21天Python计划：基础语法与课外练习

文章目录

- 前言
- 基本概念
- 注释与字符串
- 数据类型
- 列表（List）
- 过滤与排序
- 循环
- 字典（Dictionary）
- 字典循环
- 运算符
- 列表与字典的复制
- 字典拾遗
- 三元运算
- 进制
- 元组
- 集合
- 不可变集合
- 字符串操作
- 常用字符串方法
- 字符编码的转换
- 字符编码长度
- 数据类型
- 注意点
- 学习例子
- 结语

前言

Python是一种强大且易于学习的编程语言。通过这个21天的计划，我们将逐步深入基础语法与课外练习。无论你是初学者还是有一定基础的开发者，这个计划都将帮助你巩固和扩展你的Python知识。

在学习本篇之前，我们先复习一下前面的内容：
21天Python计划：Python下载和开发工具介绍
21天Python计划：数据类型、字符编码、文件处理

基本概念

Python 是一种强类型的动态语言。强类型意味着变量类型在运行时是固定的，动态语言意味着变量类型可以在运行时改变。

注释与字符串

单行注释: #这个是真的注释，只适用于单行。
- 例如: #这是一个单行注释
多行注释: 三个单引号 ‘’’ 或者三个双引号 “”"代表把里面的内容变成字符串，也可以是注释。
- 例如:
```
python">'''
这是一个多行注释
可以跨越多行
'''
```
字符串规则: 单引号不可以引双引号。
- 例如: “这是一个字符串” 或者 ‘这也是一个字符串’

数据类型

数字类型: int（整型），long（长整型），float（浮点型），复数。
- int: 例如 10
- float: 例如 10.5
- 复数: 例如 1 + 2j
布尔型: bool，TRUE，FALSE，真假。
- True: 表示真
- False: 表示假
字符串: str。
- 字符串转bytes: 字符串.encode(“utf-8”)
  - 例如: “hello”.encode(“utf-8”)
- 去除空白: strip()默认脱行首和行尾的空格，和换行符。
  - 例如: " hello ".strip()返回 “hello”
- 分割: split()，默认把一个字符串按空格分割成 list类型。
  - 例如: “hello world”.split() 返回 [“hello”, “world”]
- 长度: len()统计字符串的元素长度。
  - 例如: len(“hello”)返回 5
- 索引: index()左边从0开始，最后从-1开始。例如：name.index(‘alex’)。
  - 例如: “hello”.index(‘e’)返回 1
- 切片: name[0:4]，name[-3:-1]原则顾头不顾尾，把-1改成0就可以切出来 zxy。
  - 例如: “hello”[0:4] 返回 “hell”
- 步长切片: name[0::2] 隔一个切一个，2叫步长，默认步长是1。
  - 例如: “hello”[0::2]返回 “hlo”
- 查看数据类型: type()。
  - 例如: type(“hello”)返回 <class ‘str’>
- 查看内存地址: id()。
  - 例如: id(“hello”)返回内存地址

列表（List）

列表: 有序的。
- 查找索引: name.index(3)。
  - 例如: [1, 2, 3].index(3)返回 2
- 切片: name[1:3]，name[3:]。
  - 例如: [1, 2, 3, 4][1:3] 返回 [2, 3]
- 插入: name.insert(5, 3)。
  - 例如: [1, 2, 3].insert(1, 4) 返回 [1, 4, 2, 3]
- 统计元素个数: name.count(3)。
  - 例如: [1, 2, 3, 3].count(3) 返回 2
- 追加: name.append(2) 。
  - 例如: [1, 2].append(3) 返回 [1, 2, 3]
- 删除并返回: name.pop(3)，如果不加索引值，默认是从后往前一个一个删除的。
  - 例如: [1, 2, 3].pop() 返回 3
- 删除元素: name.remove(2)，默认删除第一个。
  - 例如: [1, 2, 3].remove(2) 返回 [1, 3]
- 删除位置: del name[1] ，不加值就会删除 list。
  - 例如: del [1, 2, 3][1] 返回 [1, 3]
- 修改元素: name[1] = 4。
  - 例如: [1, 2, 3][1] = 4 返回 [1, 4, 3]
- 排序: name.sort()，从小到大，相反的就是 name.reverse()，相同的数据类型才可以排序。
  - 例如: [3, 1, 2].sort()返回 [1, 2, 3]
- 清除元素: name.clear()，name还在。
  - 例如: [1, 2, 3].clear()返回 []
- 合并列表: name.extend(age)，和 name = name + age一样。
  - 例如: [1, 2].extend([3, 4])返回 [1, 2, 3, 4]
- 推荐初始化: l = []，把指针转移，id()查看。
  - 例如: l = []

