天池Python训练营笔记—Python基础入门：从变量到异常处理

变量、运算符与数据类型

1、注释

（1）在Python中，# 表示注释，作用于整行

（2） ''' ''' 或者 """ """ 表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

测试题

请在下方代码块中打印（print）出hello+你的姓名

# 写下你的答案
print("hello MurasameLory")

#hello MurasameLory

2、运算符

算术运算符

操作符	名称	示例
`+`	加	`1 + 1`
`-`	减	`2 - 1`
`*`	乘	`3 * 4`
`/`	除	`3 / 4`
`//`	整除（地板除）	`3 // 4`
`%`	取余	`3 % 4`
`**`	幂	`2 ** 3`

比较运算符

操作符	名称	示例
`>`	大于	`2 > 1`
`>=`	大于等于	`2 >= 4`
`<`	小于	`1 < 2`
`<=`	小于等于	`5 <= 2`
`==`	等于	`3 == 4`
`!=`	不等于	`3 != 5`

逻辑运算符

操作符	名称	示例
`and`	与	`(3 > 2) and (3 < 5)`
`or`	或	`(1 > 3) or (9 < 2)`
`not`	非	`not (2 > 1)`

位运算符

操作符	名称	示例
`~`	按位取反	`~4`
`&`	按位与	`4 & 5`
`	`	按位或
`^`	按位异或	`4 ^ 5`
`<<`	左移	`4 << 2`
`>>`	右移	`4 >> 2`

【例子】位运算举例

print(bin(4)) #0b100
print(bin(5)) #0b101
print(bin(~4),~4) # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1

三元运算符

【例子】用三元运算符代替条件表达式

# 条件表达式
x,y = 4,5
if x<y:
	small = x
else:
	small = y
print(small) #4

# 三元运算符
x,y = 4,5
small = x if x<y else y
print(small) #4

其他运算符

操作符	名称	示例
`in`	存在	`'A' in ['A', 'B', 'C']`
`not in`	不存在	`'h' not in ['A', 'B', 'C']`
`is`	是	`"hello" is "hello"`
`not is`	不是	`"hello" is not "hello"`

【例子】可变类型与不可变类型

# 比较的两个变量均指向不可变类型
a = "hello"
b = "hello"
print(a is b , a==b) # True True
pritn(a is not b , a!=b) # False False

# 比较的两个变量均指向可变类型
a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b,a==b) # False True
print(a is not b ,a != b) #True False

注：

（1）is,is not 对比的是两个变量的内存地址

（2）==，!= 对比的是两个变量的值

（3）比较的两个变量，指向的都是地址不可变的字符串类型，那么is，is not和==，!= 是完全等价的

（4）对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list、dict、tuple等），则两者会产生区别

运算符的优先级

运算符	描述
**	指数（最高优先级）
~+-	按位翻转，一元加号和减号
* / % //	乘，除，取模和取整除）
+ -	加法减法
>> <<	右移，左移运算符
&	位‘AND’
^\|	位运算符
<=<>>=	比较运算符
<>==!=	等于运算符
=%=/=//=-=+==*=	赋值运算符
is is not	身份运算符
in not in	成员运算符
not and or	逻辑运算符

测试题

下面这段代码的运行结果是什么

a = 'hello'
b = 'hello'
print(a is b,a == b) # True Ture

3、变量和赋值

（1）在使用变量之前，需要对其先进行赋值

（2）变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头

（3）Python变量名是大小写敏感的。

测试题

运行下面一段代码看看结果是什么

set_1 = {"欢迎","学习","Python"}
print(set_1.pop()) #欢迎

4、数据类型与转换

类型	名称	示例
int	整型 `<class 'int'>`	`-876, 10`
float	浮点型`<class 'float'>`	`3.149, 11.11`
bool	布尔型`<class 'bool'>`	`True, False`

【例子】通过type()函数查看数据类型

a = 1031
print(a,type(a))
#1031 <class 'int'>

Python中万物皆为对象(object)，整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性（attributes）和方法（methods）

浮点型

保留小数点后后 n 位，可以用 decimal 包中的 Decimal 对象和 getcontext()方法实现。

【导包】

import decimal
from decimal import Decimal

【例子】getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度为28位

a = decimal.getcontext()
print(a)

# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999,
# capitals=1, clamp=0, flags=[], 
# traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])

b = Decimal(1)/Decimal(3)
print(b)

#0.3333333333333333333333333333

【例子】使1/3保留4位，用 getcontext().prec 来调整精度

decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1)/Decimal(3)
print(c)

