Python入门

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Python入门

newtrek 2018-06-03 20:17:00 浏览570
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本篇文章全部copy自廖雪峰老师的Python入门教程,仅供学习用
教程链接:Python入门

数据类型

整数

py可以处理任意大小的整数,包括负整数

浮点数

1.23x109和12.3x108是相等的。浮点数可以用数学写法,如1.23,3.14,-9.01,等等。但是对于很大或很小的浮点数,就必须用科学计数法表示,把10用e替代,1.23x10^9就是1.23e9,或者12.3e8,0.000012可以写成1.2e-5,等等。

整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的,整数运算永远是精确的(除法难道也是精确的?是的!),而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

字符串

是以''和""括起来的任意文本

布尔值

一个布尔值只有True和False,布尔值可以用and、or和not运算。

and运算是与运算,只有所有都为 True,and运算结果才是 True。

or运算是或运算,只要其中有一个为 True,or 运算结果就是 True。

not运算是非运算,它是一个单目运算符,把 True 变成 False,False 变成 True。

空值

None表示

其它

py还提供了列表,字典等多种数据类型,还允许自定义数据类型。

Python2 里面print可以直接接字符串或者运算。

Python3 里面print变成了一个函数,上面的写法不支持了,必须用一个括号括起来,否则会报告语法错误。

print语句

1.当我们在Python交互式环境下编写代码时,>>>是Python解释器的提示符,不是代码的一部分。

2.当我们在文本编辑器中编写代码时,千万不要自己添加 >>>。

print语句也可以跟上多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出:

>>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'
The quick brown fox jumps over the lazy dog

print会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格,因此,输出的字符串是这样拼起来的:

print

print也可以打印整数,或者计算结果:

>>> print 300
300    #运行结果
>>> print 100 + 200
300    #运行结果

注释

以#开头,后面的文字直到行尾都算注释

变量

在Python程序中,变量是用一个变量名表示,变量名必须是大小写英文、数字和下划线(_)的组合,且不能用数字开头,比如:

a = 1
变量a是一个整数。

t_007 = 'T007'
变量t_007是一个字符串。

在Python中,等号=是赋值语句,可以把任意数据类型赋值给变量,同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量,例如:

a = 123 # a是整数
print a
a = 'imooc' # a变为字符串
print a
这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言,与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型,如果赋值的时候类型不匹配,就会报错。例如Java是静态语言

最后,理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写:a = 'ABC'时,Python解释器干了两件事情:

  1. 在内存中创建了一个'ABC'的字符串;

  2. 在内存中创建了一个名为a的变量,并把它指向'ABC'。

也可以把一个变量a赋值给另一个变量b,这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据,例如下面的代码:

a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print b

执行过程

字符串

前面我们讲解了什么是字符串。字符串可以用''或者""括起来表示。

如果字符串本身包含'怎么办?比如我们要表示字符串 I'm OK ,这时,可以用" "括起来表示:

"I'm OK"
类似的,如果字符串包含",我们就可以用' '括起来表示:

'Learn "Python" in imooc'

如果字符串既包含'又包含"怎么办?

这个时候,就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”,Python字符串用\进行转义。

要表示字符串 Bob said "I'm OK".
由于 ' 和 " 会引起歧义,因此,我们在它前面插入一个\表示这是一个普通字符,不代表字符串的起始,因此,这个字符串又可以表示为

'Bob said "I'm OK".'
注意:转义字符 \ 不计入字符串的内容中。

常用的转义字符还有:

\n 表示换行
\t 表示一个制表符
\ 表示 \ 字符本身

raw字符串与多行字符串

如果一个字符串包含很多需要转义的字符,对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况,我们可以在字符串前面加个前缀 r ,表示这是一个 raw 字符串,里面的字符就不需要转义了。例如:

r'(_)/ (_)/'

但是r'...'表示法不能表示多行字符串,也不能表示包含'和 "的字符串(为什么?)

如果要表示多行字符串,可以用'''...'''表示:

'''Line 1
Line 2
Line 3'''

上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的:

'Line 1\nLine 2\nLine 3'
还可以在多行字符串前面添加 r ,把这个多行字符串也变成一个raw字符串:

r'''Python is created by "Guido".
It is free and easy to learn.
Let's start learn Python in imooc!'''

