python基础五

列表生成式

将列表data=[1,2,3]里的元素都乘2

方法一

data=[1,2,3]
for index,i in enumerate(data):
    data[index] *=2
print(data)

以上代码运行结果

[2, 4, 6]

方法二

data=[1,2,3]
data=map(lambda i:i*2,data)
print(list(data))

以上代码运行结果

[2, 4, 6]

方法三

data=[1,2,3]
data=[ i*2 if i>0 else i for i in data]
print(data)

以上代码运行结果

[2, 4, 6]

生成器

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

所以，如果列表元素可以安装某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

要创建一个generator，有很多种方法。第一种很简单，只要把一个裂变生成式的[]改成()，就创建了一个generator:

generator创建后，我们用__next__()函数逐个打印generator的下一个返回值。

data = (x for x in range(10))
print(data)

print(data.__next__())
print(data.__next__())
print(next(data))
print(next(data))

以上代码运行结果

<generator object <genexpr> at 0x00000239D00AA2B0>
0
1
2
3

我们创建了一个generator后，基本上永远不会调用next()，而是通过for循环来迭代它，并且不需要关心StopIteration的错误。

data = (x for x in range(10))
print(data)

for i in data:
    print(i)

以上代码运行结果

<generator object <genexpr> at 0x000002C6CA21A2B0>
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

generator非常强大。如果推算的算法比较复杂，用类似列表生成式的for循环无法实现的时候，还可以用函数来实现。

比如，著名的斐波拉契数列（Fibonacci），除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到：

def fib(num):
    count=
    a,b=,
    while count < num:
        a,b=b,a+b
        count+=
        print(a)
    print('done')
fib()

以上代码运行方式：

done

仔细观察，可以看出，fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则，可以从第一个元素开始，推算出后续任意的元素，这种逻辑其实非常类似generator。

也就是说，上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator，只需要把print(a)改为yield a就可以了：

def fib(num):
    count=0
    a,b=0,1
    while count < num:
        a,b=b,a+b
        count+=1
        yield a    #yield 返回a，同时挂起当前函数,a返回给了通过next()调用当前函数的人
    print('done')
fib(10000)
data=fib(10000)
print(next(data))
print(next(data))
print(next(data))
print(next(data))
print(next(data))
print(next(data))
print(next(data))

以上代码运行结果

1
1
2
3
5
8
13

yield并发

还可通过yield实现在单线程的情况下实现并发运算的效果

import time
def consumer(name):
    print("%s准备吃包子啦！"%name)
    while True:
        baozi=yield
        print("包子[%s]来了，被[%s]吃了"%(baozi,name))

def producer(name):
    c=consumer('A')
    c2=consumer('B')
    c.__next__()
    c2.__next__()
    print("老子开始准备包子啦！")
    for i in range(10):
        time.sleep(1)
        print("做了2个包子！")
        c.send(i)   #send跟__next__()并且可以传递数据给yield
        c2.send(i)

producer('alex')

以上代码运行结果

import time
def consumer(name):
    print("%s准备吃包子啦！"%name)
    while True:
        baozi=yield
        print("包子[%s]来了，被[%s]吃了"%(baozi,name))

def producer(name):
    c=consumer('A')
    c2=consumer('B')
    c.__next__()
    c2.__next__()
    print("老子开始准备包子啦！")
    for i in range(10):
        time.sleep(1)
        print("做了2个包子！")
        c.send(i)              #send相当于__next__()并且可以传递数据给yield
        c2.send(i)

producer('alex')

