python3 學習筆記

摘要： Python3 Study Notes 本人很少寫python 程式碼, 一般都是用go 的, 去年時用python 寫過一些收集系統資訊的工具, 當時是邊看手冊邊寫的. 如今又要用python 來寫一個生成xlsx 的...

Python3 Study Notes

本人很少寫python 程式碼, 一般都是用go 的, 去年時用python 寫過一些收集系統資訊的工具, 當時是邊看手冊邊寫的. 如今又要用python 來寫一個生成xlsx 的工具, 就又需要檢視手冊了, 至於為什麼不用go 寫? 那是因為go 的庫不相容永中. 在這裡不得不說, 雖然go 很火, 但是一些庫還是不如python 多, 不如python 相容性好.

為了避免以後再出這種事情, 這次就好好的瞭解下python , 將它的用法按照自己對語言的理解分塊記錄下來. 要使用某種語言, 個人認為需要了解這些方面:

• 編碼風格
• 變數的型別, 宣告及使用方式
• 輸入/輸出
• 控制語句的寫法
• 錯誤處理的用法
• 函式的用法, 還有語言支援的一些特性,python 中就有裝飾器,lambda 語句等
• 對於面嚮物件語言還需要了解類的宣告, 繼承, 多型等的用法

還有一些就是此語言的一些特性,python 就還需要了解以下特性:

• 模組的使用

下文就將按照這些內容來一一記錄.

編碼風格

• 變數名, 方法名和模組名建議小寫, 單詞以_ 分割, 類名建議駝峰命名風格, 首字母大寫, 私有類可用一個_ 開頭.
• 每行結尾儘量不要新增; , 多行程式碼也不要寫在一行
• python 是以縮排來控制程式碼段的, 所以縮減建議使用 4 個空格
• 編碼儘量使用utf-8 ,python 預設使用ASCII , 所以要在檔案的開頭新增# -*- coding: UTF-8 -*- 或者#coding=utf-8 來指定
• python 有獨一無二的註釋方式: 文件字串, 所以註釋儘量用文件字串("""xxxx""" )
• 如果一個類不從其他類繼承, 就顯示的從object 類繼承
• 使用with 語句來管理檔案, 如open 或close
• 新增TODO 時, 儘量在其後緊跟() , 在裡面寫明作者名或email 等其他標識資訊, 然後緊跟一個: 後面接著寫要做的事情
• 每個匯入模組都佔一行, 不要一行匯入多個模組
• 儘量定義一個main 函式, 將主程式放入其中, 並在 "if <span class="underline"><span class="underline">name</span></span>= '__main__':" 成立時執行 =main , 這樣被當作模組匯入時就不會執行主程式

變數

Python 是動態語言, 變數的型別不固定, 根據值的型別而決定, 所以不用顯示的宣告變數， 用的時候直接賦值即可，如下:

a = 1; // 此時是整型
print(a);
a = 'hello'; // 此時又為字串型別

通常變數名全部大寫的為常量 ,空值 用None 表示.

以_xxx 或__xxx 命名的函式或變數是私有變數, 不能被其他模組直接引用

基礎型別

這裡將整型, 浮點型, 布林和字串看作是基本型別, 整型和浮點型的使用就不再介紹了, 布林的值只能為True/False , 而字串的常見操作如下:

• 使用""" 或''' 可以嵌入長字串
• 字串可以通過下標來索引,len 函式獲取長度
• 使用+ 進行拼接操作
• 字串物件還內建了很多方法提供了一些常見功能, 具體請查閱手冊

另外它們之間的相互轉換是通過int(arg), float(arg), str(arg) 這些內建的方法來處理的.

列表

列表中可以包含不同型別的資料, 如:

list = ["eggs", 1, 67.12];

通過list(seq) 可以將一個序列轉換為列表.

array模組提供了固定型別的資料, 可以指定要轉換的型別, 具體請查閱手冊.

列表通過下標索引,len 函式獲取大小.

列表物件常用的方法如下:

• append(item): 附加元素
• insert(idx, item): 插入元素
• pop(idx): 刪除指定位置的元素, 引數為空則刪除最後一個元素

列表遍歷:

for <variable> in <array>:
// do

// 帶下標
for idx, name in enumerate(<array>):
// do

// 列表中多個元素
for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
// do

// 用 zip 同時遍歷多個數組
a = [1, 2];
b = [5, 6];
for av, bv in zip(a, b):
// do av=1, bv=5

// 生成
[x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]

元組

元組(tuple) 是一個不可修改的列表, 元組中每個元素的指向是不可更改的, 但指向裡的內容是可以更改的, 如元組中包含一個數組:

t = ('1', 1, ["A", "B"]);
t[2][0] = "X";
t[2][1] = "Y";

字典

語法:

dict = {'<key>':<value>}

常用的物件方法:

• get(key, value): 獲取指定key 的值, 如果不存在則返回value , 如果value 未指定則返回None
• pop(key): 刪除指定的key

使用字典需要注意以下幾點:

key
key

集合

集合與字典類似, 是一組key 的集合, 但不儲存value , 沒有重複的key .

