Python基础学习笔记

2020-10-27

字数统计: 11.7k字 | 阅读时长≈ 47分

Python 基础入门学习

Python的一些基础语法学习笔记

一.基本语句

注释： # 单行注释 """ 多行注释 """
print (" ") 输出函数
基本运算符： + - * / //(取整) %(取余) **(幂运算)
变量的定义： 变量名 = 值 (每个变量使用前都必须赋值，变量在赋值以后才会被创造，定义时不需要指定变量类型)
type( ) 查看变量类型函数
input( ) 变量输入函数用法举例： a = input(“输入数字:”) 输入的任何内容的数据类型默认为字符型str
int(a) float(b) 类型转换函数，将a转换为int型，将b转换为float型
格式化输出：

print("格式化字符串" % 变量1)

print("格式化字符串" % (变量1,变量2...))

(%s - 字符串)

(%d - 带符号十进制整数——%06d表示输出六位数，不足地方用0补全)

(%f - 浮点数——%.02f表示小数点后显示两位)

(%% - 输出%)
f-格式化字符串： print(f’ My name is {name} ‘)
转义字符： \n 换行 \t 制表符 ： 1个tab键（4个空格）
结束符：python中的 print 默认以 \n 为结束符，即默认换行，但可自己设置,如： print('hello', end="\t")
标识符由字母、数字、下划线组成，不能以数字开头，不能与关键词重名。标识符区分大小写，命名规则推荐多个单词时全部小写并将每个单词用下划线隔开。

if语句：在Python开发中，Tab和空格一定不能混用！

if 条件1:

    条件1成立时要执行的代码

elif 条件2:
    
    条件2成立时要执行的代码

else:
    
    条件1、2都不成立时执行的代码

if语句训练：猜拳游戏

#if-elif-else训练： 猜拳游戏


import random

player = int(input('请出拳 (0-拳头 1-剪刀 2-布):'))
computer = random.randint(0,2)

#平局
if player == computer:
    print('平局')
#电脑胜
elif ( ((player == 0) and (computer == 2)) or ((player == 1)and(computer == 0)) or ((player == 2)and(computer == 1)) ):
    print('电脑赢了！你个睿智！你连电脑都打不过！')
#玩家胜
else:
    print('你赢了！不容易不容易啊！')

随机数的实现：

导入 random 模块，使用 randint (随机整数) 功如：
1
2
3
import random

num = random.randint(0,2)
(num为0、1、2中的随机一个数)

三目运算符：

1	条件成立时的表达式 if 条件 else 条件不成立时的表达式

如： MaxNum = a if a>b else b

While 循环:

1
2
3

while 条件:

    条件成立时重复执行的代码

注意：计数的初始值习惯写为0

break 和 continue :

break 为终止循环，即不再循环

continue 为退出当前一次循环而直接执行下一次循环，即跳入下一次循环

for 循环:

1
2
3

for 临时变量 in 序列:
    
    重复执行的代码

while 与 else : 如果循环由 break 停止，则else下的代码不执行，for 与 else 的用法与此类似

while 条件:

    条件成立时重复执行的代码

else:

    循环正常结束之后执行的代码

二.基本数据类型

字符串可以用单引号、双引号、三引号括起来，字符串为不可变类型。
python中每个字符串自带下标和索引，可用 str[x] 来精确访问字符串 str 中的某个字符
切片：指对 字符串、列表、元组进行截取其中一部分的操作

语法： 序列[开始位置下标 : 结束位置下标 : 步长]

其中切片不包含结束位置下标对应的数据，即开始位置下标和结束位置下标为 [ ) 的包含形式

下标和步长均可不写或写负数，步长默认为1，若下标开始到结束的方向与步长的方向冲突，则无法选取出数据
字符串的查找： find() 、index() 、count() 、rfind() 、rindex()

find() : 检测某个子串是否包含在这个字符串中，如果存在则返回这个子串开始位置的下标，否则返回-1
1
字符串序列.find( 子串 , 开始位置下标 , 结束位置下标 )
开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找

index() : 与find()函数的用法一样，但如果不存在要查找的子串，则会报错

count() ：返回某子串在该字符串中出现的次数，若不存在则返回0

rfind() 与 rindex() 查找方向为从右侧开始，其功能与 find() 与 index() 相同
字符串的替换 ：replace() 替换
1
字符串序列.replace ( 旧子串、新子串、替换次数 )
注意： replace函数并不会改变原有字符串的数据，修改后的数据是replace函数的返回值
字符串的分割： split() 分割，返回一个列表，丢失分割字符
1
字符串序列.split(分割字符,分割次数)
注意：split函数也不会改变原有字符串数据，修改后的数据为函数返回值
列表的合并：join() 合并，返回一个字符串，添加连接字符
1
连接字符串.join(多字符串组成的列表)
注意： join() 合并是 split() 分割的逆序操作
字符串修改大小写函数：

