十分鐘入門(mén) Python 教程

題記

去年和 amile 童鞋定了個(gè)小目標(biāo)，決定帶著點(diǎn)興趣和熱情，順著全民學(xué) Python 的熱潮，隨波逐流。奈何二零二零年是真的魔幻，唉，生活有你讀不懂的詩(shī)，還有到不了的遠(yuǎn)方，我把那一年的辛酸過(guò)往，閹割成了一首詩(shī)?！吧钏埔槐嗖瑁氯缡潘话?，邂逅一縷禪香，無(wú)數(shù)個(gè)赤夜里，抬頭望見(jiàn)新月，繁星點(diǎn)點(diǎn)。“，好像還可以再閹割下，就變成了“苦茶，逝水，禪香，赤夜，新月，繁星”六個(gè)意象。而今，擠擠時(shí)間把這件事進(jìn)行下去吧。。。。。。

準(zhǔn)備

本文參考的教材是《Python 教程：從入門(mén)到實(shí)踐》，這本書(shū)比較基礎(chǔ)，對(duì)沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)的讀者異常友好，所以本教程適用于對(duì)剛剛開(kāi)始學(xué)或者沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)的讀者。使用jupyter notebook作為學(xué)習(xí)這門(mén)語(yǔ)言入門(mén)的工具，這玩意好使，免去了初學(xué)者學(xué)習(xí)編輯器的成本，打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)編寫(xiě) Python 程序，點(diǎn)擊運(yùn)行即可出結(jié)果，而且它除了可以寫(xiě) Python 之外，還支持 Markdown 語(yǔ)法，所以很適合寫(xiě)教程和筆記的。關(guān)于它的安裝教程，可以看下這篇文章：https://zhengjiangtao.cn/a2python/base/env.html

給它一個(gè)特寫(xiě)。

那個(gè)經(jīng)典的“Hello World”

在 Python 語(yǔ)言中，我們可以通過(guò)print函數(shù)去打印相關(guān)的信息，比如說(shuō)在 Python3 中我們要打印出一個(gè)Hello World，可以這樣寫(xiě)。

#?encoding:?utf-8

if?__name__?==?'__main__':

????print('Hello?World')

基礎(chǔ)知識(shí)梳理

如樓上的 Hello World 所示，在 Python 語(yǔ)言中，末尾是不用加分號(hào)的。Python 是一門(mén)解釋型，它并不像 C、C++這樣，需要有個(gè)編譯的過(guò)程，將代碼編譯成機(jī)器碼（轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的二進(jìn)制指令）然后運(yùn)行，在編譯過(guò)程中要確定變量的類型，通不過(guò)編譯就不能運(yùn)行。Python 語(yǔ)言需要一個(gè)解釋器，邊解釋邊運(yùn)行，所以在定義變量的時(shí)候并不需要指出其是什么類型，遵循變量名 = 變量值這種方式即可，關(guān)于變量名的規(guī)范和其它語(yǔ)言也差不多，這里就不展開(kāi)贅述了，后面的相關(guān)類型的變量賦值本身是沒(méi)有什么好講的，但是 Python 語(yǔ)言有意思就有意思在它的庫(kù)多，你不用洋洋灑灑寫(xiě)很多，你只要庫(kù)調(diào)的好，代碼是非常簡(jiǎn)潔的。

字符串

比如說(shuō)我們要定義一個(gè)字符串變量名name為ataola,就可以寫(xiě)作name = 'ataola'。如果說(shuō)字符串很長(zhǎng)，我們期望原樣輸出，那么可以這樣寫(xiě)。

