簡介

特點

• 易於學習：Python 有相對較少的關鍵字，結構簡單，和一個明確定義的語法，學習起來更加簡單。
• 易於閱讀：Python 程式碼定義的更清晰。
• 易於維護：Python 的成功在於它的原始碼是相當容易維護的。
• 一個廣泛的標準庫：Python 的最大的優勢之一是豐富的庫，跨平臺的，在 UNIX，Windows 和 macOS 相容很好。
• 互動模式：互動模式的支援，您可以從終端輸入執行程式碼並獲得結果的語言，互動的測試和除錯程式碼片斷。
• 可移植：基於其開放原始碼的特性，Python 已經被移植（也就是使其工作）到許多平臺。
• 可擴充套件：如果你需要一段執行很快的關鍵程式碼，或者是想要編寫一些不願開放的演算法，你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程式，然後從你的 Python 程式中呼叫。
• 資料庫：Python 提供所有主要的商業資料庫的介面。
• GUI 程式設計：Python 支援 GUI 可以建立和移植到許多系統呼叫。
• 可嵌入：你可以將 Python 嵌入到 C/C++ 程式，讓你的程式的使用者獲得"指令碼化"的能力。
• 面向物件：Python 是強面向物件的語言，程式中任何內容統稱為物件，包括數字、字串、函式等。

基礎語法

執行 Python

互動式直譯器

在命令列視窗執行python後，進入 Python 的互動式直譯器。exit() 或 Ctrl + D 組合鍵退出互動式直譯器。

命令列指令碼

在命令列視窗執行python script-file.py

，以執行 Python 指令碼檔案。

指定直譯器

如果在 Python 指令碼檔案首行輸入#!/usr/bin/env python，那麼可以在命令列視窗中執行/path/to/script-file.py以執行該指令碼檔案。

注：該方法不支援 Windows 環境。

編碼

預設情況下，3.x 原始碼檔案都是 UTF-8 編碼，字串都是 Unicode 字元。也可以手動指定檔案編碼：

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

或者

# encoding: utf-8

注意: 該行標註必須位於檔案第一行

識別符號

• 第一個字元必須是英文字母或下劃線 _ 。
• 識別符號的其他的部分由字母、數字和下劃線組成。
• 識別符號對大小寫敏感。

注：從 3.x 開始，非 ASCII 識別符號也是允許的，但不建議。

保留字

保留字即關鍵字，我們不能把它們用作任何識別符號名稱。Python 的標準庫提供了一個 keyword 模組，可以輸出當前版本的所有關鍵字：

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

註釋

單行註釋採用#，多行註釋採用'''或"""。

# 這是單行註釋

'''
這是多行註釋

這是多行註釋
'''

"""
這也是多行註釋

這也是多行註釋
"""

行與縮排

Python 最具特色的就是使用縮排來表示程式碼塊，不需要使用大括號 {}。
縮排的空格數是可變的，但是同一個程式碼塊的語句必須包含相同的縮排空格數。縮排不一致，會導致執行錯誤。

多行語句

Python 通常是一行寫完一條語句，但如果語句很長，我們可以使用反斜槓\來實現多行語句。

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

在 [], {}, 或 () 中的多行語句，不需要使用反斜槓\。

空行

函式之間或類的方法之間用空行分隔，表示一段新的程式碼的開始。類和函式入口之間也用一行空行分隔，以突出函式入口的開始。

空行與程式碼縮排不同，空行並不是 Python 語法的一部分。書寫時不插入空行，Python 直譯器執行也不會出錯。但是空行的作用在於分隔兩段不同功能或含義的程式碼，便於日後程式碼的維護或重構。

記住：空行也是程式程式碼的一部分。

等待使用者輸入

input函式可以實現等待並接收命令列中的使用者輸入。

content = input("\n\n請輸入點東西並按 Enter 鍵\n")
print(content)

同一行寫多條語句

Python 可以在同一行中使用多條語句，語句之間使用分號;分割。

import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '\n')

多個語句構成程式碼組

縮排相同的一組語句構成一個程式碼塊，我們稱之程式碼組。

像if、while、def和class這樣的複合語句，首行以關鍵字開始，以冒號:結束，該行之後的一行或多行程式碼構成程式碼組。

我們將首行及後面的程式碼組稱為一個子句(clause)。

print 輸出

print 預設輸出是換行的，如果要實現不換行需要在變數末尾加上end=""或別的非換行符字串：

print('123') # 預設換行
print('123', end = "") # 不換行

import 與 from...import

在 Python 用 import 或者 from...import 來匯入相應的模組。

將整個模組匯入，格式為：import module_name

從某個模組中匯入某個函式,格式為：from module_name import func1

從某個模組中匯入多個函式,格式為：from module_name import func1, func2, func3

將某個模組中的全部函式匯入，格式為：from module_name import *

運算子

算術運算子

運算子	描述
+	加
-	減
*	乘
/	除
%	取模
**	冪
//	取整除

比較運算子

運算子	描述
==	等於
!=	不等於
>	大於
<	小於
>=	大於等於
<=	小於等於

賦值運算子

運算子	描述
=	簡單的賦值運算子
+=	加法賦值運算子
-=	減法賦值運算子
*=	乘法賦值運算子
/=	除法賦值運算子
%=	取模賦值運算子
**=	冪賦值運算子
//=	取整除賦值運算子