过滤与排序

过滤数字: filter(str.isdigit, a)。
- 例如: list(filter(str.isdigit, “a1b2c3”)) 返回 [‘1’, ‘2’, ‘3’]
字符与ASCII码转换:
- chr(65)返回字符。
  - 例如: chr(65) 返回 ‘A’
- ord(‘A’)返回ASCII码。
  - 例如: ord(‘A’) 返回 65
最大值与最小值: max(1, 2, 3)，min(1, 3, 2, 4)。
- 例如: max(1, 2, 3) 返回 3
排序: sorted(l, reverse=True)。
- 例如: sorted([3, 1, 2], reverse=True) 返回 [3, 2, 1]`

循环

for循环 和 while循环 都有 else，当循环正常结束走 else。
- 例如:
```
python">for i in range(3):print(i)
else:print("循环结束")
```

break: 跳出本层循环。

例如:

python">for i in range(3):if i == 1:breakprint(i)

continue: 跳出本次循环。

例如:

python">for i in range(3):if i == 1:continueprint(i)

退出多层循环: 定标志位，设定一个条件退出循环。

例如:

python">flag = False
for i in range(3):for j in range(3):if i == 1 and j == 1:flag = Truebreakif flag:break

退出程序: sys 模块的 exit。
- 例如:
```
python">import sys
sys.exit()
```

字典（Dictionary）

字典: key-value（键值对），键是唯一的不可变数据类型，字典是无序的。
- 查询效率: 字典查询效率远高于列表，利用空间换取时间。
- 取值: info[‘addr’]。
  - 例如: info = {‘addr’: ‘Beijing’}，info[‘addr’] 返回 ‘Beijing’
- 嵌套取值: info[‘addr’][‘xianaddr’]。
  - 例如: info = {‘addr’: {‘xianaddr’: ‘Guanlan’}}，info[‘addr’][‘xianaddr’] 返回 ‘Guanlan’
- 添加值: info[‘addr’][‘xianaddr’].append(‘guanlan’)。
  - 例如: info = {‘addr’: {‘xianaddr’: []}}，info[‘addr’][‘xianaddr’].append(‘Guanlan’)返回 {‘addr’: {‘xianaddr’: [‘Guanlan’]}}
- 修改值: info[‘age’] = 21。
  - 例如: info = {‘age’: 20}，info[‘age’] = 21 返回 {‘age’: 21}
- 添加键值对: info[‘hoppy’] = ‘linux’。
  - 例如: info = {}，info[‘hoppy’] = 'linux’返回 {‘hoppy’: ‘linux’}
- 获取值: info.get(‘name’)，如果没有也不报错。
  - 例如: info = {}，info.get(‘name’) 返回 None
- 判断键是否存在: ‘addr’ in info。
  - 例如: info = {‘addr’: ‘Beijing’}，‘addr’ in info返回 True
- 删除键值对: info.pop(‘age’)，会返回删除的 value。
  - 例如: info = {‘age’: 21}，info.pop(‘age’) 返回 21
- 随机删除: info.popitem()。
  - 例如: info = {‘age’: 21}，info.popitem() 返回 (‘age’, 21)
- 删除元素: del info[‘addr’]。
  - 例如: info = {‘addr’: ‘Beijing’}，del info[‘addr’] 返回 {}
- 获取所有键: info.keys()。
  - 例如: info = {‘age’: 21}，info.keys() 返回 dict_keys([‘age’])
- 获取所有值: info.values()。
  - 例如: info = {‘age’: 21}，info.values() 返回 dict_values([21])
- 更新字典: info.update(info2)，如果 key 存在，就会变成新值，不存在就添加。
  - 例如: info = {‘age’: 21}，info.update({‘age’: 22}) 返回 {‘age’: 22}

字典循环

遍历字典:
```
python">for i in info:print(i, info[i])
```
- 例如: info = {‘age’: 21}，for i in info: print(i, info[i]) 输出 age 21
遍历键值对:
```
python">for k, v in info.items():print(k, v)
```
- 例如: info = {‘age’: 21}，for k, v in info.items(): print(k, v) 输出 age 21

运算符

整除: 10 // 3。
- 例如: 10 // 3 返回 3
取余: 10 % 3，算奇偶数的时候用的多。
- 例如: 10 % 3 返回 1
非整除: 10 / 3，在 Python 2 中是整除。
- 例如: 10 / 3 返回 3.3333333333333335
不等于: !=，在 Python 2 中还有 <>，在 Python 3 中没有。
- 例如: 1 != 2 返回 True
身份运算:
- type(‘zxy’) is str 判断 'zxy’是不是 str 类型，相反 is not。
  - 例如: type(‘zxy’) is str 返回 True
布尔运算:
- 空列表、空字典、空元组、空集合、空字符串、0 都是为假。
  - 例如: bool([]) 返回 False
位运算:
- & 与运算：两位为真就为真1。
  - 例如: 1 & 1 返回 1
- | 或运算：有一个为真就为1。
  - 例如: 1 | 0 返回 1
- ^异或运算：位与位对比不相同为1。
  - 例如: 1 ^ 0返回 1
- ~取反符：二进制取反，按位取反在加1。
  - 例如: ~1 返回 -2
- << 左移：就是相乘，整体往左移一位。
  - 例如: 1 << 1 返回 2
- **>>**右移：就是相除，整体往右移一位，这里是取整的。
  - 例如: 2 >> 1 返回 1