Unicode字符串

因为计算机只能处理数字,如果要处理文本,就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),0 - 255被用来表示大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母 A 的编码是65,小写字母 z 的编码是122。

如果要表示中文,显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。

类似的,日文和韩文等其他语言也有这个问题。为了统一所有文字的编码,Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。

Unicode通常用两个字节表示一个字符,原有的英文编码从单字节变成双字节,只需要把高字节全部填为0就可以。

因为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早,所以最早的Python只支持ASCII编码,普通的字符串'ABC'在Python内部都是ASCII编码的。

Python在后来添加了对Unicode的支持,以Unicode表示的字符串用u'...'表示,比如:

print u'中文'
中文
注意: 不加 u ,中文就不能正常显示。
Unicode字符串除了多了一个 u 之外,与普通字符串没啥区别,转义字符和多行表示法仍然有效:

转义:

u'中文\n日文\n韩文'
多行:

u'''第一行
第二行'''
raw+多行:

ur'''Python的Unicode字符串支持"中文",
"日文",
"韩文"等多种语言'''
如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError,这是因为.py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释

# -*- coding: utf-8 -*-

目的是告诉Python解释器,用UTF-8编码读取源代码。然后用Notepad++ 另存为... 并选择UTF-8格式保存。

整数和浮点数

Python支持对整数和浮点数直接进行四则混合运算,运算规则和数学上的四则运算规则完全一致。

基本的运算:

1 + 2 + 3 # ==> 6
4 * 5 - 6 # ==> 14
7.5 / 8 + 2.1 # ==> 3.0375
使用括号可以提升优先级,这和数学运算完全一致,注意只能使用小括号,但是括号可以嵌套很多层:

(1 + 2) * 3 # ==> 9
(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3)) # ==> 0.42145593869731807
和数学运算不同的地方是,Python的整数运算结果仍然是整数,浮点数运算结果仍然是浮点数:

1 + 2 # ==> 整数 3
1.0 + 2.0 # ==> 浮点数 3.0
但是整数和浮点数混合运算的结果就变成浮点数了:

1 + 2.0 # ==> 浮点数 3.0
为什么要区分整数运算和浮点数运算呢?这是因为整数运算的结果永远是精确的,而浮点数运算的结果不一定精确,因为计算机内存再大,也无法精确表示出无限循环小数,比如 0.1 换成二进制表示就是无限循环小数。

那整数的除法运算遇到除不尽的时候,结果难道不是浮点数吗?我们来试一下:

11 / 4 # ==> 2
令很多初学者惊讶的是,Python的整数除法,即使除不尽,结果仍然是整数,余数直接被扔掉。不过,Python提供了一个求余的运算 % 可以计算余数:

11 % 4 # ==> 3
如果我们要计算 11 / 4 的精确结果,按照“整数和浮点数混合运算的结果是浮点数”的法则,把两个数中的一个变成浮点数再运算就没问题了:

11.0 / 4 # ==> 2.75

布尔类型

布尔类型只有True和False两种值,但是布尔类型有以下几种运算:

与运算:只有两个布尔值都为 True 时,计算结果才为 True。

True and True # ==> True
True and False # ==> False
False and True # ==> False
False and False # ==> False
或运算:只要有一个布尔值为 True,计算结果就是 True。

True or True # ==> True
True or False # ==> True
False or True # ==> True
False or False # ==> False
非运算:把True变为False,或者把False变为True:

not True # ==> False
not False # ==> True
布尔运算在计算机中用来做条件判断,根据计算结果为True或者False,计算机可以自动执行不同的后续代码。

在Python中,布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算,请看下面的代码:

a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'
计算结果不是布尔类型,而是字符串 'a=T',这是为什么呢?

