python常用內置函數和關鍵字

• 2022 年 5 月 13 日
• 筆記
• python小白的成長之路

常用內置方法

在Python中有許許多多的內置方法，就是一些Python內置的函數，它們是我們日常中經常可以使用的到的一些基礎的工具，可以方便我們的工作。

查看所有的內置類和內置方法

# 方法一
built_list = dir(__builtins__)

# 方法二
import builtins
built_list = dir(builtins)

其中，以Error或者Warning等是Python中的異常類（關於異常可以參考後面的異常學習），以__開頭和結尾的是內置的一些魔術方法（關於魔術方法可以參考面向對象的學習）、剩餘的就是一些常用的內置類和方法。

標準輸入輸出

print — 列印內容（標準輸出）

列印（輸出）指定的內容，可以列印多內容（多個參數）

語法：print(*args)

# 常規用法
print(1)  # 1
print(1, 2, 3)  # 1 2 3

# sep參數
print(1, 2, 3)  # 1 2 3
print(1, 2, 3, sep=' MSR ')  # 1 MSR 2 MSR 3

# end參數
print(1, 2)
print(3, 4)
'''
1 2
3 4
'''
print(1, 2, end='')
print(3, 4)
'''
1 23 4
'''

# file參數
fp = open('test.txt', 'w', encoding='UTF-8')
print('Hello Word.', file=fp)

input — 輸入

返回輸入的結果，返回的結果為字元串類型；輸入時，接收到enter（回車）時將輸入內容返回；

input_content = input()  # 輸入 -- Hello MSR.
print(input_content)  # Hello MSR.

# 可以在input中輸入內容，作為交互資訊（就是一個標準輸出）
input('請輸入你的銀行卡密碼：')

數學

abs — 絕對值

返回數字的絕對值,唯一參數必須說是數字類型，即：int float bool complex

res = abs(-100)
print(res)  # 100

res = abs(True)
print(res)  # 1

round — 四捨五入

返回一個十進位數字四捨五入後的結果

# 不保留小數
res = round(10.6)
print(res)  # 11

# 保留小數，保留的最小位四捨五入
res = round(10.567, 2)
print(res)  # 10.57

# ！！！
# 如果數字為n.5的時候，n為奇數才會5入，否則後面還要更多的小數位才能是我們理解當中的樣子，也就是必須實際的大於.5這個臨界值，可以使用標準庫decimal處理掉這個問題。
res = round(4.5)
print(res)  # 4
res = round(3.5)
print(res)  # 4

res = round(4.51)
print(res)  # 5
res = round(3.51)
print(res)  # 4

# 多位小數情況正好相反，只有偶數才會5入
res = round(4.35, 1)
print(res)  # 4.3
res = round(4.45, 1)
print(res)  # 4.5
res = round(4.555, 2)
print(res)  # 4.55
res = round(4.665, 2)
print(res)  # 4.67

pow — 冪運算

計算一個數值的N次冪

語法：pow(parameter1,parameter2,[parameter3])

參數一表示運算數，參數二表示冪次方數，參數三表示被除數，計算冪運算結果除法餘數；

# 還記得python的冪運算符嘛？
res = pow(2, 3)
print(res)        # 8
print(2 * 2 * 2)  # 8
print(2 ** 3)     # 8

# 除法求餘數
res = pow(2, 3, 3)
print(res)    # 2
print(8 % 3)  # 2

序列

sum — 序列和

計算一個容器（字元串除外）中的數字之和，容器中的數據必須都是數字類型

lst = [1, 2, 3, 4]
res = sum(lst)
print(res)  # 10

max & min — 獲取序列中的最大值和最小值

max獲取序列中的最大值，min獲取序列中的最小值，max&min屬於高階函數；

語法：max(parameter1,[parameter2, parameter3, ...],key=None)

# 不指定key
lst = [0, 1, 2, 3, 4]
res = max(lst)  # 4
res = min(lst)  # 0

# 多參數
# 1、參數可以不只一個，但是多個參數必須相同的數據類型，比較參數中的第一個參數返回數據，但是眾序列中的第一個參數都必須是相同的數據類型，如果是字元串，比如ABC之間的比較是根據ASCII碼進行的。
lst1 = [0, 100]
lst2 = [2, 10]
print(max(lst1, lst2))  # [2, 10]
print(min(lst1, lst2))  # [0, 100]
# 2、參數可以不是容器類型數據，可以直接比較多個數字（其實也就是元組了）
print(max(1, 2, 3))  # 3
print(min(1, 2, 3))  # 1

