2018-2019-2 20189206 Python3学习

python3简明教程学习

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基本概念

脚本文件：

脚本文件英文为Script。实际上脚本就是程序，一般都是由应用程序提供的编程语言。应用程序包括浏览器(javaScript、VBScript)、多媒体创作工具，应用程序的宏和创作系统的批处理语言也可以归入脚本之类。

脚本文件类似于DOS操作系统中的批处理文件，它可以将不同的命令组合起来，并按确定的顺序自动连续地执行。脚本文件是文本文件，用户可使用任一文本编辑器来创建脚本文件。

解释器：

解释器（英语：Interpreter），又译为直译器，是一种电脑程序，能够把高级编程语言一行一行直接转译运行。解释器不会一次把整个程序转译出来，只像一位“中间人”，每次运行程序时都要先转成另一种语言再作运行，因此解释器的程序运行速度比较缓慢。它每转译一行程序叙述就立刻运行，然后再转译下一行，再运行，如此不停地进行下去。

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解释器

python是一个脚本语言，可以在python解释器中直接写代码或者将代码写到一个文件（脚本文件）然后执行这个文件。

可以用两种方式使用python语言：

• 在shell中输入python即可进入交互界面，交互界面中即可运行。

• 在vim编辑器中，创建一个.py的文件，并输入代码如下图所示

- 代码中的前两个字符`#！`称为shebang告诉shell使用python解释器执行下面的代码，同时需要为脚本文件添加可执行权限，最后执行文件即可。

模块

模块包含了可以复用的代码文件，包含了不同的函数定义，变量。模块文件通常以.py为扩展名，使用之前先需要导入它。

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python基本的数据类型和变量

python的关键字必须完全按照下面来拼写

python不需要为变量指定数据类型，可以直接写出abc = 1同时python的字符串用单引号或双引号括起来即可。

从键盘读取输入

input（）函数可以实现从键盘读取输入。

实现了从键盘读取一个数字并且检查这个数字是否小于100，运行结果如下图所示

计算投资：

在看代码时不太能看懂输出语句的格式，对比执行后的结果

 print("Year {} Rs. {:.2f}".format(year, value))

Year 1 Rs. 11400.00

可以看到，大括号和其中的字符会被替换成传入.format（）中的变量的值，其中{：.2f}表示替换为2位精度的浮点数。

看不懂的地方涉及到函数str.format（）是一个强大的格式化函数

通过位置

In [1]: '{0},{1}'.format('kzc',18)
Out[1]: 'kzc,18'
In [2]: '{},{}'.format('kzc',18)
Out[2]: 'kzc,18'
In [3]: '{1},{0},{1}'.format('kzc',18)
Out[3]: '18,kzc,18'

通过关键字参数：即大括号中包含对应的参数名

通过对象属性

class Person:
  def __init__(self,name,age):
    self.name,self.age = name,age
    def __str__(self):
  return 'This guy is {self.name},is {self.age} old'.format(self=self)

In [2]: str(Person('kzc',18))
Out[2]: 'This guy is kzc,is 18 old'

括号中的参数{:5d} {:7.2f}分别表示，替换为5个字节宽度的整数；替换为7个字节宽度并显示小数点后两位的浮点数。

单行定义多个变量或赋值

元组（truple）利用逗号创建元组，例如a , b = b, a在赋值语句的右边我们创建了一个元组，称为元组封装；赋值语句左边则是元组拆封。

>>> data = ("shiyanlou", "China", "Python")
>>> name, country, language = data

也就是说，data，（name, country, language）

是两个封装，而第二条语句对data进行了拆封。

运算符和表达式

运算符

• 数学操作符 + - /只要有一个操作符是浮点数，结果就会是浮点数。使用//将会返回商的整数部分。%求余运算符

计算月份和天数

divmod()函数

python divmod() 函数把除数和余数运算结果结合起来，返回一个包含商和余数的元组(a // b, a % b)。

• 关系运算符与其他高级语言一致
• 逻辑运算符 and or not

逻辑运算符的优先级又低于关系运算符，在它们之中，not 具有最高的优先级，or 优先级最低，所以 A and not B or C 等于 (A and (notB)) or C