因为Python把0、空字符串''和None看成 False,其他数值和非空字符串都看成 True,所以:

True and 'a=T' 计算结果是 'a=T'
继续计算 'a=T' or 'a=F' 计算结果还是 'a=T'
要解释上述结果,又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则:短路计算。

  1. 在计算 a and b 时,如果 a 是 False,则根据与运算法则,整个结果必定为 False,因此返回 a;如果 a 是 True,则整个计算结果必定取决与 b,因此返回 b。

  2. 在计算 a or b 时,如果 a 是 True,则根据或运算法则,整个计算结果必定为 True,因此返回 a;如果 a 是 False,则整个计算结果必定取决于 b,因此返回 b。

所以Python解释器在做布尔运算时,只要能提前确定计算结果,它就不会往后算了,直接返回结果。

创建List

list是数学意义上的有序集合,也就是说,list中的元素是按照顺序排列的。
构造list非常简单,按照上面的代码,直接用 [ ] 把list的所有元素都括起来,就是一个list对象。通常,我们会把list赋值给一个变量,这样,就可以通过变量来引用list:
由于Python是动态语言,所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型,我们完全可以在list中包含各种数据:

>>> L = ['Michael', 100, True]
一个元素也没有的list,就是空list:
>>> empty_list = []
  • 列表可以倒序访问
  • append()可添加新元素到list的尾部
  • inser(0,"Paul"),'Paul'将被添加到索引为 0 的位置上(也就是第一个),而原来索引为 0 的Adam同学,以及后面的所有同学,都自动向后移动一位。
  • pop()方法删除最后一个,加索引可删去索引对应的元素
  • 替换元素

创建tuple

tuple是另一种有序的列表,中文翻译为“ 元组 ”。tuple 和 list 非常类似,但是,tuple一旦创建完毕,就不能修改了。

同样是表示班里同学的名称,用tuple表示如下:

>>> t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]。

现在,这个 t 就不能改变了,tuple没有 append()方法,也没有insert()和pop()方法。所以,新同学没法直接往 tuple 中添加,老同学想退出 tuple 也不行。

获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的,我们可以正常使用 t[0],t[-1]等索引方式访问元素,但是不能赋值成别的元素

单元素tuple

tuple和list一样,可以包含 0 个、1个和任意多个元素。

包含多个元素的 tuple,前面我们已经创建过了。

包含 0 个元素的 tuple,也就是空tuple,直接用 ()表示:

>>> t = ()
>>> print t
()

创建包含1个元素的 tuple 呢?来试试:

>>> t = (1)
>>> print t
1

好像哪里不对!t 不是 tuple ,而是整数1。为什么呢?

因为()既可以表示tuple,又可以作为括号表示运算时的优先级,结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1,导致我们得到的不是tuple,而是整数 1。

正是因为用()定义单元素的tuple有歧义,所以 Python 规定,单元素 tuple 要多加一个逗号“,”,这样就避免了歧义:

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

Python在打印单元素tuple时,也自动添加了一个“,”,为了更明确地告诉你这是一个tuple。

多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的:

>>> t = (1, 2, 3,)
>>> print t
(1, 2, 3)

if语句

age = 20
if age >= 18:
    print 'your age is', age
    print 'adult'
print 'END'

注意: Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块,上面的3,4行 print 语句就构成一个代码块(但不包括第5行的print)。如果 if 语句判断为 True,就会执行这个代码块。

缩进请严格按照Python的习惯写法:4个空格,不要使用Tab,更不要混合Tab和空格,否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。

注意: if 语句后接表达式,然后用:表示代码块开始。

如果你在Python交互环境下敲代码,还要特别留意缩进,并且退出缩进需要多敲一行回车:

>>> age = 20
>>> if age >= 18:
...     print 'your age is', age
...     print 'adult'
...
your age is 20
adult

if else

if age >= 18:
    print 'adult'
else:
    print 'teenager'

利用 if ... else ... 语句,我们可以根据条件表达式的值为 True 或者 False ,分别执行 if 代码块或者 else 代码块。

if ...else if...

if age >= 18:
    print 'adult'
elif age >= 6:
    print 'teenager'
elif age >= 3:
    print 'kid'
else:
    print 'baby'

for 循环

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
for name in L:
    print name

while 循环

N = 10
x = 0
while x < N:
    print x
    x = x + 1

break 退出循环

sum = 0
x = 1
while True:
    sum = sum + x
    x = x + 1
    if x > 100:
        break
print sum