#0.3333

布尔型

【拓展1】基本类型和容器类型

基本类型：整型、浮点型、布尔型
容器类型：字符串、元组、列表、字典和集合

【拓展2】bool(X) 方法讲解

bool 作用于基本类型变量：X 只要不是整型 0、浮点型 0.0，bool(X) 就是 True，其余都是 False。
bool 作用在容器类型变量：X 只要不是空的变量，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

获取类型信息

【拓展】type() 与 isinstance() 区分

type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系
isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系

如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()

5、print()函数

print("objects,sep = '',end = '\n',file = sys.stdout,flush = False")

将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里，其中所有非关键字参数都按str() 方式进行转换位字符串输出；
关键字参数 sep 是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符；
关键字参数 end 是输出结束时的字符，默认是换行符 \n ；
关键字参数 file 是定义流输出的文件，可以是标准得系统输出 sys.stdout，也可以重定义为别的文件；
关键字参数 flush 是立即把内容输出到流文件，不作缓存。

位运算

1、原码、反码和补码

二进制有三种不同的表示形式：原码、反码和补码，计算机内部使用补码来表示。

原码：就是其二进制表示（注意，有一位符号位）。

00 00 00 11 -> 3
10 00 00 11 -> -3

反码：正数的反码就是原码，负数的反码是符号位不变，其余位取反（对应正数按位取反）。

00 00 00 11 -> 3
11 11 11 00 -> -3

补码：正数的补码就是原码，负数的补码是反码+1。

00 00 00 11 -> 3
11 11 11 01 -> -3

符号位：最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。

2、按位运算

按位非操作 ~

~ 1 = 0
~ 0 = 1

~ 把num的补码中的 0 和 1 全部取反（0 变为 1，1 变为 0）有符号整数的符号位在 ~ 运算中同样会取反。

00 00 01 01 -> 5
~
---
11 11 10 10 -> -6

11 11 10 11 -> -5
~
---
00 00 01 00 -> 4

按位与操作 &

1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0

只有两个对应位都为 1 时才为 1

00 00 01 01 -> 5
&
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 00 -> 4

按位或操作 |

1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0

只要两个对应位中有一个 1 时就为 1

00 00 01 01 -> 5
|
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 11 -> 7

按位异或操作 ^

1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 1 = 1
0 ^ 0 = 0

只有两个对应位不同时才为 1

00 00 01 01 -> 5
^
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 00 11 -> 3

异或操作的性质：满足交换律和结合律

A: 00 00 11 00
B: 00 00 01 11

A^B: 00 00 10 11
B^A: 00 00 10 11

A^A: 00 00 00 00
A^0: 00 00 11 00

A^B^A: = A^A^B = B = 00 00 01 11

按位左移操作 <<

num << i 将num的二进制表示向左移动i位所得的值。

00 00 10 11 -> 11
11 << 3
---
01 01 10 00 -> 88

按位右移操作 >>

num >> i 将num的二进制表示向右移动i位所得的值。

00 00 10 11 -> 11
11 >> 2
---
00 00 00 10 -> 2

3、利用位运算实现快速计算

通过 <<，>> 快速计算2的倍数问题。

n << 1 -> 计算 n*2
n >> 1 -> 计算 n/2，负奇数的运算不可用
n << m -> 计算 n*(2^m)，即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n/(2^m)，即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2^n

通过 ^ 快速交换两个整数。

a ^= b
b ^= a
a ^= b

通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。

00 00 01 01 -> 5
&
11 11 10 11 -> -5
---
00 00 00 01 -> 1

00 00 11 10 -> 14
& 
11 11 00 10 -> -14
---
00 00 00 10 -> 2

4、利用位运算实现整数集合

一个数的二进制表示可以看作是一个集合（0 表示不在集合中，1 表示在集合中）。

比如集合 {1, 3, 4, 8}，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。

元素与集合的操作：

a | (1<<i)  -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i)  -> 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）

集合之间的操作：

a 补   -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)

注意：整数在内存中是以补码的形式存在的，输出自然也是按照补码输出。

【例子】C#语言输出负数。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string s1 = Convert.ToString(-3, 2);
        Console.WriteLine(s1); 
        // 11111111111111111111111111111101
        
        string s2 = Convert.ToString(-3, 16);
        Console.WriteLine(s2); 
        // fffffffd
    }
}

【例子】 Python 的bin() 输出。

print(bin(3))  # 0b11
print(bin(-3))  # -0b11

print(bin(-3 & 0xffffffff))  
# 0b11111111111111111111111111111101

print(bin(0xfffffffd))       
# 0b11111111111111111111111111111101

print(0xfffffffd)  # 4294967293

是不是很颠覆认知，我们从结果可以看出：

Python中bin一个负数（十进制表示），输出的是它的原码的二进制表示加上个负号，巨坑。
Python中的整型是补码形式存储的。
Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。