2 > 1 and not 3 > 5 or 4 这条语句可以看作是((2 > 1) and (not (3 > 5))) or 4 其中 2 > 1 为真 (not (3 > 5))也为真，故返回 True

程序理解

#!/usr/bin/env python3
sum = 0
for i in range(1, 11):
    sum += 1.0 / i
    print("{:2d} {:6.4f}".format(i , sum))

所涉及函数

python range()函数用法

range(start, stop[, step])

参数说明：

start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如range（5）等价于range（0， 5）;
stop: 计数到 stop 结束，但不包括 stop。例如：range（0， 5） 是[0, 1, 2, 3, 4]没有5
step：步长，默认为1。例如：range（0， 5） 等价于 range(0, 5, 1)

所以在上面代码中的for循环，即i从1开始，到10结束，其中不包含11；每循环一次进行一次运算，同时打印i和sum的值。

#!/usr/bin/env python3
import math
a = int(input("Enter value of a: "))
b = int(input("Enter value of b: "))
c = int(input("Enter value of c: "))
d = b * b - 4 * a * c
if d < 0:
	print("ROOTS are imaginary")
else:
	root1 = (-b + math.sqrt(d)) / (2 * a)
	root2 = (-b - math.sqrt(d)) / (2 * a)
	print("Root 1 = ", root1)
	print("Root 2 = ", root2)

以上是一个求解二次方程的代码。

#!/usr/bin/env python3
basic_salary = 1500
bonus_rate = 200
commission_rate = 0.02
numberofcamera = int(input("Enter the number of inputs sold: "))
price = float(input("Enter the price of camera: "))
bonus = (bonus_rate * numberofcamera)
commission = (commission_rate * price * numberofcamera)
print("Bonus= {:6.2f}".format(bonus))
print("Commission   = {:6.2f}".format(commission))
print("Gross salary = {:6.2f}".format(basic_salary + bonus + commission))

运行结果如下：

math模块调用的方法

• math.pi是一个模块变量不能当作函数调用使用
• math.sqrt() 是求平方根

if-else

语法格式：

if expression:

do this

else:

do this

或

if expression:

do this

elif experssion:

do this

else:

do this

注意if后面表达式的：不能少

if后面的表达式为真将执行缩进的所有行，要保证缩进的正确

while循环

语法格式

while condition:

statement1

statement2

要执行的语句必须以正确的缩进放在while语句下面，在表达式condition为真时执行

斐波那契数列实现

#!/usr/bin/env python3
a, b = 0, 1
while b < 100:
	print(b, end=' ')
	a, b = b, a + b
print()

对于语句a, b = b, a + b可以理解为Python会先对复制右边的表达式求值然后将值赋给左边的变量。即将b的值赋给a,a+b的值赋给b。

print（）函数除了打印默认字符外，还会打印一个换行符，所以每次调用print（）就会换一次行，利用end参数来替换换行符，如上代码中print(b, end=' ')

幂级数实现

#!/usr/bin/env python3
x = float(input("Enter the value of x: "))
n = term = num = 1
result = 1.0
while n <= 100:
	term *= x / n
	result += term
	n += 1
	if term < 0.0001:
		break
print("No of Times= {} and Sum= {}".format(n, result))

乘法表

#!/usr/bin/env python3
i = 1
print("-" * 50)
while i < 11:
	n = 1
	while n <= 10:
		print("{:5d}".format(i * n), end=' ')
		n += 1
	print()
	i += 1
print("-" * 50)

以上代码是嵌套循环的代码，从其运行结果可以看出print("-" * 50)的作用

数据结构：列表

列表中的元素不必是同一类型，中间用逗号分隔。

a[256,1,23,'china','love']

其中每一位都有对应的下标，从0开始，可以利用a[4]对应‘love’使用负数索引，就会从尾部开始计数。

切片不会改变正在操作的列表，切片操作会返回其子列表，即一个新的列表副本。
例如： a[1：-2] 表示 [1,23]
	  a[:-2]则表示[256,1,23]