capitalize() 将字符串第一个字母转换为大写，其余均为小写

title() 将字符串中每个单词的首字母转化成大写，其余均为小写

lower() 将字符串中的大写全部转换为小写

upper() 将字符串中的小写全部转换为大写

例：

initial: brotheR aNd me
capitalize: Brother and me
title: Brother And Me
lower: brother and me
upper: BROTHER AND ME
字符串删除空白字符函数：

lstrip() : 删除字符串左侧空白字符

rstrip() : 删除字符串右侧空白字符

strip() : 删除字符串两侧空白字符

例：

initial: “ brother and me “
lstrip: “brother and me “
rstrip: “ brother and me”
strip: “brother and me”
字符串对齐函数： ljust() 、 rjust() 、center()

返回一个原字符串左/右/中对齐，并用指定字符(默认空格)填充至对应长度的新字符串
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3
4
5
字符串序列.ljust( 长度 , 填充字符 )

字符串序列.rjust( 长度 , 填充字符 )

字符串序列.center( 长度 , 填充字符 )
例：

initial: brother and me
ljust: brother and me—————-
rjust: —————-brother and me
center: ——–brother and me——–
字符串判断开头或结尾函数：

startswith() : 检查字符串是否以指定子串开头，是则返回True，否则返回False。如果设置开始和结束位置下标，则在指定范围内检查
1
字符串序列.startswith(子串，开始位置下标，结束位置下标)
endswith() : 检查字符串是否以指定子串结尾，用法与 startswith()相同
1
字符串序列.endswith(子串，开始位置下标，结束位置下标)
字符串字符类型判断函数：

isalpha() : 如果字符串非空且只包含字母则返回True , 否则返回False

isdigit() : 如果字符串非空且只包含数字则返回True , 否则返回False

isalnum() : 如果字符串非空且只包含数字或字母则返回True, 否则返回False

isspace() : 如果字符串非空且只包含空格则返回True , 否则返回False
列表 : 可以用下标选取指定数据，列表为可变类型。
列表数据查找函数：

index() : 返回指定数据所在位置的下标，若数据不存在则报错
1
列表序列.index(数据, 开始位置下标, 结束位置下标)
count() : 返回指定数据在该列表出现的次数，若数据不存在则返回0
1
列表序列.count(数据)
len() : 返回列表的长度，即列表中数据的个数
1
len(列表序列)
判断列表中是否存在指定数据：

in : 判断指定数据在某个序列的存在，存在返回True，否则返回False
1
'指定数据' in 列表序列
not in : 与 in 的用法相同，返回结果相反
列表数据增加函数：

append() : 列表结尾追加数据，若数据为一个序列，则直接追加整个序列到列表的结尾位置
1
列表序列.append(数据)
extend() : 列表结尾追加数据，若数据为一个序列，则将序列的数据逐一添加到列表，若数据为字符串，则将单独的每个字符逐一添加到列表
1
列表序列.extend(数据)
insert() : 指定位置新增数据，增添方式与 append() 相同
1
列表序列.insert(位置下表,数据)
列表数据删除函数：

del 目标(列表名或列表指定下标数据)

pop() : 删除指定下标的数据(默认为最后一个)，并返回该数据。
1
列表序列.pop(下标)
remove() : 移除列表中某个数据的第一个匹配项，若匹配失败则报错
1
列表序列.remove(数据)
clear() : 清空列表中的所有数据
1
列表序列.clear()
列表数据修改函数：

修改指定下标数据： 列表序列[下标] = 数据

reverse() : 将列表数据的顺序逆置
1
列表序列.reverse()
sort() : 对列表的数据进行排序
1
列表序列.sort( key = None, reverse = False)
注意： reverse = True 降序 reverse = False 升序(默认)
列表数据复制函数：

copy() : 列表数据复制
1
新列表序列 = 原列表序列.copy()
即将原列表的数据复制到新列表中

列表的循环遍历：

while循环方法 :

i = 0

while i < len(list):

    print(list[i])

    i += 1

for循环方法 :

1
2
3

for i in list:

    print(i)

列表嵌套：指一个列表里包含了其他的子列表。

例： List = [ ['a' , 'b' , 'c'] , ['1' , '2' , '3'] , ['&' , '$' , '%'] ]