以上代码运行结果

A准备吃包子啦！
B准备吃包子啦！
老子开始准备包子啦！
做了2个包子！
包子[0]来了，被[A]吃了
包子[0]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[1]来了，被[A]吃了
包子[1]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[2]来了，被[A]吃了
包子[2]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[3]来了，被[A]吃了
包子[3]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[4]来了，被[A]吃了
包子[4]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[5]来了，被[A]吃了
包子[5]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[6]来了，被[A]吃了
包子[6]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[7]来了，被[A]吃了
包子[7]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[8]来了，被[A]吃了
包子[8]来了，被[B]吃了
做了2个包子！
包子[9]来了，被[A]吃了
包子[9]来了，被[B]吃了

yield一方面可以向外返回 数据 ，一方面可以从外面接收数据。

返回数据的时候直接接变量

yield a

从外面接收数据的时候用“=”

baozi = yield

迭代器

我们已经知道，可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种：

一类是集合数据类型，如list、tuple、dict、set、str等；

一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。

这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象：

>>> from collections import Iterable
>>> isinstance([], Iterable)
True
>>> isinstance({}, Iterable)
True
>>> isinstance('abc', Iterable)
True
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterable)
True
>>> isinstance(100, Iterable)
False

而生成器不但可以作用于for循环，还可以被next()函数不断调用并返回下一个值，直到最后抛出StopIteration错误表示无法继续返回下一个值了。

可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器：Iterator。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterator对象：

>>> from collections import Iterator
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterator)
True
>>> isinstance([], Iterator)
False
>>> isinstance({}, Iterator)
False
>>> isinstance('abc', Iterator)
False

生成器都是Iterator对象，但list、dict、str虽然是Iterable，却不是Iterator。

把list、dict、str等Iterable变成Iterator可以使用iter()函数：

>>> isinstance(iter([]), Iterator)
True
>>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
True

小结

凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型；

凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型，它们表示一个惰性计算的序列；

集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator，不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。

Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的，例如：

for x in [1,2,3,4,5]:
    pass

实际上完全等价于：

# 首先获得Iterator对象:
it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
# 循环:
while True:
    try:
        # 获得下一个值:
        x = next(it)
    except StopIteration:
        # 遇到StopIteration就退出循环
        break

装饰器

def login(func): #把要执行的模块从这里传进来

    def inner():#再定义一层函数
        _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
        _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
        global user_status

        if user_status == False:
            username = input("user:")
            password = input("pasword:")

            if username == _username and password == _password:
                print("welcome login....")
                user_status = True
            else:
                print("wrong username or password!")

        if user_status == True:
            func() # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能

    return inner #用户调用login时，只会返回inner的内存地址，下次再调用时加上()才会执行inner函数

def home():
    print("---首页---")

@login
def america():
    print("---欧美专区---")

@login
def japan():
    print("---日韩专区---")

def henan():
    print("---河南专区---")

home()
america()
japan()

以上代码执行结果

---首页---
user:alex
password:abc123
welcome login...
---欧美专区---
---日韩专区---

给版块传参数

__author__ = "zhou"
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

user_status= False

def login(func):

    def inner(*args,**kwargs):
        _username = 'alex'
        _password = 'abc123'
        global user_status

        if user_status ==False:
            username=input('user:')
            password=input('password:')

            if username==_username and password==_password:
                print('welcome login...')
                user_status=True
            else:
                print("wrong username or password")
        if user_status==True:
            func(*args,**kwargs)
    return inner

def home():
    print("---首页---")

@login
def america():
    print("---欧美专区---")

@login
def japan():
    print("---日韩专区---")
@login
def henan(style):
    print("---河南专区---")

home()
henan("style")

以上代码运行结果

---首页---
user:alex
password:abc123
welcome login...
---河南专区---

给登录方式传参数

#_*_coding:utf-8_*_

user_status = False #用户登录了就把这个改成True

def login(auth_type): #把要执行的模块从这里传进来
    def auth(func):
        def inner(*args,**kwargs):#再定义一层函数
            if auth_type == "qq":
                _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
                _password = "abc123" #假装这是DB里存的用户信息
                global user_status

                if user_status == False:
                    username = input("user:")
                    password = input("pasword:")

                    if username == _username and password == _password:
                        print("welcome login....")
                        user_status = True
                    else:
                        print("wrong username or password!")

                if user_status == True:
                    return func(*args,**kwargs) # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能
            else:
                print("only support qq ")
        return inner #用户调用login时，只会返回inner的内存地址，下次再调用时加上()才会执行inner函数

    return auth

def home():
    print("---首页----")

