华为AI全栈成长计划课程——AI基础篇——第一周笔记2

第2章 Python语言进阶

2.1 函数与模块-函数（def)

　　　　函数返回

• 返回语句有多个对象：数字、字符串、列表和字典。
• 返回值是一个tuple。
• 函数为空语句pass时，返回None。

　　　　函数对象

• 函数是对象。def是一条可执行语句，创建函数对象，函数名是函数对象的引用。可以赋值给其他变量。
• 函数可以作为函数的参数；函数可以作为容器对象的元素，如List, Dictionary等。

　　　　函数参数传递

• 参数的传递是通过把对象赋值给局部的名字。赋值在Python中就意味着引用。函数中的参数与调用者共同引用的同一个对象。
• 在函数内部中给参数赋值不会影响调用者。
• 在函数内部修改可变类型的参数会影响到调用者。
• 不可变类型的参数的行为就像C语言的“by value”方式。如参数是整数，字符串。
• 可变类型的参数的行为就像C语言的“by pointer”方式。如参数是列表。
• 不要使用可变类型作为参数的默认值

　　　　全局变量和局部变量

• 对局部变量的赋值不会影响全局变量，特别是在对li赋值的时候，li会指向新的列表对象，原列表对象不变。除非直接调用对象方法，对对象本身的元素作赋值。
• 函数内操作全局变量，声明为global

　　　　函数参数匹配的模式

• 位置：位置匹配，从左到右
• 关键字：根据参数名进行匹配
• 可变参数：匹配任意多的参数
• 默认值：提供参数的默认值

　　　　函数参数匹配的规则

• 默认参数必须在非默认参数之后
• 在单个函数定义中，只能使用一个tuple参数（*ARG）和一个字典参数（**ARG）
• tuple参数必须在位置参数和默认参数之后
• 字典参数必须在最后定义

　　　　思考

• python函数进行与C++一样的重载操作时会覆盖之前定义的函数，而且python无需重载。

　　　　lambda匿名函数

• lambda[arg1[, arg2,... argN]]: expression
• lambda 函数可以接收任意多个参数（包括可选参数）并且返回单个表达式的值。lambda 函数不能包含命令，包含的表达式不能超过一个。
• 例：add=lambda x,y:x+y

　　　　内部函数

• 内部函数整个函数体都在外部函数的作用域内除了在函数体内，任何地方都不能对其进行调用，除非你将内部函数对象返回给了其他变量（return 内部函数名）

　　　　拓展

• 用户定义的函数def,lambda
• 内置函数（C编写，len）
• 内置方法（C编写，dict.get)
• 方法（类中定义的函数）
• 类(__new__,__init__)
• 类实例（实现实例方法__call__）
• 生成器函数
  
  

2.2 函数与模块-模块

　　　　模块

• 文件名就是模块名＋.py，模块名称不能是保留字的名称
• 模块定义了自己独有的命名空间。在其定义的属性，函数，类都隶属于该空间。
• import module1,[module2,[...moduleN]]
• 也可以使用多行导入的方式：
  import module1 ...
  import moduleN
• 推荐的import语句导入模块顺序：python标准库->python第三方库->应用程序自定义模块
• from module import name1,[name2,[...nameN]]。导入一个模块的属性，使用这些属性时就不需要再加入模块名。不推荐使用from module import *，会污染当前命名空间导致覆盖已有名称。
• from module import (name1,name2...nameN)
• import module as ...（换名）
• from module import name as ...
• 搜索模块：主目录、sys.path目录、标准库目录、.pth文件目录。如果系统没有找到模块会抛出找不到该模块的异常。
• globals()和locals()：分别返回调用者全局和局部命名空间的字典。

　　　　包

• 包是一个有层次的文件目录结构。
• 每个包目录下都必须有一个__init__.py文件，在__init__.py中把包内.py预先导入（from . import module1），才可以执行from package import module成功。
• 文件__init__.py中可以通过__all__（字符串列表）指定from ... import *需要导入的模块。
• 避免导入循环

　　　　作用域

• 每个模块就是一个全局作用域。
• 每次调用一个函数就创建一个局部作用域。
• 函数内的赋值对象属局部作用域，除非使用global关键字进行声明。
• 跨模块作用域
  
  