继续循环

for x in L:
    if x < 60:
        continue
    sum = sum + x
    n = n + 1

多重循环

for x in ['A', 'B', 'C']:
    for y in ['1', '2', '3']:
        print x + y

dict

这个应该是字典的意思,就是键值对集合

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

可以简单地使用 d[key] 的形式来查找对应的 value,这和 list 很像,不同之处是,list 必须使用索引返回对应的元素,而dict使用key:

>>> print d['Adam']
95
>>> print d['Paul']
Traceback (most recent call last):
  File "index.py", line 11, in <module>
    print d['Paul']
KeyError: 'Paul'

注意: 通过 key 访问 dict 的value,只要 key 存在,dict就返回对应的value。如果key不存在,会直接报错:KeyError。

要避免 KeyError 发生,有两个办法:

一是先判断一下 key 是否存在,用 in 操作符:

if 'Paul' in d:
    print d['Paul']

如果 'Paul' 不存在,if语句判断为False,自然不会执行 print d['Paul'] ,从而避免了错误。
二是使用dict本身提供的一个 get 方法,在Key不存在的时候,返回None:

>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None

dict的特点

dict的第一个特点是查找速度快,无论dict有10个元素还是10万个元素,查找速度都一样。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。
不过dict的查找速度快不是没有代价的,dict的缺点是占用内存大,还会浪费很多内容,list正好相反,占用内存小,但是查找速度慢。

由于dict是按 key 查找,所以,在一个dict中,key不能重复。

dict的第二个特点就是存储的key-value序对是没有顺序的!这和list不一样

dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变,Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。

dict更新

dict是可变的,也就是说,我们可以随时往dict中添加新的 key-value。

>>> d['Paul'] = 72

遍历dict

由于dict也是一个集合,所以,遍历dict和遍历list类似,都可以通过 for 循环实现。

>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> for key in d:
...     print key
... 
Lisa
Adam
Bart

Set

dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系,dict的key是不能重复的。

有的时候,我们只想要 dict 的 key,不关心 key 对应的 value,目的就是保证这个集合的元素不会重复,这时,set就派上用场了。

set 持有一系列元素,这一点和 list 很像,但是set的元素没有重复,而且是无序的,这点和 dict 的 key很像。

创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list,list的元素将作为set的元素:

>>> s = set(['A', 'B', 'C'])

可以查看 set 的内容:

>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])

访问set

由于set存储的是无序集合,所以我们没法通过索引来访问。
访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。

>>> 'Bart' in s
True

set的特点

set的内部结构和dict很像,唯一区别是不存储value,因此,判断一个元素是否在set中速度很快。

set存储的元素和dict的key类似,必须是不变对象,因此,任何可变对象是不能放入set中的。

最后,set存储的元素也是没有顺序的。

set的这些特点,可以应用在哪些地方呢?

星期一到星期日可以用字符串'MON', 'TUE', ... 'SUN'表示。

假设我们让用户输入星期一至星期日的某天,如何判断用户的输入是否是一个有效的星期呢?
如果事先创建好一个set,包含'MON' ~ 'SUN':

weekdays = set(['MON', 'TUE', 'WED', 'THU', 'FRI', 'SAT', 'SUN'])

再判断输入是否有效,只需要判断该字符串是否在set中:

x = '???' # 用户输入的字符串
if x in weekdays:
    print 'input ok'
else:
    print 'input error'

遍历Set

由于 set 也是一个集合,所以,遍历 set 和遍历 list 类似,都可以通过 for 循环实现。

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
...     print name
... 
Lisa
Adam
Bart

更新Set

由于set存储的是一组不重复的无序元素,因此,更新set主要做两件事:

一是把新的元素添加到set中,二是把已有元素从set中删除。

添加元素时,用set的add()方法:

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])

如果添加的元素已经存在于set中,add()不会报错,但是不会加进去了:

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(3)
>>> print s
set([1, 2, 3])

删除set中的元素时,用set的remove()方法:

>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])