long_str?=?'''The?Zen?of?Python,?by?Tim?Peters

Beautiful?is?better?than?ugly.
Explicit?is?better?than?implicit.
Simple?is?better?than?complex.
Complex?is?better?than?complicated.
Flat?is?better?than?nested.
Sparse?is?better?than?dense.
Readability?counts.
Special?cases?aren't?special?enough?to?break?the?rules.
Although?practicality?beats?purity.
Errors?should?never?pass?silently.
Unless?explicitly?silenced.
In?the?face?of?ambiguity,?refuse?the?temptation?to?guess.
There?should?be?one--?and?preferably?only?one?--obvious?way?to?do?it.
Although?that?way?may?not?be?obvious?at?first?unless?you're?Dutch.
Now?is?better?than?never.
Although?never?is?often?better?than?*right*?now.
If?the?implementation?is?hard?to?explain,?it's?a?bad?idea.
If?the?implementation?is?easy?to?explain,?it?may?be?a?good?idea.
Namespaces?are?one?honking?great?idea?--?let's?do?more?of?those!'''

print(long_str)

注意： 變量的命名不能跟系統(tǒng)的函數(shù)名，或者保留字沖突，比如這里你寫(xiě)作str = 'what's wrong with you ?'就很不好，因?yàn)?code style="font-size: 14px;overflow-wrap: break-word;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(239, 112, 96);">str是系統(tǒng)函數(shù)，它可以把變量轉(zhuǎn)成字符串類型。例如樓下這個(gè)例子，如果不用str函數(shù)將整型變量age轉(zhuǎn)換成字符串類型的話，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行出錯(cuò)，因?yàn)樗麄儾皇且粋€(gè)類型的變量。

age?=?24
msg=?"i?am?"?+?str(age)?+?"?year?old"
print(msg)

一些常用的字符串 API

• title: 首字母大寫(xiě)

• upper: 大寫(xiě)

• lower: 小寫(xiě)

• strip: 去空

• lstrip: 左邊去空

• rstrip: 右邊去空

• split: 字符串轉(zhuǎn)列表

• count: 統(tǒng)計(jì)字符出現(xiàn)的次數(shù)

例子 1

代碼：

_str?=?'hello?world'
print('首字母大寫(xiě):',?_str.title())
print('大寫(xiě)：',?_str.upper())
print('小寫(xiě)：',?_str.lower())

輸出：

首字母大寫(xiě):?Hello?World
大寫(xiě)：HELLO WORLD
小寫(xiě)：hello world

例子 2

代碼：

_str?=?'?happy?everyday??'
print('|'?+?_str?+?'|')
print('|'?+?_str.strip()?+?'|')
print('|'?+?_str.lstrip()?+?'|')
print('|'?+?_str.rstrip()?+?'|')
print('|'?+?_str.lstrip().rstrip()?+?'|')

輸出：

|?happy?everyday??|
|happy?everyday|
|happy?everyday??|
|?happy?everyday|
|happy?everyday|

例子 3

代碼：

bio?=?'day?day?up,?to?be?strong!'
print(bio.count('day'))
print(bio.count('up'))

輸出：

2
1

由例子 2 的最后一行可見(jiàn) Python 是支持函數(shù)鏈?zhǔn)秸{(diào)用的。

整型

python3 的整型范圍是無(wú)限的，所以它特別適合拿來(lái)做科學(xué)計(jì)算相關(guān)的，因?yàn)槟悴挥脫?dān)心它會(huì)精度溢出。有意思的是，它允許你用_下劃線表示數(shù)字的分隔符，提高其可讀性，這并不影響其數(shù)值，比如1_000,它和1000是一樣的。

一些常用處理數(shù)字的 API

• bin: 轉(zhuǎn)二進(jìn)制

• abs: 求絕對(duì)值

• bool: 轉(zhuǎn)布爾值

• float: 轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù)

• pow: 冪函數(shù)