Python 中有关下标的集合都满足左闭右开原则，切片中也是如此，也就是说集合左边界值能取到，右边界值不能取到。

• 切片长度就是两个索引之差

• [-1:-5]可以取到全部元素，但[-5:-1]取不到列表中的最后一个值。

• 切片的上边界大于下边界时，返回空列表；一个过大的索引值将被列表的实际长度所代替

• 可以检验某个值是否在列表中'cool' ia a

• 内建函数len()可以获得列表长度

• 列表允许嵌套

for循环

range()函数可以在for循环需要一个数值序列时使用，具体用法前面提到过。

在循环后面选择else语句，它将会在循环执行完毕后执行

数据结构

Python有许多内建的数据结构

其中包括列表、元组、

列表有关内容

• 列表a的建立：a = [23, 45, 1, -3434, 43624356, 234]

• 向列表添末尾加元素：a.append(45) 添加元素 45 到列表末尾。

• 向列表任何位置添加元素：a.insert()方法

  • a.insert(0,1)在列表0的位置添加元素1

• 列表计算指定值方法：count（s）会返回列表元素中s的数量

• 移除任意指定值：remove(s)将会移除在列表中的s值

• 删除指定位置的值：del()

• 翻转列表：reverse()

• 列表排序：sort()前提是列表的元素是可比较的

将列表用作栈和队列

• pop(i)方法会将第i个元素出栈，例如a.pop(0)将第一个元素弹出列表

• 列表推导式为从序列中创建列表提供了一个简单的方法

  • 列表推导式由包含一个表达式的中括号组成，表达式后面跟随一个 for 子句，之后可以有零或多个 for 或 if 子句，结果是一个列表。列表推导式也可以嵌套

  squares = [x**2 for x in range(10)]
  
  该语句组成的序列是[0,1,4,9,16,25,36,47,64,81]

  [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]

  [(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

元组

元组是由数个逗号分隔的值所组成，可以对任何一个元组执行拆封操作并赋值给多个变量。

• 元组是不可变类型，元组内无法进行添加或删除任何值得操作。

• 要创建只有一个元素的元组，在值得后面跟一个逗号

  • a = 321,相当于(321,)

• 内建函数type()可以知道任意变量的数据类型；len()可以查询任意序列类型数据长度

集合

集合是一个无序不重复元素的集。基本功能有关系测试和消除重复元素。集合同时还支持数学运算。

• 大括号或set()函数可以用来创建集合。

• a = set('abracadabra')得到的a集合是去重后的字母

字典

字典是无序键值对的集合，同一个字典内的键必须是互不相同的。键与值之间利用：分隔。用键来检索存储在字典中的值。

data
{'kushal': 'Fedora', 'Jace': 'Mac', 'kart_': 'Debian'}

查找字典中键对应的值
 data['kart_']
'Debian'

删除字典中任意指定的键值对
del data['kushal']

查询指定关键字是否在字典中
'ShiYanLou' in data

遍历字典
items()方法
for x,y in data.items():
	print("{} uses {}".format(x,y))

向字典中元素多次添加数据
dict.setdefault(key, default)

索引键，如果不存在将返回指定的default值
dict.get(key, default)

在便利列表的同时获得元素的索引值，使用enumerate()
for i, j in enumerate(['a', 'b', 'c']):
此时，列表的索引值将会存放在变量i中

字典中的键必须是不可变类型，比如列表就不能作为键。

输入学生的三科成绩计算是否通过考试

运行结果

代码分析

建立的data字典以学生的姓名作为键，对应的列表中包含的三门成绩作为对应学生的成绩，也就是字典的值。data[name] = marks就是一个创建字典的过程，将对应的列表作为值与姓名形成键值对。3

字符串

当输入几行字符串并且希望行尾换行符自动包含到字符串中，使用三对引号"""....."""或'''....'''

字符串的内建方法

• s.split() 分隔字符串

  语法方法：
  
  str.split(str="", num=string.count(str)).

