极客时间 Python 课程

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本课程基于 Python 3.0

Python 作者说的一句话：

两个 Python 的版本

• 官方版：标准库
• 发行版：相比官方版，集成了很多常用的软件包（Python 常用的科学计算的包会集成进来）

Python 最流行的发行版 Anaconda

Anaconda 镜像站——清华大学开源软件镜像站 https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/help/anaconda/

学习 Python 会用到的工具

Python 官方文档：https://docs.python.org/3/

iPython：交互式的命令行解释器 https://ipython.org/

jupyter notebook：实现在网页上进行编程

sublime text：文本编辑器

PyCharm：集成开发环境，编写大型的应用程序，Python 的 IDE，下载社区版就能满足我们的需求

Pip：第三方软件，自动帮你安装依赖包

Python 的安装

从官网下载之后直接安装即可

安装之后打开 Mac 终端，输入 python，会返回如下图的结果，是因为 Mac 自带了 Python 2：

我们安装的是 Python 3，所以需要输入 python3

退出 python 解释环境，需要在终端输入 exit()

Python 程序的书写规则

注释语句 # + 文本内容

注释语句可以写在 py 文件的开头，也可以写在语句的后面

import 导入模块

一行写不完的语句，需要用到缩进

Python 的数据类型

• 整数(int) 8
• 浮点数(float) 8.8
• 字符串(str) “8” “Python”
• 布尔值(bool) True Flase

使用命令来判断数据的类型：

type(8)

返回 # 说明这是一个整数

>>> type('8')
<class 'str'>    # 说明这是一个字符串
>>> type('极客时间')
>>> type("极客时间")    # 双引号把文本括起来也可以

数据类型转换

例如将字符串转换为整数，例如下面的代码，将字符串 8 转换为整数 8：

>>> int('8')
8

把数字 123 转换为字符串类型：

>>> str(123)
'123'

把数字转换为布尔值类型：

>>> bool(123)
True
>>> bool(0)
Flase

变量的定义和常用操作

计算网络带宽的单位是比特，而存储文件的单位是字节，它们之间是 1:8 的关系，导致下载文件的大小和带宽速度的不对等

如果你家里的带宽是 100MB/s，下载速度是多少呢？

在 PyCharm 写好代码之后，在空白处右击，选择运行 Run，下方的面板就会显示运行的结果

单纯地用数字来书写不够方便，我们引入变量

变量可以多次赋值

引入变量之后，前面的代码可以改写成：

变量命名：

除了可以使用前面的英文单词，例如 bandwidth、ratio 来给变量命名，我们也可以使用单纯的字母，例如：

a 也可以作为变量名，但这一般用在临时变量的命名上

常见的变量命名，是使用有意义或者意义明确的单词来命名

其他的命名方式：

• 驼峰命名法：bandWidth （注意中间的 W 为大写字母）
• BandWidth
• 下划线命名：band_width

什么样的命名是合法的呢？

——以字母或下划线开头，中间只能包含字母和数字以及下划线

下划线开头的命令方式，一般会用在 Python 的特殊含义，比较少用

序列的概念

案例：计算生肖和星座

字符串、列表和元组三种类型都属于序列

定义一个类型为字符串的变量 chinese_zodiac，也是序列，中括号中的 0 代表下标，0 代表第一个字符串，0:4 代表访问下标为 0、1、2、3 的字符串，这里的 4 是指从下标为 0 访问到下标为 4 前面的一个。

如果想从后面往前面访问，需要使用负号，例如访问属相为猪的字符串

序列的基本操作（字符串的基本操作）

• 切片操作符 [:] 例子：[0:整数]
• 成员关系操作符 对象 [not] in 序列
• 连接操作符 序列 + 序列
• 重复操作符 序列 * 整数

成员关系操作符的例子：

chinese_zodiac = '鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪'
print( '狗' in chinese_zodiac)   # 返回的值是 True
print( '狗' not in chinese_zodiac)    # 返回的值是 Flase

连接操作符的例子：

print( chinese_zodiac + chinese_zodiac )    # 返回的值是 鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪
print ( chinese_zodiac + 'abc' )    # 返回的值是 鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪abc

重复操作符的例子：

print( chinese_zodiac * 2)   # 返回的值是 鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪鼠牛虎兔龙蛇马羊猴鸡狗猪

元组

元组：小括号括起来的字符串，例子 (‘abc’ , ‘edf’)

