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Python 语言基础

Python 对象和引用

一切皆对象

python3 中一切皆对象，每个对象由标识、类型、值组成。

• 标识用于唯一标识一个对象
• 类型决定了该对象的可取值范围和可执行的操作
• 值则是对象表示的数据

num = 123
print(type(num))
print(id(123))
print(num)

变量和引用

Python 中的对象是计算机内存中的一块区域。

为了引用对象，必须通过赋值操作，将对象的引用赋值给变量。

变量是一个符号，指向对象的引用，多个变量可以指向同一个对象。如果一个对象没有被引用，那么它就会被回收。

python 中变量不需要显式声明，但是必须赋值后才能引用，否则会报错
Python 是强类型语言，每个变量只支持该类型允许的操作，不同类型的变量不能混合使用

a = 123
print(id(a)) # 140719805056592

b = a
print(id(b)) # 140719805056592

a = 456
print(id(a)) # 140719805057360

变量的声明和赋值

声明

• 变量名只能包含字母、数字、下划线
• 变量名不能以数字开头
• 变量名不能是 Python 关键字
• 变量名区分大小写
• 以下划线开头的变量名有特殊含义，
  • _xxx ：以单下划线开头的变量名，表示不能直接访问的类属性，需通过类提供的接口进行访问，不能用 from xxx import * 导入
  • __xxx：以双下划线开头的变量名，表示类的私有成员，不能通过 obj.__xxx 访问
  • __xxx__： 以双下划线开头和结尾的变量名，表示 Python 的内置变量，如 __init__、__name__、__doc__ 等

Python 中没有常量的概念，但是可以通过约定俗成的方式来表示常量，如：MAX_VALUE = 100。

赋值

• = 为赋值操作符，将右边的值赋给左边的变量
• 链式赋值
  a = b = c = 123
• 复合赋值
  a += 1 等价于 a = a + 1
• 解包赋值
  将系列数据解包赋值给多个变量

a, b, c = 1, 2, 3
print(a, b, c) # 1 2 3

# 如果只需要其中的某几个值，可以用 _ 代替不需要的值
a, _, c = 1, 2, 3
print(a, c) # 1 3

# 解包赋值时，等号右边的值必须是一个可迭代对象
a, b, c = [1, 2, 3]
print(a, b, c) # 1 2 3

a,b = 1 # ValueError: too many values to unpack (expected 2)

对象的比较

• is 比较两个对象的标识是否相同，即是否引用同一个对象
• == 比较两个对象的值是否相等

a = 123
b = 123
print(a is b) # True
print(a == b) # True

a = 123
b = 123.0
print(a is b) # False
print(a == b) # True

对象的变化

不可变对象：对象所包含的值不允许被改变，如：int、float、bool、str、tuple、frozenset、bytes。

可变对象：对象所包含的值允许被改变，如：list、dict、set。

a = 123
print(id(a)) # 140719805056592

a = 456
print(id(a)) # 140719805057360 # a 指向了新的对象

a = 123
print(id(a)) # 140719805056592 # a 又指向了原来的对象

lst = [1, 2, 3]
print(id(lst)) # 140719805056592

lst.append(4)
print(id(lst)) # 140719805056592 

Python 语句

简单语句

• 表达式语句
• 赋值语句
• assert 语句: assert <expr>, <expr>, 如果 <expr> 为真，则什么都不做，否则抛出 AssertionError 异常，异常信息为 <expr> 的值
• pass 语句: 什么都不做，只是一个占位符，用于在语法上需要语句，但程序什么都不做的情况
• del 语句: 用于删除对象引用，如：del a，删除变量 a 的引用，如果 a 是最后一个引用，那么对象就会被回收
• return 语句: 用于从函数中返回，如果没有指定返回值，则返回 None
• yield 语句: 用于从生成器函数中返回，返回一个值，并暂停生成器函数的执行

def gen():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

g = gen()
print(next(g)) # 1
print(next(g)) # 2
print(next(g)) # 3
print(next(g)) # StopIteration

• raise 语句: 用于抛出异常，如：raise ValueError('invalid value')
• break 语句
• continue 语句
• import 语句: 用于导入模块，如：import os
• global 语句: 用于声明变量为全局变量，如：global a
• nonlocal 语句: 用于声明变量为非局部变量，如：nonlocal a

def outer():
    a = 1
    def inner():
        # nonlocal 表示 a 不是局部变量，而是外部函数的变量
        nonlocal a
        a = 2
    inner()
    print(a) # 2

复合语句

• if 语句
• while 语句
• for 语句
• try 语句
• with 语句
  with 语句用于简化 try/finally 模式，如：

  with open('test.txt') as f:
      for line in f:
          print(line)
  

  等价于

  f = open('test.txt')
  try:
      for line in f:
          print(line)
  finally:
      f.close()
  

• def 语句
• class 语句

书写规则

• 每个语句独占一行
• 反斜杠 \ 用于连接多行语句
• 分号 ; 用于在一行中指定多个语句

Python 程序流程控制

顺序结构

顺序结构是程序中最简单的结构，程序按顺序执行，不会有任何分支和循环。

选择结构

选择结构用于根据条件选择执行不同的代码，Python 中的选择结构有两种形式：if 语句和三元表达式。

if 语句

if 语句的语法格式如下：

if <expr>:
    <statement>
elif <expr>:
    <statement>
else:
    <statement>

<expr> 是一个表达式，如果表达式的值为真，则执行 <statement>，否则不执行。

三元表达式

三元表达式的语法格式如下：

<expr1> if <expr2> else <expr3>

如果 <expr2> 的值为真，则返回 <expr1> 的值，否则返回 <expr3> 的值。

循环结构

循环结构用于重复执行一段代码，Python 中的循环结构有两种形式：while 循环和 for 循环。

可迭代对象

可迭代对象是指实现了 __iter__ 方法的对象，如：list、tuple、dict、set、str、bytes、range、generator 等。

# range 是一个可迭代对象
for i in range(10):
    print(i)

# 从start开始，到stop结束，步长为step
for i in range(1, 10, 2):
    print(i)

enumerate 函数

range 函数只能生成等差数列，如果需要遍历一个可迭代对象，可以使用 enumerate 函数，它会将可迭代对象的每个元素和元素的下标组成一个元组，然后返回一个可迭代对象。

lst = ['a', 'b', 'c']
for i, v in enumerate(lst):
    print(i, v) 

map 函数

map(func,seq1[,seq2,...]) 将func作用于seq中的每一个元素，结果作为可迭代对象返回。

list(map(abs, [-1, -2, -3])) # [1, 2, 3]

# 内联函数
list(map(lambda x: x * x, [1, 2, 3])) # [1, 4, 9]