Python 教程学习笔记

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通过之前的学习,我们已经对Python了解了一些。现在,根据官网文档我们继续补充一些Python的知识。

代码流的控制

type

print(type(1))
<class 'int'>
print(type('a'))
<class 'str'>

type函数很有用,来打印对象的类型。

range

range 函数是非常很有用的。

for i in range(5):
  print(i, end = ' ')
0 1 2 3 4
for i in range(2, 6, 2):
  print(i, end = ' ')
2 4

range函数的定义。

class range(Sequence[int]):
    start: int
    stop: int
    step: int

可见是一个类。

print(range(5))
range(0, 5)

而不是:

[0,1,2,3,4]

继续。

print(list(range(5)))
[0, 1, 2, 3, 4]

为什么。看list的定义。

class list(MutableSequence[_T], Generic[_T]):

list 的定义是list(MutableSequence[_T], Generic[_T]):。而range的定义是class range(Sequence[int])。 list 继承了MutableSequence。range继承了Sequence

继续往下找是这样的。

Sequence = _alias(collections.abc.Sequence, 1)
MutableSequence = _alias(collections.abc.MutableSequence, 1)

这里我们不明白它俩的关系。但大概我们知道了为什么可以这样写list(range(5))

函数参数

来看函数的补充知识。

def fn(a = 3):
  print(a)

fn()
3

这是给参数一个默认值。

def fn(end: int, start = 1):
  i = start
  s = 0
  while i < end:
    s += i
    i += 1
  return s

print(fn(10))
45

end是必须要有的参数。注意到要把必须要有的参数写在最前面。

def fn(start = 1, end: int):
    def fn(start = 1, end: int):
                              ^
SyntaxError: non-default argument follows default argument

注意到endnon-default argumentstartdefault argument。意思是说,非默认参数跟在了默认参数后面。就是说必须把非默认参数放在所有默认参数前面。start是默认参数,即是如果不传递的话,默认已经有值了。

def fn(a, /, b):
  print(a + b)

fn(1, 3)

这里/来把参数类型分隔。有两种形式的传递参数方式。一种是靠位置来传递,一种是靠指定关键词来传递。

def fn(a, /, b):
  print(a + b)

fn(a=1, 3)
    fn(a=1, 3)
             ^
SyntaxError: positional argument follows keyword argument

这样写就不行。a=1表示这是靠关键词来传递参数。这把它当做了一个关键词参数。而b则是位置参数。

def f(pos1, pos2, /, pos_or_kwd, *, kwd1, kwd2):
      -----------    ----------     ----------
        |             |                  |
        |        Positional or keyword   |
        |                                - Keyword only
         -- Positional only

注意这里定义函数时,用上/*已经隐含了各参数的传递类型。所以得按规则传递。

def fn(a, /, b):
  print(a + b)

fn(1, b=3)

上面这样就没报错。

def fn(a, /, b, *, c):
  print(a + b + c)

fn(1, 3, 4)
    fn(1, 3, 4)
TypeError: fn() takes 2 positional arguments but 3 were given

fn只能接收2个位置参数,但是给了3个。

def fn(a, /, b, *, c):
  print(a + b + c)

fn(a = 1, b=3, c=4)
    fn(a = 1, b=3, c=4)
TypeError: fn() got some positional-only arguments passed as keyword arguments: 'a'

fn有一些参数只能靠位置传递的现在则是用关键词来传递。

映射形式的参数

def fn(**kwds):
  print(kwds)

fn(**{'a': 1})
{'a': 1}
def fn(**kwds):
  print(kwds['a'])

d = {'a': 1}
fn(**d)
1

可见**就是把参数展开。

def fn(a, **kwds):
  print(kwds['a'])

d = {'a': 1}
fn(1, **d)
TypeError: fn() got multiple values for argument 'a'

fn(1, **d)这样调用函数时,展开就是fn(a=1, a=1)。所以会出错。

def fn(**kwds):
  print(kwds['a'])

d = {'a': 1}
fn(d)
TypeError: fn() takes 0 positional arguments but 1 was given

如果像fn(d)这样调用函数,会被当成是位置参数,而不是展开成关键词参数。

def fn(a, / , **kwds):
  print(kwds['a'])

d = {'a': 1}
fn(1, **d)

这样却行。说明位置参数和映射形式的参数可以同名。

def fn(a, / , a):
  print(a)

d = {'a': 1}
fn(1, **d)
SyntaxError: duplicate argument 'a' in function definition

这样就出错了。注意这几种情况的微妙关系。

def fn(a, / , **kwds):
  print(kwds['a'])

fn(1, **[1,2])
TypeError: __main__.fn() argument after ** must be a mapping, not list

**后面必须跟着映射。

可迭代类型的参数

def fn(*kwds):
  print(kwds)

fn(*[1,2])
(1, 2)
def fn(*kwds):
  print(kwds)

fn(*1)
TypeError: __main__.fn() argument after * must be an iterable, not int

*必须跟着iterable

def fn(a, *kwds):
  print(type(kwds))

fn(1, *[1])
<class 'tuple'>

打印一下类型。这也是为什么上面输出(1,2),而不是[1,2]

def fn(*kwds):
  print(kwds)

fn(1, *[1])
(1, 1)