例子：通过月份和日期来查询星座

zodiac_name = (u'摩羯座', u'水瓶座', u'双鱼座', u'白羊座', u'金牛座', u'双子座', 
             u'巨蟹座', u'狮子座', u'处女座', u'天秤座', u'天蝎座', u'射手座')   # 字符串最前面的 u 是 unicode 的缩写，标志星座，不要出现乱码；为了阅读方便，进行换行
zodiac_days = ((1,20),(2,19),(3,21),(4,21),(5,21),(6,22),
             (7,23),(8,23),(9,23),(10,23),(11,23),(12,23)) # 元组的嵌套
(month, day) = (2, 15)
zodiac_day = filter(lambda x : x <= (month, day), zodiac_days) # 取出 zodiac_days 中小于 （month, day）的日期
print(zodiac_day)   # 用日期去判断星座的时候，会用到一个循环的功能
zodiac_len = len( list(zodiac_day) ) % 12 # zodiac_day 返回的值的类型是 filter，这里用 list() 把它转换为序列
print(zodiac_name[zodiac_len])  
# 最后运行的结果就是 水瓶座

列表与元组的区别：列表存储的内容是可变更的（有增加和删减的功能 ），而元组存储的内容一般是不可变更的。

元组大小的比较：

print( (4) > (5) )   # 运行的结果是 False
print( (1,20) > (2,20) )  # 运行的结果是 False

包含两个元素的元组的大小比较，(1,20) 相当于是 120，(2,20) 相当于是 220

一个提前学习的知识——filter：

# 为了演示方便，下面的代码在终端中的 python 3 环境下运行
a = (1, 3, 5, 7)
b = 4
filter(lambda x: x < b, a)   # 取出 a 中小于 4（a 中小于 b） 的元素
# 上面的代码的运行结果为 <filter object at 0x10cc55518>
list (filter(lambda x: x < b, a)) # 加了 list 之后，返回的结果就是我们想要的了
# 运行结果为 [1, 3]
b = 6  
list(filter(lambda x: x < b, a)) # 取出 a 中小于 6 的元素
# 运行结果为 [1, 3, 5]
len(list(filter(lambda x: x < b, a)))  # 计算取出 a 中小于 6 的元素的个数
# 运行结果为 3

列表

使用 .append() 方法可以为列表增加元素，增加的元素会放在列表已有元素的最后面

使用 .remove() 方法可以把元素移除

a_list = ['abc', 'xyz']
a_list.append('X')
print(a_list)
# 输出的结果为 ['abc', 'xyz', 'X']
a_list.remove('xyz')
# 输出的结果为 ['abc', 'X']

列表的基本操作：

成员关系操作符

连接操作符

重复操作符

切片操作符

生肖与星座案例的总结：

条件语句

if 语句

例子：

一个等号是赋值

两个等号是判断两个值是否相等

if 语句后面会加上一个冒号 : ，告诉 Python 我们的语句还没有结束

x = 'abc'
if x == 'abc' :
        print( 'x 的值和 abc 相等' )
else :
        print( 'x 的值和 abc 不相等')

更复杂的情况，例如有三个判断条件的话，需要用到 elif，它是 else-if 的缩写。

if 表达式 :

代码块

elif 表达式 :

代码块

else :

代码块

案例：根据用户的生肖来判断今年的运势

chinese_zodiac = '猴鸡狗猪鼠牛虎兔龙蛇马羊'
year = int(input( '请你输入自己的出生年份' ))  # 外层嵌套一个 int 函数，将字符串强制转换为 数字
if (chinese_zodiac[year % 12]) == '狗' :
        print ( '狗年运势：行大运' )

循环语句

while 会进行多次循环，直到条件为假的时候，才会退出循环

for 与类 C 语言的循环语句存在着区别，有点像是遍历，从列表或元组中取出所有我们想要的元素（for 循环经常用来遍历序列）

遍历 12 生肖：

chinese_zodiac = '猴鸡狗猪鼠牛虎兔龙蛇马羊'
for a in chinese_zodiac :
        print(a)
# 运行的结果如下： 
猴
鸡
狗
猪
鼠
牛
虎
兔
龙
蛇
马
羊

遍历数字

for i in range(13) :      # 这里的 range(13) 函数会返回从 0 到 12 共 13 个数字
        print(i)
# 运行的结果为
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

for i in range(1,13) :     # range 使用两个参数，就会返回从 1 到 12 共 12 个数字
        print(i)

