【Python】語法基礎 | 開始使用Python

2019 年 10 月 3 日
筆記

Python的熱度不言而喻，機器學習、數據分析的首選語言都是Python，想要學習Python的小夥伴也很多，我之前也沒有認真用過Python，所以也想體驗一下它的魅力，索性花了兩天集中看了一下它的基本語法，組織了這篇筆記，一是加強一下自己的記憶和理解，二是可以分享給共同學習的小夥伴。這篇筆記主要是Python的基本語法，算是入個門，後面可以邊用邊加強。

輸入與輸出

在python中，輸入用 input( )，輸出用 print( )。

簡單的例子：

兩點注意：

Input()接收的輸入數據都認為是字元串，如做其它類型使用，需轉換。
Print()可以做格式化輸出，同C類似，%d（整型）%s（字元串）%f（浮點型），如搞不清，直接都用%s也可以，它會把任何數據類型轉換為字元串。

#用python計算圓的面積；  #定義一個變數接收輸入的圓半徑  r=input("請輸入圓半徑：")  #定義一個變數存放計算出的圓面積  #特別注意：python3針對輸入統一都認為是字元串型  #所以在計算時要將其轉換為整形數，格式：int（x）  s=3.14*int(r)*int(r)  #輸出計算出的圓面積s  print("圓面積s=",s)  #也可以直接在輸出print里計算圓面積  print("直接在print里計算面積：",3.14*int(r)*int(r))  #利用佔位符實現格式化輸入，這裡和C語言是類似的  print("輸入的圓半徑是%s,圓面積是%f" %(r,3.14*int(r)*int(r)))

運行結果：  請輸入圓半徑：4  圓面積s= 50.24  直接在print里計算面積：50.24  輸入的圓半徑是4,圓面積是50.240000

變數與數據類型

在c++中，我們要使用變數，就需要先聲明一個數據類型，不同的數據類型長度不同，能夠存儲的值範圍也不同，也就意味著不同的數據類型不能混淆使用。下面的程式碼是C++中的變數。

#include<iostream>  #include<string>  #include <limits>  using namespace std;    int main()  {      int a=10;  //整型：4個位元組      char b='x';  //字元型：1個位元組      float c=3.14; //單精度浮點：4個位元組，7個數字        cout<<"int a="<<a<<"t長度是"<<sizeof(int)<<endl          <<"char b="<<b<<"t長度是"<<sizeof(char)<<endl          <<"float c="<<c<<"t長度是"<<sizeof(float)<<endl;  }

運行結果：  int a=10       長度是4  char b=x       長度是1  float c=3.14   長度是4

在Python中，whatever，一切都是那麼的隨意，充滿著自由的氣息。

#定義一個變數a，給它一個整形值27  a=27  print(a)  #再將a的值變為一個浮點數，3.1415927  a=3.1415927  print(a)  #再將a的值變為一個字元串，J_ZHANG  a="J_ZHANG"  print(a)

運行結果：  27  3.1415927  J_ZHANG

可以看出，變數a是什麼數據類型，who cares，給它賦的值是什麼類型，它就是什麼類型。

一個栗子，有助理解：

a = 123  #執行這句話，python幹了兩件事  #一是在記憶體中建了個123的整數  #二是在記憶體中建了個變數a，然後將a指向剛建的整數123  b = a  #執行這句話，python建了個變數b，並指向a所指向的123  a = 'ZNN'  #這句話python建了個字元串ZNN，並將a指向了新建的ZMM  #注意：b沒有改變喲，它還是指向a原來指向的那個123  print("執行輸出：a=",a,"；b=",b)  #print(b)

運行結果：  執行輸出：a= ZNN ；b= 123

兩個小概念：

?動態語言：像Python這樣，變數使用之前不需要類型聲明，變數的類型就是被賦值的那個值的類型，動態語言是在運行時確定數據類型的語言。

?靜態語言：在定義變數時必須指定變數類型，且在賦值時類型要相匹配，否則會出現運行時類型錯誤。如C/C++/JAVA等語言。

List（列表）

值可變，是一種有序列表，可通過索引訪問列表元素，索引從0開始，也可從-1開始進行反向訪問。可隨意添加、修改、刪除其中的元素，元素數據類型可以不同，可嵌套使用形成多維列表。簡直不要太強大了！