如果要删除的元素不存在,remove()会报错

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 4

所以用add()可以直接添加,而remove()前需要判断。

函数

调用函数

Python内置了很多有用的函数,我们可以直接调用。

要调用一个函数,需要知道函数的名称和参数,比如求绝对值的函数 abs,它接收一个参数。

可以直接从Python的官方网站查看文档:
http://docs.python.org/2/library/functions.html#abs
也可以在交互式命令行通过 help(abs) 查看abs函数的帮助信息。

编写函数

在Python中,定义一个函数要使用 def 语句,依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用 return 语句返回。

def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

请注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为 None。

return None可以简写为return。

返回多值

函数可以返回多个值吗?答案是肯定的。

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的坐标:

math包提供了sin()和 cos()函数,我们先用import引用它:

import math
def move(x, y, step, angle):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

这样我们就可以同时获得返回值:

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print x, y
151.961524227 70.0

但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)

用print打印返回结果,原来返回值是一个tuple!

但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。

递归函数

在函数内部,可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身,这个函数就是递归函数。
举个例子,我们来计算阶乘 n! = 1 * 2 * 3 * ... * n,用函数 fact(n)表示,可以看出:

fact(n) = n! = 1 * 2 * 3 * ... * (n-1) * n = (n-1)! * n = fact(n-1) * n
def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。

使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。可以试试计算 fact(10000)。

定义默认参数

定义函数的时候,还可以有默认参数。
例如Python自带的 int() 函数,其实就有两个参数,我们既可以传一个参数,又可以传两个参数:

>>> int('123')
123
>>> int('123', 8)
83

int()函数的第二个参数是转换进制,如果不传,默认是十进制 (base=10),如果传了,就用传入的参数。

可见,函数的默认参数的作用是简化调用,你只需要把必须的参数传进去。但是在需要的时候,又可以传入额外的参数来覆盖默认参数值。

由于函数的参数按从左到右的顺序匹配,所以默认参数只能定义在必需参数的后面

定义可变参数

如果想让一个函数能接受任意个参数,我们就可以定义一个可变参数:

def fn(*args):
    print args

可变参数的名字前面有个 * 号,我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数:

>>> fn()
()
>>> fn('a')
('a',)
>>> fn('a', 'b')
('a', 'b')
>>> fn('a', 'b', 'c')
('a', 'b', 'c')

切片

对list进行切片

取一个list的部分元素是非常常见的操作。比如,一个list如下:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

取前3个元素,应该怎么做?
笨办法

>>> [L[0], L[1], L[2]]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

之所以是笨办法是因为扩展一下,取前N个元素就没辙了。

取前N个元素,也就是索引为0-(N-1)的元素,可以用循环:

>>> r = []
>>> n = 3
>>> for i in range(n):
...     r.append(L[i])
... 
>>> r
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。

对应上面的问题,取前3个元素,用一行代码就可以完成切片:

>>> L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3。即索引0,1,2,正好是3个元素。
如果第一个索引是0,还可以省略:

>>> L[:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

只用一个 : ,表示从头到尾:

>>> L[:]
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

因此,L[:]实际上复制出了一个新list。
切片操作还可以指定第三个参数:

>>> L[::2]
['Adam', 'Bart']

第三个参数表示每N个取一个,上面的 L[::2] 会每两个元素取出一个来,也就是隔一个取一个。

把list换成tuple,切片操作完全相同,只是切片的结果也变成了tuple。
例:
range()函数可以创建一个数列:

>>> range(1, 101)
[1, 2, 3, ..., 100]

利用切片,取出:

  1. 前10个数;
  2. 3的倍数;
  3. 不大于50的5的倍数。
    代码:
L = range(1, 101)

print L[:10]
print L[2::3]
print L[4:50:5]

结果:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99]
[5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50]

倒序切片

对于list,既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片,试试:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

>>> L[-2:]
['Bart', 'Paul']
## -2为起始索引到最后
>>> L[:-2]
['Adam', 'Lisa']
## -2为起始索引到最后的基础上,个数-2
>>> L[-3:-1]
['Lisa', 'Bart']
## -3为起始索引到最后的基础上,个数-1
>>> L[-4:-1:2]
['Adam', 'Bart']
## -3为起始索引到最后的基础上,个数-1,并每间隔一个数,过滤一个