位運算子

運算子	描述
&	按位與運算子：參與運算的兩個值,如果兩個相應位都為1，則該位的結果為1，否則為0
|	按位或運算子：只要對應的二個二進位有一個為1時，結果位就為1
^	按位異或運算子：當兩對應的二進位相異時，結果為1
~	按位取反運算子：對資料的每個二進位制位取反，即把1變為0，把0變為1。~x 類似於 -x-1
<<	左移動運算子：運算數的各二進位全部左移若干位，由"<<"右邊的數指定移動的位數，高位丟棄，低位補0
>>	右移動運算子：把">>"左邊的運算數的各二進位全部右移若干位，">>"右邊的數指定移動的位數

邏輯運算子

運算子	邏輯表示式	描述
and	x and y	布林"與" - 如果 x 為 False，x and y 返回 False，否則它返回 y 的計算值
or	x or y	布林"或" - 如果 x 是 True，它返回 x 的值，否則它返回 y 的計算值
not	not x	布林"非" - 如果 x 為 True，返回 False 。如果 x 為 False，它返回 True

成員運算子

運算子	描述
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否則返回 False
not in	如果在指定的序列中沒有找到值返回 True，否則返回 False

身份運算子

運算子	描述	例項
is	is 是判斷兩個識別符號是不是引用自一個物件	x is y, 類似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一個物件則返回 True，否則返回 False
is not	is not 是判斷兩個識別符號是不是引用自不同物件	x is not y ， 類似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一個物件則返回結果 True，否則返回 False

運算子優先順序

運算子	描述
(expressions...), [expressions...], {key: value...}, {expressions...}	表示繫結或元組、表示列表、表示字典、表示集合
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute	下標、切片、呼叫、屬性引用
**	指數 (最高優先順序)
~ + -	按位翻轉, 一元加號和減號 (最後兩個的方法名為 [email protected] 和 [email protected])
* / % //	乘，除，取模和取整除
+ -	加法減法
>> <<	右移，左移運算子
&	位 'AND'
^ |	位運算子
<= < > >=	比較運算子
<> == !=	等於運算子
= %= /= //= -= += *= **=	賦值運算子
is is not	身份運算子
in not in	成員運算子
and or not	邏輯運算子
if - else	條件表示式
lambda	Lambda 表示式

具有相同優先順序的運算子將從左至右的方式依次進行。用小括號()可以改變運算順序。

變數

變數在使用前必須先"定義"（即賦予變數一個值），否則會報錯：

>>> name
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'name' is not defined

資料型別

布林(bool)

只有 True 和 False 兩個值，表示真或假。

數字(number)

整型(int)

整數值，可正數亦可複數，無小數。
3.x 整型是沒有限制大小的，可以當作 Long 型別使用，所以 3.x 沒有 2.x 的 Long 型別。

浮點型(float)

浮點型由整數部分與小數部分組成，浮點型也可以使用科學計數法表示（2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250）

複數(complex)

複數由實數部分和虛數部分構成，可以用a + bj，或者complex(a,b)表示，複數的實部 a 和虛部 b 都是浮點型。

數字運算

• 不同型別的數字混合運算時會將整數轉換為浮點數
• 在不同的機器上浮點運算的結果可能會不一樣
• 在整數除法中，除法 / 總是返回一個浮點數，如果只想得到整數的結果，丟棄可能的分數部分，可以使用運算子 //。
• // 得到的並不一定是整數型別的數，它與分母分子的資料型別有關係
• 在互動模式中，最後被輸出的表示式結果被賦值給變數 _，_ 是個只讀變數

數學函式

注：以下函式的使用，需先匯入 math 包。

函式	描述
abs(x)	返回數字的整型絕對值，如 abs(-10) 返回 10
ceil(x)	返回數字的上入整數，如 math.ceil(4.1) 返回 5
cmp(x, y)	如果 x < y 返回 -1，如果 x == y 返回 0，如果 x > y 返回 1。Python 3 已廢棄 。使用 使用 (x>y)-(x<y) 替換。
exp(x)	返回 e 的 x 次冪(ex)，如 math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x)	返回數字的浮點數絕對值，如 math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x)	返回數字的下舍整數，如 math.floor(4.9) 返回 4
log(x)	如 math.log(math.e) 返回 1.0，math.log(100,10) 返回 2.0
log10(x)	返回以 10 為基數的 x 的對數，如 math.log10(100) 返回 2.0
max(x1, x2,...)	返回給定引數的最大值，引數可以為序列
min(x1, x2,...)	返回給定引數的最小值，引數可以為序列
modf(x)	返回 x 的整數部分與小數部分，兩部分的數值符號與 x 相同，整數部分以浮點型表示
pow(x, y)	冪等函式， x**y 運算後的值
round(x [,n])	返回浮點數 x 的四捨五入值，如給出 n 值，則代表舍入到小數點後的位數
sqrt(x)	返回數字 x 的平方根

