一篇文章让你掌握 Python

解释器

Linux/Unix 的系统上，Python 解释器通常被安装在 /usr/local/bin/python3.4 这样的有效路径（目录）里。

我们可以将路径 /usr/local/bin 添加到您的 Linux/Unix 操作系统的环境变量中，这样您就可以通过 shell 终端输入下面的命令来启动 Python 。

在 Linux/Unix 系统中，你可以在脚本顶部添加以下命令让 Python 脚本可以像 SHELL 脚本一样可直接执行：


#! /usr/bin/env python3.4

注释

Python 中的注释有三种形式：


# 单行注释

  

'''

这是多行注释，用三个单引号

这是多行注释，用三个单引号

这是多行注释，用三个单引号

'''

  

"""

这是多行注释，用三个双引号

这是多行注释，用三个双引号

这是多行注释，用三个双引号

"""

数据类型

Python3 中有六个标准的数据类型：

操作符

Python 语言支持以下类型的运算符:

算术运算符

| 运算符 | 描述 | 实例 |

| ------ | ----------------------------------------------- | --------------------------------------- |

| + | 加 - 两个对象相加 | a + b 输出结果 31 |

| - | 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 | a - b 输出结果 -11 |

| * | 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 | a * b 输出结果 210 |

| / | 除 - x 除以 y | b / a 输出结果 2.1 |

| % | 取模 - 返回除法的余数 | b % a 输出结果 1 |

| ** | 幂 - 返回 x 的 y 次幂 | a**b 为 10 的 21 次方 |

| // | 取整除 - 返回商的整数部分 | 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0 |

比较运算符

| 运算符 | 描述 | 实例 |

| ------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | --------------------- |

| == | 等于 - 比较对象是否相等 | (a == b) 返回 False。 |

| != | 不等于 - 比较两个对象是否不相等 | (a != b) 返回 True. |

| > | 大于 - 返回 x 是否大于 y | (a > b) 返回 False。 |

| < | 小于 - 返回 x 是否小于 y。所有比较运算符返回 1 表示真，返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价。注意，这些变量名的大写。 | (a < b) 返回 True。 |

| >= | 大于等于 - 返回 x 是否大于等于 y。 | (a >= b) 返回 False。 |

| <= | 小于等于 - 返回 x 是否小于等于 y。 | (a <= b) 返回 True。 |

赋值运算符

| 运算符 | 描述 | 实例 |

| ------ | ---------------- | ------------------------------------- |

| = | 简单的赋值运算符 | c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c |

| += | 加法赋值运算符 | c += a 等效于 c = c + a |

| -= | 减法赋值运算符 | c -= a 等效于 c = c - a |

| *= | 乘法赋值运算符 | c _= a 等效于 c = c _ a |

| /= | 除法赋值运算符 | c /= a 等效于 c = c / a |

| %= | 取模赋值运算符 | c %= a 等效于 c = c % a |

| **= | 幂赋值运算符 | c **= a 等效于 c = c ** a |

| //= | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a |

位运算符

| 运算符 | 描述 | 实例 |

| ------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------- |

| & | 按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为 1,则该位的结果为 1,否则为 0 | (a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100 |

| | | 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为 1 时，结果位就为 1。 | (a | b) 输出结果 61 ，二进制解释： 0011 1101 |

| ^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为 1 | (a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001 |

| ~ | 按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把 1 变为 0,把 0 变为 1 | (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。 |

| << | 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补 0。 | a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000 |

| >> | 右移动运算符：把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位，">>"右边的数指定移动的位数 | a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111 |

逻辑运算符

| 运算符 | 逻辑表达式 | 描述 | 实例 |

| ------ | ---------- | ----------------------------------------------------------------------- | ----------------------- |

| and | x and y | 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y 的计算值。 | (a and b) 返回 20。 |

| or | x or y | 布尔"或" - 如果 x 是 True，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。 | (a or b) 返回 10。 |

| not | not x | 布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。 | not(a and b) 返回 False |

成员运算符

| 运算符 | 描述 | 实例 |

| ------ | ------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------- |

| in | 如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。 | x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。 |

| not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。 | x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。 |