所以为了获得负数（十进制表示）的补码，需要手动将其和十六进制数0xffffffff进行按位与操作，再交给bin()进行输出，得到的才是负数的补码表示。

条件语句

1、assert关键字

assert 关键字我们称之为“断言”，当这个关键词后边的条件为False时，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常

【例子】

my_list = ['lsgogroup']
my_list.pop(0)
assert len(my_list) > 0

#AssertionError

循环语句

1、while循环

注：如果布尔表达式不带有<\>\==\!=\in\not\in等运算符，仅仅给出数值之类的条件也是可以的。当while后写入一个非零整数时，视为真值，执行循环体；写入0时·，视为假值，不执行循环体。也可以写入str\list或任意序列，长度非零则视为真值，执行循环体；否则视为假值，不执行循环体。

2、while - else 循环

当while循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果while循环中执行了跳出循环的语句，比如break，将不执行else代码块的内容

【例子】

count = 0
while count<5:
	print("%d is less than 5" % count)
else:
	print("%d is not less than 5" % count)
	
# 0 is  less than 5
# 1 is  less than 5
# 2 is  less than 5
# 3 is  less than 5
# 4 is  less than 5
# 5 is not less than 5

3、for循环

for 循环是迭代循环，在Python中相当于一个通用的序列迭代器，可以遍历任何有序序列，如str\list\tuple 等，也可以遍历任何可迭代对象，如dict。

4、for - else循环

当for循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果for循环中执行了跳出循环的语句，比如break，将不执行else代码块的内容，与while-else语句一样

5、range()函数

标准格式：range(start,stop,step = 1)

range函数有三个参数，其中start和step这两个参数是可选的
step 指的是步长，默认为1表示以1递增
range函数的作用是生成一个从start参数的值开始到stop参数的值结束的数字序列，该序列包含start的值但不包括stop的值（左开右闭）

6、enumerate()函数

标准格式：enumerate(sequence,[start=0])

sequence：一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
start：下标起始位置
返回enumerate（枚举）对象

【例子】

seasons = ['Spring','Summer','Fall','Winter']
lst = list(enumerate(seasons))
print(lst)
#[(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
lst = list(enumerate(seasons,start = 1))
print(lst)
# [(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]

【例子】enumerate()与for循环的结合使用

languages = ['Python','R','Matlab','C++']
for language in languages:
	print('I love',langeuage)
print('Done!')
# I love Python
# I love R
# I love Matlab
# I love C++
# Done!

for i, language in enumerate(languages, 2):
    print(i, 'I love', language)
print('Done!')
# 2 I love Python
# 3 I love R
# 4 I love Matlab
# 5 I love C++
# Done!

7、break语句

break 语句可以跳出当前所在层的循环

8、continue语句

continue 终止本轮循环并开始下一轮循环。

9、pass语句

pass 语句的意思是‘不做任何事’，如果你在需要有语句的地方不写任何语句，那么解释器会提示出错，用pass可以规避掉这些问题。

【例子】

def a_func():
	pass

10、推导式

列表推导式

标准格式：[expr for value in collection [if condition]]

【例子】没有条件语句

x = [-4,-2,0,2,4]
y = [a*2 for a in x]
print(y)
#[-8,-4,0,4,8]

【例子】含有条件语句

x = [i for i in range(100) if (i%2) != 0 and (i%3) == 0]
print(x)

# [3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, 93, 99]

【例子】双重列表推导

a = [(i, j) for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
print(a)

# [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

元组推导式

标准格式：(expr for value in collection [if condition])

【例子】

a = (x for x in rang(10))
print(a)

# <generator object <genexpr> at 0x0000025BE511CC48>

print(tuple(a))

# (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

字典推导式

标准格式：{key_expr : value_expr for value in collection [if condition]}

【例子】

b = {i : i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
print(b)
# {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