  参数
  
  str -- 分隔符，默认为所有的空字符，包括空格、换行(\n)、制表符(\t)等。
  
  num -- 分割次数。默认为 -1, 即分隔所有。

  返回值
  
  返回分割后的字符串列表。

• title（）返回字符串的标题版本，即单词首字母大写其余字母小写

• upper() 返回字符串的全部大写版本

• lower（）返回字符串的全部小写版本

• swapcase() 返回字符串大小写交换后的版本

• isalnum() 检查所有字符是否只包含数字和字母

• isal
  
  -pha() 检查字符串是否只有字母

• join() 使用指定字符连接多个字符串

  "-".join("GNU/Linux is great".split())
  
  'GNU/Linux-is-great'

• lstrip(chars)或rstrip(chars) 对字符串左或右剥离

• find()可以找到字符串中第一个匹配的字符串

检查回文数

将字符串倒序的方式 z = s[::-1]

这是前面提到的切片的方法，可以对列表、元组等使用。

假如 a = (1,2,3,4,5)
那么 a[:] a[::] 都代表（1,2,3,4,5）使用默认值a[0:len(a):1]
前面提到过a[0:2]表示a(1,2)

在本题中a[::-1]表示步长为负数，从序列的最后一个元素开始切片，即倒序

函数

定义一个函数

使用关键字def定义函数

def 函数名（参数）：
	语句1
	语句2

将回文判断写成一个函数

#!/usr/bin/env python3
def palindrome(s):
    return s == s[::-1]
if __name__ == '__main__':
    s = input("Enter a string: ")
    if palindrome(s):
        print("Yay a palindrome")
    else:
        print("Oh no, not a palindrome")

在这里很疑惑 name == 'main' 的作用是什么，参考一篇博客，明白__name__是函数的内置变量，详细参考博客https://blog.csdn.net/xyisv/article/details/78069129

局域或全局变量

在函数中创建的变量是局域变量，只在函数中可用，函数完成时销毁。同样在函数中，变量出现在表达式等号之前，就会被当做局部变量。

使用global关键字，对函数中的a标志为全局变量，让函数内部使用全局变量a，那么整个程序中出现a都将是一样的。

默认参数值

函数参数变量可以有默认值，如果对指定的参数变量没有给出任何值，则会赋其任意值。

def test(a , b=-99):

if a > b:

return True

else:

return False

需要注意的是：

- 具有默认值的参数后面不能再有普通参数

高阶函数

高阶函数或仿函数是可以接受函数作为参数的函数

map函数

它接受一个函数和一个序列（迭代器）作为输入，然后对序列（迭代器）的每一个值应用这个函数，返回一个序列（迭代器），其包含应用函数后的结果。

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
	return num * num
print(list(map(square, lst)))
[1, 4, 9, 16, 25]

文件处理

文件打开

使用open()函数打开文件，需要两个参数，第一个是文件路径或文件名；第二是文件的打开方式

• r 只读 （默认模式）
• w 写入 删除文件内所有内容，打开文件进行写入
• a 追加 写入到文件中的数据添加到末尾

文件关闭

使用close()关闭文件

文件读取

read()方法一次性读取整个文件。

• read()有一个可选参数size用来返回指定字符串长度，如果没有指定size或size为负数，会读取整个文件

• readline()每次读取文件的一行

  • readlines()读取所有行到一个列表中

文件写入

write()方法打开文件然后随便写入一些文本

拷贝文本文件到另一个给定文本文件

#!/usr/bin/env python3
import sys
if len(sys.argv) < 3:
    print("Wrong parameter")
    print("./copyfile.py file1 file2")
    sys.exit(1)
f1 = open(sys.argv[1])
s = f1.read()
f1.close()
f2 = open(sys.argv[2], 'w')
f2.write(s)
f2.close()

