Python 教程學習筆記
通過之前的學習，我們已經對Python了解了一些。現在，根據官網文檔我們繼續補充一些Python的知識。
代碼流的控制
type
print(type(1))
<class 'int'>
print(type('a'))
<class 'str'>
type函數很有用，來打印對象的類型。
range
range 函數是非常很有用的。
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
看range函數的定義。
class range(Sequence[int]):
start: int
stop: int
step: int
可見是一個類。
print(range(5))
range(0, 5)
而不是：
[0,1,2,3,4]
繼續。
print(list(range(5)))
[0, 1, 2, 3, 4]
為什麼。看list的定義。
class list(MutableSequence[_T], Generic[_T]):
list 的定義是list(MutableSequence[_T], Generic[_T]):。而range的定義是class range(Sequence[int])。 list 繼承了MutableSequence。range繼承了Sequence。
繼續往下找是這樣的。
Sequence = _alias(collections.abc.Sequence, 1)
MutableSequence = _alias(collections.abc.MutableSequence, 1)
這裡我們不明白它倆的關係。但大概我們知道了為什麼可以這樣寫list(range(5))。
函數參數
來看函數的補充知識。
def fn(a = 3):
print(a)
fn()
3
這是給參數一個默認值。
def fn(end: int, start = 1):
i = start
s = 0
while i < end:
s += i
i += 1
return s
print(fn(10))
45
end是必須要有的參數。注意到要把必須要有的參數寫在最前面。
def fn(start = 1, end: int):
def fn(start = 1, end: int):
^
SyntaxError: non-default argument follows default argument
注意到end是non-default argument。start是default argument。意思是說，非默認參數跟在了默認參數後面。就是說必須把非默認參數放在所有默認參數前面。start是默認參數，即是不傳遞的話，默認已經有值了。
def fn(a, /, b):
print(a + b)
fn(1, 3)
這裡/來把參數類型分隔。有兩種形式的傳遞參數方式。一種是靠位置來傳遞，一種是靠指定關鍵詞來傳遞。
def fn(a, /, b):
print(a + b)
fn(a=1, 3)
fn(a=1, 3)
^
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
這樣寫就不行。a=1表示這是靠關鍵詞來傳遞參數。這把它當做了一個關鍵詞參數。而b則是位置參數。
def f(pos1, pos2, /, pos_or_kwd, *, kwd1, kwd2):
----------- ---------- ----------
| | |
| Positional or keyword |
| - Keyword only
-- Positional only
注意這裡定義函數時，用上/和*已經隱含了各參數的傳遞類型。所以得按規則傳遞。
def fn(a, /, b):
print(a + b)
fn(1, b=3)
上面這樣就沒報錯。
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個位置參數，但是給了3個。
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有一些參數只能靠位置傳遞的現在則是用關鍵詞來傳遞。
映射形式的參數
def fn(**kwds):
print(kwds)
fn(**{'a': 1})
{'a': 1}
def fn(**kwds):
print(kwds['a'])
d = {'a': 1}
fn(**d)
1
可見**就是把參數展開。
def fn(a, **kwds):
print(kwds['a'])
d = {'a': 1}
fn(1, **d)
TypeError: fn() got multiple values for argument 'a'
像fn(1, **d)這樣調用函數時，展開就是fn(a=1, a=1)。所以會出錯。
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)這樣調用函數，會被當成是位置參數，而不是展開成關鍵詞參數。
def fn(a, / , **kwds):
print(kwds['a'])
d = {'a': 1}
fn(1, **d)
這樣卻行。說明位置參數和映射形式的參數可以同名。
def fn(a, / , a):
print(a)
d = {'a': 1}
fn(1, **d)
SyntaxError: duplicate argument 'a' in function definition
這樣就出錯了。注意這幾種情況的微妙關係。
def fn(a, / , **kwds):
print(kwds['a'])
fn(1, **[1,2])
TypeError: __main__.fn() argument after ** must be a mapping, not list
**後面必須跟著映射。
可迭代類型的參數
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
*必須跟著iterable。
def fn(a, *kwds):
print(type(kwds))
fn(1, *[1])
<class 'tuple'>
打印一下類型。這也是為什麼上面輸出(1,2)，而不是[1,2]。
def fn(*kwds):
print(kwds)
fn(1, *[1])
(1, 1)
注意到這裡調用fn(1, *[1])時，就把參數展開了，成了fn(1,1)。然後在fn(*kwds)解析的時候，kwds又把1,1變成了元組(1,1)。
def concat(*args, sep='/'):
return sep.join(args)
print(concat('a','b','c', sep=','))
a,b,c
Lambda 表達式
lambda就是把函數當做變量來保存。還記得在「解謎計算機科學」一文中所說的嗎。
def incrementor(n):
return lambda x: x + n
f = incrementor(2)
print(f(3))
5
再看一個例子。
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]時，就按第一個數排序。pair[1]時，就按第二個數排序。
文檔註釋
def add():
"""add something
"""
pass
print(add.__doc__)
add something
函數簽名
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'>}
數據結構
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]
列表構造
print(3 ** 2) # 9
print(3 ** 3) # 27
先來學一種運算，**。這表示次方的意思。
sq = []
for x in range(10):
sq.append(x ** 2)
print(sq)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
接著試試用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]
可見for是很靈活的。
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)]
嵌套列表構造
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]]
注意這兩段代碼的方式。即是說：
[[(i+j*4) for i in range(4)] for j in range(3)]
也就相當於：
for j in range(3):
[(i+j*4) for i in range(4)]
也即相當於：
for j in range(3):
for i in range(4):
(i+j*4)
所以這方便用來做矩陣轉置。
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]
模塊
腳本方式調用模塊
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']
```python 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’, ‘Value