隨機數函式

注：以下函式的使用，需先匯入 random 包。

函式	描述
choice(seq)	從序列的元素中隨機挑選一個元素，比如random.choice(range(10))，從0到9中隨機挑選一個整數
randrange ([start,] stop [,step])	從指定範圍內，按指定基數遞增的集合中獲取一個隨機數，基數預設值為1
random()	隨機生成下一個實數，它在[0,1)範圍內
seed([x])	改變隨機數生成器的種子seed。如果你不瞭解其原理，你不必特別去設定seed，Python會幫你選擇seed
shuffle(lst)	將序列的所有元素隨機排序
uniform(x, y)	隨機生成下一個實數，它在[x,y]範圍內

三角函式

注：以下函式的使用，需先匯入 math 包。

函式	描述
acos(x)	返回 x 的反餘弦弧度值
asin(x)	返回 x 的反正弦弧度值
atan(x)	返回 x 的反正切弧度值
atan2(y, x)	返回給定的 X 及 Y 座標值的反正切值
cos(x)	返回 x 的弧度的餘弦值
hypot(x, y)	返回歐幾里德範數 sqrt(x*x + y*y)
sin(x)	返回的 x 弧度的正弦值
tan(x)	返回 x 弧度的正切值
degrees(x)	將弧度轉換為角度，如 degrees(math.pi/2) 返回 90.0
radians(x)	將角度轉換為弧度

數學常量

常量	描述
pi	數學常量 pi（圓周率，一般以π來表示）
e	數學常量 e，e 即自然常數（自然常數）

字串(string)

• 單引號和雙引號使用完全相同
• 使用三引號('''或""")可以指定一個多行字串
• 轉義符(反斜槓\)可以用來轉義，使用r可以讓反斜槓不發生轉義，如r"this is a line with \n"，則\n會顯示，並不是換行
• 按字面意義級聯字串，如"this " "is " "string"會被自動轉換為this is string
• 字串可以用 + 運算子連線在一起，用 * 運算子重複
• 字串有兩種索引方式，從左往右以 0 開始，從右往左以 -1 開始
• 字串不能改變
• 沒有單獨的字元型別，一個字元就是長度為 1 的字串
• 字串的擷取的語法格式如下：變數[頭下標:尾下標]

轉義字元

轉義字元	描述
\	在行尾時，續行符
\\	反斜槓符號
\'	單引號
\"	雙引號
\a	響鈴
\b	退格(Backspace)
\e	轉義
\000	空
\n	換行
\v	縱向製表符
\t	橫向製表符
\r	回車
\f	換頁
\oyy	八進位制數，yy代表字元，例如：\o12代表換行
\xyy	十六進位制數，yy代表字元，例如：\x0a代表換行
\other	其它的字元以普通格式輸出

字串運算子

操作符	描述	例項
+	字串連線	'Hello' + 'Python' 輸出結果：'HelloPython'
*	重複輸出字串	'Hello' * 2 輸出結果：'HelloHello'
[]	通過索引獲取字串中字元	'Hello'[1] 輸出結果 e
[ : ]	擷取字串中的一部分	'Hello'[1:4] 輸出結果 ell
in	成員運算子，如果字串中包含給定的字元返回 True	'H' in 'Hello' 輸出結果 True
not in	成員運算子，如果字串中不包含給定的字元返回 True	'M' not in 'Hello' 輸出結果 True
r/R	原始字串，所有的字串都是直接按照字面的意思來使用，沒有轉義特殊或不能列印的字元。 原始字串除在字串的第一個引號前加上字母 r（可以大小寫）以外，與普通字串有著幾乎完全相同的語法	print(r'\n') 或 print(R'\n')
%	格式化字串

字串格式化

在 Python 中，字串格式化不是 sprintf 函式，而是用 % 符號。例如：

print("我叫%s， 今年 %d 歲！" % ('小明', 10))

// 輸出:
我叫小明， 今年 10 歲！

格式化符號:

符號	描述
%c	格式化字元及其 ASCII 碼
%s	格式化字串
%d	格式化整數
%u	格式化無符號整型
%o	格式化無符號八進位制數
%x	格式化無符號十六進位制數
%X	格式化無符號十六進位制數（大寫）
%f	格式化浮點數字，可指定小數點後的精度
%e	用科學計數法格式化浮點數
%E	作用同 %e，用科學計數法格式化浮點數
%g	%f 和 %e 的簡寫
%G	%f 和 %E 的簡寫
%p	用十六進位制數格式化變數的地址

