Python學習筆記——基礎語法（上）

寫在前面：本文適合有高級編程語言基礎的讀者閱讀。

一、Python設計目標

• 簡單直觀
• 開源（Python源碼不能加密）
• 易理解
• 適用於短期開發的日常任務

二、爲何選擇Python？

      代碼量少，同樣的問題，用不同的語言解決，代碼量差距很明顯。一般情況Python是Java的1/5。

三、Python特點

• 面向對象，在Python中一切皆對象
• 有強大的標準庫，Python語言的核心只包含數字、字符串、列表、字典、文件等常見類型和函數，而由Python標準庫提供了系統管理、網絡通信、文本處理、數據庫接口、圖形系統、XML處理等額外功能。
• Python社區提供了大量的第三方模塊，使用方式與標準庫類似。它們的功能覆蓋科學計算、人工智能、機器學習、Web開發、數據庫接口、圖形系統等多個領域。

四、Python的優缺點

1、優點

• 簡單、易學
• 免費、開源
• 面向對象
• 豐富的庫
• 可擴展性——如果需要一段關鍵代碼運行的更快或者希望某些算法不公開，可以把這部分程序用C或C++編寫，然後在Python程序中使用它們
• ……

2、缺點

• 運行速度——解釋性語言，不像C/C++這些編譯性語言執行速度比較快，因爲是解釋性的，執行速度相對較慢，但跨平臺性較好。
• 國內市場較小
• 中文資料匱乏

五、Python適合的領域

• Web網站和各種網絡服務
• 系統工具和腳本
• 作爲“膠水”語言把其他語言開發的模塊包裝起來方便使用

六、Python不適合的領域

• 貼近硬件的代碼（首選C）
• 移動開發：IOS、Android有各自的語言
• 遊戲：C、C++

七、Python和其他語言的對比

八、Python運行機制

      字節碼文件包含.pyc和.pyo文件（.pyc優化後的文件）

九、基礎語法

1、print語句

      .當我們在Python交互式環境下編寫代碼時，>>>是Python解釋器的提示符，不是代碼的一部分。

     print語句也可以跟上多個字符串，用逗號“,”隔開，就可以連成一串輸出：（print會依次打印每個字符串，遇到逗號“,”會輸出一個空格）

>>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'
The quick brown fox jumps over the lazy dog

2、Python中Unicode字符串

      爲了統一所有文字的編碼，Unicode應運而生。Unicode把所有語言都統一到一套編碼裏，這樣就不會再有亂碼問題了。Unicode通常用兩個字節表示一個字符，原有的英文編碼從單字節變成雙字節，只需要把高字節全部填爲0就可以。Python在後來添加了對Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u'...'表示，比如：

print u'中文'
中文

注意: 不加 u ，中文就不能正常顯示。如果中文字符串在Python環境下遇到 UnicodeDecodeError，這是因爲.py文件保存的格式有問題。可以在第一行添加註釋

# -*- coding: utf-8 -*-

目的是告訴Python解釋器，用UTF-8編碼讀取源代碼。但是以上兩者不能同時出現，比如代碼編輯第一行的註釋#-*-coding:utf-8 -*-,表明以下Python代碼使用utf-8編碼，但輸出語句若寫成print u'" ..."',這樣就又要讓解釋器使用Unicode編碼輸出，導致解碼出錯。我們應該記住以何種方式編碼就應以何種方式解碼，否則就很有可能出現編碼錯誤。

3、List處理

      Python是動態語言，所以list中包含的元素並不要求都必須是同一種數據類型，我們完全可以在list中包含各種類型數據

      倒序訪問：可以用 -1 這個索引來表示最後一個元素，類似，-2表示倒數第二個……

      添加元素：有兩種方法，第一，使用append()，總是把新的元素添加到 list 的尾部。第二，使用insert(xx, xx)方法，它接受兩個參數，第一個參數是索引號，第二個參數是待添加的新元素。

      刪除元素：pop()方法總是刪掉list的最後一個元素，並且它還返回這個元素。pop(index)刪除指定位置的元素。注意：如果連續多次執行pop()方法，先執行的pop()會改變list大小，後面部分元素的index會發生改變。

      修改元素：直接使用賦值語句替換即可修改。

4、tuple處理

      tuple是另一種有序的列表，中文翻譯爲“ 元組 ”。tuple 和 list 非常類似，但是，tuple一旦創建完畢，就不能修改了。創建tuple和創建list唯一不同之處是用( )替代了[ ]。獲取 tuple 元素的方式和 list 是一模一樣的，我們可以正常使用 t[0]，t[-1]等索引方式訪問元素，但是不能賦值成別的元素。