列表与字典的复制

列表的复制:

python">a = [1, 2, 3, ['zxy', '20']]
b = a.copy()
a[3][1] = 'alex'
# b 也会跟着变，除了这个 list 里面的 list 其他的都不会跟着变。

例如: a = [1, 2, 3, [‘zxy’, ‘20’]]，b = a.copy()，a[3][1] = ‘alex’，b 返回 [1, 2, 3, [‘zxy’, ‘alex’]]

字典的复制:
```
python">acount = {'name': 'zxy', 'info': [20000, 50]}
acount2 = acount.copy()
acount2['name'] = 'alex'
print(acount, acount2)
acount['info'][1] += 200
print(acount, acount2)
```
- 例如: acount = {‘name’: ‘zxy’, ‘info’: [20000, 50]}，acount2 = acount.copy()，acount2[‘name’] = ‘alex’，print(acount, acount2) 输出 {‘name’: ‘zxy’, ‘info’: [20000, 50]} {‘name’: ‘alex’, ‘info’: [20000, 50]}，acount[‘info’][1] += 200，print(acount, acount2)输出{‘name’: ‘zxy’, ‘info’: [20000, 250]} {‘name’: ‘alex’, ‘info’: [20000, 250]}

字典拾遗

fromkeys:
```
python">info = {}
info.fromkeys([1, 2, 3], 'test')
# 输出: {1: 'test', 2: 'test', 3: 'test'}
info.fromkeys([1, 2, 3], {})
# 输出: {1: {}, 2: {}, 3: {}}
```
- 例如: info = {}，info.fromkeys([1, 2, 3], ‘test’) 返回 {1: ‘test’, 2: ‘test’, 3: ‘test’}
- 例如: info = {}，info.fromkeys([1, 2, 3], {}) 返回 {1: {}, 2: {}, 3: {}}

三元运算

python">a = 3
b = 5
c = a if a < b else b  #如果a小于b把a赋值给c，否则把b赋值给c
# 只能if else，不能多个条件，而且else后面只能一个单纯的值
c = a if a < b else (3 if 3 < 5 else 9)  # 这样也是可以的

进制

python">八进制是逢八进一			OCT八进制
十六进制0123456789ABCDEF	hex 十六进制	BH	0x
128 64 32 16 8  4   2   1 		换成二进制
1   0  1  1  1	0	1	0	18611				10			四位一个十六进制B				A			换算成十六进制

元组

tuple元组：和列表一样，唯一不同的是只读列表，明确表示元组里的数据是不可以更改的。
dir()：查看对象所有方法，以列表形式返回。
可用方法：
- index
- count

python">name = ('zxy', '20')
list(name)   # 转换成list
tuple(name)  # 转换成tuple

集合

set集合：关系测试，天然去重，无序，set内的元素是不可变数据类型。
集合操作：
- 交集：两个都有
- 差集：在a里面有b里面没有
- 并集：把两个合并，并且去重
- 对称差集：互相都不在的，我有你没有的，你有我没有的

python"># 查找元素 'sb' in linux
linux = {'alex', 'jack', 'sb', 'lijie'}
python = {'alex', 'eric', 'lijie'}print(linux.intersection(python))  # 交集
print(linux & python)                # 交集
print(linux.difference(python))      # 差集
print(linux - python)                # 差集
linux.difference_update(python)      # 差集，并赋值给原来的集合
print(linux, python)
print(linux.union(python))           # 并集
print(linux | python)                 # 并集
linux.update(python)                  # 并集，但会改变原来的集合
print(linux)
print(linux.symmetric_difference(python))  # 对称差集
print(linux ^ python)                  # 对称差集
linux.clear()                          # 清空
linux.add('haha')                      # 增加
linux.discard('sb')                    # 删除，元素不存在不报错
linux.pop()                             # 随机删除
#linux.remove('alex')                   # 删除，元素不存在会报错print(linux.issubset(python))          # 子集
print(linux.issuperset(python))        # 超集

在这里插入图片描述

不可变集合

python">a = frozenset([1, 2, 3])  # 不可变集合，所以他可以作为字典的key

字符串操作

python">str
IN = '12345'
OUT = 'abcde'
trans_table = str.maketrans(OUT, IN)
print(name.translate(trans_table))  # 做一个str翻译