輔助指令:

指令	描述
*	定義寬度或者小數點精度
-	用做左對齊
+	在正數前面顯示加號
	在正數前面顯示空格
#	在八進位制數前面顯示零('0')，在十六進位制前面顯示'0x'或者'0X'(取決於用的是'x'還是'X')
0	顯示的數字前面填充'0'而不是預設的空格
%	'%%'輸出一個單一的'%'
(var)	對映變數(字典引數)
m.n.	m 是顯示的最小總寬度，n 是小數點後的位數(如果可用的話)

Python 2.6 開始，新增了一種格式化字串的函式 str.format()，它增強了字串格式化的功能。

多行字串

• 用三引號(''' 或 """)包裹字串內容
• 多行字串內容支援轉義符，用法與單雙引號一樣
• 三引號包裹的內容，有變數接收或操作即字串，否則就是多行註釋

例項：

string = '''
print(\tmath.fabs(-10))

print(\nrandom.choice(li))
'''

print(string)

輸出：

print(  math.fabs(-10))

print(
random.choice(li))

Unicode

在 2.x 中，普通字串是以 8 位 ASCII 碼進行儲存的，而 Unicode 字串則儲存為 16 位 Unicode 字串，這樣能夠表示更多的字符集。使用的語法是在字串前面加上字首 u。

在 3.x 中，所有的字串都是 Unicode 字串。

字串函式

方法名	描述
str.capitalize()	首字母大寫，其餘字元小寫
str.center(width[, fillchar])	返回一個指定的寬度 width 居中的字串，fillchar 為填充的字元，預設為空格
str.count(sub, start= 0,end=len(string))	統計子字串在字串中出現的次數
str.encode(encoding='UTF-8',errors='strict')	以指定的編碼格式編碼字串，返回 bytes 物件
bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict")	以指定的編碼格式解碼 bytes 物件，返回字串
str.endswith(suffix[, start[, end]])	判斷字串是否以指定字尾結尾
str.expandtabs(tabsize=8)	把字串中的 tab 符號(\t)轉為空格
str.find(str, beg=0, end=len(string))	如果包含子字串返回開始的索引值，否則返回-1
str.index(str, beg=0, end=len(string))	如果包含子字串返回開始的索引值，否則丟擲異常
str.isalnum()	檢測字串是否只由字母和數字組成
str.isalpha()	檢測字串是否只由字母組成
str.isdigit()	檢測字串是否只由數字組成
str.islower()	如果字串中包含至少一個區分大小寫的字元，並且所有這些(區分大小寫的)字元都是小寫，則返回 True，否則返回 False
str.isupper()	檢測字串中所有的字母是否都為大寫
str.isspace()	如果字串中只包含空格，則返回 True，否則返回 False
str.istitle()	檢測字串中所有的單詞拼寫首字母是否為大寫，且其他字母為小寫
str.join(sequence)	將序列的元素以指定的字元連線生成一個新的字串
len(s)	返回物件（字串、列表、元組等）長度或專案個數
str.ljust(width[, fillchar])	返回一個原字串左對齊,並使用空格填充至指定長度的新字串。如果指定的長度小於原字串的長度則返回原字串
str.lower()	轉換字串中所有大寫字元為小寫
str.upper()	轉換字串中所有小寫字元為大寫
str.strip([chars])	移除字串頭尾指定的字元（預設為空格）或字元序列
str.maketrans(intab, outtab)	用於建立字元對映的轉換表，對於接受兩個引數的最簡單的呼叫方式，第一個引數是字串，表示需要轉換的字元，第二個引數也是字串表示轉換的目標。兩個字串的長度必須相同，為一一對應的關係。
str.translate(table)	根據引數table給出的錶轉換字串的字元
max(str)	返回字串中最大的字元
min(str)	返回字串中最小的字元
str.replace(old, new[, max])	把字串中的 old（舊字串） 替換成 new(新字串)，如果指定第三個引數max，則替換不超過 max 次
str.split(str="", num=string.count(str))	通過指定分隔符對字串進行切片，如果引數 num 有指定值，則僅分隔 num 個子字串
str.splitlines([keepends])	按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一個包含各行作為元素的列表，如果引數 keepends 為 False，不包含換行符，如果為 True，則保留換行符
str.startswith(str, beg=0,end=len(string))	檢查字串是否是以指定子字串開頭
str.swapcase()	對字串的大小寫字母進行互換
str.title()	返回"標題化"的字串，即所有單詞都是以大寫開始，其餘字母均為小寫
str.zfill(width)	返回指定長度的字串，原字串右對齊，前面填充0
str.isdecimal()	檢查字串是否只包含十進位制字元，只適用於 Unicode 物件

位元組(bytes)

在 3.x 中，字串和二進位制資料完全區分開。文字總是 Unicode，由 str 型別表示，二進位制資料則由 bytes 型別表示。Python 3 不會以任意隱式的方式混用 str 和 bytes，你不能拼接字串和位元組流，也無法在位元組流裡搜尋字串（反之亦然），也不能將字串傳入引數為位元組流的函式（反之亦然）。