集合推导式

标准格式：{expr for value in collection [if condition]}

【例子】实现去重

c = {i for i in [1,2,3,4,5,5,6,4,3,2,1]}
print(c)
#{1,2,3,4,5,6}

异常处理

异常就是运行期检测到的错误，计算机语言针对可能出现的错误定义了异常类型。某种错误引发对应的异常时，异常处理程序将被启动，从而恢复程序的正常运行

1、Python标准异常总结

BaseException：所有异常的基类
Exception：常规异常的基类
StandardError：所有的内建标准异常的基类
ArithmeticError：所有数值计算异常的基类
FloatingPointError：浮点计算异常
OverflowError：数值运算超出最大限制
ZeroDivisionError：除数为零
AssertionError：断言语句（assert）失败
AttributeError：尝试访问未知的对象属性
EOFError：没有内建输入，到达EOF标记
EnvironmentError：操作系统异常的基类
IOError：输入/输出操作失败
OSError：操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
WindowsError：系统调用失败
ImportError：导入模块失败的时候
KeyboardInterrupt：用户中断执行
LookupError：无效数据查询的基类
IndexError：索引超出序列的范围
KeyError：字典中查找一个不存在的关键字
MemoryError：内存溢出（可通过删除对象释放内存）
NameError：尝试访问一个不存在的变量
UnboundLocalError：访问未初始化的本地变量
ReferenceError：弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
RuntimeError：一般的运行时异常
NotImplementedError：尚未实现的方法
SyntaxError：语法错误导致的异常
IndentationError：缩进错误导致的异常
TabError：Tab和空格混用
SystemError：一般的解释器系统异常
TypeError：不同类型间的无效操作
ValueError：传入无效的参数
UnicodeError：Unicode相关的异常
UnicodeDecodeError：Unicode解码时的异常
UnicodeEncodeError：Unicode编码错误导致的异常
UnicodeTranslateError：Unicode转换错误导致的异常

异常体系内部有层次关系，Python异常体系中的部分关系如下所示：

2、 Python标准警告总结

Warning：警告的基类
DeprecationWarning：关于被弃用的特征的警告
FutureWarning：关于构造将来语义会有改变的警告
UserWarning：用户代码生成的警告
PendingDeprecationWarning：关于特性将会被废弃的警告
RuntimeWarning：可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
SyntaxWarning：可疑语法的警告
ImportWarning：用于在导入模块过程中触发的警告
UnicodeWarning：与Unicode相关的警告
BytesWarning：与字节或字节码相关的警告
ResourceWarning：与资源使用相关的警告

3、try-except语句

try：
	检测范围
except Exception[as reason]:
	出现异常后的处理代码

try语句的工作方式：

首先，执行try子句
没有异常发生，忽略except子句，try子句执行后结束
发生异常，try子句余下部分被忽略，如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行，最后执行try - except语句之后的代码。
如果异常没有和except中的异常类型匹配，那么异常将被传递到上层的try中

【例子】

try:
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except OSError:
    print('打开文件出错')

# 打开文件出错

try:
    int("abc")
    s = 1 + '1'
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except OSError as error:
    print('打开文件出错\n原因是：' + str(error))
except TypeError as error:
    print('类型出错\n原因是：' + str(error))
except ValueError as error:
    print('数值出错\n原因是：' + str(error))

# 数值出错
# 原因是：invalid literal for int() with base 10: 'abc'

【例子】一个except子句可以同时处理多个异常，将异常打包放入元组中

try:
    s = 1 + '1'
    int("abc")
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except (OSError, TypeError, ValueError) as error:
    print('出错了！\n原因是：' + str(error))

# 出错了！
# 原因是：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

4、try - except - finally语句

finally：无论如何都会被执行的代码（无论是否发生异常）

5、try - except - else语句

标准格式：

try:
	检测范围
except：
	出现异常后的处理代码
else：
	如果没有异常执行这块代码

【例子】

try:
	fh = open('testfile.txt','w')
	fh.write('这是一个测试文件，用于测试异常！！')
except IOError:
	print('Error:没有找到文件或读取文件失败')
else:
	print('内容写入文件成功')
	fh.close()

#内容写入文件成功

注：else语句的存在必须以except语句的存在为前提。

6、raise语句

Python使用 raise 语句抛出一个指定的异常

【例子】

try:
	raise NameError('HiThere')
except NameError:
	print('An exception flew by!')
    
#An exception flew by!

posted @ 2021-05-10 18:36 Coverpast 阅读(83) 评论(0) 编辑收藏举报

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Murain

日寒鸦声碎，年华又欲催。宁为奔波苦，不逐众人醉。

天池Python训练营笔记—Python基础入门：从变量到异常处理

变量、运算符与数据类型

1、注释

测试题

2、运算符

算术运算符

比较运算符

逻辑运算符

位运算符

三元运算符

其他运算符

运算符的优先级

测试题

3、变量和赋值

测试题

4、数据类型与转换

浮点型

布尔型

获取类型信息

5、print()函数

位运算

1、原码、反码和补码

2、 按位运算

3、 利用位运算实现快速计算

4、利用位运算实现整数集合

条件语句

1、assert关键字

循环语句

1、while循环

2、while - else 循环

3、for循环

4、for - else循环

5、range()函数

6、enumerate()函数

7、break语句

8、continue语句

9、pass语句

10、推导式

列表推导式

元组推导式

字典推导式

集合推导式

异常处理

1、Python标准异常总结

2、 Python标准警告总结

3、try-except语句

4、try - except - finally语句

5、try - except - else语句

6、raise语句

公告

2、按位运算

3、利用位运算实现快速计算