# 指定key，經過key指定的函數處理，比較返回的結果,然後返回對應的數據
lst = [0, 1, 2, 3, 4]

def func(num):
    return num * -1

res = max(lst, key=func)  # 0
print(res)
res = min(lst, key=func)  # 4
print(res)

sorted — 序列排序

對一個序列中的值進行排序，默認按照升序（從小到大）排列；數字按照大小排序，ASCII字元串按照編碼順序排序，其餘字元的排序規律不清，可能是按照某個指定的編碼的先後進行排序。

語法：sorted(parameter1, key=None, reverse=False)

# 使用list為例
lst = [2, 0, 1, 3, 4]

# 默認為升序
new_lst = sorted(lst)
print(new_lst)  # [0, 1, 2, 3, 4]

# 降序
new_lst = sorted(lst, reverse=True)
print(new_lst)  # [4, 3, 2, 1, 0]


# 注意和list內置方法的區別，list.sort方法在原數據上重新排序，sorted方法返回一個新的數據；
lst1 = [1, 0, 3]
lst1.sort()
print(lst1)  # [0, 1, 3]

lst2 = [1, 0, 3]
new_lst2 = sorted(lst2)
print(lst2)  # [1, 0, 3]
print(new_lst2)  # [0, 1, 3]

zip — 多序列同索引組合

enumerate — 枚舉

zip & enmerate 見推導式。

進位數轉換

還記得如何直接表示一個非十進位數字嗎？

• 0b 開頭表示二進位數；
• 0o 開頭表示八進位數；
• 0h 開頭表示十六進位數；

bin — 將其它進位的數轉成二進位數

# 十進位數 轉 二進位
res = bin(255)
print(res)  # 0b11111111

# 八進位 轉 二進位
res = bin(0o377)
print(res)  # 0b11111111

# 十六進位 轉 二進位
res = bin(0xff)
print(res)  # 0b11111111

oct — 將數轉為八進位數

hex — 將數轉為十六進位數

ASCII字元編碼轉換

還記得ASCII編碼嗎？下面的函數可以將ASCII編碼中包含的字元在字元和序號之間轉換

chr — 將ASCII序號轉成字元

# 返回 97 號字元
res = chr(97)
print(res)  # a

ord — 將字元轉回ASCII序號

res = ord('A')
print(res)  # 65

其它

dir — 返回指定位置的類、函數、變數

默認返回當前位置的類、函數、變數。

# 定義函數
def func():
    pass

# 定義類
class Class:
    pass

# 定義變數
var = 1

# 返回屬於當前位置（文件）的類、函數、變數
res = dir()
print(res)  # ['Class', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'func', 'var']



def func1():
    inner_var = 1  # 內置變數（屬於函數func1）
    print(dir())  # 返回輸入當前位置（函數func1）的類、函數、變數
func1()  # ['inner_var']

range — 生成指定範圍整數的可迭代對象

range本身不是一個函數，而是一個類，但是在日常的使用過程中經常被作為一個函數使用；

接下的講解主要當作是一個函數使用去講解；

語法：range(value, [stop_value,] [step_value])

# 在實際的使用過程中往往配合for循環使用
for i in range(10):
    print(i)
    
# 但是此例中因為便於查看不使用for循環演示，而是改用list強轉演示；

# 一個參數：表示返回 0 ~ N-1 的數值
lst = list(range(10))
print(lst)  # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 兩個參數表示返回 N ~ M-1 的數值
lst = list(range(3, 10))
print(lst)  # [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 三個參數表示返回 N ~ M-1 的數值，但是每個數間隔F
lst = list(range(3, 10, 2))
print(lst)  # [3, 5, 7, 9]

# 倒序: 只要讓步長變為負數即可，但是也要注意 N 和 M 的數值確保範圍準確
lst = list(range(10, -10, -4))
print(lst)  # [10, 6, 2, -2, -6]

eval 和 exec — 字元串編譯成py程式碼執行

上面的方法可以將字元串編譯為python程式碼執行，eval只能適用於簡單的程式碼；exec可以將更加複雜的程式碼執行；

# eval 只能編譯簡單的程式碼
char = 'print("Hello MSR.")'
eval(char)  # Hello MSR.

# 定義變數（eval不能編譯，但是exec可以）
char = 'new_char = "My motherland is China."'
# eval(char)  # SyntaxError
exec(char)
print(new_char)  # My motherland is China.