记住倒数第一个元素的索引是-1。倒序切片包含起始索引,不包含结束索引。

对字符串切片

字符串 'xxx'和 Unicode字符串 u'xxx'也可以看成是一种list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:

>>> 'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
>>> 'ABCDEFG'[-3:]
'EFG'
>>> 'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'

在很多编程语言中,针对字符串提供了很多各种截取函数,其实目的就是对字符串切片。Python没有针对字符串的截取函数,只需要切片一个操作就可以完成,非常简单。
字符串有个upper()方法可以吧字符变为大写字母

迭代

在Python中,如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们成为迭代(Iteration)。
在Python中,迭代是通过 for ... in 来完成的,而很多语言比如C或者Java,迭代list是通过下标完成的,比如Java代码:

for (i=0; i<list.length; i++) {
    n = list[i];
}

因为 Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上,还可以作用在其他任何可迭代对象上。
因此,迭代操作就是对于一个集合,无论该集合是有序还是无序,我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素。

注意: 集合是指包含一组元素的数据结构,我们已经介绍的包括:

  1. 有序集合:list,tuple,str和unicode;
  2. 无序集合:set
  3. 无序集合并且具有 key-value 对:dict
    而迭代是一个动词,它指的是一种操作,在Python中,就是 for 循环。

迭代与按下标访问数组最大的不同是,后者是一种具体的迭代实现方式,而前者只关心迭代结果,根本不关心迭代内部是如何实现的。

索引迭代

Python中,迭代永远是取出元素本身,而非元素的索引。
对于有序集合,元素确实是有索引的。有的时候,我们确实想在 for 循环中拿到索引,怎么办?
方法是使用 enumerate() 函数:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> for index, name in enumerate(L):
...     print index, '-', name
... 
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
3 - Paul

实际上,enumerate() 函数把:['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] 变成了类似[(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')] 因此,迭代的每一个元素实际上是一个tuple:

for t in enumerate(L):
    index = t[0]
    name = t[1]
    print index, '-', name

如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素,for循环又可以进一步简写为:

for index, name in enumerate(L):
    print index, '-', name

可见,索引迭代也不是真的按索引访问,而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple,再迭代,就同时获得了索引和元素本身。
zip()函数可以把两个 list 变成一个 list:

>>> zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])
[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]

List

生成list

可以用range(1,11)生成List[1,2,3,4,5,6,7,8,10]

>>> range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做?方法一是循环:

>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
...    L.append(x * x)
... 
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
``
但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:
```python
>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

这种写法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式,可以以非常简洁的代码生成 list。
写列表生成式时,把要生成的元素 x * x 放到前面,后面跟 for 循环,就可以把list创建出来,十分有用,多写几次,很快就可以熟悉这种语法。

复杂表达式

使用for循环的迭代不仅可以迭代普通的list,还可以迭代dict。
假设有如下的dict:

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }

完全可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格:

tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table>'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'

注:字符串可以通过 % 进行格式化,用指定的参数替代 %s。字符串的join()方法可以把一个 list 拼接成一个字符串。
把打印出来的结果保存为一个html文件,就可以在浏览器中看到效果了:
<table border="1">
<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>
<tr><td>Lisa</td><td>85</td></tr>
<tr><td>Adam</td><td>95</td></tr>
<tr><td>Bart</td><td>59</td></tr>
</table>

条件过滤

列表生成式的 for 循环后面还可以加上 if 判断。例如:

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

如果我们只想要偶数的平方,不改动 range()的情况下,可以加上 if 来筛选:

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

有了 if 条件,只有 if 判断为 True 的时候,才把循环的当前元素添加到列表中。

  1. isinstance(x, str) 可以判断变量 x 是否是字符串;
  2. 字符串的 upper() 方法可以返回大写的字母。

多层表达式

for循环可以嵌套,因此,在列表生成式中,也可以用多层 for 循环来生成列表。
对于字符串 'ABC' 和 '123',可以使用两层循环,生成全排列:

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in '123']
['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']

翻译成循环代码就像下面这样:

L = []
for m in 'ABC':
    for n in '123':
        L.append(m + n)

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