注意到这里调用fn(1, *[1])时,就把参数展开了,成了fn(1,1)。然后在fn(*kwds)解析的时候,kwds又把1,1变成了元组(1,1)

def concat(*args, sep='/'):
  return sep.join(args)

print(concat('a','b','c', sep=','))
a,b,c

Lambda 表达式

lambda就是把函数当做变量来保存。还记得在「解谜计算机科学」一文中所说的吗。

def incrementor(n):
  return lambda x: x + n

f = incrementor(2)
print(f(3))
5

再看一个例子。

pairs = [(1, 4), (2,1), (0, 3)]

pairs.sort(key = lambda pair: pair[1])

print(pairs)
[(2, 1), (0, 3), (1, 4)]
pairs = [(1, 4), (2,1), (0, 3)]

pairs.sort(key = lambda pair: pair[0])

print(pairs)
[(0, 3), (1, 4), (2, 1)]

pair[0]时,就按第一个数排序。pair[1]时,就按第二个数排序。

文档注释

def add():
  """add something
  """
  pass

print(add.__doc__)
add something

函数签名

def add(a:int, b:int) -> int:
  print(add.__annotations__)
  return a+b

add(1, 2)
{'a': <class 'int'>, 'b': <class 'int'>, 'return': <class 'int'>}

数据结构

列表

a = [1,2,3,4]

a.append(5)
print(a)   # [1, 2, 3, 4, 5]

a[len(a):] = [6]
print(a)   # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

a[3:] = [6]
print(a)   # [1, 2, 3, 6]

a.insert(0, -1)
print(a)   # [-1, 1, 2, 3, 6]

a.remove(1)
print(a)   # [-1, 2, 3, 6]

a.pop()
print(a)  # [-1, 2, 3]

a.clear() 
print(a)  # []

a[:] = [1, 2]
print(a.count(1)) # 1

a.reverse()
print(a)   # [2, 1]

b = a.copy()
a[0] = 10
print(b)   # [2, 1]
print(a)   # [10, 1]

b = a
a[0] = 3
print(b)  # [3, 1]
print(a)  # [3, 1]

列表构造

print(3 ** 2)   # 9
print(3 ** 3)   # 27

先来学一种运算,**。这表示次方的意思。

sq = []
for x in range(10):
  sq.append(x ** 2)
  
print(sq)  
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

接着试试用map

a = map(lambda x:x, range(10))
print(a)
# <map object at 0x103bb0550>
print(list(a))
# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
sq = map(lambda x: x ** 2, range(10))
print(list(sq))
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
sq = [x ** 2 for x in range(10)]
print(sq)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

可见for是很灵活的。

a = [i for i in range(5)]
print(a)
# [0, 1, 2, 3, 4]

a = [i+j for i in range(3) for j in range(3)]
print(a)
# [0, 1, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 4]

a = [i for i in range(5) if i % 2 == 0]
print(a)
# [0, 2, 4]

a = [(i,i) for i in range(3)]
print(a)
# [(0, 0), (1, 1), (2, 2)]

嵌套列表构造

matrix = [[(i+j*4) for i in range(4)] for j in range(3)]
print(matrix)
# [[0, 1, 2, 3], [4, 5, 6, 7], [8, 9, 10, 11]]

t = []
for j in range(3):
  t.append([(i+j*4) for i in range(4)])
print(t)
# [[0, 1, 2, 3], [4, 5, 6, 7], [8, 9, 10, 11]]

注意这两段代码的方式。即是说:

[[(i+j*4) for i in range(4)] for j in range(3)]

也就相当于:

for j in range(3):
   [(i+j*4) for i in range(4)]

也即相当于:

for j in range(3):
  for i in range(4):
      (i+j*4) 

所以这方便用来做矩阵转置。

matrix = [[(i+j*4) for i in range(4)] for j in range(3)]
print(matrix)
#  [[0, 1, 2, 3], [4, 5, 6, 7], [8, 9, 10, 11]]

mt = [[row[j] for row in matrix] for j in range(4)]
print(mt)
# [[0, 4, 8], [1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11]]

print(list(zip(*matrix)))
[(0, 4, 8), (1, 5, 9), (2, 6, 10), (3, 7, 11)]

del

a = [1, 2, 3, 4]

del a[1]
print(a)  # [1, 3, 4]

del a[0:2]
print(a) # [4]

del a
print(a) # NameError: name 'a' is not defined

字典

ages = {'li': 19, 'wang': 28, 'he' : 7}
for name, age in ages.items():
    print(name, age)

# li 19
# wang 28
# he 7    

for name in ages:
    print(name)
    
# li
# wang
# he    

for name, age in ages:
     print(name)

ValueError: too many values to unpack (expected 2)    

for i, name in enumerate(['li', 'wang', 'he']):
    print(i, name)

# 0 li
# 1 wang
# 2 he    

print(reversed([1, 2, 3]))
# <list_reverseiterator object at 0x10701ffd0>

print(list(reversed([1, 2, 3])))
# [3, 2, 1]

模块

脚本方式调用模块

import sys

def f(n):
    if n < 2:
        return n
    else:
        return f(n-1) + f(n-2)

if __name__ == "__main__":
    r = f(int(sys.argv[1]))
    print(r)
% python fib.py 3
2
% python -m fib 5
5

dir

import fib

print(dir(fib))
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'f', 'sys']
import builtins
print(dir(builtins))

['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'ModuleNotFoundError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'breakpoint', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']

包,即pakages

pk.py
fibp
├── cal
│   └── cal.py
└── pt
    └── pt.py

cal.py:

def f(n):
    if n < 2:
        return n
    else:
        return f(n-1) + f(n-2)
    
def fl(n):
    return list(map(f, range(5)))

pt.py:

def p(l):
    print(l, end=' ')

def pln(l):
    print(l)    

pk.py:

import fibp.cal.cal
import fibp.pt.pt

fibp.pt.pt.p(fibp.cal.cal.fl(10))

pk.py也可以写成这样:

from fibp.cal import cal
from fibp.pt import pt

pt.p(cal.fl(10))

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