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Python基础

2013年09月16日 ⁄ 综合 ⁄ 共 18586字 ⁄ 字号 评论关闭

Chapter 1. 绪论

1.1. Python历史

Python是一种开源的面向对象的脚本语言,它起源于1989年末,当时,CWI(阿姆斯特丹国家数学和计算机科学研究所)的研究员Guido van Rossum需要一种高级脚本编程语言,为其研究小组的Amoeba分布式操作系统执行管理任务。为创建新语言,他从高级数学语言ABC(ALL BASIC CODE)汲取了大量语法,并从系统编程语言Modula-3借鉴了错语处理机制。Van Rossum把这种新的语言命名为Python(大蟒蛇)---来源于BBC当时正在热播的喜剧连续剧“Monty Python”。

Python于1991年初公开发行,由于功能强大和采用开源方式发行,Python的发展得很快,用户越来越多,形成了一个强大的社区力量。2001年,Python的核心开发团队移师Digital Creations公司,该公司是Zope(一个用Python编写的web应用服务器)的创始者。现在最新的版本是python2.3.4,大家可到http://www.python.org上了解最新的Python动态和资料 。

1.2. Python功能简介

Python是一种解析性的,交互式的,面向对象的编程语言,类似于Perl、Tcl、Scheme或Java。

Python一些主要功能介绍:

  • Python使用一种优雅的语法,可读性强。

  • Python是一种很灵活的语言,能帮你轻松完成编程工作。并可作为一种原型开发语言,加快大型程序的开发速度。

  • 有多种数据类型:numbers (integers, floating point, complex, and unlimited-length long integers), strings (ASCII 和 Unicode), lists, dictionaries。

  • Python支持类和多层继承等的面向对象编程技术。

  • 代码能打包成模块和包,方便管理和发布。

  • 支持异常处理,能有效捕获和处理程序中发生的错误。

  • 强大的动态数据类型支持,不同数据类型相加会引发一个异常。

  • Python支持如生成器和列表嵌套等高级编程功能。

  • 自动内存碎片管理,有效利用内存资源。

  • 强大的类库支持,使编写文件处理、正则表达式,网络连接等程序变得相当容易。

  • Python的交互命令行模块能方便地进行小代码调试和学习。

  • Python易于扩展,可以通过C或C++编写的模块进行功能扩展。

  • Python解析器可作为一个编程接口嵌入一个应用程序中。

  • Python可运行在多种计算机平台和操作系统中,如各位unix,windows,MacOS,OS/2等等。

  • Python是开源的,可自由免费使用和发布,并且可用于商业用途以获取利润。如想详细了解Python的许可协议可到以下网址查询http://www.python.org/psf/license.html

1.3. 应用范围

  • 系统编程,提供大量系统接口API,能方便进行系统维护和管理。

  • 图形处理,有PIL、Tkinter等图形库支持,能方便进行图形处理。

  • 数学处理,NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口,

  • 文本处理,python提供的re模块能支持正则表达式,还提供SGML,XML分析模块,许多程序员利用python进行XML程序的开发。

  • 数据库编程,程序员可通过遵循Python DB-API(数据库应用程序编程接口)规范的模块与Microsoft SQL Server,Oracle,Sybase,DB2,Mysql等数据库通信。python自带有一个Gadfly模块,提供了一个完整的SQL环境。

  • 网络编程,提供丰富的模块支持sockets编程,能方便快速地开发分布式应用程序。

  • 作为Web应用的开发语言,支持最新的XML技术。

  • 多媒体应用,Python的PyOpenGL模块封装了“OpenGL应用程序编程接口”,能进行二维和三维图像处理。PyGame模块可用于编写游戏软件。

1.4. 如何开始?

  • 进入交互命令行方式。如果是linux类的系统,python解析器应该已经安装在/usr/local/bin/python中,直接打python就可进入交互式命令行界面,如下所示:

    Python 2.3.3 (#1, Apr 27 2004, 15:17:58) [GCC 3.2 20020903 (Red Hat Linux 8.0 3.2-7)] on linux2Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.>>> 

    “>>>”符号是Python命令行界面的提示符,可按CTRL+D退出,如果是windows环境的话就要按CTRL+Z了。还可以用以下命令退出命令行界面:“import sys;sys.exit()”。如果是windows系统,可到http://www.python.org/download/下载最新的安装程序进行安装。安装完成后直接打python也可进入命令行界面。命令行是python最简单直观,也是最方便的一种执行环境,我们可以在这里学习python语法和调试程序。如果要打印"hello world"可以输入以下命令:

    >>>print "hello world"hello world

     

  • 以模块文件方式运行。模块文件是包含python语句的文本,以.py结尾。运行模块文件只要输入python xxx.py就可以了。

  • 以linux脚本方式运行。和shell脚本差不多,以vi或其它文本编辑器输入以下内容:

    #!/usr/local/bin/pythonprint "test ............"