要建立一個集合, 需要傳入一個數組, 重複的元素會被自動過濾.

遍歷:

for <key> in <dict>:
// do

// 帶下標
for idx, name in dict.items():
// do

s = set([1, 2, 3 ,3]); // s: {1,2,3}

常用的物件方法:

• add(key): 新增key
• remove(key): 刪除key

global 關鍵字

global 關鍵字用於宣告變數的作用域, 用法如下:

# 全域性變數
a = 1

def test():
# 若下面這行註釋掉, 則下面的 a 是區域性變數, 'Global' 處的輸出還是全域性變數 1
# 若下面這行取消註釋, 則下面的 a 是全域性變數, 'Gloabl' 出的輸出是 5
# global a
a = 5
print("In test:", a)

# Global
print("Global:", a)

輸出,global a 註釋掉時:

In test: 5
Global: 1

輸出,global a 取消註釋時:

In test: 5
Global: 5

更多

上面的只是基礎，想要更好的使用變數，還需要了解以下內容：

• 型別物件的方法

  python 中每種型別都是物件, 都提供了一些內建方法, 如字串型別的replace() 等

• 變數的記憶體分配

  變數只是值的引用, 具體的記憶體分配是在值的這一邊, 有些型別的值是不可變的, 這些是需要深入瞭解的

• 結構體

  python 中沒有結構體, 可以使用下列方式實現:

  • 使用struct 模組來實現, 需要了解與c 中型別的格式對照, 建立時需要指定結構體的成員型別
  • 使用類來實現, 在類的建構函式__init__ 中定義結構體成員

輸入/輸出

輸入

使用raw_input(prompt) 可以接受控制檯的輸入

輸出

使用print() 可以列印內容到控制檯, 格式化輸出:

n = 1;
s = "Joy";
print("The %d student's name is %s" % (n, s));

也可以使用format 來格式化, 它會用傳入的引數依次替換字串內的佔位符 {0}、{1}…… :

// {3:.1f} 表示保留一位小數
s = "The {0} student's name is {1}, score: {3:.1f}".format(1, "Joy", 87.75);
print(s);

控制語句

控制語句中可以使用break, continue, pass 關鍵字,break 與continue 的作用與其他語言中的一樣,pass 則是一個空語句, 不做任何事情, 一般是為了保持結構的完整性, 常被用來佔位, 表明之後會實現.

注意:python 中沒有goto 和switch .

IF

語法:

if <condition>:
elif <condition>:
else:

FOR

for <variable> in <array>:
// do
else:

else 可選

WHILE

while <condition>:
// do
else:

else 可選

錯誤處理

語法:

try:
// do
except <error type> as e:
// do
except <error type> as e:
else:
// no error
finally:
// do

如果finally 存在, 則無論有沒有異常都會執行,else 則在except 都沒進入時才執行.

函式

語法:

def func(arg1, arg2=value, arg3=value):
// do
return ret1, ret2

# 不定長引數
def func(arg1, *vartuple):
"列印所有引數"
print(arg1)
for var in vartuple:
print(var)
return

定義函式時可以給引數指定預設值, 這樣在呼叫時就可以不傳入這些引數, 沒有預設值的引數是必須要傳入的.

定義預設引數要牢記一點：預設引數必須指向不變物件(數, 字串, 元組)！

引數前加了* 的變數會存放所有未命名的變數.

__name__ 是函式物件的一個屬性, 可以拿到此函式的名稱

Lambda

使用關鍵字lambda , 就可以建立短小的匿名函式, 如:

# 語法
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
print(sum(10, 10) # 20
print(sum(10, 20) # 30

特點:

• lambda 只是一個表示式, 函式體比def 簡單的多, 近能封裝有限的邏輯進去
• lambda 函式擁有自己的名稱空間, 並且不能訪問自有引數之外或全域性命名的引數
• lambda 函式雖然間短, 但不等同於行內函數

裝飾器

當需要增強某個函式的功能時, 但有不希望修改函式, 此時可以使用裝飾器. 如新增日誌功能:

def log(func):
def wrapper(*args, **kw):
print('call %s():' % func.__name__)
return func(*args, **kw)
return wrapper