用到了sys模块的sys.argv函数，一开始不明的到底这个函数的功能是什么，参考了一篇博客，了解到sys.argv其实是外部命令与程序内部的桥梁，是一个列表，所以可以通过argv[]进行调用。

https://www.cnblogs.com/aland-1415/p/6613449.html

运行结果如图所示：

异常

在程序执行过程中发生的任何错误都是异常。每个异常显示一些相关的错误信息。

• NameError访问一个未定义变量时会发生NameError异常

• TypeError当操作或函数应用于不适当类型的对象时引发

处理异常

使用try...except快处理异常。

• 首先，执行 try 子句 （在 try 和 except 关键字之间的部分）。

• 如果没有异常发生，except 子句 在 try 语句执行完毕后就被忽略了。

• 如果在 try 子句执行过程中发生了异常，那么该子句其余的部分就会被忽略。

• 如果异常匹配于 except 关键字后面指定的异常类型，就执行对应的 except 子句。然后继续执行 try 语句之后的代码。

• 如果发生了一个异常，在 except 子句中没有与之匹配的分支，它就会传递到上一级 try 语句中。

• 如果最终仍找不到对应的处理语句，它就成为一个 未处理异常，终止程序运行，显示提示信息。

一个空的except()语句可以捕获任何异常。

抛出异常

使用raise()语句抛出异常

定义清理行为

try语句还有另一个可选的finally字句，在于定义任何情况下都一定要执行的功能。

不管有没有发生异常，finally 子句 在程序离开 try 后都一定会被执行。当 try 语句中发生了未被 except 捕获的异常（或者它发生在 except 或 else 子句中），在 finally 子句执行完后它会被重新抛出。

类

定义方式

class nameoftheclass(parent_class):
    statement1
    statement2
    statement3

类的实例

x = MyClass()

以上类的实例用于创建一个空对象，创建一个有初始状态的类，需要用到方法 init()进行初始化。

继承

当一个类继承另一个类时，它将继承父类的所有功能（如变量和方法）。这有助于重用代码。

继承方式：

class Person(object):

def init(self,name):

def get_details(self):

class Student(Person):

class Teacher(Person):

有了init方法后，在创建类的对象时，不需要调用init方法，直接调用类的初始化方法即可。

person1 = Person('Sachin')
student1 = Student('Kushal', 'CSE', 2005)
teacher1 = Teacher('Prashad', ['C', 'C++'])

删除对象

del s 来删除对象

装饰器

你可能想要更精确的调整控制属性访问权限，你可以使用 @property 装饰器，@property 装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的。

模块

模块是包括 Python 定义和声明的文件。文件名就是模块名加上 .py 后缀。__name__全局变量可以得到模块的模块名。

模块内的函数必须要用模块名来访问。

bars.hashbar(10)

bars.simplebar(10)

bars.starbar(10)

包

含有__init__.py文件的目录可以用来作为一个包，其中目录里的所有.py文件都是这个包的子模块

如果 init.py 文件内有一个名为 all 的列表，那么只有在列表内列出的名字将会被公开。

默认模块

• os模块 提供了与操作系统相关的功能

  • getuid() 函数返回当前进程的有效用户 id
  • getpid() 函数返回当前进程的 id。getppid() 返回父进程的 id
  • uname() 函数返回识别操作系统的不同信息，在 Linux 中它返回的详细信息可以从 uname -a 命令得到。
  • getcwd() 函数返回当前工作目录。chdir(path) 则是更改当前目录到 path。

• Requests模块

  • 属于第三方模块，使用前需要安装

  sudo apt-get update
  
  sudo apt-get install python3-pip
  
  sudo pip3 install requests

  • get()方法可以获取任意一个网页

从指定URL下载文件的程序

#!/usr/bin/env python3
import requests

def download(url):

# 检查 URL 是否存在
try:
	req = requests.get(url)
except requests.exceptions.MissingSchema:
	print('Invalid URL "{}"'.format(url))
	return
# 检查是否成功访问了该网站
if req.status_code == 403:
	print('You do not have the authority to access this page.')
	return
filename = url.split('/')[-1]
with open(filename, 'w') as fobj:
	fobj.write(req.content.decode('utf-8'))
	print("Download over.")

if __name__ == '__main__':
url = input('Enter a URL: ')
download(url)

conllections模块

counter

counter是一个有助于hashable对象计数的dict子类。它是一个无序的集合，其中 hashable 对象的元素存储为字典的键，它们的计数存储为字典的值，计数可以为任意整数，包括零和负数。