身份运算符

| 运算符 | 描述 | 实例 |

| ------ | ------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------- |

| is | is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象 | x is y, 如果 id(x) 等于 id(y) , is 返回结果 1 |

| is not | is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 | x is not y, 如果 id(x) 不等于 id(y). is not 返回结果 1 |

运算符优先级

| 运算符 | 描述 |

| --------------------------- | ------------------------------------------------------ |

| ** | 指数 (最高优先级) |

| ~ + - | 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |

| * / % // | 乘，除，取模和取整除 |

| + - | 加法减法 |

| >> << | 右移，左移运算符 |

| & | 位 'AND' |

| ^ | | 位运算符 |

| <= < > >= | 比较运算符 |

| <> == != | 等于运算符 |

| = %= /= //= -= += *= **= | 赋值运算符 |

| is is not | 身份运算符 |

| in not in | 成员运算符 |

| not or and | 逻辑运算符 |

控制语句

条件语句


if condition_1:

statement_block_1

elif condition_2:

statement_block_2

else:

statement_block_3

循环语句

while


while 判断条件：

statements

for


for <variable> in <sequence>:

<statements>

range()


for i in range(0, 10, 3) :

print(i)

break 和 continue

pass

pass 语句什么都不做。它只在语法上需要一条语句但程序不需要任何操作时使用.例如:


while True:

pass # 等待键盘中断 (Ctrl+C)

函数

Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：


def 函数名（参数列表）：

函数体

函数变量作用域


#!/usr/bin/env python3

a = 4 # 全局变量

  

def print_func1():

a = 17 # 局部变量

print("in print_func a = ", a)

def print_func2():

print("in print_func a = ", a)

print_func1()

print_func2()

print("a = ", a)

以上实例运行结果如下：


in print_func a = 17

in print_func a = 4

a = 4

关键字参数

函数也可以使用 kwarg=value 的关键字参数形式被调用.例如,以下函数:


def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom', type='Norwegian Blue'):

print("-- This parrot wouldn't", action, end=' ')

print("if you put", voltage, "volts through it.")

print("-- Lovely plumage, the", type)

print("-- It's", state, "!")

可以以下几种方式被调用:


parrot(1000) # 1 positional argument

parrot(voltage=1000) # 1 keyword argument

parrot(voltage=1000000, action='VOOOOOM') # 2 keyword arguments

parrot(action='VOOOOOM', voltage=1000000) # 2 keyword arguments

parrot('a million', 'bereft of life', 'jump') # 3 positional arguments

parrot('a thousand', state='pushing up the daisies') # 1 positional, 1 keyword

以下为错误调用方法：


parrot() # required argument missing

parrot(voltage=5.0, 'dead') # non-keyword argument after a keyword argument

parrot(110, voltage=220) # duplicate value for the same argument

parrot(actor='John Cleese') # unknown keyword argument

可变参数列表

最后,一个最不常用的选择是可以让函数调用可变个数的参数.这些参数被包装进一个元组(查看元组和序列).在这些可变个数的参数之前,可以有零到多个普通的参数:


def arithmetic_mean(*args):

sum = 0

for x in args:

sum += x

return sum

返回值

Python 的函数的返回值使用 return 语句，可以将函数作为一个值赋值给指定变量：


def return_sum(x,y):

c = x + y

return c

异常

异常处理

try 语句按照如下方式工作；


import sys

  

try:

f = open('myfile.txt')

s = f.readline()

i = int(s.strip())

except OSError as err:

print("OS error: {0}".format(err))

except ValueError:

print("Could not convert data to an integer.")

except:

print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0])

raise

finally:

# 清理行为

抛出异常

Python 使用 raise 语句抛出一个指定的异常。例如:


>>> raise NameError('HiThere')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in ?

NameError: HiThere

自定义异常

可以通过创建一个新的 exception 类来拥有自己的异常。异常应该继承自 Exception 类，或者直接继承，或者间接继承。

当创建一个模块有可能抛出多种不同的异常时，一种通常的做法是为这个包建立一个基础异常类，然后基于这个基础类为不同的错误情况创建不同的子类：


class Error(Exception):

"""Base class for exceptions in this module."""

pass

  

class InputError(Error):

"""Exception raised for errors in the input.