repr — 原型化輸出字元串

將字元串中的轉義字元失效，還記得字元串前綴r嗎？他們的效果是一樣的，但是repr會將兩邊的引號也顯示出來。

# 轉義
char = 'Hello\nChina.'
print(char)
'''
Hello
China.
'''

# 原型化
char = repr(char)
print(char)  # 'Hello\nChina.'

# repr 和 字元串前綴 r 的不同：顯示出兩邊的引號
print(r'MSR')  # MSR
print(repr('MSR'))  # 'MSR'

hash — 生成哈希值

將指定數據經過哈希運演算法則生成的哈希值返回，相同的兩個數據同時經過哈希運演算法則得出的結果一定相同，所以一般哈希運算用於文件校驗和密碼加密等場景；

# 每次的結果不一定相同，但是相同數據同時運算結果一定相同
hash1 = hash('abs')
hash2 = hash('abs')
print(hash1)
print(hash2)
'''
-4611394003149070947
-4611394003149070947
'''

再上述使用hash()方法的時候，我們發現相同數據在多次運算的時候，結果不一定相同，這是因為控制hash的環境變數PYTHONHASHSEED所作用的，如果在啟動python的時候，設定該環境變數，則可以復現hash值，也就是每次的hash值都是相同的。

# 示例
# 不指定PYTHONUNBUFFERED，hash每次都是隨機的
python main.py

# 指定PYTHONUNBUFFERED，hash是固定復現的
PYTHONUNBUFFERED=11 python main.py

help — 幫助文檔

查看各種函數、類的幫助文檔，還記得如何給自定義函數和類注釋幫助文檔嗎？

類似的功能還有函數的內置方法 __doc__() 可以實現；

# 查看print方法的幫助文檔
print_help = help(print)
print(print_help)
"""
Help on built-in function print in module builtins:

print(...)
    print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
    
    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file:  a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:   string inserted between values, default a space.
    end:   string appended after the last value, default a newline.
    flush: whether to forcibly flush the stream.

None
"""

數據之間的強制轉換

四個數字類型方法和五個容器類型方法，主要用作數據的生成和數據之間的強轉；

詳情請參見六大數據類型和數據之間的強制轉換；

id — 返回數據的記憶體地址

返回一個數據的記憶體地址，這個地址是唯一的，這個東西關係到了一個程式佔據資源空間的大小，也是評判一個程式是否優劣的標準之一，還記得我們之前講過的Python的快取機制嗎？

char = 'Hello MSR.'
char_id = id(char)
print(char_id)  # 2884357927408

len — 查看容器類型數據的長度

查看一個容器類型數據的長度，也就是一級元素的個數；

lst = [1, 2, 3]
lst_length = len(lst)
print(lst_length)  # 3

# 列表類型數據還有內置方法 __len__ 也可以查看
lst_length = lst.__len__()
print(lst_length)

# 一般配合range 遍歷容器使用
lst = [1, 2, 3]
for i in range(len(lst)):
    print(lst[i])

type — 返回數據的類型

type是Python的一個內置類，作用是返回一個數據的類型

char = 123
char_type_obj = type(char)
print(char_type_obj)  # <class 'int'>
char_type = char_type_obj.__name__
print(char_type)  # int

# 判斷數據類型
if char_type == 'str':
    print(char)
else:
    print(char_type)

isinstance — 判斷數據類型

用於判斷數據的類型，返回布爾值；

語法：isinstance(x, A_tuple)

res = isinstance(100, int)
print(res)  # True

res = isinstance(False, (str, float, tuple))
print(res)  # False

# 注意：Python中的 布爾型 和 整型 在使用isinstance判斷的時候是相同的
res = isinstance(False, (str, int, tuple))
print(res)  # True

issubclass — 判斷類的子父關係

用法和isinstance一模一樣，用於判斷指定類和類之間是否存在子父關係，isinstance 和issubclass的詳細用法見面向對象（類的繼承）。

open — 文件IO操作

詳情請見IO文件管理；

locals 和 globals — 局部和全局空間

用於輸出所有的全局變數和局部變數，詳情請見函數進階（全局空間和局部空間）。

quit 和 exit

用於退出程式，結束程式；

quit()
exit()

常用關鍵字

# 引導出系統中所有的關鍵字
import keyword

print(keyword.kwlist)

還有許許多多的關鍵字不在列舉；

常見內置屬性

print(__name__)   # 當前模組
print(__file__)  # 當前文件路徑
print(__doc__)   # 文檔注釋
print(__package__)  # 位置