• elements() 方法 依照计数重复重复元素相同次数，元素顺序是无序的。
• most_common() 方法返回最常见的元素及其计数，顺序为最常见到最少。

defaultdict

defaultdict() 第一个参数提供了 default_factory 属性的初始值，默认值为 None，default_factory 属性值将作为字典的默认数据类型。所有剩余的参数与字典的构造方法相同，包括关键字参数。

namedtuple

命名元组有助于对元组每个位置赋予意义，并且让我们的代码有更好的可读性和自文档性。你可以在任何使用元组地方使用命名元组。在例子中我们会创建一个命名元组以展示为元组每个位置保存信息。

迭代器、生成器、装饰器

迭代器

• iter_()，返回迭代器对象自身。这用在 for 和 in 语句中。

• next()，返回迭代器的下一个值。如果没有下一个值可以返回，那么应该抛出 StopIteration 异常。

生成器

生成器是更简单的创建迭代器的方法，这通过在函数中使用 yield 关键字完成。

def counter_generator(low, high):
while low <= high:
	yield low
	low += 1

for i in 	counter_generator(5,10):
	print(i, end=' ')

5 6 7 8 9 10

在 While 循环中，每当执行到 yield 语句时，返回变量 low 的值并且生成器状态转为挂起。在下一次调用生成器时，生成器从之前冻结的地方恢复执行然后变量 low 的值增一。也就是说，在下一次执行生成器前，low的值不会改变。

虚拟Python环境virtualenv

安装两个不用的虚拟环境，并激活source virt1/bin/activate

安装redis这个Python模块

安装另一个虚拟环境，并安装不同版本的redis以满足不同的编程需要

测试

单元测试

在 Python 里我们有 unittest 这个模块来帮助我们进行单元测试。

首先导入了 unittest 模块，然后测试我们需要测试的函数。

测试用例是通过子类化 unittest.TestCase 创建的。

覆盖测试率

测试覆盖率是找到代码库未经测试的部分的简单方法。它并不会告诉你的测试好不好。

项目结构

假设实验项目名为factorial创建/home/shiyanlou/factorial,将要创建的Python模块取名为myfact，创建目录/home/shiyanlou/factorial/myfact。主代码放在fact.py文件中，模块的__init.py__文件，将设定目录显示的文件。

/home/shiyanlou/factorial/MANIFEST.in 文件，它用来在使用 sdist 命令的时候找出将成为项目源代码压缩包一部分的所有文件。

最终我们需要写一个 /home/shiyanlou/factorial/setup.py，用来创建源代码压缩包或安装软件。

要创建一个源文件发布版本，执行以下命令。

python3 setup.py sdist

我们能在 dist 目录下看到一个 tar 压缩包。执行下面的命令从源代码安装。

sudo python3 setup.py install

Flask框架基本使用

Flask 是一个 web 框架。也就是说 Flask 为你提供工具，库和技术来允许你构建一个 web 应用程序。这个 web 应用程序可以是一些 web 页面、博客、wiki、基于 web 的日历应用或商业网站。

Flask 属于微框架（micro-framework）这一类别，微架构通常是很小的不依赖于外部库的框架。这既有优点也有缺点，优点是框架很轻量，更新时依赖少，并且专注安全方面的 bug，缺点是，你不得不自己做更多的工作，或通过添加插件增加自己的依赖列表。

Flask 的依赖如下：

• Werkzeug 一个 WSGI 工具包
• jinja2 模板引擎

WSGI

Web服务器网关接口（Python Web Server Gateway Interface，缩写为WSGI）是为Python语言定义的Web服务器和Web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口。自从WSGI被开发出来以后，许多其它语言中也出现了类似接口。

flask框架使用

• templates 文件夹是存放模板的地方，
• static 文件夹存放 web 应用所需的静态文件（images, css, javascript）。

hello_flask.py 文件里编写如下代码：

运行flask程序

了解了微框架、WSGI、模板引擎等概念，学习使用 Flask 做一个 web 应用，在这个 web 应用中，我们使用了模板。而用户以正确的不同 URL访问服务器时，服务器返回不同的网页。

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以上是这周在实验楼学习的关于Python3的相关知识，但是因为时间有限，很多内容还有待进一步深入，很多内容掌握的也不是很牢固，需要在以后的学习实践中不断巩固深入。