列表综合训练：

#将8位老师随机分配到3个办公室中
import random
teacher = ['a1','a2','a3','a4','a5','a6','a7','a8']
room = [[],[],[]]
for i in teacher:
    n = random.randint(0,2)
    room[n].append(i)
print(room)

i = 1
for r in room:
    print(f'办公室{i}的人数是{len(r)},他们分别为：',end = '\t')
    for name in r:
        print(name,end = '\t')
    print()
    i += 1

元组：一个元组可以存储多个数据(与列表相同)，但元组内的数据是不能修改的。

元组名 (数据1 , 数据2 , 数据3)

注意：如果定义的元组只有一个数据，那么需要添加逗号，凑则数据类型为该数据类型，而不是元组(tuple) 数据类型，如 tuple = (‘x’ , )
元组的常见操作：

按下标查找数据 ：如tuple1[0] 、 tuple1[1]等

index() : 查找某个数据，用法与字符串、列表的index相同

count() : 统计某个数据在当前元组出现的次数

len() : 统计元组中的数据个数
元组数据的修改：

元组内的直接数据如果修改则立即报错

如果元组里面有列表，可直接修改列表内的数据，如 (‘abc’ , ‘qwe’ , [‘123’ , ‘456’ , ‘789’] , ‘jkl’) 元组就可以修改其中的 ‘123’ , ‘456’ , ‘789’ 数据
字典：字典里的数据是以键值对形式存储的。字典为可变类型。

特点：符号为大括号，数据为键值对形式出现，各个键值对之间用逗号隔开。
1
dict1 = { '键1' : '值1' , '键2' : '值2' , '键3' : '值3' }
空字典除了可以用空大括号创建，也可以用函数创建: dict2 = dict()
字典常见操作：

增 / 改： 字典序列[‘key’] = 值

注意：如果key存在则修改该键对应的值，如果key不存在则新增此键值对

删：

del(dict) 删除字典

del dict['Key'] 删除字典中指定键值对

dict.clear() 清空字典

查：

按key值写法直接查找： 字典序列[‘键’]

按函数写法查找： get() keys() values() items()

get() : 获取某个键对应的值
1
字典序列.get(key , 默认值)
注意：若当前查找的key不存在则返回默认值，若默认值省略不写则返回None

keys() : 获取字典中所有的key，并返回可迭代对象
1
字典序列.keys()
values() : 获取字典中所有的values，并返回可迭代对象
1
字典序列.values()
items() : 获取字典中所有的键值对(key 和 values)，并返回可迭代对象，里面的数据是元组
1
字典序列.items()

字典的循环遍历：

遍历字典的Key：

1 2	for key in dict1.keys(): print(key)

遍历字典的Value：

1 2	for value in dict1.values(): print(value)

遍历字典的元素：

1 2	for item in dict1.items(): print(item)

遍历字典的**键值对(拆包)**：

1 2	for key, value in dict1.items(): print(f'{key} = {value}')

集合：创建集合可使用 {} 或 set() ，但是如果要创建空集合只能使用 set() , 因为使用 {} 会创建空字典。

集合数据特点：集合里面的数据会自动去重，不允许重复；集合里面的数据没有顺序，且不支持下标。集合是可变类型。
集合的创建：

直接创建： s1 = {10 , 20 , 30 , 40 , 50}

使用set()创建： s2 = set('brother')

创建空集合： s3 = set()
集合中数据的常见操作：

增加数据： add() update()

集合.add(数据) 增加单个数据，要增加的数据在原集合中存在的话，不进行任何操作

集合.update(数据列表) 在集合中增加数据序列

删除数据： remove() discard() pop()

集合.remove(数据) 删除集合中的指定数据，如果数据不存在则会报错

集合.discard(数据) 删除集合中的指定数据，如果数据不存在也不会报错

集合.pop() 随即删除集合中的某个数据，并返回这个数据

查找数据： in 判断数据在集合序列 not in 判断数据不在集合序列
公共操作：运算符、公共方法、容器类型转换

运算符:

+ 合并，支持字符串、列表、元组

* 复制，支持字符串、列表、元组

in 元素是否存在，支持字符串、列表、元组、字典

not in 元素是否不存在，支持字符串、列表、元组、字典

公共方法:

len() 计算容器中元素个数

del() 删除元素

max() 返回容器中元素的最大值

min() 返回容器中元素的最小值

range(start,end,step) 生成从start到end的数字(其中不包含end数字)，步长为step，供for循环使用

enumerate() 将一个可遍历的数据对象(列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在for循环中
1
enumerate(可遍历对象, start=0)
容器类型转换:

tuple(序列): 将某个序列转换成元组

list(序列): 将某个序列转换成列表

set(序列): 将某个序列转换成集合

推导式(生成式): 列表推导式、字典推导式、集合推导式

作用：化简代码

列表推导式：用一个表达式创建一个有规律的列表或控制一个有规律列表。

创建0-10的列表：

1	list = [i for i in range(10)]