字符串的替换功能

for 循环语句与 print 配合使用

% + 输出的数据类型，下面的 %s 中的 s 是 string 的缩写，希望输出的数据类型为字符串

% + d，输出的数据类型为整数

chinese_zodiac = '猴鸡狗猪鼠牛虎兔龙蛇马羊'
for year in range(2000, 2019) :
    print( '%s 年的生肖是 %s' %(year, chinese_zodiac[yeaer % 12]) )   # 最后面的 % 跟的内容，是要替换进来的内容
# 输出的结果为： 
2000 年的生肖是 龙
2001 年的生肖是 蛇
2002 年的生肖是 马
……
2017 年的生肖是 鸡
2018 年的生肖是 狗

while 循环

while 循环多数时候会和 if 语句配合使用

num = 5
while True :
        print('a')
        num = num + 1
        if num > 10 :     # 当 num 的值大于 10 的时候，终止 while 循环
            break

while 循环会用到 break 或 continue 来终止或打断程序。continue 会跳出当前的循环，而 break 会终止整个循环。

import time 
num = 5
while True :
    num = num + 1
    if num == 10 :
    continue     # 当 num 等于 10 的时候，跳过这个循环，不打印 num = 10 的情况
print(num)
time.sleep(1)   # 引入 time.sleep() 是为了减缓 Python 程序的打印速度

for 循环语句中的 if 嵌套

还是以生肖和星座作为案例进行展示

使用 type() 函数来判断返回的数据类型，如下图，下方返回的是字符串类型

最外层加多一个 int 函数，就可以将原先得到的 字符串 类型转换为 整数类型（int）

字典的定义和常用操作

需求：用来记录多位用户输入的日期和对应的星座数据

列表：主要强调顺序

新的数据类型——映射，映射在 Python 中被称为「字典」

字典包含哈希值和指向的对象

{“哈希值”: “对象”} 大括号表示当前使用的是字典

一个关键字和关键字的值之间的对应关系

往字典中增加新的元素：

dict2 = { 'x':1 , 'y':2 }
dict2['z'] = 3   # 给字典 dict2 增加一个新的元素 'z':3
print(dict2)

列表推导式与字典推导式

for 循环的另一个用处——列表推导式

推导式是 Python 的独有的语法

之前定义字典的方式——先定义一个空的字典，再用 for…in 进行赋值——不是很优雅，为了让其更优雅，我们可以使用推导式。

让列表的值增加的方法： .append()

# 从 1 到 10 所有偶然的平方
alist = []
for i in range(1,11)
        if( i % 2 == 0) :
                alist.append( i*i )  # 这一行需要缩进，不然程序会报错
print(alist)

使用列表推导式来改写上面的写法：

alist = [i*i for i in range(1,11) if(i%2) == 0]
print(alist)

文件的内建函数

Python 中的文件的含义：打开一个网址、运行的两个程序之间互相通信，Python 都把它们抽象为文件来对待

使用 Python 对文件进行基本的读写操作：

内建函数：Python 自带的函数，不需要额外安装

open 函数有多个参数，第一个是文件名，第二个是模式，模式的值可以是：

• r（read 的缩写，代表读取文件）
• w（write 的缩写，写入）

如果参数只有文件名，则默认以「只读」的模式打开文件

要在打开的文件中写入内容，需要将 open 函数赋值给一个变量，对变量进行操作，就等同于对文件进行操作

写入之后，还要对文件进行保存，在 Python 中使用 close() 函数关闭文件，关闭的同时也会保存文件

运行程序，它就会在当前 py 文件所在的路径生成一个 name.txt 的文件

写入文件的流程：

open() ➡️ write() ➡️ close()

接着来看一下读取文件的流程，把上面中间的 write() 更换为 read()：

open() ➡️ read() ➡️ close()

想看看文件的内容有没有被读取到变量 file2 里，这里我们增加一个打印的操作，把读取到的内容进行打印。

可以看到，打印输出的内容和文件的内容是一致的。

另外的文件操作：往现有的文件增加内容，例如往前面创建的 name.txt 文件增加一个人名「刘备」

open() 函数的第二个参数为 ‘a’，代表增加，而不能用 ‘w’，不然会把前面创建的内容覆盖

文件的常用操作

读取 name.txt 文件中的单行：

name.txt 的文件内容如下：