#定義一個list變數stuName，list元素可為不同類型  stuName=['FF','NN','ZZ',1999,'HH','XY']  #獲取list的長度，len()  print('stuName的元素個數：',len(stuName))  print(stuName)  #訪問list元素，索引是從0開始，反向訪問從-1開始，-1是最後一個元素索引  print('第一個元素是:%s，倒數第二個元素是:%s' %(stuName[0],stuName[-2]))  #增、刪、改  stuName.append('J_ZHANG')#在末尾追加一個元素  print(stuName)  stuName.insert(0,2009)#在指定位置插入元素  print(stuName)  stuName.pop()#刪除最後一個元素  print(stuName)  stuName.pop(4)#刪除第五個元素  print(stuName)  stuName[3]='J_ZHANG'#修改索引為3的元素  print(stuName)  stuInfo=[stuName,[10,20,30]]#嵌套使用  print(stuInfo)  print(stuInfo[0][3])#二維List的訪問方式

運行結果：  stuName的元素個數：6  ['FF', 'NN', 'ZZ', 1999, 'HH', 'XY']  第一個元素是:FF，倒數第二個元素是:HH  ['FF', 'NN', 'ZZ', 1999, 'HH', 'XY', 'J_ZHANG']  [2009, 'FF', 'NN', 'ZZ', 1999, 'HH', 'XY', 'J_ZHANG']  [2009, 'FF', 'NN', 'ZZ', 1999, 'HH', 'XY']  [2009, 'FF', 'NN', 'ZZ', 'HH', 'XY']  [2009, 'FF', 'NN', 'J_ZHANG', 'HH', 'XY']  [[2009, 'FF', 'NN', 'J_ZHANG', 'HH', 'XY'], [10, 20, 30]]  J_ZHANG

Tuple（元組）

值不可變，與List類似，元素可為任意類型，但其一旦定義了，裡面的值是不可改變的，沒有append()、 insert()這些方法，但如果Tuple裡面有個元素為List類型，則這個List里的值是可以改變的。

#定義一個Tuple變數stuName，元素可為不同類型，但值不可改變  stuName=('FF','NN','ZZ',1999,'HH','XY')  print(stuName)  print(stuName[0],stuName[-1])#Tuple元素訪問與List類似  #stuName[2]='J_ZHANG' #會報錯，值不可變  stuInfo=('aa','bb',[10,20,'string'])#Tuple裡面包含List類型元素  print(stuInfo)  stuInfo[2][2]=30#包含的List里的元素是可以修改的  print(stuInfo)

運行結果：  ('FF', 'NN', 'ZZ', 1999, 'HH', 'XY')  FF XY  ('aa', 'bb', [10, 20, 'string'])  ('aa', 'bb', [10, 20, 30])

Dictionary（字典）

字典是以鍵值對（key-value）的方式存儲，該方式鍵與值一一對應，可以快速的根據key找到value，查詢速度快。注意，鍵（key）不可變，值（value）可變。簡單理解，學生的姓名（key）和成績（value）用字典存放，是一一對應的，找到學生的姓名，即可馬上知道他的成績了，查找速度快。

#定義一個Dict變數stuScore，姓名（key）與成績（value）一一對應  stuScore={'FF':80,'NN':90,'ZZ':100}  stuScore['HH']=70#在後面添加一個鍵值對  print(stuScore)  print(stuScore['HH'])#獲取鍵所對應的值  stuScore.pop('HH')#刪除指定的鍵值對  stuScore['ZZ']=89#修改鍵ZZ的值  print(stuScore)  print(stuScore.keys())#獲取所有鍵  print(stuScore.values())#獲取所有值  print(stuScore.items())#按組列印

運行結果：  {'FF': 80, 'NN': 90, 'ZZ': 100, 'HH': 70}  70  {'FF': 80, 'NN': 90, 'ZZ': 89}  dict_keys(['FF', 'NN', 'ZZ'])  dict_values([80, 90, 89])  dict_items([('FF', 80), ('NN', 90), ('ZZ', 89)])

一個簡單的應用，統計一組數據中不同性別的數量，有助理解字典。

#定義一個Dict變數stuInfo，姓名（key）與性別（value）  stuInfo={'FF':'女','NN':'女','ZZ':'男'}  #下面統計 stuInfo 裡面'男'、'女'的數量  stuXBTJ={}#定義一個空字典用於存放統計結果  for xb in stuInfo.values():#遍歷      if xb in stuXBTJ:#如果該性別已存在，則加1          stuXBTJ[xb]= stuXBTJ[xb] + 1      else:#否則，該性別數量初始化為1          stuXBTJ[xb]=1  print(stuXBTJ)#列印結果