@login('qq')
def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")

def japan():
    print("----日韩专区----")

@login('weibo')
def henan(style):
    '''
    :param style: 喜欢看什么类型的，就传进来
    :return:
    '''
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")

home()
# america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了
#henan = login(henan)

# #那用户调用时依然写
america()

以上代码运行结果

---首页----
user:alex
pasword:abc123
welcome login....
----欧美专区----

模块

sys模块

sys.argv           命令行参数List，第一个元素是程序本身路径
sys.exit(n)        退出程序，正常退出时exit(0)
sys.version        获取Python解释程序的版本信息
sys.maxint         最大的Int值
sys.path           返回模块的搜索路径，初始化时使用PYTHONPATH环境变量的值
sys.platform       返回操作系统平台名称
sys.stdout.write('please:')
val = sys.stdin.readline()[:-1]

打印当前环境变量

import sys

for i in sys.path:
    print(i)

以上代码运行结果

F:\zhou\python\day5
F:\zhou\python
F:\Program Files\python35\python35.zip
F:\Program Files\python35\DLLs
F:\Program Files\python35\lib
F:\Program Files\python35
F:\Program Files\python35\lib\site-packages

os模块

os.getcwd() 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径
os.chdir("dirname")  改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd
os.curdir  返回当前目录: ('.')
os.pardir  获取当前目录的父目录字符串名：('..')
os.makedirs('dirname1/dirname2')    可生成多层递归目录
os.removedirs('dirname1')    若目录为空，则删除，并递归到上一级目录，如若也为空，则删除，依此类推
os.mkdir('dirname')    生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname
os.rmdir('dirname')    删除单级空目录，若目录不为空则无法删除，报错；相当于shell中rmdir dirname
os.listdir('dirname')    列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件，并以列表方式打印
os.remove()  删除一个文件
os.rename("oldname","newname")  重命名文件/目录
os.stat('path/filename')  获取文件/目录信息
os.sep    输出操作系统特定的路径分隔符，win下为"\\",Linux下为"/"
os.linesep    输出当前平台使用的行终止符，win下为"\t\n",Linux下为"\n"
os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串
os.name    输出字符串指示当前使用平台。win->'nt'; Linux->'posix'
os.system("bash command")  运行shell命令，直接显示
os.environ  获取系统环境变量
os.path.abspath(path)  返回path规范化的绝对路径
os.path.split(path)  将path分割成目录和文件名二元组返回
os.path.dirname(path)  返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素
os.path.basename(path)  返回path最后的文件名。如何path以／或\结尾，那么就会返回空值。即os.path.split(path)的第二个元素
os.path.exists(path)  如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
os.path.isabs(path)  如果path是绝对路径，返回True
os.path.isfile(path)  如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False
os.path.isdir(path)  如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False
os.path.join(path1[, path2[, ...]])  将多个路径组合后返回，第一个绝对路径之前的参数将被忽略
os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后存取时间
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间

导入模块的方法

导入当前文件夹下的auth.py

方法一：

import auth

方法二：

from auth import login

导入脚本当前路径下同一父目录的其它子目录day4下的   高阶函数.py

import os,sys

baseDir=os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) #找到脚本上一级目录路径
sys.path.append(baseDir)
from day4 import 高阶函数

json & pickle 模块

把一个内存对象转成字符串形式，就叫序列化。

data={
    'name':'alex',
    'age':22
}

f= open("data.txt","w",encoding="utf-8")
f.write(str(data))
f.close()

把一个支付创转成内存对象，就叫反序列化。

f= open("data.txt","r",encoding="utf-8")
data=eval(f.read())
print(data)
f.close()

序列化的作用就是持久化内存数据对象

数据在网络中传输的时候，只能以字符串或二进制的形式传输

json

json.dump将数据通过特殊的形式转换为所有程序语言都认识的字符串，并写入文件。（实现序列化）

import json

data={
    'name':'alex',
    'age':22
}

with open("data.txt","w",encoding="utf-8") as f:
    # f.write( json.dumps(data))
    json.dump(data,f)

json.load实现反序列化

import json
with open("data.txt",encoding="utf-8") as f:
    # data=json.loads(f.read())
    data = json.load(f)
print(data['age'])