• bytes 型別與 str 型別，二者的方法僅有 encode() 和 decode() 不同。
• bytes 型別資料需在常規的 str 型別前加個 b 以示區分，例如 b'abc'。
• 只有在需要將 str 編碼(encode)成 bytes 的時候，比如：通過網路傳輸資料；或者需要將 bytes 解碼(decode)成 str 的時候，我們才會關注 str 和 bytes 的區別。

bytes 轉 str：

b'abc'.decode()
str(b'abc')
str(b'abc', encoding='utf-8')

str 轉 bytes：

'中國'.encode()

bytes('中國', encoding='utf-8')

列表(list)

• 列表是一種無序的、可重複的資料序列，可以隨時新增、刪除其中的元素。
• 列表頁的每個元素都分配一個數字索引，從 0 開始
• 列表使用方括號建立，使用逗號分隔元素
• 列表元素值可以是任意型別，包括變數
• 使用方括號對列表進行元素訪問、切片、修改、刪除等操作，開閉合區間為[)形式
• 列表的元素訪問可以巢狀
• 方括號內可以是任意表達式

建立列表

hello = (1, 2, 3)
li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]

訪問元素

li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3)]
print(li[3])        # (1, 3)
print(li[-2])       # [3, 'a']

切片訪問

格式: list_name[begin:end:step]
begin 表示起始位置(預設為0)，end 表示結束位置(預設為最後一個元素)，step 表示步長(預設為1)

hello = (1, 2, 3)
li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]

print(li)           # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]
print(li[1:2])      # ['2']
print(li[:2])       # [1, '2']
print(li[:])        # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]
print(li[2:])       # [[3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]
print(li[1:-1:2])   # ['2', (1, 3)]

訪問內嵌 list 的元素：

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ['a', 'b', 'c']]

print(li[1:-1:2][1:3])      # (3, 5)
print(li[-1][1:3])          # ['b', 'c']
print(li[-1][1])            # b

修改列表

通過使用方括號，可以非常靈活的對列表的元素進行修改、替換、刪除等操作。

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

li[len(li) - 2] = 22    # 修改 [0, 1, 2, 22, 4, 5]
li[3] = 33              # 修改 [0, 1, 2, 33, 4, 5]
li[1:-1] = [9, 9]       # 替換 [0, 9, 9, 5]
li[1:-1] = []           # 刪除 [0, 5]

刪除元素

可以用 del 語句來刪除列表的指定範圍的元素。

li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

del li[3]       # [0, 1, 2, 4, 5]
del li[2:-1]    # [0, 1, 5]

列表操作符

• + 用於合併列表
• * 用於重複列表元素
• in 用於判斷元素是否存在於列表中
• for ... in ... 用於遍歷列表元素

[1, 2, 3] + [3, 4, 5]           # [1, 2, 3, 3, 4, 5]
[1, 2, 3] * 2                   # [1, 2, 3, 1, 2, 3]
3 in [1, 2, 3]                  # True
for x in [1, 2, 3]: print(x)    # 1 2 3

列表函式

• len(list) 列表元素個數
• max(list) 列表元素中的最大值
• min(list) 列表元素中的最小值
• list(seq) 將元組轉換為列表

li = [0, 1, 5]

max(li)     # 5
len(li)     # 3

注: 對列表使用 max/min 函式，2.x 中對元素值型別無要求，3.x 則要求元素值型別必須一致。

列表方法

• list.append(obj)

  在列表末尾新增新的物件

• list.count(obj)

  返回元素在列表中出現的次數

• list.extend(seq)

  在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值

• list.index(obj)

  返回查詢物件的索引位置，如果沒有找到物件則丟擲異常

• list.insert(index, obj)

  將指定物件插入列表的指定位置

• list.pop([index=-1]])

  移除列表中的一個元素（預設最後一個元素），並且返回該元素的值

• list.remove(obj)

  移除列表中某個值的第一個匹配項

• list.reverse()

  反向排序列表的元素

• list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)

  對原列表進行排序，如果指定引數，則使用比較函式指定的比較函式

• list.clear()

  清空列表
  還可以使用 del list[:]、li = [] 等方式實現

• list.copy()

  複製列表
  預設使用等號賦值給另一個變數，實際上是引用列表變數。如果要實現

列表推導式

列表推導式提供了從序列建立列表的簡單途徑。通常應用程式將一些操作應用於某個序列的每個元素，用其獲得的結果作為生成新列表的元素，或者根據確定的判定條件建立子序列。

每個列表推導式都在 for 之後跟一個表示式，然後有零到多個 for 或 if 子句。返回結果是一個根據表達從其後的 for 和 if 上下文環境中生成出來的列表。如果希望表示式推匯出一個元組，就必須使用括號。