常用字符串方法

strip
center
count
find
lower
upper
join
split
endswith
startswith

python">name = 'alexeeee'
print(name.capitalize())                # 首字母大写
print(name.casefold())                  # 大写全变小写
print(name.center(50, '*'))             # 字符填充
print(name.count('e', 4))               # 从第四个开始统计e
print(name.count('a'))
print(name.endswith('e'))                # 以什么结尾
name2 = 'alex\teee'
print(name2.expandtabs(10))              # 设置tab键长度
print(name.find('e'))                    # 返回第一个索引位置
print(name.find('ee', 3))                # 从第几个找起
print(name.find('yy'))
name3 = '{name},{age}'
print(name3.format(name='alex', age=20))  # 格式化输出
name5 = 'my name is {0}, age is {1}'
print(name5.format('alex', '20'))        # 格式化输出
name4 = 'name:%s, age:%s'
print(name4 % ('alex', '20'))
print(name3.format_map({'name': 'alex', 'age': '20'}))  # 以字典格式传入
print(name.index('l'))                    # 返回索引值
print('1a'.isalnum())                     # 判断所有的字符是不是数字
print(name.isdecimal())                   # 判断是不是十进制数字
print('10'.isdecimal())                   # 判断是不是正整数
print(name.isdigit())                     # 判断是不是数字
print(name.isalpha())                     # 是不是字母
print('2a'.isidentifier())                # 是不是合法的关键字
print('A'.islower())                      # 是不是小写
print('a'.isupper())                      # 是不是大写
print('123.0'.isnumeric())                # 是不是数字
print('a'.isprintable())                  # 是不是可打印的
print('a '.isspace())                     # 是不是空格
print(name.title())                       # 首字母大写
print('Alex'.istitle())                   # 判断是不是首字母大写
print('*****'.join(name))                 # 分割成字符串
print('.'.join(['alex', 'age', 'oldboy']))  # 把列表分割成字符串
print(name5.ljust(20, '-'))               # 左对齐
print(name5.rjust(20, '-'))               # 右对齐
print('ALEX'.lower())                     # 变小写
print('alex hah'.rfind('a'))             # 从右边开始找
print("My name".lstrip('My'))            # 脱左边
print(name.swapcase())                    # 大小写互换

在这里插入图片描述

字符编码的转换

在Python 2中是ASCII码。
在Python 3中，默认编码是Unicode，解释器读取文件默认是以UTF-8格式。
如果在Windows里保存的文件格式是GBK，读取时需要解码。

python">#!/usr/bin/env python
# coding:utf-8name = '中国'  # utf-8格式编码
print(name)
print([name])  # 十六进制
print([name.decode('utf-8')])  # .encode('gbk')
gbka = name.decode('utf-8').encode('GBK')  # 转换成gbk
print(gbka.decode('GBK').encode('gb2312'))  # 乱码处理
print(gbka.decode('GBK'))  # 自动转换

字符编码长度

Unicode显示字符长度：UTF-16用len计算是2个字节
UTF-8显示字节编码长度：用len计算是6个字节
GBK显示字节编码长度：向下兼容GB2312

数据类型

bool
str 只是人类可读的抽象表示形式
int
float
list
tuple
dict
set
bytes 二进制类型

注意点

Unicode，UTF-8，GBK都是编码规则。
内存存储Unicode，解码，编码，省硬盘和流量。
程序执行前和执行后的两个状态：编码（明文和二进制的数字）。

学习例子

python">#!/usr/bin/env python
# coding:utf-8menu = {'北京': {'海淀': {'五道口': {'soho': {},'网易': {},'google': {}},'中关村': {'爱奇艺': {},'汽车之家': {},'youku': {},},'上地': {'百度': {},},},'昌平': {'沙河': {'老男孩': {},'北航': {},},'天通苑': {},'回龙观': {},},'朝阳': {},'东城': {},},'上海': {'闵行': {"人民广场": {'炸鸡店': {}}},'闸北': {'火车站': {'携程': {}}},'浦东': {},},'山东': {},
}last_layer = []  # 记录输入的上一层所有的地址
current_layer = menu  # 当前层while True:for key in current_layer:print(key)  # 打印当前层choice = input(">>:").strip()  # 输入你要进入的层，并且脱去空格if len(choice) == 0:continue  # 如果输入为空，跳出当前循环if choice in current_layer:  # 如果输入的值在字典里面last_layer.append(current_layer)  # 记录上一层的位置current_layer = current_layer[choice]  # 进入下一层if choice == 'b':  # 如果输入为b，删除上一层，并且进入上一层if last_layer:  # 如果列表不为空current_layer = last_layer.pop()if choice == 'q':break  # 退出程序