以上代码运行结果

22

pickle

pickle.dump将数据通过特殊的形式转换为只有python语言人数的字符串，并写入文件（实现序列化）。

import pickle
data={
    'name':'alex',
    'age':22
}

with open("data.pkl","wb") as f:
    pickle.dump(data,f)

pickle.load实现反序列化。

import pickle

with open("data.pkl","rb") as f:
    data=pickle.load(f)
print(data["age"])

以上代码运行结果

22

软件目录结构规范

为什么要设计好目录结构?

"设计项目目录结构"，就和"代码编码风格"一样，属于个人风格问题。对于这种风格上的规范，一直都存在两种态度:

1. 一类同学认为，这种个人风格问题"无关紧要"。理由是能让程序work就好，风格问题根本不是问题。
2. 另一类同学认为，规范化能更好的控制程序结构，让程序具有更高的可读性。

我是比较偏向于后者的，因为我是前一类同学思想行为下的直接受害者。我曾经维护过一个非常不好读的项目，其实现的逻辑并不复杂，但是却耗费了我非常长的时间去理解它想表达的意思。从此我个人对于提高项目可读性、可维护性的要求就很高了。"项目目录结构"其实也是属于"可读性和可维护性"的范畴，我们设计一个层次清晰的目录结构，就是为了达到以下两点:

1. 可读性高: 不熟悉这个项目的代码的人，一眼就能看懂目录结构，知道程序启动脚本是哪个，测试目录在哪儿，配置文件在哪儿等等。从而非常快速的了解这个项目。
2. 可维护性高: 定义好组织规则后，维护者就能很明确地知道，新增的哪个文件和代码应该放在什么目录之下。这个好处是，随着时间的推移，代码/配置的规模增加，项目结构不会混乱，仍然能够组织良好。

所以，我认为，保持一个层次清晰的目录结构是有必要的。更何况组织一个良好的工程目录，其实是一件很简单的事儿。

目录组织方式

关于如何组织一个较好的Python工程目录结构，已经有一些得到了共识的目录结构。在Stackoverflow的这个问题上，能看到大家对Python目录结构的讨论。

这里面说的已经很好了，我也不打算重新造轮子列举各种不同的方式，这里面我说一下我的理解和体会。

假设你的项目名为foo, 我比较建议的最方便快捷目录结构这样就足够了:

Foo/
|-- bin/
|   |-- foo
|
|-- foo/
|   |-- tests/
|   |   |-- __init__.py
|   |   |-- test_main.py
|   |
|   |-- __init__.py
|   |-- main.py
|
|-- docs/
|   |-- conf.py
|   |-- abc.rst
|
|-- setup.py
|-- requirements.txt
|-- README

简要解释一下:

1. bin/: 存放项目的一些可执行文件，当然你可以起名script/之类的也行。
2. foo/: 存放项目的所有源代码。(1) 源代码中的所有模块、包都应该放在此目录。不要置于顶层目录。(2) 其子目录tests/存放单元测试代码； (3) 程序的入口最好命名为main.py。
3. docs/: 存放一些文档。
4. setup.py: 安装、部署、打包的脚本。
5. requirements.txt: 存放软件依赖的外部Python包列表。
6. README: 项目说明文件。

除此之外，有一些方案给出了更加多的内容。比如LICENSE.txt,ChangeLog.txt文件等，我没有列在这里，因为这些东西主要是项目开源的时候需要用到。如果你想写一个开源软件，目录该如何组织，可以参考这篇文章。

下面，再简单讲一下我对这些目录的理解和个人要求吧。

关于README的内容

这个我觉得是每个项目都应该有的一个文件，目的是能简要描述该项目的信息，让读者快速了解这个项目。

它需要说明以下几个事项:

1. 软件定位，软件的基本功能。
2. 运行代码的方法: 安装环境、启动命令等。
3. 简要的使用说明。
4. 代码目录结构说明，更详细点可以说明软件的基本原理。
5. 常见问题说明。

我觉得有以上几点是比较好的一个README。在软件开发初期，由于开发过程中以上内容可能不明确或者发生变化，并不是一定要在一开始就将所有信息都补全。但是在项目完结的时候，是需要撰写这样的一个文档的。

可以参考Redis源码中Readme的写法，这里面简洁但是清晰的描述了Redis功能和源码结构。

关于requirements.txt和setup.py

setup.py

一般来说，用setup.py来管理代码的打包、安装、部署问题。业界标准的写法是用Python流行的打包工具setuptools来管理这些事情。这种方式普遍应用于开源项目中。不过这里的核心思想不是用标准化的工具来解决这些问题，而是说，一个项目一定要有一个安装部署工具，能快速便捷的在一台新机器上将环境装好、代码部署好和将程序运行起来。

这个我是踩过坑的。

我刚开始接触Python写项目的时候，安装环境、部署代码、运行程序这个过程全是手动完成，遇到过以下问题:

1. 安装环境时经常忘了最近又添加了一个新的Python包，结果一到线上运行，程序就出错了。
2. Python包的版本依赖问题，有时候我们程序中使用的是一个版本的Python包，但是官方的已经是最新的包了，通过手动安装就可能装错了。
3. 如果依赖的包很多的话，一个一个安装这些依赖是很费时的事情。
4. 新同学开始写项目的时候，将程序跑起来非常麻烦，因为可能经常忘了要怎么安装各种依赖。

setup.py可以将这些事情自动化起来，提高效率、减少出错的概率。"复杂的东西自动化，能自动化的东西一定要自动化。"是一个非常好的习惯。

setuptools的文档比较庞大，刚接触的话，可能不太好找到切入点。学习技术的方式就是看他人是怎么用的，可以参考一下Python的一个Web框架，flask是如何写的: setup.py

当然，简单点自己写个安装脚本（deploy.sh）替代setup.py也未尝不可。

requirements.txt

这个文件存在的目的是:

1. 方便开发者维护软件的包依赖。将开发过程中新增的包添加进这个列表中，避免在setup.py安装依赖时漏掉软件包。
2. 方便读者明确项目使用了哪些Python包。

这个文件的格式是每一行包含一个包依赖的说明，通常是flask>=0.10这种格式，要求是这个格式能被pip识别，这样就可以简单的通过 pip install -r requirements.txt来把所有Python包依赖都装好了。具体格式说明： 点这里。

关于配置文件的使用方法

注意，在上面的目录结构中，没有将conf.py放在源码目录下，而是放在docs/目录下。

很多项目对配置文件的使用做法是:

1. 配置文件写在一个或多个python文件中，比如此处的conf.py。
2. 项目中哪个模块用到这个配置文件就直接通过import conf这种形式来在代码中使用配置。

这种做法我不太赞同:

1. 这让单元测试变得困难（因为模块内部依赖了外部配置）
2. 另一方面配置文件作为用户控制程序的接口，应当可以由用户自由指定该文件的路径。
3. 程序组件可复用性太差，因为这种贯穿所有模块的代码硬编码方式，使得大部分模块都依赖conf.py这个文件。

所以，我认为配置的使用，更好的方式是，

1. 模块的配置都是可以灵活配置的，不受外部配置文件的影响。
2. 程序的配置也是可以灵活控制的。

能够佐证这个思想的是，用过nginx和mysql的同学都知道，nginx、mysql这些程序都可以自由的指定用户配置。

所以，不应当在代码中直接import conf来使用配置文件。上面目录结构中的conf.py，是给出的一个配置样例，不是在写死在程序中直接引用的配置文件。可以通过给main.py启动参数指定配置路径的方式来让程序读取配置内容。当然，这里的conf.py你可以换个类似的名字，比如settings.py。或者你也可以使用其他格式的内容来编写配置文件，比如settings.yaml之类的。