將列表中每個數值乘三，獲得一個新的列表：

vec = [2, 4, 6]
[(x, x**2) for x in vec]

# [(2, 4), (4, 16), (6, 36)]

對序列裡每一個元素逐個呼叫某方法：

freshfruit = ['  banana', '  loganberry ', 'passion fruit  ']
[weapon.strip() for weapon in freshfruit]

# ['banana', 'loganberry', 'passion fruit']

用 if 子句作為過濾器：

vec = [2, 4, 6]
[3*x for x in vec if x > 3]

# [12, 18]

vec1 = [2, 4, 6]
vec2 = [4, 3, -9]

[x*y for x in vec1 for y in vec2]
# [8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54]

[vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))]
# [8, 12, -54]

列表巢狀解析：

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9],
]

new_matrix = [[row[i] for row in matrix] for i in range(len(matrix[0]))]
print(new_matrix)

# [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]

元組(tuple)

• 元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改
• 元組使用小括號，列表使用方括號
• 元組建立很簡單，只需要在括號中新增元素，並使用逗號隔開即可
• 沒有 append()，insert() 這樣進行修改的方法，其他方法都與列表一樣
• 字典中的鍵必須是唯一的同時不可變的，值則沒有限制
• 元組中只包含一個元素時，需要在元素後面新增逗號，否則括號會被當作運算子使用

訪問元組

訪問元組的方式與列表是一致的。
元組的元素可以直接賦值給多個變數，但變數數必須與元素數量一致。

a, b, c = (1, 2, 3)
print(a, b, c)

組合元組

元組中的元素值是不允許修改的，但我們可以對元組進行連線組合

tup1 = (12, 34.56);
tup2 = ('abc', 'xyz')
tup3 = tup1 + tup2;
print (tup3)

# (12, 34.56, 'abc', 'xyz')

刪除元組

元組中的元素值是不允許刪除的，但我們可以使用 del 語句來刪除整個元組

元組函式

• len(tuple) 元組元素個數
• max(tuple) 元組元素中的最大值
• min(tuple) 元組元素中的最小值
• tuple(tuple) 將列表轉換為元組

元組推導式

t = 1, 2, 3
print(t)
# (1, 2, 3)

u = t, (3, 4, 5)
print(u)
# ((1, 2, 3), (3, 4, 5))

字典(dict)

• 字典是另一種可變容器模型，可儲存任意型別物件
• 字典的每個鍵值(key=>value)對用冒號(:)分割，每個對之間用逗號(,)分割，整個字典包括在花括號({})中
• 鍵必須是唯一的，但值則不必
• 值可以是任意資料型別
• 鍵必須是不可變的，例如：數字、字串、元組可以，但列表就不行
• 如果用字典裡沒有的鍵訪問資料，會報錯
• 字典的元素沒有順序，不能通過下標引用元素，通過鍵來引用
• 字典內部存放的順序和 key 放入的順序是沒有關係的

格式如下:

d = {key1 : value1, key2 : value2 }

訪問字典

dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}

print(dis['b'][2])

修改字典

dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}}

dis[9]['name'] = 999
print(dis)

# {'a': 1, 9: {'name': 999}, 'b': [1, 2, 3]}

刪除字典

用 del 語句刪除字典或字典的元素。

dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}}

del dis[9]['name']
print(dis)

del dis         # 刪除字典

# {'a': 1, 9: {}, 'b': [1, 2, 3]}

字典函式

• len(dict) 計算字典元素個數，即鍵的總數
• str(dict) 輸出字典，以可列印的字串表示
• type(variable) 返回輸入的變數型別，如果變數是字典就返回字典型別
• key in dict 判斷鍵是否存在於字典中

字典方法

• dict.clear()

  刪除字典內所有元素

• dict.copy()

  返回一個字典的淺複製

• dict.fromkeys(seq[, value])

  建立一個新字典，以序列 seq 中元素做字典的鍵，value 為字典所有鍵對應的初始值

• dict.get(key, default=None)

  返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回預設值

• dict.items()

  以列表形式返回可遍歷的(鍵, 值)元組陣列

• dict.keys()

  以列表返回一個字典所有的鍵

• dict.values()

  以列表返回字典中的所有值

• dict.setdefault(key, default=None)

  如果 key 在字典中，返回對應的值。如果不在字典中，則插入 key 及設定的預設值 default，並返回 default ，default 預設值為 None。

• dict.update(dict2)

  把字典引數 dict2 的鍵/值對更新到字典 dict 裡

  dic1 = {'a': 'a'}
  dic2 = {9: 9, 'a': 'b'}
  dic1.update(dic2)
  print(dic1)
  
  # {'a': 'b', 9: 9}

• dict.pop(key[,default])

  刪除字典給定鍵 key 所對應的值，返回值為被刪除的值。key 值必須給出，否則返回 default 值。

• dict.popitem()

  隨機返回並刪除字典中的一對鍵和值(一般刪除末尾對)