  

Attributes:

expression -- input expression in which the error occurred

message -- explanation of the error

"""

  

def __init__(self, expression, message):

self.expression = expression

self.message = message

  

class TransitionError(Error):

"""Raised when an operation attempts a state transition that's not

allowed.

  

Attributes:

previous -- state at beginning of transition

next -- attempted new state

message -- explanation of why the specific transition is not allowed

"""

  

def __init__(self, previous, next, message):

self.previous = previous

self.next = next

self.message = message

大多数的异常的名字都以"Error"结尾，就跟标准的异常命名一样。

面向对象

面向对象技术简介

类定义

语法格式如下：


class ClassName:

<statement-1>

.

.

.

<statement-N>

类实例化后，可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

类对象

类对象支持两种操作：属性引用和实例化。

属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。

类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名。所以如果类定义是这样:


#!/usr/bin/python3

  

class MyClass:

"""一个简单的类实例"""

i = 12345

def f(self):

return 'hello world'

  

# 实例化类

x = MyClass()

  

# 访问类的属性和方法

print("MyClass 类的属性 i 为：", x.i)

print("MyClass 类的方法 f 输出为：", x.f())

实例化类：


# 实例化类

x = MyClass()

# 访问类的属性和方法

以上创建了一个新的类实例并将该对象赋给局部变量 x，x 为空的对象。

执行以上程序输出结果为：


MyClass 类的属性 i 为： 12345

MyClass 类的方法 f 输出为： hello world

很多类都倾向于将对象创建为有初始状态的。因此类可能会定义一个名为 init() 的特殊方法（构造方法），像下面这样：


def __init__(self):

self.data = []

类定义了 init() 方法的话，类的实例化操作会自动调用 init() 方法。所以在下例中，可以这样创建一个新的实例:


x = MyClass()

当然， init() 方法可以有参数，参数通过 init() 传递到类的实例化操作上。例如:


>>> class Complex:

... def __init__(self, realpart, imagpart):

... self.r = realpart

... self.i = imagpart

...

>>> x = Complex(3.0, -4.5)

>>> x.r, x.i

(3.0, -4.5)

类的方法

在类地内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self,且为第一个参数:


#!/usr/bin/python3

  

#类定义

class people:

#定义基本属性

name = ''

age = 0

#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问

__weight = 0

#定义构造方法

def __init__(self,n,a,w):

self.name = n

self.age = a

self.__weight = w

def speak(self):

print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))

  

# 实例化类

p = people('W3Cschool',10,30)

p.speak()

执行以上程序输出结果为：


W3Cschool 说: 我 10 岁。

继承

Python 同样支持类的继承，如果一种语言不支持继承就，类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:


class DerivedClassName(BaseClassName1):

<statement-1>

.

.

.

<statement-N>

需要注意圆括号中基类的顺序，若是基类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python 从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找基类中是否包含方法。

BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:


class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

实例


#!/usr/bin/python3

  

#类定义

class people:

#定义基本属性

name = ''

age = 0

#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问

__weight = 0

#定义构造方法

def __init__(self,n,a,w):

self.name = n

self.age = a

self.__weight = w

def speak(self):

print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))

  

#单继承示例

class student(people):

grade = ''

def __init__(self,n,a,w,g):

#调用父类的构函

people.__init__(self,n,a,w)

self.grade = g

#覆写父类的方法

def speak(self):

print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))

  
  
  

s = student('ken',10,60,3)

s.speak()

执行以上程序输出结果为：


ken 说: 我 10 岁了，我在读 3 年级

多继承

Python 同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:


class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):

<statement-1>

.

.

.

