[Python学习笔记1]Python语言基础 数学运算符 字符串 列表

时间:2021-11-04 15:24:37

这个系列是我在学习Python语言的过程中记录的笔记,主要是一些知识点汇总,而非学习教程,可供有一定编程基础者参考。文中偏见和不足难以避免,仅供参考,欢迎批评指正。

本系列笔记主要参考文献是官网文档:http://docs.python.org/。在此向文档编辑者致谢。请勿将本文用于商业用途。

一、Python语言介绍

首先,Python是一种广泛应用的通用高级编程语言,具有较高的抽象层次,支持面向对象的编程方法。其具有高级的数据结构和许多方便的库文件,可以完成文件IO、系统调用、网络编程,甚至有GUI库。Python具有较高的可读性,相对其他程序设计语言(C,C++,Java)来说,可以提高开发效率。然而,作为一种解释型语言(interpreted language),Python在运行效率中的优势并不明显。所以人们经常使用Python完成简单的、高层次的任务,在大型开发中常作为“胶水语言”连接各模块。

Python在Windows和Linux系列操作系统上均可运行。一些版本的Linux中自带了Python程序,其二进制版本也可在其官网上下载:http://www.python.org。(本系列文章叙述的Python使用的版本为3.4.3)

二、使用Python解释器

在控制台中输入命令“python3.4”(或“python”)运行Python的解释器,控制台中打印出Python的版本信息,并给出提示符>>>

 $ python3.4
Python 3.4 (default, Mar 16 2014, 09:25:04)
[GCC 4.8.2] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Python的提示符“>>>”后可输入一条语句,按下回车键执行该语句。如果解释器需要多条语句,它会给出“...”提示符,提示输入后续语句。

Python中的变量不需声明(甚至不需指明类型)即可直接使用。在这里输入语句:

>>>a=1
>>>

即定义了a这个变量。这次输入表达式a,即可显示a的数值:

>>> a
1
>>>

三、表达式计算

在这里,可以尝试使用Python来作为计算器,进行一些简单的数值运算。

运算符 解释 C中类似的表达 示例

a+b

a-b

a*b

a/b

加减乘除,除法为浮点除法

a+b

a-b

a*b

a/b

>>> a/3
0.3333333333333333
>>> 2.3+6.9
9.2
>>>

a//b

a%b

整除,返回整数除法

取模,返回a/b的余数

a/b
>>> 1//3
0
>>> 50//3
16
>>>
 a**b  幂运算  pow(a,b)
>>> 2**0.5
1.4142135623730951
>>> (-1)**0.5
(6.123233995736766e-17+1j)
>>> _**2
(-1+1.2246467991473532e-16j)
>>> 2**100
1267650600228229401496703205376
>>>1j**1j
(0.20787957635076193+0j)
>>>

其中,下划线_代表之前的运算结果,(a+bj)代表复数(a+bi)。

 ( )  括号,同C语言  ( )  

四、字符串

Python中的“字符串(str)”可以用单引号或双引号括起来,并且单、双引号可以彼此嵌套使用。比如官方文档中的示例:

 >>> 'spam eggs'  # single quotes
'spam eggs'
>>> 'doesn\'t' # use \' to escape the single quote...
"doesn't"
>>> "doesn't" # ...or use double quotes instead
"doesn't"
>>> '"Yes," he said.'
'"Yes," he said.'
>>> "\"Yes,\" he said."
'"Yes," he said.'
>>> '"Isn\'t," she said.'
'"Isn\'t," she said.'
  • 其中,以#开头的部分为行注释
  • 单引号中的单引号需要使用转义字符 \ 引导
  • 注意12行中的 \ 为转义字符