字典推導式

建構函式 dict() 直接從鍵值對元組列表中構建字典。如果有固定的模式，列表推導式指定特定的鍵值對：

>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

此外，字典推導可以用來建立任意鍵和值的表示式詞典：

>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}

如果關鍵字只是簡單的字串，使用關鍵字引數指定鍵值對有時候更方便：

>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

集合(set)

集合是一個無序不重複元素的序列

建立集合

• 可以使用大括號 {} 或者 set() 函式建立集合
• 建立一個空集合必須用 set() 而不是 {}，因為 {} 是用來建立一個空字典
• set(value) 方式建立集合，value 可以是字串、列表、元組、字典等序列型別
• 建立、新增、修改等操作，集合會自動去重

{1, 2, 1, 3}            # {} {1, 2, 3}
set('12345')            # 字串 {'3', '5', '4', '2', '1'}
set([1, 'a', 23.4])     # 列表 {1, 'a', 23.4}
set((1, 'a', 23.4))     # 元組 {1, 'a', 23.4}
set({1:1, 'b': 9})      # 字典 {1, 'b'}

新增元素

將元素 val 新增到集合 set 中，如果元素已存在，則不進行任何操作：

set.add(val)

也可以用 update 方法批量新增元素，引數可以是列表，元組，字典等：

set.update(list1, list2,...)

移除元素

如果存在元素 val 則移除，不存在就報錯：

set.remove(val)

如果存在元素 val 則移除，不存在也不會報錯：

set.discard(val)

隨機移除一個元素：

set.pop()

元素個數

與其他序列一樣，可以用 len(set) 獲取集合的元素個數。

清空集合

set.clear()

set = set()

判斷元素是否存在

val in set

其他方法

• set.copy()

  複製集合

• set.difference(set2)

  求差集，在 set 中卻不在 set2 中

• set.intersection(set2)

  求交集，同時存在於 set 和 set2 中

• set.union(set2)

  求並集，所有 set 和 set2 的元素

• set.symmetric_difference(set2)

  求對稱差集，不同時出現在兩個集合中的元素

• set.isdisjoint(set2)

  如果兩個集合沒有相同的元素，返回 True

• set.issubset(set2)

  如果 set 是 set2 的一個子集，返回 True

• set.issuperset(set2)

  如果 set 是 set2 的一個超集，返回 True

集合計算

a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')

print(a)                                  # a 中唯一的字母
# {'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}

print(a - b)                              # 在 a 中的字母，但不在 b 中
# {'r', 'd', 'b'}

print(a | b)                              # 在 a 或 b 中的字母
# {'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

print(a & b)                              # 在 a 和 b 中都有的字母
# {'a', 'c'}
print(a ^ b)                              # 在 a 或 b 中的字母，但不同時在 a 和 b 中
# {'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

集合推導式

a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
print(a)
# {'d', 'r'}

流程控制

if 控制

if 表示式1:
    語句
    if 表示式2:
        語句
    elif 表示式3:
        語句
    else:
        語句
elif 表示式4:
    語句
else:
    語句

1、每個條件後面要使用冒號 :，表示接下來是滿足條件後要執行的語句塊。
2、使用縮排來劃分語句塊，相同縮排數的語句在一起組成一個語句塊。
3、在 Python 中沒有 switch - case 語句。

三元運算子：

<表示式1> if <條件> else <表示式2>

編寫條件語句時，應該儘量避免使用巢狀語句。巢狀語句不便於閱讀，而且可能會忽略一些可能性。

for 遍歷

for <迴圈變數> in <迴圈物件>：
    <語句1>
else:
    <語句2>

else 語句中的語句2只有迴圈正常退出（遍歷完所有遍歷物件中的值）時執行。

在字典中遍歷時，關鍵字和對應的值可以使用 items() 方法同時解讀出來：

knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
for k, v in knights.items():
    print(k, v)

在序列中遍歷時，索引位置和對應值可以使用 enumerate() 函式同時得到：

for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
    print(i, v)

同時遍歷兩個或更多的序列，可以使用 zip() 組合：

questions = ['name', 'quest', 'favorite color']
answers = ['lancelot', 'the holy grail', 'blue']
for q, a in zip(questions, answers):
    print('What is your {0}?  It is {1}.'.format(q, a))

要反向遍歷一個序列，首先指定這個序列，然後呼叫 reversed() 函式：

for i in reversed(range(1, 10, 2)):
    print(i)

