10} {num:10d}’) print(f’{animal!r}’) # !a ascii() !s str() !r repr()

7.1.2 字符串的 format() 方法

7.1.3 手動格式化字符串

rjust() ljust() center()

7.1.4 舊的字符串格式化方法

7.2 讀寫文件

最好使用 with

7.2.1 文件對象的方法

常用方法列表 f.read() f.readline() f.write() f.tell() f.seek(5) f.seek(-3,2) # 0 start 1 current 2 end
遍歷行 for line in f: pass

7.2.2 使用 json 保存結構化數據

常用方法 jons.dumps([1, ’a’, 2]) json.dump(x, f) x = json.load(f)

8 錯誤和異常

8.1 語法錯誤

8.2 異常

8.3 處理異常

else 子句必須放在 except 後

8.4 拋出異常

在 except 處理時可以 raise 拋出異常

8.5 用戶自定義異常

自定義異常一般只是提供一些屬性

8.6 定義清理操作

finally 子句

8.7 預定義的清理操作

with 語句

9 類

9.1 名稱和對象

Python 中,多個變量可以綁定到一個對象,對於可變對象,表現得類似於指針

9.2 Python 作用域和命名空間

9.2.1 作用域和命名空間示例

關於 nonlocal global 的用法

    def do_local():
        spam = "local spam"

    def do_nonlocal():
        nonlocal spam
        spam = "nonlocal spam"

    def do_global():
        global spam
        spam = "global spam"

    spam = "test spam"
    do_local()
    print("After local assignment:", spam)
    do_nonlocal()
    print("After nonlocal assignment:", spam)
    do_global()
    print("After global assignment:", spam)

scope_test()
print("In global scope:", spam)

輸出結果 After local assignment: test spam After nonlocal assignment: nonlocal spam After global assignment: nonlocal spam In global scope: global spam

9.3 初探類

9.3.1 類定義語法

9.3.2 類對象

類對象支持兩種操作: 屬性引用和實例化
__doc__ 文檔字符串

9.3.3 實例對象

實例對象的唯一操作是屬性引用
兩種屬性名稱: 數據屬性和方法
數據屬性不需要聲明,在第一次賦值時產生

9.3.4 方法對象

區分方法對象和函數對象

class TestClass:
    def kk(self):
        print('aaa')


bb = TestClass()
bb.kk()
TestClass.kk(bb)

9.3.5 類和實例變量

9.4 補充說明

9.5 繼承

isinstance(obj, int)
issubclass(bool, int)

9.5.1 多重繼承

搜索的順序是深度優先,從左到右

9.6 私有變量

通過約定,下劃線開頭的名稱

9.7 雜項說明

定義空類,簡單實現將命名數據捆綁在一起

class Employee:
    pass

johb = Employee()
john.name = "peter"
john.dept = "computer lab"

實例方法對象具有的屬性 m.__self__ 帶有 m 方法的實例對象 m.__func__ 該方法對應的函數對象

9.8 迭代器

for 的機制
1. for 會用 iter() 函數調用容器內的__iter_₍₎方法
2. 此方法會返回一個定義了__next_₍₎方法的對象
3. 調用 next() 函數,會調用上一步返回對象的__next_₍₎方法
4. 當元素用盡時,__next_₍₎會引發 StopIteration 異常

給自己的類添加迭代器行爲

定義__iter__ 方法,返回 self

定義__next__ 方法,返回一個改變引用所指的對象,同時設置條件,遍歷完 raise StopIteration

class Reverse:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.index = len(data)

    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        if self.index == 0:
            raise StopIteration
        self.index = self.index - 1
        return self.data[self.index]

9.9 生成器

寫法類似標準函數,但是返回不用 return,用 yield
生成器會自動創建__iter_₍₎和__next_₍₎,生成器終結時會自動引發 StopIteration

9.10 生成器表達式

生成器表達式被設計用於生成器將立即被外層函數所使用的情況 sum(i*i for i in range(10))

10 標準庫簡介

10.1 操作系統接口

import os os.getcwd() os.chdir() os.system
對於日常文件和目錄管理任務,shutil 模塊提供了更易於使用的更高級模塊 shutil.copyfile() shutil.move()

10.2 文件通配符

import glob 提供了在一個目錄中使用通配符搜索文件列表的函數 glob.glob(’*.py’)

10.3 命令行參數

import sys print(sys.argv)

argparse

import argparse
from getpass import getuser
parser = argparse.ArgumentParser(description='An argparse example.')
parser.add_argument('name', nargs='?', default=getuser(), help='The name of someone to greet.')
parser.add_argument('--verbose', '-v', action='count')
args = parser.parse_args()
greeting = ["Hi", "Hello", "Greetings! its very nice to meet you"][args.verbose % 3]
print(f'{greeting}, {args.name}')
if not args.verbose:
    print('Try running this again with multiple "-v" flags!')

