Python 入门学习笔记2

四、List 和 Tuple 类型

4-1 创建List

构造list非常简单，按照上面的代码，直接用 [ ] 把list的所有元素都括起来，就是一个list对象。通常，我们会把list赋值给一个变量，这样，就可以通过变量来引用list：

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates # 打印classmates变量的内容
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

由于Python是动态语言，所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型，我们完全可以在list中包含各种数据：

>>> L = ['Michael', 100, True]

一个元素也没有的list，就是空list：

>>> empty_list = []

4-2 按照索引访问List

和C语言一样，索引从0开始。索引不要越界

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

>>> print L[0]
Adam

4-3 倒序访问List

可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素。类似的，倒数第二用 -2 表示，倒数第三用 -3 表示。不要越界。

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

>>> print L[2]
Bart

4-4 添加新元素

第一个办法是用 list 的 append() 方法，把新元素追加到 list 的末尾：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.append('Paul')
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

第二个方法是用list的 insert()方法，它接受两个参数，第一个参数是索引号，第二个参数是待添加的新元素：

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.insert(0, 'Paul')
>>> print L
['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']

4-5 从List删除元素

pop()方法总是删掉list的最后一个元素，并且它还返回这个元素，所以我们执行 L.pop() 后，会打印出 'Paul'。

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> L.pop()
'Paul'
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

pop()方法接受一个索引作为参数

>>> L.pop(3)
'Paul'
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

4-6 替换元素

对给定索引处的元素重新赋值。

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

>>> L[2] = 'Paul'
>>> print L
L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul']

4-7 创建tuple

tuple，“ 元组 ”，是另一种有序的列表，tuple 和 list 非常类似，但是，tuple一旦创建完毕，就不能修改了。

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]。

>>> t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')

tuple没有 append()方法，也没有insert()和pop()方法。

可以使用索引获取tuple元素的值，但不能对其进行赋值。

>>> t[0] = 'Paul'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

4-8 创建单元素tuple

包含 0 个元素的 tuple，也就是空tuple，直接用 ()表示：

>>> t = ()
>>> print t
()

创建包含1个元素的 tuple 呢？（如下代码并不是...）

>>> t = (1)
>>> print t
1

因为()既可以表示tuple，又可以作为括号表示运算时的优先级，结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1。

Python 规定，单元素 tuple 要多加一个逗号“,”，这样就避免了歧义：

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的：

>>> t = (1, 2, 3,)
>>> print t
(1, 2, 3)

4-9 "可变"的tuple

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])

>>> L = t[2]

>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

   赋值后，

指向不变：tuple一开始指向的list并没有改成别的list，所以， tuple所谓的“不变”是说，tuple的每个元素，指向永远不变。即指向'a'，就不能改成指向'b'，指向一个list，就不能改成指向其他对象，但指向的这个list本身是可变的！

理解了“指向不变”后，要创建一个内容也不变的tuple怎么做？那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。

五、条件判断和循环

5-1 if 语句

age = 20
if age >= 18:
    print 'your age is', age
    print 'adult'
print 'END'

注意: Python代码的缩进规则。具有相同缩进的代码被视为代码块。

缩进请严格按照Python的习惯写法：4个空格，不要使用Tab，更不要混合Tab和空格，否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。

注意: if 语句后接表达式，然后用:表示代码块开始。

5-2 if-else 语句

if age >= 18:
    print 'adult'
else:
    print 'teenager'

5-3 if-elif-else 语句

if age >= 18:
    print 'adult'
elif age >= 6:
    print 'teenager'
elif age >= 3:
    print 'kid'
else:
    print 'baby'

5-4 for 循环

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
for name in L:
    print name

注意:  name 这个变量是在 for 循环中定义的，意思是，依次取出list中的每一个元素，并把元素赋值给 name，然后执行for循环体（就是缩进的代码块）。

5-5 while 循环

N = 10
x = 0
while x < N:
    print x
    x = x + 1

5-6 break 退出循环

sum = 0
x = 1
while True:
    sum = sum + x
    x = x + 1
    if x > 100:
        break
print sum

5-7 continue 继续循环

for x in L:
    if x < 60:
        continue
    sum = sum + x
    n = n + 1

5-8 多重循环

for x in ['A', 'B', 'C']:
    for y in ['1', '2', '3']:
        print x + y

六、Dict和Set类型

6-1 什么是dict

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

我们把名字称为key，对应的成绩称为value，dict就是通过 key 来查找 value。
花括号 {} 表示这是一个dict，然后按照 key: value, 写出来即可。最后一个 key: value 的逗号可以省略。

由于dict也是集合，len() 函数可以计算任意集合的大小：

>>> len(d)
3

6-2 访问dict

可以简单地使用 d[key] 的形式来查找对应的 value，这和 list 很像，不同之处是，list 必须使用索引返回对应的元素，而dict使用key：

>>> print d['Adam']
95
>>> print d['Paul']
Traceback (most recent call last):
  File "index.py", line 11, in <module>
    print d['Paul']
KeyError: 'Paul'