转义字符还可转义反斜线 '\\' 和换行符 '\n' 。可以使用源字符串(raw strings)来避免反斜线被当作转义字符,只需在字符串前加 r 。

 >>> print('C:\some\name')  # here \n means newline!
C:\some
ame
>>> print(r'C:\some\name') # note the r before the quote
C:\some\name
  • print函数可以打印参数的值。对于数值,打印其数值;对于字符串,打印其内容。
  • print函数可以接多个参数,各参数间打印一个空格。比如:
    >>> print(1,(-1)**0.5,'hello, world')
    1 (6.123233995736766e-17+1j) hello, world
    >>>
  • print函数会在行末打印一个换行符,可以在最后一个参数处自行指定行末字符(串):
    >>> print(1, (-1)**0.5, 'hello, world', end='|')
    1 (6.123233995736766e-17+1j) hello, world|>>>

字符串还有其他的表示方法。同C的表示方法,以空格或Tab间隔的两个字符串会自动合并起来:

>>>"Hi," 'Py' 'thon'
'Hi,Python'

多行字符串可以使用三个引号括起来。由三个引号括起来的字符串中可以包括直观的换行符。如果在行末加入一个反斜线 \ ,则该反斜线连同后面的换行符将被忽略:

 >>> print("""\
... Usage: thingy [OPTIONS]
... -h Display this usage message
... -H hostname Hostname to connect to
... """)
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to >>>
  • 2-5行的三个点是提示符
  • 第1行后使用了 \ 实现了续行功能,所以U成为字符串的第一个字符
  • 字符串中的最后一个字符为换行符(第4行末尾的换行符),该换行符被打印到第8行末尾,第9行末尾的换行符是print默认具有的

“字符串”和下面提到的“列表”都是一种“序列(sequence)”,其支持的运算在介绍列表后提到。

五、列表

列表(list)是Python中的一种数据结构,类似于广义表。在Python的语法中,列表表示为由中括号括起来的一组逗号隔开的元素。元素的类型也可以是列表。不同元素的类型允许不同。

>>> squares = [1*1, 2*2, 3*3, 4*4, 5*5]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]
>>> [squares,0]
[[1, 4, 9, 16, 25], 0]
>>>

list对象有一些“方法(method)”,通过调用可以对列表内容进行更改:

方法 示例

list.append(item)

将item元素插入到list最后面

>>> squares=[1,4,9,16,25]
>>> squares.append(36)
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25, 36]
>>>

list.insert(n,item)

将item插入到list的第n个位置;若n超出范围,则插入到两边

>>> squares=[1,4,9,16,25]
>>> squares.insert(3,0)
>>> squares
[1, 4, 9, 0, 16, 25]
>>>

下面是字符串和列表共有的运算。

运算 示例

seq1+seq2

连接两个序列

seq*int

int*seq

将序列重复若干次

>>> 'Happy '+'new year!'
'Happy new year!'
>>> [2]+[3]*2
[2, 3, 3]
>>>

seq[i]

提取序列中下标为i的元素。此处的下标与C语言类似,第一个元素下标为0,第二个元素下标为1,以此类推。Python中另外有倒数第一个元素下标为-1,倒数第二个元素下标为-2,等等。

  • 如果下标越界,则会产生错误
  • 特别地,字符串内的元素是只读的,类似'hello'[0]=0的语句会产生错误
>>> 'hello'[1]
'e'
>>> a=[1,2,3,4,4]
>>> a[4]=5
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5]
>>>

seq[begin:end]

截取(slice)序列中从begin(含)到end(不含)处的元素。(使用过C++的标准库的朋友应该熟悉这种规定,即begin为截取部分的首下标,end为尾后下标。)

  • 该运算不会产生下标越界错误,而是可能返回空序列(空字符串''或空列表[])
  • 该运算返回原序列的一个拷贝,即把截取部分赋值给其他变量,则通过新变量对新序列的修改不会影响原序列的内容
  • 可以通过省略begin和/或end来隐式指定开头和结尾(示例第7行)
  • 可以通过对该表达式的赋值更改原序列的内容(示例第7行)
 >>> a
[2, 3, 4]
>>> a=[1,2,3,4,5]
>>> b=a[1:3]
>>> b
[2, 3]
>>> b[:]=[]
>>> b
[]
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5]
>>>

除了上述运算符外,一个经常用到的内置函数len(seq)可以计算字符串或列表的长度。