@log
def test():
print("Test")

通過@ 語法就給函式test 添加了日誌功能

模組

模組就是一個python 檔案, 使用import 匯入模組, 呼叫模組中的方法時就必須以<module>.<func> 來呼叫.

from <module> import <func1>,<func2>... 語句是從模組中匯入指定的函式,from <module> import * 則將模組中的所有方法都匯入

匯入一個模組時的路徑搜尋順序如下:

1. 先從當前目錄查詢是否有此模組
2. 如果當前目錄沒有, 就從PYTHONPATH 定義的目錄下查詢
3. 如果都找不到, 就檢視預設路徑,linux 下一般是/usr/lib/python

搜尋路徑定義在sys.path 中, 可以用append 函式來新增指定目錄, 如專案中模組不再同一個目錄就可以新增path 來匯入

包

python 中的包就是一個分層次的目錄, 定義了一個由模組及子包組成的環境.

包簡單來說就是一個目錄, 目錄中必須包含一個__init__.py , 該檔案可以為空, 目的使用來標識這個目錄是一個包, 一個簡單的例子如下:

如存在目錄package_test , 此目錄下有__init__.py, foo1.py, foo2.py 等檔案

foo1.py 檔案:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def foo1():
print("Foo1 test")

foo2.py 檔案:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def foo2():
print("Foo2 test")

呼叫:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

from package_test.foo1 import foo1
from package_test.foo2 import foo2

if __name__ == "__main__":
foo1()
foo2()

類

python 是一門面向物件語言, 所以建立類和物件是很容易的, 先簡單介紹下面向物件的一些基本特徵:

+

類的建立

python 中類建立的語法如下:

# 建立一個類
class Human:
# 類變數
var1 = 0 # 公有成員
_var2 = 0 # 受保護成員
__var3 = 0 # 私有成員

# 建構函式, 裡面可以定義例項變數, 這些變數在例項化之後才能使用
def __init__(self, arg1, arg2...):
self.arg1 = arg1
self._arg2 = arg2
self.__arg3 = arg3

# 類方法
def foo(self):
print("Var1:", var1)
print("Arg1:", self.arg1)

# 例項化
h = Human(arg1, arg2...)
# 方法呼叫
h.foo()
# 類的銷燬
del h

類的例項化是通過呼叫建構函式完成的,__init__ 函式中定義了例項化時需要的引數.

類中以一個_ 開頭命令的變數或方法叫做受保護成員, 以二個_ 開頭命名的叫做私有成員, 以__ 開頭並以__ 結尾的為系統定義的, 一般是內建的成員.

使用del 則可銷燬一個類例項.

類內建了以下屬性:

• __dict__: 類的資料屬性組成的字典
• __doc__: 類的文件
• __name__: 類名
• __module__: 類定義所在的模組名
• __bases__: 類繼承的所有父類的元組

類的繼承

語法如下:

class SubName(Parent1, Parent2...):
pass

一個子類可以繼承多個父類, 使用isintance(obj, type) 可以判斷一個物件的型別, 使用issubclass(sub, parent) 可以判斷是否為另一個類的子類.

方法重寫

如果父類的方法不能滿足子類的需求, 子類就可重寫此方法, 在使用子類物件呼叫此方法時會呼叫重寫後的方法.

運算子過載也是方法的重寫, 只不過是對一些內建方法進行重寫.

下面列出一些基本的內建方法:

• __init__(self, [, args…]): 建構函式, 使用者例項化物件
• __del__(self): 解構函式, 用於刪除物件
• __repr__(self): 轉化為供直譯器讀取的形式
• __str__(self): 用於將值轉化為適於人閱讀的形式
• __cmp__(self, obj): 物件比較
• __add__(self, obj): '+' 物件相加
• __sub__(self, obj): '-' 物件相減
• __eq__(self, obj): '==' 物件是否相等
• __gt__(self, obj): '>' 物件是否小於
• __lt__(self, obj): '<' 物件是否小於
• __iadd__(self, obj): '+=' 物件相加

更多的內建方法請查閱手冊

以上就介紹完了python 的基礎知識, 按照上面的內容就能夠寫出python 程式了, 當然前提是你不是一個小白, 至少熟悉一門程式語言.

但python 還有很多高階知識則需要你自行使用學習了, 如檔案操作, 程序和執行緒, 網路程式設計, 圖形程式設計等等. 本文的目的只是讓你明白python 程式應該怎麼寫, 怎麼把你用其他語言寫的程式轉換成python 語言的, 更多高階的特性只能靠你自己學習嘗試.