      也就是空tuple，直接用 ()表示。因爲用()定義單元素的tuple與運算符的()有歧義，所以 Python 規定，單元素 tuple 要多加一個逗號“,”，這樣就避免了歧義，而多元素 tuple 加不加這個額外的“,”效果是一樣的，結尾沒有，。

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

Python在打印單元素tuple時，也自動添加了一個“,”，爲了更明確地告訴你這是一個tuple。

      “可變的tuple”：tuple所謂的“不變”是說，tuple的每個元素，指向永遠不變。即指向'a'，就不能改成指向'b'，指向一個list，就不能改成指向其他對象，但指向的這個list本身是可變的！理解了“指向不變”後，要創建一個內容也不變的tuple怎麼做？那就必須保證tuple的每一個元素本身也不能變，可以將[]改爲()即可保證()內部每個元素不可變。比如，我們來看一個“可變”的tuple：

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])

注意到 t 有 3 個元素：'a'，'b'和一個list：['A', 'B']。list作爲一個整體是tuple的第3個元素。list對象可以通過 t[2] 拿到：

>>> L = t[2]

然後，我們把list的兩個元素改一改：

>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'

再看看tuple的內容：

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

爲何可變？我們先看看定義的時候tuple包含的3個元素：

當我們把list的元素'A'和'B'修改爲'X'和'Y'後，tuple變爲：

表面上看，tuple的元素確實變了，但其實變的不是 tuple 的元素，而是list的元素。

5、if語句

      注意: Python代碼的縮進規則。具有相同縮進的代碼被視爲代碼塊，下面的3，4行 print 語句就構成一個代碼塊（但不包括第5行的print）。如果 if 語句判斷爲 True，就會執行這個代碼塊。縮進請嚴格按照Python的習慣寫法：4個空格，不要使用Tab，更不要混合Tab和空格，否則很容易造成因爲縮進引起的語法錯誤。

age = 20
if age >= 18:
    print 'your age is', age
    print 'adult'
print 'END'

如果你在Python交互環境下敲代碼，還要特別留意縮進，並且退出縮進需要多敲一行回車：

>>> age = 20
>>> if age >= 18:
...     print 'your age is', age
...     print 'adult'
...
your age is 20
adult

若用 if else，則else後邊有: 。若有多個嵌套，則可以使用 if ... 多個elif ... else ... 的結構，一次寫完所有的規則：

if age >= 18:
    print 'adult'
elif age >= 6:
    print 'teenager'
elif age >= 3:
    print 'kid'
else:
    print 'baby'

elif 意思就是 else if。注意: 這一系列條件判斷會從上到下依次判斷，如果某個判斷爲 True，執行完對應的代碼塊，後面的條件判斷就直接忽略，不再執行了。

6、for循環

      如計算List中的平均值

L = [75, 92, 59, 68]
sum = 0.0
for score in L:
    sum += score
print sum / 4

注意:  name 這個變量是在 for 循環中定義的，意思是，依次取出list中的每一個元素，並把元素賦值給 score，然後執行for循環體（就是縮進的代碼塊）。這樣一來，遍歷一個list或tuple就非常容易了。

7、while循環

      比如要從 0 開始打印不大於 N 的整數：

N = 10
x = 0
while x < N:
    print x
    x = x + 1

while循環每次先判斷 x < N，如果爲True，則執行循環體的代碼塊，否則，退出循環。

在循環體內，x = x + 1 會讓 x 不斷增加，最終因爲 x < N 不成立而退出循環。

8、使用break退出循環

      比如利用 while True 無限循環配合 break 語句，計算 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + ... 的前20項的和。

sum = 0
x = 1
n = 1
while True:
    sum += x
    x = 2*x
    n = n+1
    if n > 20:
        break
print sum

9、使用continue繼續循環

      比如計算0-100之間奇數的和

sum = 0
x = 0
while True:
    x = x + 1
    if x > 100:
        break
    if x % 2 == 0:
        continue
    sum += x
print sum

10、多重循環

      比如對100以內的兩位數，使用兩重循環打印出所有十位數數字比個位數數字小的數，例如，23（2 < 3）。

法一：

for x in [ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 ]:
    for y in [ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 ]:
        if x<y:
            print x*10 + y

法二：

for x in range(1,9):
    for y in range(x+1,10):
       print str(x)+str(y)

續下文《Python學習筆記——基礎語法（下）》

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