    存盘后,把文件属性改为可执行,就可象shell脚本一样执行了。

  • Table 1.1. Python命令行选项

    选项 作用
    -c cmd 在命令行直接执行python代码。如python -c 'print "hello world"'。
    -d 脚本编译后从解释器产生调试信息。同PYTHONDEBUG=1。
    -E 忽略环境变量。
    -h 显示python命令行选项帮助信息。
    -i 脚本执行后马上进入交互命令行模式。同PYTHONINSPECT=1。
    -O 在执行前对解释器产生的字节码进行优化。同 PYTHONOPTIMIZE=1。
    -OO 在执行前对解释器产生的字节码进行优化,并删除优化代码中的嵌入式文档字符串。
    -Q arg 除法规则选项,-Qold(default),-Qwarn,-Qwarnall,-Qnew。
    -S 解释器不自动导入site.py模块。
    -t 当脚本的tab缩排格式不一致时产生警告。
    -u 不缓冲stdin、stdout和stderr,默认是缓冲的。同PYTHONUNBUFFERED=1。
    -v 产生每个模块的信息。如果两个-v选项,则产生更详细的信息。同PYTHONVERBOSE=x。
    -V 显示Python的版本信息。
    -W arg 出错信息控制。(arg is action:message:category:module:lineno)
    -x 忽略源文件的首行。要在多平台上执行脚本时有用。
    file 执行file里的代码。
    - 从stdin里读取执行代码。

Chapter 2. Python编程习惯与特点

2.1. 代码风格

  • 在Python中,每行程序以换行符代表结束,如果一行程序太长的话,可以用“/”符号扩展到下一行。在python中以三引号(""")括起来的字符串,列表,元组和字典都能跨行使用。并且以小括号(...)、中括号[...]和大括号{...}包围的代码不用加“/”符也可扩展到多行。如:

  • 在Python中是以缩进来区分程序功能块的,缩进的长度不受限制,但就一个功能块来讲,最好保持一致的缩进量。

  • 如果一行中有多条语句,语句间要以分号(;)分隔。

  • 以“#”号开头的内容为注释,python解释器会忽略该行内容。

  • 在python中,所有标识符可以包括英文、数字以及下划线(_),但不能以数字开头。python中的标识符是区分大小写的。

  • 以下划线开头的标识符是有特殊意义的。以单下划线开头(_foo)的代表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 *”而导入;以双下划线开头的(__foo)代表类的私有成员;以双下划线开头和结尾的(__foo__)代表python里特殊方法专用的标识,如__init__()代表类的构造函数。

  • 在交互模式下运行python时,一个下划线字符(_)是特殊标识符,它保留了表达式的最后一个计算结果。

    >>> "hello"'hello'>>> _'hello'>>> 10+1020>>> _20
  • 在python中,函数、类、模块定义的第一段代码如果是字符串的话,就把它叫作文件字串,可通过__doc__属性访问。如:

    def test():"this is a document string"return 100+1000>>>print test.__doc__this is a document string

2.2. 保留字

	and		elif		global		or          yield	assert		else		if		pass	break		except		import		print	class		exec		in		raise	continue	finally		is		return	def		for		lambda		try	del		from		not		while				

2.3. Python运算符和表达式

2.3.1. Python运算符

Table 2.1. Python运算符列表

运算符 描述
x+y,x-y 加、减,“+”号可重载为连接符
x*y,x**y,x/y,x%y 相乘、求平方、相除、求余,“*”号可重载为重复,“%”号可重载为格式化
<,<=,>,>=,==,<>,!= 比较运算符
+=,-=,*=,/=,%=,**=,<<=,>>=,&=,^=,|= 自变运算符
x|y 按位或
x^y 按位异或
x&y 按位与
~x 按位取反
x<<,x>>y x向左或向右移y位
is, is not 等同测试
in, not in 是否为成员测试
or,and,not 逻辑运算符
x[i],x[i:j],x.y,x(...) 索引,分片,限定引用,函数调用
(...),[...],{...},'...' 元组,列表,字典,转化为字符串

2.3.2. 运算符优先顺序

Table 2.2. 运算符优先顺序列表(从最高到最低)

运算符 描述
'expr' 字符串转换
{key:expr,...} 字典
[expr1,expr2...] 列表
(expr1,expr2,...) 元组
function(expr,...) 函数调用
x[index:index] 切片
x[index] 下标索引取值
x.attribute 属性引用
~x 按位取反
+x,-x 正,负
x**y
x*y,x/y,x%y 乘,除,取模
x+y,x-y 加,减
x<<y,x>>y 移位
x&y 按位与
x^y 按位异或
x|y 按位或
x<y,x<=y,x==y,x!=y,x>=y,x>y 比较
x is y,x is not y 等同测试
x in y,x not in y 成员判断
not x 逻辑否
x and y 逻辑与
x or y 逻辑或
lambda arg,...:expr Lambda匿名函数

2.3.3. 真值表

Table 2.3. 

