[Python知识库]Python 学习 01 —— Python基础

系列文章

Python 学习 01 —— Python基础
Python 第三方库 —— urllib 学习
Python 第三方库 —— BeautifulSoup4学习
Python 学习 02 —— Python爬虫

一、Python基础

1、简单介绍

1. Python 是一门解释型、面向对象的高级编程语言。（解释型：运行前无需生成中间代码，面向对象：封装、继承、多动态）

2. Python的设计混合了传统语言的软件工程的特点和脚本语言的易用性，具有如下特性：

   • 开源、易于维护

   • 可移植

   • 易于使用、简单优雅

   • 广泛的标准库、功能强大

   • 可扩展 、可嵌入（在单片机上也可以用Python）

3. Python缺点：

   • 运行速度慢：由于Python是解释型语言，运行时翻译为机械码非常耗时，但像C语言是运行前直接编译成CPU能执行的机械码。不过大量应用程序并不需要这么快的运行速度，因为用户一般也感觉不出性能差别。（企业针对大型项目有性能需求）
   • 代码无法加密：由于解释型语言发布程序就是发布源代码，其他用户可以直接看到，而像C语言这种编译型语言是把编译后的机械码发出去，机械码无法反推出源码。

4. Python应用：

2、环境搭建

Python环境比较简单，无论是Mac还是Windows都直接去官网下载最新版安装就行，然后再装一个IDE（通常是PyCharm）

• python官网：www.python.org , Windows安装，记得勾选下面选项。

  

  安装完成后，在命令行下输入python，看是否能成功运行。

  

  如果不能，可能是环境变量问题，去检查系统变量PATH里是否包括下面两个变量。

  

  如果环境变量正确，输入命令行python却打开了Windows应用商店，则删除下面PATH的变量（环境变量是从上到下的优先级，把Python的路径调到商店前面也可以）

  

  在MacBook上，运行是输入 python3，因为MacBook自带了python2，所以我们输入python是默认使用的2.0。

• Pycharm官网：https://www.jetbrains.com/zh-cn/pycharm/

  安装时下面的全部勾选。

  

  进入PyCharm创建新项目，这里选第一个，用于创建纯Python的项目。

  

  进入后建议先进行一些常规设置，例如代码的字体、项目格式模板。（Windows快捷键：Ctrl+Alt+S，Mac快捷键：command+，）

  

3、基本知识

注释

# 单行注释

'''
多行注释
'''

变量

• 变量可以是任意的数据类型（浮点数、整型、字符串……）
• 变量名不能以数字开头，可以是字母、数字、下划线的组合
• 给变量赋值：例如a="abc"，此时Python解释器做了两件事，在内存中创建了“abc"的字符串，然后又在内存中创建了名为a的变量，并让变量a指向”abc“。

输出

# 普通输出
print("这是一个普通输出")

# 格式化输出 %s 字符串占位符，%d整型占位符，
a = 123
b = "这是格式化输出"
print("这是格式化输出%d" % a)  # 一个占位符
print("%s，%d" % (b, a))  # 多个占位符

# 如果直接用逗号隔开
print("aaa", "bbb", "ccc")
# 设置分隔符
print("www", "baidu", "com", sep=".")
# 设置结束符
print("hello", end="")  # 设置结束符为空，默认是换行
print("world", end="\t")  # 设置结束符为TAB
print("python", end="\n")  # 设置结束符为换行
print("end")

输入

使用input()方法来获取输入，需要注意的是这种方式获取到的都是字符串类型。

#  输入
password = input("请输入密码：")
print("您输入的密码是：", password)

# 查看变量类型
print(type(password))

# 强制转换
b = int(password)
print("b的类型：", type(b))

引入库

在Python中使用import或from xx import导入相应模块。

• import是导入整个模块。
• from aa import bb是从aa模块中导入bb函数。
• from aa import bb, cc是从aa模块导入bb、cc函数。
• from aa import \*是从aa模块导入全部函数。

import random  # 导入随机库
x = random.randint(0, 2)  # 获取一个0-2的整数

4、判断与循环

1. if判断

   格式如下，需要注意的是，Python的代码块是依靠缩进完成的，通常内部代码前面会用TAB键来缩进。

   同时，Python的判断表达式可以是True和False，也可以是0和非0。Python中else if的写法是elif。

   # True 可以用1，-1等非0值表示。
   if True:
       print("True")
   else:
       print("False")
   
   score = input("请输入分数：")
   score = int(score)
   # 逻辑运算进行判断 and or not，或者直接连续用符号判断
   if 90 <= score <= 100:
       print("优秀")
   elif score >= 60 and score < 80:
       print("合格")
   else:
       print("不合格")
   