要按順序遍歷一個序列，使用 sorted() 函式返回一個已排序的序列，並不修改原值：

basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
for f in sorted(set(basket)):
    print(f)

while 迴圈

while<條件>：
    <語句1>
else：
    <語句2>

break、continue、pass

break 語句用在 while 和 for 迴圈中，break 語句用來終止迴圈語句，即迴圈條件沒有 False 條件或者序列還沒被完全遞迴完，也會停止執行迴圈語句。
　　
continue 語句用在 while 和 for 迴圈中，continue 語句用來告訴 Python 跳過當前迴圈的剩餘語句，然後繼續進行下一輪迴圈。 continue 語句跳出本次迴圈，而 break 跳出整個迴圈。

pass 是空語句，是為了保持程式結構的完整性。pass 不做任何事情，一般用做佔位語句。

迭代器

• 迭代器是一個可以記住遍歷的位置的物件。
• 迭代器物件從集合的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會後退。
• 迭代器有兩個基本的方法：iter() 和 next()。
• 字串，列表或元組物件都可用於建立迭代器。

迭代器可以被 for 迴圈進行遍歷：

li = [1, 2, 3]
it = iter(li)
for val in it:
    print(val)

迭代器也可以用 next() 函式訪問下一個元素值：

import sys
 
li = [1,2,3,4]
it = iter(li)
 
while True:
    try:
        print (next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()

生成器

• 在 Python 中，使用了 yield 的函式被稱為生成器（generator）。
• 跟普通函式不同的是，生成器是一個返回迭代器的函式，只能用於迭代操作，更簡單點理解生成器就是一個迭代器。
• 在呼叫生成器執行的過程中，每次遇到 yield 時函式會暫停並儲存當前所有的執行資訊，返回 yield 的值, 並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續執行。
• 呼叫一個生成器函式，返回的是一個迭代器物件。

import sys
 
def fibonacci(n): # 生成器函式 - 斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n): 
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1

f = fibonacci(10) # f 是一個迭代器，由生成器返回生成
 
while True:
    try:
        print(next(f))
    except StopIteration:
        sys.exit()

函式

自定義函式

函式（Functions）是指可重複使用的程式片段。它們允許你為某個程式碼塊賦予名字，允許你通過這一特殊的名字在你的程式任何地方來執行程式碼塊，並可重複任何次數。這就是所謂的呼叫（Calling）函式。

• 函式程式碼塊以 def 關鍵詞開頭，後接函式識別符號名稱和圓括號 ()。
• 任何傳入引數和自變數必須放在圓括號中間，圓括號之間可以用於定義引數。
• 函式的第一行語句可以選擇性地使用文件字串—用於存放函式說明。
• 函式內容以冒號起始，並且縮排。
• return [表示式] 結束函式，選擇性地返回一個值給呼叫方。不帶表示式的 return 相當於返回 None。
• return 可以返回多個值，此時返回的資料未元組型別。
• 定義引數時，帶預設值的引數必須在無預設值引數的後面。

def 函式名（引數列表）:
    函式體

引數傳遞

在 Python 中，型別屬於物件，變數是沒有型別的：

a = [1,2,3]

a = "Runoob"

以上程式碼中，[1,2,3] 是 List 型別，"Runoob" 是 String 型別，而變數 a 是沒有型別，她僅僅是一個物件的引用（一個指標），可以是指向 List 型別物件，也可以是指向 String 型別物件。

可更改與不可更改物件

在 Python 中，字串，數字和元組是不可更改的物件，而列表、字典等則是可以修改的物件。

• 不可變型別：變數賦值 a=5 後再賦值 a=10，這裡實際是新生成一個 int 值物件 10，再讓 a 指向它，而 5 被丟棄，不是改變a的值，相當於新生成了a。

• 可變型別：變數賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改，本身la沒有動，只是其內部的一部分值被修改了。

Python 函式的引數傳遞：

• 不可變型別：類似 c++ 的值傳遞，如 整數、字串、元組。如fun（a），傳遞的只是a的值，沒有影響a物件本身。比如在 fun（a）內部修改 a 的值，只是修改另一個複製的物件，不會影響 a 本身。

• 可變型別：類似 c++ 的引用傳遞，如 列表，字典。如 fun（la），則是將 la 真正的傳過去，修改後fun外部的la也會受影響

Python 中一切都是物件，嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞，我們應該說傳不可變物件和傳可變物件。

引數

必需引數

必需引數須以正確的順序傳入函式。呼叫時的數量必須和宣告時的一樣。

關鍵字引數

關鍵字引數和函式呼叫關係緊密，函式呼叫使用關鍵字引數來確定傳入的引數值。
使用關鍵字引數允許函式呼叫時引數的順序與宣告時不一致，因為 Python 直譯器能夠用引數名匹配引數值。

def print_info(name, age):
    "列印任何傳入的字串"
    print("名字: ", name)
    print("年齡: ", age)
    return

print_info(age=50, name="john")

預設引數

呼叫函式時，如果沒有傳遞引數，則會使用預設引數。

def print_info(name, age=35):
    print ("名字: ", name)
    print ("年齡: ", age)
    return

print_info(age=50, name="john")
print("------------------------")
print_info(name="john")

不定長引數

• 加了星號 * 的引數會以元組的形式匯入，存放所有未命名的變數引數。
• 如果在函式呼叫時沒有指定引數，它就是一個空元組。我們也可以