对象/常量
""
"string"
0
>=1
<=-1
()空元组
[]空列表
{}空字典
None

2.3.4. 复合表达式

  • 对于and,当计算a and b时,python会计算a,如果a为假,则取a值,如果a为真,则python会计算b且整个表达式会取b值。如:

    >>> a,b=10,20>>> a and b   #a is true20>>> a,b=0,5   #a is false>>> a and b0
  • 对于or,当计算a or b时,python会计算a,如果a为真,则整个表达式取a值,如果a为假,表达式将取b值。如:

    >>> a,b=10,20>>> a or b10>>> a,b=0,5>>> a or b5
  • 对于not,not将反转表表达式的“实际值”,如果表达式为真,not为返回假,如为表达式为假,not为返回真。如:

    >>> not 2False>>> not 0True>>> not "test"False>>> not ""True

2.4. 给变量赋值

  • 简单赋值,Variable(变量)=Value(值)。

    >>>a=1>>>b=2>>>print a,b1 2
  • 多变量赋值,Variable1,variable2,...=Value1,Value2,...

    >>>a,b,c=1,2,3>>>print a1>>>print b2>>>print c3

    多变量赋值也可用于变量交换,接上例:

    >>>a,b,c=c,b,a>>>print a3>>>print b2>>>print c1
  • 多目标赋值,a=b=variable

    >>> a=b=1>>> a1>>> b1>>> a=2>>> a2>>> b1
  • 自变赋值,如+=,-=,*=等。在自变赋值中,python仅计算一次,而普通写法需计算两次;自变赋值会修改原始对象,而不是创建一个新对象。

Chapter 3. Python内建对象类型

在Python中,所有数据都是对象,数据有各种类型,如数值型、列表型、字符串型等。除系统内建的数据类型外,程序员也可以创建自已的数据类型。以下主要介绍Python内建的数据类型。

3.1. Number数值型

在python中,数值有四种类型,分别是整型、长整形、浮点型和复数。

  • 整型---从-2147483648至2147483647,有符号位32位长,可表达的最大数为2^31-1。如:number=123,number1=-123。在数字前加0x或0X 前缀表示十六进制数,在数字前加前缀0表示八进制数,与C/C++ and perl一样。

    [Note]  
    为方便起见,sys模块包含一个maxint成员,该成员保留了整形变量的最大正数值。
    >>> import sys>>> print sys.maxint2147483647
  • 长整型---python支持任意长度的长整型,长整型的最大值和最小值由可用的内存确定。长整型数在数字常量尾加L or l,一般都是用L,因为小写的l太容易与数字1混淆了。如:long=1232132131231232132132131L。

  • 浮点数---python支持普通十进制和科学计数法表示的浮点数。如:number=123.456,nubmer1=123.2E10。浮点数在python中的存储格式与C中的双精度数相同。

  • 复数---复数的实部和虚部用加号分开,虚部使用后缀j表示,如:number=1.2+2j

3.2. String字符串型

  • 字符串在python被看成是单个字符的序列,具有序列对象的特殊功能,字符串是固定的,不可变的。如:string="hello world"。

  • 可在字符串中使用单引号和双引号。如:string="I'm a boy"。

  • 字符串内部的一个反斜杠“/”可允许把字符串放于多行:如:

    >>> "test /... python"'test python'
  • 使用三个单引号或双引号可使字符串跨行显示。如:

    helptext="""this a help test.if you have any quesions.            please call me anytime.I will help you.I            like python.I hope so as you."""
  • 使用“+”号可连接字符串。如:string = "hello" + "world",注意,不能将字符串与其它对象进行连接。如string = "ok" + 5。其实不用“+”号,直接用空格也可连接两个字符串。如:string="hello" "world"。

  • 可用“*”号重复字符串,如:'hello'*5会生成'hellohellohellohellohello'。

  • 可用索引访问字符串中的字符。如:string="hello world",print string[1]将显示字符e。

  • 字符串可用in或not in运算符来测试字符是不属于一个字符串的成员。

  • 可对字符串分片,如string="hello world",print string[6:]将显示world。分片的格式为:

                 string[start:end]

    分片和索引的规则如下:

    • 返回的字符串包含从start起始到end但不包括end结束的所有字符。

    • 若指定了start但未指定end,则一直向后分片,直至字符串结束。

    • 若指定了end但未指定start,则从0开始分片直至end,但不包括end指定的字符。

    • 若start和end为负数,则索引从字符串尾部开始算起,最后一个字符为-1。

python提供了一个string模块来进行字符串处理。

3.2.1. 字符串的格式化

象C 中的sprintf函数一样,可以用“%”来格式化字符串。

Table 3.1. 字符串格式化代码

格式 描述
%% 百分号标记
%c 字符及其ASCII码
%s 字符串
%d 有符号整数(十进制)
%u 无符号整数(十进制)
%o 无符号整数(八进制)
%x 无符号整数(十六进制)
%X 无符号整数(十六进制大写字符)
%e 浮点数字(科学计数法)
%E 浮点数字(科学计数法,用E代替e)
%f 浮点数字(用小数点符号)
%g 浮点数字(根据值的大小采用%e或%f)
%G 浮点数字(类似于%g)
%p 指针(用十六进制打印值的内存地址)
%n 存储输出字符的数量放进参数列表的下一个变量中
[Note]  

%格式化符也可用于字典,可用%(name)引用字典中的元素进行格式化输出。

[Note]  

负号指时数字应该是左对齐的,“0”告诉Python用前导0填充数字,正号指时数字总是显示它的正负(+,-)符号,即使数字是正数也不例外。

[Note]  

可指定最小的字段宽度,如:"%5d" % 2。也可用句点符指定附加的精度,如:"%.3d" % 3。

3.2.2. 转义字符

在需要在字符中使用特殊字符时,python用反斜杠(/)转义字符。如下表:

Table 3.2. python支持的转义字符表

转义字符 描述
/(在行尾时) 续行符
// 反斜杠符号
/' 单引号
/" 双引号
/a 响铃
/b 退格(Backspace)
/e 转义
/000
/n 换行
/v 纵向制表符
/t 横向制表符
/r 回车
/f 换页
/oyy 八进制数yy代表的字符,例如:/o12代表换行
/xyy 十进制数yy代表的字符,例如:/x0a代表换行
/other 其它的字符以普通格式输出

3.2.3. Unicode字符串

在python2.0中才完全支持Unicode字符串,Unicode字符采用16位(0---65535)值表示,能进行多语言支持。要使用Unicode字符串,只要在字符串前加上“u”即可。如:

>>> a=u"test">>> print atest

原始Unicode字符串用ur前缀,如:

>>> u'hello world/0020' u'hello world/x020'>>> ur'hello world/0020'u'hello world//0020'

3.2.3.1. Unicode转换

只要和Unicode连接,就会产生Unicode字串。如:

>>> 'help''help'>>> 'help,' + u'python'     u'help,python'

对于ASCII(7位)兼容的字串,可和内置的str()函数把Unicode字串转换成ASCII字串。如:

>>> str(u'hello world')'hello world'
[Note]  
转换非ASCII兼容的字串会出错。编码和译码字符串时的错误引发UnicodeError异常。

可使用encode()函数转换Unicode字串格式:

u'unicode/xb1/xe0/xc2/xeb/xb2/xe2/xca/xd4'>>> a.encode('utf-8')   #转换成utf-8,显示结果会根据终端的字符集支持不同而不同,下面是在GB18030下的显示结果'unicode/xc2/xb1/xc3/xa0/xc3/x82/xc3/xab/xc2/xb2/xc3/xa2/xc3/x8a/xc3/x94'     

可使用unicode()函数把字符串转换成unicode格式,如:

>>> a=u'unicode测试'>>> au'unicode/xb2/xe2/xca/xd4'>>> a.encode('utf-8')     #把unicode字串转换成utf-8'unicode/xc2/xb2/xc3/xa2/xc3/x8a/xc3/x94'>>> b=a.encode('utf-8')   #给变量b赋值>>> b'unicode/xc2/xb2/xc3/xa2/xc3/x8a/xc3/x94'>>>unicode(b,'utf-8')           #用unicode()函数把utf-8格式字串转换回unicode格式。u'unicode/xb2/xe2/xca/xd4'      #和原始的这是a相同           

ord()支持unicode,可以显示特定字符的unicode号码,如:

>>>ord('A')65

使用unichr()函数可将unicode号码转换回unicode字符,如:

>>> unichr(65)u'A'

3.2.4. 原始字符串

有时我们并不想让转义字符生效,我们只想显示字符串原来的意思,这就要用r和R来定义原始字符串。如:

print r'/t/r'

实际输出为“/t/r”。

3.3. List列表

  • 列表是序列对象,可包含任意的Python数据信息,如字符串、数字、列表、元组等。列表的数据是可变的,我们可通过对象方法对列表中的数据进行增加、修改、删除等操作。可以通过list(seq)函数把一个序列类型转换成一个列表。列表的几个例子:

    • list = [ "a", "b", "c" ],这是字符列表。

    • list = [ 1, 2, 3, 4 ],这是数字列表。

    • list = [ [1,2,3,4], ["a","b","c"] ],这是列表的列表。

    • list = [ (1,2,3,4), ("a","b","c") ],这是元组列表。

    • list((1,2))把一个元组转换成一个列表[1,2],list('test')可把字符串转换成['t','e','s','t']列表。

  • 访问列表可通过索引来引用,如:list[0]将引用列表的第一个值。list[0:1]返回第一和第二个元素。

  • 用range()和xrange()函数可自动生成列表,具体用法请参考“python参考篇”的内容。

  • 可通过列表综合来创建列表,该功能是在python2.0版本中新增加的。如果想对列表中的每个项进行运算并把结果存储在一个新列表中,可者想创建一个仅包含特定满足某种条件的项,采用该方法是很适合的。如:[x*x for x in range(1,10)]会得到一个X的平方的新列表;我们还可添加if条件控制输出,如:[x*x for x in range(1,10) if x%2==0];还可在列表中使用多个for语句,如:

    >>> [x+y for x in "123" for y in "abc"]['1a', '1b', '1c', '2a', '2b', '2c', '3a', '3b', '3c']

    x,y值可取列表或元组等,以构成更复杂的结构。

  • “+”号可连接两个列表。

  • 访问列表的列表(嵌套列表)可用list[1][0],这将访问嵌套中的第二个列表的第一个元素。

  • 可用数字与列表相乘以复制内容,如:list*2会得到一个[1,2,3,4,1,2,3,4]的列表。注意,不能用列表与列表相乘。

  • 由于列表是可变的,我们可用赋值语句进行操作,如:list[0] = 2。

  • 列表对象方法可对列表进行操作,如列表内容的添加,删除,排序等。如list.sort()可对list列表进行排序。

    Table 3.3. 列表对象支持的方法

    方法 描述
    append(x) 在列表尾部追加单个对象x。使用多个参数会引起异常。
    count(x) 返回对象x在列表中出现的次数。
    extend(L) 将列表L中的表项添加到列表中。返回None。
    Index(x) 返回列表中匹配对象x的第一个列表项的索引。无匹配元素时产生异常。
    insert(i,x) 在索引为i的元素前插入对象x。如list.insert(0,x)在第一项前插入对象。返回None。
    pop(x) 删除列表中索引为x的表项,并返回该表项的值。若未指定索引,pop返回列表最后一项。
    remove(x) 删除列表中匹配对象x的第一个元素。匹配元素时产生异常。返回None。
    reverse() 颠倒列表元素的顺序。
    sort() 对列表排序,返回none。bisect模块可用于排序列表项的添加和删除。

3.4. Tuple元组

Tuple(元组)和List(列表)很相似,但元组是不可变的。不能对元组中的元素进行添加,修改和删除操作。如果需修改元组内容只有重建元组。元组用小括号来表示。如tuple=(1,2,3)。

  • tuple=(1,),这是单个元素的元组表示,需加额外的逗号。

  • tuple=1,2,3,4,这也可以是一个元组,在不使用圆括号而不会导致混淆时,Python允许不使用圆括号的元组。

  • 和列表一样,可对元组进行索引、分片、连接和重复。也可用len()求元组长度。

    [Note]  
    元组的索引用tuple[i]的形式,而不是tuple(i)。
  • 和列表类似,使用tuple(seq)可把其它序列类型转换成元组。

3.5. 序列对象

上面介绍的字符串、列表和元组的对象类型均属于称为序列的Python对象。它是一种可使用数字化索引进行访问其中元素的对象。

  • 可用算术运算符联接或重复序列。

  • 比较运算符(<,<=,>,>=,!=,==)也可用于序列。

  • 可通过下标(test[1]),切片(test[1:3])和解包来访问序列的某部份。解包示例如下:

    >>>s=1,2,3 >>>x,y,z=s >>>print x,y,z1,2,3
  • in运算符可判断当有对象是否序列对象成员,如:

    >>>list = [1,2,3]>>>1 in list1>>>4 in list0
  • 也可通过循环运算符对序列对象进行迭代操作。如:

    for day in days:    print day

有关序列的处理函数请参考“python参考篇”相关内容,这里就不详细讲了。

3.6. Dictionary字典

字典是一个用大括号括起来的键值对,字典元素分为两部份,键(key)和值。字典是python中唯一内置映射数据类型。通过指定的键从字典访问值。如:

monthdays = { "Jan":31, "Feb":28, "Mar":31, "Apr":30, "May":31, "Jun":30, "Jul":31, "Aug":31, "Sep":30, "Oct":31, "Nov":30,"Dec":31 }
  • 字典可嵌套,可以在一个字典里包含另一个字典。如test={"test":{"mytest":10} }