• 一些位運(yùn)算。。。。。。

例子 4

代碼：

print(bin(8))?#?十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制
print(abs(-10))?#?絕對(duì)值
print(?1?and?0?==?1?&?0)?#?按位于
print?((1?or?0)?==?(1?|?0))?#?按位或
print(~11?==?-12)#?取反（二進(jìn)制的負(fù)數(shù)表示方法：正數(shù)按位取反再加1）
print(2?^?3?^?2?==?3)?#?異或
print(8?<1?==16)?#?左移
print(8?>>?1?==?4)?#?右移
print(10?%?3?==?1)?#?取余
print(3?**?2?==?pow(3,?2))?#?次方運(yùn)算符?和?冪函數(shù)
print(bool(1)?==?True?)?#?轉(zhuǎn)布爾類型，除0外都是True
print(bool(0)?==?True?)?#?轉(zhuǎn)布爾類型，除0外都是True
print(float(100))?#?整數(shù)轉(zhuǎn)浮點(diǎn)

輸出：

0b1000
10
True
True
True
True
True
True
True
True
True
False
100.0

浮點(diǎn)

為什么0.1 + 0.2 != 0.3， 3 * 0.1 != 0.3, 而是0.30000000000000004?

我們知道計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制，所以浮點(diǎn)數(shù)會(huì)被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，0.1 轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是0.0001100110011001100110011001100110011001100110011001101, 0.2 轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是0.001100110011001100110011001100110011001100110011001101,相加得到的結(jié)果是0.0100110011001100110011001100110011001100110011001101. 簡(jiǎn)單的說(shuō)就是像 0.1 這種無(wú)法被二進(jìn)制完整表示。

這里我們可以通過(guò)round(num, digits)去使結(jié)果符合預(yù)期，例如print(round(0.1 + 0.2, 1)),就能得到 0.3

注意：

十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法：除 2 取余；十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法：乘 2 除整

布爾值

在 Python 中，用True表示真，用False表示假，注意這里是區(qū)分大小寫(xiě)的。

我們來(lái)看下面這個(gè)例子

例子 5

代碼：

print(1?==?True)?#?True
print(0?==?False)?#?False
print(''?==?True)?#?False
print('?'?==?True)?#?False
print(''?==?False)?#?False
print('?'?==?False)?#?False
print(bool(''))?#?False
print(bool('?'))?#?True

可以看到在 Python 中，數(shù)字 0 也可以表示 False，其它數(shù)字可以表示 True， 而字符串它不能表示成真或假,但是可以通過(guò)bool函數(shù)將其轉(zhuǎn)回成真假

列表

列表是一系列按特定順序排列的元素組成，類似于 Javascript 中的數(shù)組。值得一提的是，在列表訪問(wèn)的時(shí)候，它的索引下標(biāo)可以為負(fù)數(shù)，例如a[-1]就是表示列表 a 中的倒數(shù)第一個(gè)元素

一些常用的列表 API

• sort: 排序

• reverse: 反轉(zhuǎn)

• len: 長(zhǎng)度

• append: 從列表末尾插入元素

• insert: 列表任意位置插入元素

• pop: 從列表末尾彈出元素

• remove: 從右往左移除第一個(gè)遇到的目標(biāo)元素

我們一起來(lái)看下面這個(gè)例子，

例子 5

代碼：

season??=?['spring',?'summer',?'autumn',?'winter']
print(season)
season.sort()
print(season)
season.sort(reverse=True)
print(season)
print(sorted(season))
print(season)
season.reverse()
print(season)
print(len(season))

輸出：

['spring',?'summer',?'autumn',?'winter']
['autumn',?'spring',?'summer',?'winter']
['winter',?'summer',?'spring',?'autumn']
['autumn',?'spring',?'summer',?'winter']
['winter',?'summer',?'spring',?'autumn']
['autumn',?'spring',?'summer',?'winter']
4

從樓上的例子，我們不難發(fā)現(xiàn)，通過(guò)list.sort()，這種方式它會(huì)改變列表的原值，而且在函數(shù)中可以傳一個(gè)參數(shù)reverse來(lái)表示是順著排序還是倒著排序。