2. for循环

   # for循环1 从0开始，到5结束
   for i in range(5):
       print(i)
   # for循环2 从0开始，到11结束，每次增加3
   for i in range(0, 11, 3):
       print(i, sep=",")
   # for循环3 从-10开始，到-100结束，每次增加（-30）
   for i in range(-10, -100, -30):
       print(i, sep=",")
   # for循环4 遍历字符串
   name = "chongqing"
   for x in name:
       print(x, end="\t")
   # for循环5 遍历列表
   a = ["aa", "bb", "cc"]
   for x in range(len(a)):
       print(x, a[x])
   

3. while循环

#  while循环1
i = 0
while i < 5:
    print("第%d次循环" % (i + 1))
    print("i=%d" % i)
    i += 1

# while循环2  当while结束时，会进入else里
count = 0
while i < 5:
    print(count, "小于5")
    count += 1
else:
    print(count, "大于或等于5")

在循环中，break和continue是同样的作用，break结束循环，continue开始下一次循环。同时，有关键字pass，用于占位，没有其他意义。

5、字符串、列表、元祖、字典

字符串

• Python的字符串可以用单引号、双引号、三引号括起来，可以使用反斜杠\来转义特殊字符

  # 单双引号本身没什么区别，不过有特殊用法，例如下面这样
  a = "I'm a student."
  
  # 转义字符 \
  b = "Bob said \"I love you\"."
  b2 = 'Bob said "I love you."' 
  
  # 三引号可以保留换行的格式
  c = """
  	1
  	2
  	3
  """
  

• Python3默认以UTF-8编码，所有字符串都是unicode字符串

• 可以对字符串进行拼接、截取

  # 字符串拼接
  a = "Hello"
  b = "Python"
  print("a+b 的结果：", a + b)  # a+b 的结果： HelloPython
  print("你好，"+b)  # 你好，Python，与上面的区别是这样没有空格（逗号的默认分隔符是空格）
  print(b*3)  # PythonPythonPython，输出三次
  
  # 字符串截断
  print("a[1:4]输出结果：", a[1:4])  # a[1:4]输出结果： ell，从下标0输出到下标4
  print("a[1:4:2]输出结果：", a[1:4:2])  # a[1:4:2]输出结果： el，每次加2（步进值2）
  print("a[1:]输出结果：", a[1:])  # a[1:]输出结果： ello，从下标1开始输出到最后
  print("a[:1]输出结果：", a[:1])  # a[:1]输出结果： H，从开始输出到下标1（不包括下标1）
  

• 特别注意：关于转义

  # 如果在字符串前面加r，这该字符串的所有转义都失效，后面爬虫会经常用到这点，为了使链接的\失去转义功能，获取正常链接
  print(r"Hello\nPython")  # 输出：Hello\nPython
  

• 字符串常用函数

  使用	描述
  isalnum()	若字符串至少有一个字符且所有字符都是字母或数字，则返回True
  isalpha()	若字符串至少有一个字符且所有字符都是字母，则返回True
  isdigit()	若字符串只包含函数字则返回True
  isnumeric()	若字符串只包含数字字符则返回True
  join(seq)	以当前字符串为分隔符，把seq中的所有元素合并为一个新字符串
  len(string)	返回字符串长度
  lstrip()	去掉字符串左边的空格
  rstrip()	去掉字符串右边的空格
  split(str,num,count)	以str为分隔符，分割当前字符串。如果有num则截取num+1个

列表

• Python的列表类似于其他语言的数组，最大的区别是，Python的列表里的类型可以不相同。

  # 使用[]，元素用,隔开
  list = ['abc', 123, 1.1, "ABC"]
  print(list[0], type(list[0]))  # abc <class 'str'>
  print(list[1], type(list[1]))  # 123 <class 'int'>
  
  # 列表可以追加和扩展
  

• 列表下标从0开始，-1是末尾位置。（即列表可以倒着遍历）

  # for 遍历列表
  for temp in list:
      print(temp)
  
  # while 遍历列表
  length = len(list)
  i = 0
  while i < length:
      print(list[i])
      i += 1
  

• 列表可以用+操作符进行拼接，使用*进行重复。

• 列表常用操作

元祖

• 元祖Tuple和列表List类似，区别在于元祖的元素不能被修改。

• 元祖的元素不可变，但可以包含可变的对象，例如List

  # 元祖用小括号
  a = ("abc", 123)
  
  # 只有一个元素也要加逗号【空元祖 就是一个括号 x = ()】
  b = (1, )
  
  # 修改元祖的元素会抛出异常 a[1] = 111
  # 不能删除元祖中某个元素，但可以删除整个元祖 del a
  
  # 两个元祖可以拼接
  t1 = (1, )
  t2 = (2, )
  c = t1+t2 # （1, 2）
  
  # 可以包含可变对象，例如列表，针对列表元素是可以修改的
  d = ("a", [1, 2])
  

字典

• 字典是无序的对象集合，使用键值对存储，具有极快的查找速度。

• 键必须使用不可变类型。

• 在同一个字典中，键必须是唯一的。

  # 字典定义
  info = {"name": "小白", "age": 18}
  
  # 字典访问
  print(info["name"])  # 通过下标访问，若键不存在则报错
  print(info.get("gender"))  # 使用get方法访问，若键不存在则默认返回None
  print(info.get("gender", "man"))  # 使用get方法访问，若键不存在返回man
  