  • 可用键访问字典,如monthdays["Jan"],可访问值31。如果没有找到指定的键,则解释器会引起异常。

  • 字典是可修改,如monthdays["Jan"]=30,可把Jan的值由31改为30。如monthdays["test"]=30可添加一个新键值对。

  • del monthdays["test"]可删除字典条目。

  • 字典不属序列对象,所以不能进行连接和相乘操作。字典是没有顺序的。

  • 字典提供keys和values方法,用来返回字典中定义的所有键和值。

  • 和列表一样,字典也提供了对象方法来对字典进行操作。

    Table 3.4. 字典方法

    方法 描述
    has_key(x) 如果字典中有键x,则返回真。
    keys() 返回字典中键的列表
    values() 返回字典中值的列表。
    items() 返回tuples的列表。每个tuple由字典的键和相应值组成。
    clear() 删除字典的所有条目。
    copy() 返回字典高层结构的一个拷贝,但不复制嵌入结构,而只复制对那些结构的引用。
    update(x) 用字典x中的键值对更新字典内容。
    get(x[,y]) 返回键x,若未找到该键返回none,若提供y,则未找到x时返回y。

3.7. File文件

可用内置的open()函数对文件进行操作。如:

input = open("test.txt")for line in input.readlines():    print lineinput.close()

3.8. 理解引用

  • Python把一块数据存储在对象中,变量是对象的唯一引用;它们是计算机内存中特殊地点的名字。所有对象都具有唯一的身份号、类型和值。对象的类型不会改变,对于可变类型而言,它的值是可变的。id(obj)函数可用于检索对象的身份,也就是内存中的对象的地址。

  • 每个对象都包含引用计数器,它记录当前有多少个变量正在引用该对象。当给对象指定一个变量或使对象成为列表或其它包容器的成员时,引用计数就增加;当从包容器中撤消、重新分配或删除对象时,引用计数减少。当引用计数达到0值时(即没有任何变量引用这个对象),python的回收机制会自动回收它使用的内存。注意,del可用来删除变量,但不能删除对象。

    [Note]  
    sys.gettrefcount(obj)函数可返回给定对象的引用计数。

3.9. copy and deepcopy

通过给列表分配一个变量能创建对列表的引用,如果要创建列表的副本就要理解浅副本和深副本的概念。

  • 列表或其他包容器对象的浅副本(Shallow)能够生成对象本身的副本,但也会创建对由列表包含的对象的引用。可用分片(object[:])和copy模块的copy(obj)函数创建。

  • 列表或其他对象包容器对象的深副本能够生成对象本身的副本,并递归地生成所有子对象的副本。可用copy模块的deepcopy(obj)函数创建。

比较两种副本,一般情况下表现一样,但当列表内包含另一个列表的情况下,父列表的浅副本将包含对子列表引用,而不是独立副本。其结果是,当更改内部列表时,从父列表的两个副本中都可见,如:

>>> a=[1,2,3,[4,5]]>>> b=a[:]>>> b[1, 2, 3, [4, 5]]>>> a[3].remove(4)>>> a[1, 2, 3, [5]]>>> b[1, 2, 3, [5]]

如果是深副本,就不会出现这种情况。如:

>>> a=[1,2,3,[4,5]]>>> b=copy.deepcopy(a)>>> b[1, 2, 3, [4, 5]]>>> a[3].remove(4)>>> a[1, 2, 3, [5]]>>> b[1, 2, 3, [4, 5]]

3.10. 标识数据类型

可通过type(obj)函数标识数据类型,如:

>>> type(a)<type 'list'>>>> type(copy)<type 'module'>>>> type(1)<type 'int'>

types模块包含Python的内置数据类型的类型对象。如:

>>> import types>>> types.ListType<type 'list'>>>> types.IntType <type 'int'>

3.11. 数组对象

数组对象与列表类似,但数组只包含某些类型的简单数据。所以当数据较简单,且要求性能好的情况下,使用数组是一个好的选择。

Table 3.5. 数组类型代码

代码 等价的C类型 以字节为单位的最小尺寸
c char 1
b(B) byte(unsigned byte) 1
h(H) short(unsigned short) 2
i(I) int(unsigned int) 2
l(L) long(unsigned long) 4
f float 4
d double 8

数组创建方法如下:

>>> import array>>> z=array.array("b")>>> z.append(1)>>> zarray('b', [1])

数组的itemsize和typecode成员可分别检索数组项的大小和数组对象的类型代码,如:

>>> z.itemsize1>>> z.typecode'b'

3.1. 数组类型与其它数据类型的转换

  • tolist()方法可把数组转换为列表,如:

    >>> z.tolist()[1, 2, 3]

    fromlist(list)方法可把列表项附加到数组的末尾,如:

    >>> z.fromlist([10,11])>>> zarray('b', [1, 2, 3, 10, 11])
    [Note]  
    如添加的列表类型与数组类型不同,则fromlist(list)不会把任何项添加到数组对象中。
  • tostring()方法,可以把数组转换为字节的序列,如:

    >>> z.tostring()'/x01/x02/x03/n/x0b'

    fromstring(list)方法刚好与tostring()相反,它获取一个字节串,并把它们转换为数组的值。如:

    >>> z.fromstring("/x0b")>>> zarray('b', [1, 2, 3, 10, 11, 11])
  • tofile(file)方法可把数组转换为字节的序列,并把它们写入文件,如:

    >>> f=open("aa","wb")>>> z.tofile(f)>>> f.close()

    fromfile(file,count)方法用于从文件对象中读取特定数目的项,并把它们附加到数组中,如:

    >>> z.fromfile(open("aa","rb"),2)>>> zarray('b', [1, 2, 3, 10, 11, 11, 1, 2])

    当取数项大于文件数据项时,formfile会产生EOFError异常。

  • 数组对象支持列表中的很多相同函数和方法:len,append等。访问成员的方法也可列表一样,可用下标和分片。

Chapter 4. 控制语句

流程控制是程序设计中一个重要的内容,Python支持三种不同的控制结构:if,for和while。

  • if语句判断表达式是否为真,如果为真则执行指定语句。if语句的格式如下:

    if   EXPRESSION1:         STATEMENT1elif EXPRESSION2:         STATEMENT2else:         STATEMENT3

    如果第一个表达式为真,则执行statement1,否则进行进一步的测试,如果第二个表达式为真则执行statement2,否则执行statement3。

    [Note]  
    注意语句的缩进量要保持一致。在python中没有switch和case语句,我们可通过多重elif来达到相同的效果。

    示例:

    #!/usr/bin/env pythonmytest = raw_input("please input a number:")mytest = int(mytest)if mytest == 10:        print "you input number is ten."elif mytest == 20:        print "you input number is twenty."else:        print "another number."脚本的执行效果:t03:~# python test.pyplease input a number:10you input number is ten.t03:~# python test.pyplease input a number:20you input number is twenty.t03:~# python test.pyplease input a number:777another number.
  • while进行循环控制,它对表达式进行测试,如果为真,则循环执行循环体。格式如下:

    while EXPRESSION:          STATEMENTelse:          STATEMENT

    如果测试为假,则会执行else块。如果循环被中断(break),则else块不会执行。

    示例:

    >>> a = 0>>> while a > 5:...     a = a + 1...     print a... else:...     print "a's value is five"... 12345a's value is five
  • for循环可遍历对象,并可进行迭代操作。语名格式如下:

    for TARGET in OBJECTS:       STATEMENTelse:       STATEMENT

    和while一样,在循环正常退出时,会执行else块。

    示例:

    >>> mylist = "for statement">>> for word in mylist:...     print word... else:...     print "End list"... for statementEnd list
  • 在循环的过程中,我们可使用循环控制语句来控制循环的执行。有三个控制语句,分别是break、continue和pass。它们的作用分别是:

    • break语句会立即退出当前循环,不会执行else块的内容。

      示例:

      >>> mylist = ["zope","python","perl","Linux"]>>> for technic in mylist:...     if technic == "perl":...             break...     else:...             print technic... zopepython
    • continue语句会忽略后面的语句,强制进入下一次循环。

      示例:

      >>> mylist = ["zope","python","perl","Linux"]>>> for technic in mylist:...     if technic == "perl":...             continue...     else:...             print technic... zopepythonLinux
    • pass不做任何事情。

      示例:

      >>> for technic in mylist:...     if technic == "perl":...             pass...     else:...             print technic... zopepythonLinux

Chapter 5. 函数

函数是一个能完成特定功能的代码块,可在程序中重复使用,减少程序的代码量和提高程序的执行效率。在python中函数定义语法如下:

def function_name(arg1,arg2[,...]):    statement[return value]  
[Note]  
返回值不是必须的,如果没有return语句,则Python默认返回值None。

函数名的命名规则:

  • 函数名必须以下划线或字母开头,可以包含任意字母、数字或下划线的组合。不能使用任何的标点符号;

  • 函数名是区分大小写的。

  • 函数名不能是保留字。

Python使用名称空间的概念存储对象,这个名称空间就是对象作用的区域, 不同对象存在于不同的作用域。下面是不同对象的作用域规则:

  • 每个模块都有自已的全局作用域。

  • 函数定义的对象属局部作用域,只在函数内有效,不会影响全局作用域中的对象。

  • 赋值对象属局部作用域,除非使用global关键字进行声明。

LGB规则是Python查找名字的规则,下面是LGB规则:

  • 大多数名字引用在三个作用域中查找:先局部(Local),次之全局(Global),再次之内置(Build-in)。

    >>> a=2>>> b=2>>> def test(b):...     test=a*b...     return test>>>print test(10)20

    b在局部作用域中找到,a在全局作用域中找到。

  • 如想在局部作用域中改变全局作用域的对象,必须使用global关键字。

    #没用global时的情况>>> name="Jims">>> def set():...     name="ringkee"...>>> set()>>> print nameJims#使用global后的情况>>> name="Jims">>> def set1():...     global name...     name="ringkee"...>>> set1()>>> print nameringkee
  • 'global'声明把赋值的名字映射到一个包含它的模块的作用域中。