運行結果：  {'女': 2, '男': 1}

Set（集合）

集合是無序的，也無法通過數字進行索引。此外，集合中的元素不能重複。集合可以進行數學意義上的交集、並集等計算。創建set，需要一個list作為輸入集合。

#利用一個List創建一個Set集合  stu=['FF','ZZ','NN','JJ','ZZ','FF']  s=set(stu)#創建集合s  print(s)#列印s發現重複項已被自動過濾  s.add(27)#添加一項  s.remove('JJ')#刪除一項  print(s)  s1=set([1,2,3,4,5])  s2=set([4,5,6,7,8])  print('交集',s1 & s2)#計算兩個集合的交集  print('並集',s1 | s2)#計算兩個集合的並集  print('差集',s1 - s2)#計算兩個集合的差集

運行結果：  {'NN', 'ZZ', 'JJ', 'FF'}  {'NN', 'ZZ', 27, 'FF'}  交集 {4, 5}  並集 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}  差集 {1, 2, 3}

選擇與循環

選擇與循環是程式設計的兩種主要結構，Python的選擇與循環與其它語言的寫法大相徑庭，習慣C/C++/C#的寫法開始會有些不適應的。（注意：Python里沒有大括弧，它是靠縮進來區分程式碼段的。）

選擇：if else & if elif else

score=78  if score>=60:      print('及格！')#執行      print('OK ！')#執行，沒有大括弧，用縮進  else:      print('不及格！')    if score>=80:      print('優秀！')  elif score>=70:      print('良好！')#執行   elif score>=60:      print('及格！')  else:      print('差！')  #if...elif是從上到下判斷，遇到true即執行，其餘忽略。

運行結果：  及格！  OK ！  良好！

循環：for & whele

#for循環實現list遍歷  stuName=('FF','NN','ZZ')  for name in stuName:      print(name)    stuInfo=[['FF','NN'],[22,27]]  for i in stuInfo:#Ffor循環嵌套使用      for j in i:          print(j)    sum=0  n=0  while n<=10:#while循環的使用      sum=sum+n      n=n+1  print(sum)

運行結果：  FF  NN  ZZ  FF  NN  22  27  55

break和continue的用法與C++一致。

break：提前結束循環。

continue：結束本輪循環，直接開始下一輪循環。

文件讀寫

讀文件：同C類似，Python內置了讀文件的函數open()，使用注意事項：

文件打開用完要關閉，open()和close()配對使用。
避免文件打開失敗或忘記關閉等造成的錯誤，使用with…as…操作文件。

#使用open()函數讀文件，文件位置：D:test.txt  f=open("D:\test.txt","r")#打開文件，第二個參數“r”表示讀  fn=f.read()  print(fn)  f.close()#完成操作後必須要關閉文件    #文件打開用完就要關閉，但不排除一通操作後忘了關閉文件，  #同時還存在文件打開失敗的情況，使用with…as…操作文件更可靠，更簡潔。  with open("D:\test.txt","r") as f:      fn=f.read()  print(fn)

運行結果：  python file_IO  FF 22  NN 09  ZZ 26  python file_IO  FF 22  NN 09  ZZ 26

寫文件：寫文件和讀文件是一樣的，先open，然後write，最後close，open時第二個參數是“w”。

寫文件時，如果目標位置沒有文件，python會創建文件。
如果目標位置有文件，參數“w”就會覆蓋寫入，追加寫入可用參數“a”。
可以反覆調用write()寫數據，但如果最後忘記close()文件，後果可能是數據丟失，保險起見，還是使用with…as…更靠譜。

#在D盤創建一個新文件test_new.txt,然後寫入內容，  f=open("D:\test_new.txt","w")  f.write("J_ZHANG")  f.close()  #再次寫入就會覆蓋原內容  with open("D:\test_new.txt","w") as f:      f.write("覆蓋了嗎？")      f.write("n")#換一下行  #使用參數“a”實現追加寫入  with open("D:\test_new.txt","a") as f:      f.write("J_ZHANG追加寫入的。")  #列印出來看一下  with open("D:\test_new.txt","r") as f:      print(f.read())

運行結果：  覆蓋了嗎？  J_ZHANG追加寫入的。

定義與使用函數

Python用def關鍵字定義一個函數，定義時需確定函數名與參數，函數可以有多個返回值，但如函數沒有return，則默認還回none。因python變數為動態類型，如函數對參數有類型要求，需在函數體內進行類型檢查。

#使用def定義一個函數：求圓面積  def cir_area(r):      if not isinstance(r,(int,float)):#參數類型檢查，r為整型或浮點型          raise TypeError("參數r類型錯誤！")      if r<=0:          return 0#判斷如果半徑小於等於0則返回0      else:          return 3.14*r*r    #調用函數  s=cir_area(4)#半徑為4的圓面積  print(s)

運行結果：  50.24

OK，就醬紫！暫時先到這兒。

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