我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子

例子 6

代碼：

arr?=?[1,?2,?3,?4,?5]
print(arr[0])
print(arr[-1])
arr.append(6)
print(arr)
arr.insert(4,?4.5)
print(arr)
del?arr[4]
print(arr)
arr.pop()
print(arr)
arr.pop(2)
print(arr)
arr.remove(4)
print(arr)

輸出：

1
5
[1,?2,?3,?4,?5,?6]
[1,?2,?3,?4,?4.5,?5,?6]
[1,?2,?3,?4,?5,?6]
[1,?2,?3,?4,?5]
[1,?2,?4,?5]
[1,?2,?5]

樓上的例子首先我定義了一個(gè)列表arr = [1, 2, 3, 4, 5],然后我去訪問(wèn)了它的第一個(gè)元素和最后一個(gè)元素，接著我通過(guò)append函數(shù)在列表后面追加了6，之后我又通過(guò)insert函數(shù)在第五個(gè)元素的位置插入了4.5,緊接著我用del又把它刪除了，然后我通過(guò)調(diào)用pop彈出了列表最后的元素，之后我又給它穿了個(gè)參數(shù)2,表示將第三個(gè)元素彈出，最后我通過(guò)remove函數(shù)去刪除了從列表最后往前找到的第一個(gè)目標(biāo)元素。

字典

字典是一系列的鍵值對(duì)，類似于 JavaScript 中的對(duì)象。我們還是以具體的示例來(lái)看下。

例子 7

代碼：

user?={?'name':?'ataola',?'age':?24,?'sex':?'男'?}
print(user)
print('Hello?',?user['name'])

輸出：

{'name':?'ataola',?'age':?24,?'sex':?'男'}
Hello??ataola

這里我們定義了一個(gè)用戶信息的字典，然后試著把它打印出來(lái)，通過(guò)鍵值對(duì)的鍵可以訪問(wèn)它的值，接著我們?cè)囍鴺?gòu)造字符串去試著訪問(wèn)它。

例子 8

代碼：

for?key,?value?in?user.items():
????print(key,?value)

輸出：

name?ataola
age?24
sex?男

上面這個(gè)例子就是遍歷字典的鍵值對(duì)的方法。

如果我只是想遍歷它的鍵或者值呢？通過(guò)keys()表示鍵，通過(guò)values()表示值。

代碼：

for?key?in?user.keys():
????print(key)

輸出：

name
age
sex

代碼：

for?value?in?user.values():
????print(value)

輸出：

ataola
24
男

這里再進(jìn)一步思考下，如果說(shuō)我遍歷的值有很多重復(fù)呢？我怎么讓它不重復(fù)呢？嗯，對(duì)，答案就是集合去重。當(dāng)然，這里答案不唯一。

代碼：

favorite_language?=?{?'alice':?'JAVA',?'Bob':?'C++',?'ataola':?'Javascript',?'daming':?'Javascript',?'wuyifan':?'Javascript'?}
for?value?in?set(favorite_language.values()):
????print(value)

輸出：

JAVA
Javascript
C++

循環(huán)和判斷

這里把循環(huán)和判斷放在一起講吧，循環(huán)在大多數(shù)編程語(yǔ)言里都差不多，不外乎for循環(huán)和while循環(huán)，條件判斷也都類似，不外乎if,else這種。

while 循環(huán)

代碼：

while?message?!=?'quit':
????message?=?input('please?input?something:')
????print(message)

輸出：

please?input?something:11
11
please?input?something:22
22
please?input?something:33
33
please?input?something:quit
quit

這個(gè)程序是這樣子的，當(dāng)用戶輸入quit的時(shí)候，那么我就退出這個(gè)程序，不然我就原樣輸出。

條件判斷

代碼：

num?=?input('please?input?a?number:?')
num?=?int(num)
if?num?>?10:
????print('big')
elif?num?<=?10?and?num?>?5:
????print('normal')
else:
????print('small')