函数的参数是函数与外部沟通的桥梁,它可接收外部传递过来的值。参数传递的规则如下:

  • 在一个函数中对参数名赋值不影响调用者。

    >>> a=1>>> def test(a):...     a=a+1...     print a...>>> test(a)2>>> a1             # a值不变
  • 在一个函数中改变一个可变的对象参数会影响调用者。

    >>> a=1>>> b=[1,2]>>> def test(a,b):...     a=5...     b[0]=4...     print a,b...>>> test(a,b)5 [4, 2]>>> a1>>> b[4, 2]    # b值已被更改

参数是对象指针,无需定义传递的对象类型。如:

>>> def test(a,b):...     return a+b...>>> test(1,2)   #数值型3>>> test("a","b")   #字符型'ab'>>> test([12],[11])   #列表[12, 11]

函数中的参数接收传递的值,参数可分默认参数,如:

def function(ARG=VALUE)

元组(Tuples)参数:

def function(*ARG)

字典(dictionary)参数:

def function(**ARG)

一些函数规则:

  • 默认值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参数必须在连接参数和默认参数之后。

  • 字典参数必须在最后定义。

Chapter 6. 模块

模块可把一个复杂的程序按功能分开,分别存放到不同文件中,使程序更容易维护和管理。在Python中的模块是一个以.py结尾的Python代码文件。可通过import命令输入,如:

import sys

import会完成以下三个操作:

  • 创建新的名称空间(namespace),该名称空间中拥有输入模块中定义的所有对象;

  • 执行模块中的代码;

  • 创建该名称空间的变量名。

import语句可同时输入多个模块,如:

import os,sys,system

也可写成:

import osimport sysimport system

有些模块的名称很长,我们可在输入时给它起个简单的别名,这样在使用模块中的对象就方便很多,如:

import ftplib as ftp

有时我们可能只想使用模块中某个对象,又不想把整个模块输入,则可以用from...import语句输入特定对象。如:

from ftplib import FTP

这样,我们就可直接使用FTP(),而不用带前缀。

如果装载模块出错,会引发ImportError异常。我们可捕获该异常进行相应处理。

Python脚本和模块都是一个以.py结束的文件,那程序是如何判断一个.py文件是作为脚本还是模块呢?关键是一个名为__name__的变量,如果它的值是__main__,则不能作为模块,只能作为脚本直接运行。所以在很多脚本的最后都有一段类似下面的语句,限制只能以脚本方式运行,不作为模块:

if __name__ == '__main__':    main()

几个功能相近的模块我们可组成一个Python包,存放到一个目录结构中,通过输入包的路径来调用对象。要定义包,就要建一个与包名同名的目录,接着在该目录下创建__init__.py文件。该文件是包的初始化文件,可以为空,也可定义一个代码。例如一个WebDesign包的目录如下:

/WebDesign        __init_.py        design.py        draw.py        ...

我们可通过以下语句输入design模块:

import WebDesign.design

Chapter 7. 类

类是面向对象编程的一个重要概念。通过类的创建和继承,可重用代码,减少代码复杂度。Python是一种面向对象的脚本语言,用class语句可创建类,语法规则如下:

class classnmae([class_parent,...]):      ...      def method():          ......

一个例子:

#!/usr/bin/python#-*- encoding:utf-8 -*-class test:                              #定义一个test类        desc = "这是一个测试类。"        #在类中定义一个属性desc        def __init__(self,name1):        #对象构造函数,初始化类                self.name1 = name1        def show(self,name2):            #在类中定义一个方法show()                print "hello world"                print 'name1:',self.name1                print 'name2:',name2instance = test('这是传递给name1的值')   #生成test类的实例对象instanceprint instance.desc                      #调用类中的desc属性instance.show('这是传递给name2的值')     #调用类中的show()方法

把该脚本命名为test.py,并用chmod +x test.py使脚本有执行的权限 ,运行该脚本结果如下:

debian:~/python# ./test.py这是一个测试类。hello worldname1: 这是传递给name1的值name2: 这是传递给name2的值

这里只是Python语言中类的一个简单介绍。详细介绍可参考网站上自由文档栏目中的Python资料。

Chapter 8. 异常处理

Python的异常处理能力是很强大的,可向用户准确反馈出错信息。在Python中,异常也是对象,可对它进行操作。所有异常都是基类Exception的成员。异常处理的try语法有两种,一种是:

try:   blockexcept [exception,[data...]]:   blockelse:   block

该种异常处理语法的规则是:

  • 执行try下的语句,如果引发异常,则执行过程会跳到第一个except语句。

  • 如果第一个except中定义的异常与引发的异

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