10.4 錯誤輸出重定向和程序終止

sys.std sys.stdin sys.stdout sys.stderr.write(’wrong’)
終止腳本 sys.exit()

10.5 字符串模式匹配

import re re.findall(r’\bf[a-z]*’, ’which foot or hand fell fastest’) re.sub(r’(\b[a-z]+) \1’, r’\1’, ’cat in the the hat’) ’cat in the hat’
當只需要簡單的功能時,首選字符串方法

10.6 數學

math 提供了對浮點數的低層 C 庫函數的訪問
import math math.cos(math.pi / 4) math.log(1024, 2)
random random.choice([’a’, ’b’, ’c’]) random.sample(range(100), 10) # 選 10 個樣本出來 random.random() # 0 到 1 的隨機數 random.randrange(5) # 從 range(5) 選
import statistics statistics.mean() # 平均值 statistics.median() # 中位數 statistics.variance() # 方差

10.7 互聯網訪問

urllib.request

from urllib.request import urlopen

with urlopen('http://www.baidu.com') as response:
    for line in response:
        line = line.decode('utf-8')
        if 'EST' in line or 'EDT' in line:
            print(line)

smtplib

import smtplib
server = smtplib.SMTP('localhost')
server.sendmail('[email protected]', '[email protected]',
"""To: [email protected]
From: [email protected]

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

10.8 日期和時間

datetime

# dates are easily constructed and formatted
from datetime import date
now = date.today()
now
# datetime.date(2003, 12, 2)
now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.")
# '12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.'

# dates support calendar arithmetic
birthday = date(1964, 7, 31)
age = now - birthday
age.days
# 14368

10.9 數據壓縮

zlib

import zlib
s = b'witch which has which witches wrist watch'
len(s)

t = zlib.compress(s)
len(t)

zlib.decompress(t)

zlib.crc32(s)

10.10 性能測量

timeit 快速測試小段代碼

>>> 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

Profile

import cProfile, pstats, io
from pstats import SortKey
import hashlib
import time


pr = cProfile.Profile()
pr.enable()
data = "你好"
for i in range(10000):

    m = hashlib.md5(data.encode("gb2312"))

time.sleep(2)
pr.disable()
s = io.StringIO()
sortby = SortKey.CUMULATIVE
ps = pstats.Stats(pr, stream=s).sort_stats(sortby)
ps.print_stats()
print(s.getvalue())

10.11 質量控制

doctests 可以驗證文檔字符串中嵌入的測試

def average(values):
    """Computes the arithmetic mean of a list of numbers.

    >>> print(average([20, 30, 70]))
    40.0
    """
    return sum(values) / len(values)

import doctest
doctest.testmod()   # automatically validate the embedded tests

unittest

import unittest

class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase):

    def test_average(self):
        self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0)
        self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3)
        with self.assertRaises(ZeroDivisionError):
            average([])
        with self.assertRaises(TypeError):
            average(20, 30, 70)

unittest.main()  # Calling from the command line invokes all tests

10.12 自帶電池

xmlrpc.client xmlrpc.server
email
json
csv
xml.etree.ElementTree xml.dom xml.sax
sqlite3
gettext locale codecs

11 標準庫簡介 – 第二部分

本部分介紹的是專業編程需要的更高級的模塊,很少用在小腳本中

11.1 格式化輸出

reprlib 用於縮略顯示大型或深層嵌套的容器對象 >>> reprlib.repr(set(’supercalifragilisticexpialidocious’))

“{‘a’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’, ‘g’, …}”

pprint 美化輸出版 print
textwrap 格式化文本段落,適應給定的屏幕寬度 print(textwrap.fill(doc, width=40))

11.2 模板

from string import Template

>>> t = Template(’${village}folk send $$10 to $cause.’) >>> t.substitute(village=’Nottingham’, cause=’the ditch fund’) ’Nottinghamfolk send $10 to the ditch fund.’

11.3 使用二進制數據記錄格式

struct 模塊的 pack() unpack()

11.4 多線程

threading

11.5 日誌記錄

logging

11.6 弱引用

weakref 可以不必創建引用就能跟蹤對象

11.7 用於操作列表的工具

from array import array
from collections import deque
import bitset
from heapq import heapify, heappop heappush

11.8 十進制浮點運算

from decimal import * 可以提供足夠的精度,也能滿足浮點數的相等性

12 虛擬環境和包

12.1 概述

12.2 創建虛擬環境

venv

12.3 使用 pip 管理包

pip 常用命令 pip search xxx pip install novas pip install requests==2.6.0 pip install –upgrade requests pip show requests pip list pip freeze > requirements.txt pip install -r requirements.txt

13 接下來?

14 交互式編輯和編輯歷史

14.1 Tab 補全和編輯歷史

python3 解釋器已經有 tab 補全了
默認配置,編輯歷史會被保存在 home 目錄 .python_history

14.2 默認交互式解釋器的替代品

ipython

15 浮點算術

16 附錄

Author: cat

Created: 2019-11-01 Fri 17:48