輸出:

please?input?a?number:?8
normal

這個(gè)程序是這樣子的，提示用戶輸入一個(gè)數(shù)，然后判斷這個(gè)數(shù)的大小，通過(guò)if,elif,else來(lái)判斷輸入的數(shù)是大還是小，抑或是正常，這就是個(gè)例子，本身沒(méi)有什么意義。

for 循環(huán)

代碼：

numbers?=?list(range(1,?20))
for?num?in?numbers:
????if?num?%?2?==?0:
????????print(num,?'是個(gè)偶數(shù)')
????else:
????????print(num,?'是個(gè)奇數(shù)')
print(numbers)

輸出：

1?是個(gè)奇數(shù)
2?是個(gè)偶數(shù)
3?是個(gè)奇數(shù)
4?是個(gè)偶數(shù)
5?是個(gè)奇數(shù)
6?是個(gè)偶數(shù)
7?是個(gè)奇數(shù)
8?是個(gè)偶數(shù)
9?是個(gè)奇數(shù)
10?是個(gè)偶數(shù)
11?是個(gè)奇數(shù)
12?是個(gè)偶數(shù)
13?是個(gè)奇數(shù)
14?是個(gè)偶數(shù)
15?是個(gè)奇數(shù)
16?是個(gè)偶數(shù)
17?是個(gè)奇數(shù)
18?是個(gè)偶數(shù)
19?是個(gè)奇數(shù)
[1,?2,?3,?4,?5,?6,?7,?8,?9,?10,?11,?12,?13,?14,?15,?16,?17,?18,?19]

樓上的這個(gè)例子，我們用了一個(gè) for 循環(huán)遍歷了列表 numbers 里面的項(xiàng)，然后結(jié)合 if 判斷這個(gè)項(xiàng)是奇數(shù)還是偶數(shù)。

函數(shù)

函數(shù)本質(zhì)是帶名字的代碼段，在 python 中我們可以通過(guò)def去定義一個(gè)函數(shù)。

代碼：

def?sayHello(name?=?'zjt'):
????return?'hello?'?+?name

for?i?in?range(1,?10):
????if?i?%?2?==?0:
????????print(i,?sayHello())
????else:
????????print(i,?sayHello('ataola'))

輸出

1?hello?ataola
2?hello?zjt
3?hello?ataola
4?hello?zjt
5?hello?ataola
6?hello?zjt
7?hello?ataola
8?hello?zjt
9?hello?ataola

上面這個(gè)例子中我們定義了一個(gè)函數(shù)sayHello,然后給函數(shù)的形參一個(gè)初始值，如果調(diào)用函數(shù)沒(méi)有傳的話就取默認(rèn)值，這個(gè)例子本身沒(méi)有什么意義，就作為演示意思下。

類

講到類，就不得不提面向?qū)ο罅?，以及封裝繼承多態(tài)啦。這里我們作為入門(mén)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)單地用一個(gè)例子感受下。

我們先創(chuàng)建一個(gè)類Person,然后我們?cè)賱?chuàng)建一個(gè)類Robot去繼承Person.

代碼：

class?Person():
????"""?人類?"""
????def?__init__(self,?name,?age):
????????self.name?=?name
????????self.age?=?age
????def?speak(self):
????????print(self.name.title(),?'?is?speaking.')

class?Robot(Person):
????def?__init__(self,?name,?age):
????????super().__init__(name,?age)


ataola?=?Person('zheng?jiangtao',?24)
ataola.speak()
robot?=?Robot('xiao?ai',?3)
robot.speak()

輸出：

Zheng?Jiangtao??is?speaking.
Xiao?Ai??is?speaking.

我們實(shí)例化了一個(gè) Person 類 ataola，然后調(diào)用了 speak 方法，我們還實(shí)例化了一個(gè) Robot 類，然后調(diào)用了其繼承 Person 類的 speak 方法。

說(shuō)明

本文首發(fā)于 GitHub 倉(cāng)庫(kù)https://github.com/ataola/a2python，線上閱讀地址：https://zhengjiangtao.cn/a2python/，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，謝謝！