<statement-N>

需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python 从左至右搜索 即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。


#!/usr/bin/python3

  

#类定义

class people:

#定义基本属性

name = ''

age = 0

#定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问

__weight = 0

#定义构造方法

def __init__(self,n,a,w):

self.name = n

self.age = a

self.__weight = w

def speak(self):

print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))

  

#单继承示例

class student(people):

grade = ''

def __init__(self,n,a,w,g):

#调用父类的构函

people.__init__(self,n,a,w)

self.grade = g

#覆写父类的方法

def speak(self):

print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))

  

#另一个类，多重继承之前的准备

class speaker():

topic = ''

name = ''

def __init__(self,n,t):

self.name = n

self.topic = t

def speak(self):

print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))

  

#多重继承

class sample(speaker,student):

a =''

def __init__(self,n,a,w,g,t):

student.__init__(self,n,a,w,g)

speaker.__init__(self,n,t)

  

test = sample("Tim",25,80,4,"Python")

test.speak() #方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法

执行以上程序输出结果为：


我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求，你可以在子类重写你父类的方法，实例如下：


#!/usr/bin/python3

  

class Parent: # 定义父类

def myMethod(self):

print ('调用父类方法')

  

class Child(Parent): # 定义子类

def myMethod(self):

print ('调用子类方法')

  

c = Child() # 子类实例

c.myMethod() # 子类调用重写方法

执行以上程序输出结果为：


调用子类方法

类属性与方法

类的私有属性

__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类地外部被使用或直接访问。在类内部的方法中使用时self.__private_attrs。

类的方法

在类地内部，使用 def 关键字可以为类定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self,且为第一个参数

类的私有方法

__private_method：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，不能在类地外部调用。在类的内部调用 slef.__private_methods。

实例如下：


#!/usr/bin/python3

  

class JustCounter:

__secretCount = 0 # 私有变量

publicCount = 0 # 公开变量

  

def count(self):

self.__secretCount += 1

self.publicCount += 1

print (self.__secretCount)

  

counter = JustCounter()

counter.count()

counter.count()

print (counter.publicCount)

print (counter.__secretCount) # 报错，实例不能访问私有变量

执行以上程序输出结果为：


1

2

2

Traceback (most recent call last):

File "test.py", line 16, in <module>

print (counter.__secretCount) # 报错，实例不能访问私有变量

AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

类的专有方法：

运算符重载

Python 同样支持运算符重载，我么可以对类的专有方法进行重载，实例如下：


#!/usr/bin/python3

  

class Vector:

def __init__(self, a, b):

self.a = a

self.b = b

  

def __str__(self):

return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)

  

def __add__(self,other):

return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

  

v1 = Vector(2,10)

v2 = Vector(5,-2)

print (v1 + v2)

以上代码执行结果如下所示:


Vector(7,8)

标准库概览

操作系统接口

os 模块提供了不少与操作系统相关联的函数。


>>> import os

>>> os.getcwd() # 返回当前的工作目录

'C:\\Python34'

>>> os.chdir('/server/accesslogs') # 修改当前的工作目录

>>> os.system('mkdir today') # 执行系统命令 mkdir

0

文件通配符

glob 模块提供了一个函数用于从目录通配符搜索中生成文件列表:


>>> import glob

>>> glob.glob('*.py')

['primes.py', 'random.py', 'quote.py']

命令行参数

通用工具脚本经常调用命令行参数。这些命令行参数以链表形式存储于 sys 模块的 argv 变量。例如在命令行中执行 python demo.py one two three 后可以得到以下输出结果:


>>> import sys

>>> print(sys.argv)

['demo.py', 'one', 'two', 'three']

错误输出重定向和程序终止

sys 还有 stdin，stdout 和 stderr 属性，即使在 stdout 被重定向时，后者也可以用于显示警告和错误信息。


>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')

Warning, log file not found starting a new one

字符串正则匹配

re 模块为高级字符串处理提供了正则表达式工具。对于复杂的匹配和处理，正则表达式提供了简洁、优化的解决方案:


>>> import re

>>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')

['foot', 'fell', 'fastest']

>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')

'cat in the hat'

数学

math 模块为浮点运算提供了对底层 C 函数库的访问:


>>> import math

>>> math.cos(math.pi / 4)

0.70710678118654757

>>> math.log(1024, 2)

10.0

参考资料