• 字典的增删改查

  # 增
  info["id"] = 123456
  print(info)  # {'name': '小白', 'age': 18, 'id': 123456}
  
  # 删 (删除的是整个键值对，也可以删除整个字典）
  del info["age"]  # {'name': '小白', 'id': 123456}
  info.clear()  # 清空字典  {}
  
  # 改
  info["id"] = 111111
  
  # 查
  # 得到所有的键（返回的是列表）
  print(info.keys())
  for key in info.keys():
      print(key)
  # 得到所有值（返回的是列表）
  print(info.values())
  for value in info.values():
      print(value)
  # 得到每个键值对（返回的是列表，每个元素是一个元祖）
  print(info.items())
  for key, value in info.items():
      print("key=%s，value=%s" % (key, value))
  

  根据字典的查，可以看出，实际上for遍历是可以有多个参数的，因此，前面对列表的遍历可以优化。

  # 使用枚举配合列表，以便同时拿到下标和元素内容。
  # 其中enumerate()是处理枚举。
  a = ["a", "b", "c", "d"]
  for i, x in enumerate(a):
      print(i, x)
  

集合

• 集合set和字典dict类似，也是一组key的集合，但set不存储value。由于key不能重复，因此在set中的内容都是无重复的。

• 集合set是无序的。

  ss = set([1, 1, 2, 3, 3])
  print(s)  # 输出{1, 2, 3}
  

小结

6、函数

• 函数的定义

  # 无参 无返回值
  def 函数名():
    代码
  
  # 有参
  def 函数名(参数1, 参数2):
    代码
  
  # 有返回值
  def 函数名(参数1，参数2):
    return xxx
  

• 举例：返回多个值

  def divid(a, b):
    shang = a//b
    yushu = a%b
    return shang, yushu
  
  s, y = divid(5, 2)
  print(shang, yu)
  

• 全局变量和局部变量问题：

  a = 1 # 这是全局变量
  def test():
    global a # 声明 a是全局变量
    a = 2
    print(a)
   print(a)
  
  # 如果不声明a是全局变量，那么a会作为函数test的局部变量，从而无法影响到外部的a
  

7、文件操作

文件操作和C语言有点像，也是使用open函数，同时有各种模式。

# r 只读方式打开（默认模式）,若文件不存在则抛出异常
# w 写模式，若文件存在则将其内容覆盖，若文件不存在则创建新文件
# a 追加模式，若文件存在不会覆盖，而是追加到后面
# rb、wb，二进制的方式读写文件。

f = open("test.txt", "w")  # 打开文件，此时文件不存在，会创建名为test.txt的文件
f.write("Hello World!")  # 写入字符串
f.close()  # 关闭文件，这样其他程序才能访问该文件

f = open("test.txt", "r")  # 读取文件
content1 = f.read(5)  # 读取5个字符
content2 = f.readline()  # 读取一行
content3 = f.readlines()  # 读取所有行，每行作为一个列表元素

文件常规操作：需要先导入os模块

import os

# 文件重命名
os.rename("test.txt", "test2.txt")
# 删除文件
os.remove("test2.txt")
# 创建文件夹
os.mkdir("临时文件夹")
# 删除文件夹
os.rmdir("临时文件夹")
# 获取当前目录
print(os.getcwd())
# 改变默认目录
os.chdir("../")
# 获取目录列表
os.listdir("./")

8、异常

• 捕获异常

  try:
      print("-----test1-------")
      f = open("123.txt", "r")  # 123.txt文件不存在，所以会抛出 FileNotFound异常
      print("-----test2-------")
      try:
        # pass不做任何事，只表示占位通过
        pass # 假设这里出现问题，但此时文件已经打开
      finally:
  		  f.close() # finally中的代码是一定会执行的，所以只要文件打开了，无论是否异常，必定会关闭
  except IOError:
    	# exception的代码是在捕获到异常后执行
      # 异常捕获类型需要一致，假如把IOError改为NameError就无法捕获
      pass
  
  # except (IOError, NameError):  这种就包含了两种异常
  # except (IOError, NameError) as result: 这种是用result作为对象，可以直接打印result
  # except Exception as result: Exception是所有异常父类，用它来捕获所有异常
  

  9、自定义模块

  模块：用来从逻辑上组织Python代码（变量、函数、类），本质就是.py文件，用于提高代码的可维护性。（类似Java的包）

1. 创建两个文件夹，再分别创建两个文件，如下所示：

2. 在t1.py中定义一个加法函数，如下所示：

3. 在t2.py中引用自定义的模块，如下所示：