2.3 面向对象-类与实例

　　　　类与实例

• 与C++的类与实例对象定义基本无异

　　　　类定义与实例化

• 实例化一个类和函数调用的语法是一样的。

　　　　属性定义

• 类属性与C++的类属性类似。
• 实例属性与C++的成员属性类似，每个对象的实例属性值可能不同。
• 类的所有对象，都可以读取类属性；但类属性不能通过对象修改，在修改时，Python会自动为对象创建一个实例属性，并屏蔽掉类属性。

　　　　方法定义

• 类方法通过类名可以直接调用，与C++类方法类似。方法的第一个参数是cls。
• 实例方法要通过对象调用，与C++成员方法类似。方法的第一个参数是对象本身self。

　　　　构造/析构函数

• 函数__init__主要进行对象属性赋值等初始化操作，函数__del__主要在对象被Python垃圾回收时自动调用，通常不重写。
• 函数__init__中，必须显式调用父类的__init__方法，super(类名, self)返回父对象。

　　　　继承

• 继承可以让我们在子类中重用父类的属性、方法。
• 支持多继承class Class2(Class1, Class0, ...)
• 子类不重写__init__方法，在构造时会自动调用父类的__init__。

　　　　可见性控制

• 双下划线__开头的属性，代表是私有属性，无法被其它对象访问。

　　　　多态

• 通过在子类中重写父类中定义的方法，可以实现多态。与C++类似。

　　　　dir和__dict__和*attr

• 内置函数dir可以查看对象/模块的属性列表，对象的__dict__则显示对象的所有属性及属性的值（等价于内置函数vars）
• getattr(obj,objdata)可以获取一个对象的某个属性的值，如果属性不存在，可以返回一个给定的默认值。
• setattr用来设置对象属性的值，属性不存在时会为对象增加属性。
• delattr用来删除对象的属性。
• hasattr用来判断对象是否存在某个属性。

　　　　isinstance&issubclass

• isinstance(A,type)确定是否是指定类或者其子类的实例（或者type(obj)判断）。
• issubclass(A,B)判断A类是否是B类的直接或间接子类。

　　　　对象行为定制

• 针对Python特殊方法的方法重载，如__init__，　__str__，　__repr__，　__It__，　__add__，　__radd__，　__iadd__，　__nonzero__。

　　　　Meta Class

• 类是对象，类的创建者是元类。
• type是python默认的元类。
• 可以定义type的子类，使用元类来创建新的类对象。
  
  

2.4 异常处理

• try - except ... as ... - else - finally
• Exception是所有内建异常类的基类，因此上述代码支持捕获大多异常。除了KeyboardInterrupt(用户中断执行Ctrl+C)和SystemExit(python解释器请求退出)不是由于代码执行错误引起的异常。
• 不要捕获并pass忽略所有错误，违背Fail Fast原则。
• 当finally中的所有代码都执行完毕后，如果异常在finally之前被捕获，则继续执行finally之后的代码；如果异常未被捕获，则该异常会继续向上层传递。如果finally中的代码引发了另一个异常或由于return、break、continue语句而终止，原来的异常将丢失。
• 异常向上层调用者移交异常机制。
• raise主动触发异常或向更高层传递异常。
• sys模块中的exc_info()函数提供异常信息：type(异常类)，value(异常类实例)，traceback(跟踪记录对象栈信息)
• 断言assert可触发AssertionError。
  
  

2.5 文件及文件处理

　　　　文件打开

• open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)
  
• 文件编码和字符集，Unicode编码方案：utf32,utf16,utf8（自行学习）

　　　　文件函数

• close　　fileno　　flush　　isatty　　read　　readline　　readlines　　seek　　tell　　truncate　　write　　writelines
  

　　　　文件内容访问

典型的C编程的思维

line = f.readline()
while line：
  print line
  line = f.readline()

没有跟上时代的思维

for line in f.readlines():
  print line

简洁、高效

for line in f:
  print line

　　　　通过文件存储和加载对象

• pickle模块（对象的序列化）import pickle：
  pickle.dump(x, f) 把对象x序列化后保存到文件f中
  x = pickle.load(f) 从文件f中还原对象x

　　　　文件相关模块

　　　　拓展

• 标准流，在sys模块中预先打开的文件对象，如sys.stdout
• OS模块中的描述文件，支持文件锁定之类的较低级工具
• Sockets Pipe FIFO，文件类对象，用于同步进程或者网络通信
• Shell 命令流等