注意: 通过 key 访问 dict 的value，只要 key 存在，dict就返回对应的value。如果key不存在，会直接报错：KeyError。

要避免 KeyError 发生，有两个办法：

一是先判断一下 key 是否存在，用 in 操作符：

if 'Paul' in d:
    print d['Paul']

二是使用dict本身提供的一个 get 方法，在Key不存在的时候，返回None：

>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None

6-3 dict的特点

dict的第一个特点是 查找速度快，无论dict有10个元素还是10万个元素，查找速度都一样。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。

不过dict的查找速度快不是没有代价的， dict的缺点是占用内存大，还会浪费很多内容，list正好相反，占用内存小，但是查找速度慢。

由于dict是按 key 查找，所以，在一个dict中， key不能重复。

dict的第二个特点就是存储的key-value序对是 无序的！这和list不一样：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

>>> print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}

打印的顺序不一定是我们创建时的顺序，而且，不同的机器打印的顺序都可能不同，这说明dict内部是无序的，不能用dict存储有序的集合。

dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变，Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的，都可以作为 key。但是list是可变的，就不能作为 key。

6-4 更新dict

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

>>> d['Paul'] = 72

>>> print d
{'Lisa': 85, 'Paul': 72, 'Adam': 95, 'Bart': 59}

如果 key 已经存在，则赋值会用新的 value 替换掉原来的 value

6-5 遍历dict

直接使用for循环可以遍历 dict 的 key：

>>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
>>> for key in d:
...     print key
... 
Lisa
Adam
Bart

6-6 什么是set

set 持有一系列元素，这一点和 list 很像，但是set的元素没有重复，而且是无序的，这点和 dict 的 key很像。

创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list，list的元素将作为set的元素：

>>> s = set(['A', 'B', 'C'])

>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])

请注意，上述打印的形式类似 list， 但它不是 list，仔细看还可以发现，打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的，因为set内部存储的元素是无序的。

因为set不能包含重复的元素，所以，当我们传入包含重复元素的 list 会怎么样呢？

>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
3

结果显示，set会自动去掉重复的元素，原来的list有4个元素，但set只有3个元素。

6-7 访问set

由于set存储的是无序集合，所以我们没法通过索引来访问。

访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。

我们可以用 in 操作符判断：

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])

>>> 'Bart' in s
True

>>> 'bart' in s
False

6-8 set 的特点

set的内部结构和dict很像，唯一区别是不存储value，因此，判断一个元素是否在set中速度很快。

set存储的元素和dict的key类似，必须是不变对象，因此，任何可变对象是不能放入set中的。

最后，set存储的元素也是没有顺序的。

6-9 遍历set

直接使用 for 循环可以遍历 set 的元素：

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
...     print name
... 
Lisa
Adam
Bart

6-10 更新 set

添加元素时，用set的add()方法：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])

如果添加的元素已经存在于set中，add()不会报错，但是不会加进去了：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(3)
>>> print s
set([1, 2, 3])

删除set中的元素时，用set的remove()方法：

>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])

如果删除的元素不存在set中，remove()会报错：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 4

所以用add()可以直接添加，而remove()前需要判断。

七、函数

7-1 什么是函数

7-2 调用函数

TypeError：参数个数，参数类型等。

文档：可以直接从Python的官方网站查看文档：
http://docs.python.org/2/library/functions.html#abs

7-3 编写函数

在Python中，定义一个函数要使用 def 语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用 return 语句返回。

def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

如果没有return语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为 None。
return None可以简写为return。

7-4 返回多值

import math
def move(x, y, step, angle):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print x, y
151.961524227 70.0

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)

在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。

7-5 递归函数

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

使用递归函数需要注意防止栈溢出。

汉诺塔移动序列代码

def move(n, a, b, c):
    if n==1:
        print a,' --> ',c
    else:
        move(n-1,a,c,b)
        move(1,a,b,c)
        move(n-1,b,a,c)
move(4, 'A', 'B', 'C')

7-6 定义默认参数

def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

由于函数的参数按从左到右的顺序匹配，所以默认参数只能定义在必需参数的后面：

# OK:
def fn1(a, b=1, c=2):
    pass
# Error:
def fn2(a=1, b):
    pass

7-7 定义可变参数

def fn(*args):
    print args

>>> fn()
()
>>> fn('a')
('a',)
>>> fn('a', 'b')
('a', 'b')
>>> fn('a', 'b', 'c')
('a', 'b', 'c')

可变参数的名字前面有个 * 号，我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数。

可变参数也不是很神秘，Python解释器会把传入的一组参数组装成一个tuple传递给可变参数，因此，在函数内部，直接把变量 args 看成一个 tuple 就好了。