创建0-10的偶数列表：

1	list = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]

多个for循环列表：

1	list = [(i , j) for i in range(3) for j in range(3)]

字典推导式：快速合并列表为字典或提取字典中目标数据

赋值体验：

1	dict = {i:i*2 for i in range(1,5)}

将两个列表合并为字典：

list1 = ['name' , 'age' , 'gender']

list2 = ['Tom' , 20 , 'man']

dict = { list1[i] : list2[i] for i in range(len(list1)) }

提取字典中目标数据：

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counts = {'a' : 150 , 'b' : 200 , 'c' : 250}

count = {key : value for key , value in counts.items() if value >= 200}

集合推导式：

1 2	list = [1,1,2] set = {i * 2 for i in list}

三.函数

函数：

def 函数名(参数):

“”” 说明文档内容 “””

代码1

代码2

…….

注意：参数可有可无，必须先定义后使用

函数中return之后的代码并不会执行

help(函数名) 查看函数解释说明的信息
函数（二）：

局部变量：只在函数体内部生效的变量

全局变量：指在函数体内、外都能生效的变量

在函数体内部修改全局变量：在函数体内部用 global 声明变量为全局变量后修改

函数有多个返回值时： return 后面可以直接书写元组、列表、字典，返回多个值

位置参数：调用函数时根据函数定义的参数位置来传递参数，传递和定义参数的顺序及个数必须一致

关键字参数：函数调用时，通过“键=值”的形式加以指定传参，关键字参数之间不存在先后顺序

缺省参数：也叫默认参数，用于在定义函数时为参数提供默认值，调用函数时可以不传入有默认值的参数。在定义和调用函数时，位置参数必须在缺省参数之前

不定长参数：也叫可变参数，用于不确定调用时会传递多少个参数的场景，可用包裹位置参数或包裹关键字参数来进行参数传递

包裹位置传递(元组)：
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2
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def 函数名( *args ):
print( args )

函数名( 'abc' , 123 )
包裹关键字传递(字典)：
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2
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def 函数名( **kwargs):
print( kwargs )

函数名( a = 'abc' , b = 123)
包裹位置传递和包裹关键字传递都是一个组包的过程，即收集零散数据并组成一个元组或字典

返回值拆包：

元组： return 10, 20 num1, num2 = 函数即得到num1 = 10 , num2 = 20

字典：对字典拆包，得到的是字典的key
交换变量值：

方法一：借助第三变量存储数据

方法二： a, b = b, a
引用：在python中，值是靠引用来传递的

可以用 id() 来判断两个变量是否为同一个值的引用。可以将id理解为那块内存的地址标识。
可变类型与不可变类型：

可变类型：列表(list)、字典(dict)、集合(set)

不可变类型：整型、浮点型、字符串、元组

函数加强应用—学员管理系统：

#定义功能界面函数
def print_info():
    """函数功能界面"""
    print('---select---')
    print('1.add')
    print('2.delete')
    print('3.modify')
    print('4.query')
    print('5.show all')
    print('6.exit')
    print('----end----')

#定义列表等待存储学员信息
info = []

#添加学员信息函数
def add_info():
    """学员添加函数"""
    new_name = input('input name:')
    new_id = input('input id:')
    new_tel = input('input telephone:')

    global info

    for i in info:
        if new_name == i['name']:
            print('name exists!')
            #return 退出当前函数，不执行下面添加信息的代码
            return

    info_dict = {}
    info_dict['name'] = new_name
    info_dict['id'] = new_id
    info_dict['tel'] = new_tel
    info.append(info_dict)
    print('add successful!')

#删除学员信息
def del_info():
    """学员删除函数"""
    del_name = input('input name:')

    global info

    for i in info:
        if del_name == i['name']:
            info.remove(i)
            print('delete successful!')
            break
    else:
        print('name does not exist!')

#修改学员信息
def modify_info():
    """学员信息修改函数"""
    modify_name = input('input name:')

    global info

    for i in info:
        if modify_name == i['name']:
            i['tel'] = input('input new telephone:')
            print('modify successful!')
            break
    else:
        print('name does not exist!')


#查询学员信息
def search_info():
    """查询信息函数"""
    search_name = input('input name:')

    global info

    for i in info:
        if search_name == i['name']:
            print('---Message---')
            print(f"The name is {i['name']}, The id is {i['id']}, The telephone is {i['tel']}。")
            break
    else:
        print('name does not exist!')

#展示所有学员信息函数
def showall_info():
    """展示信息函数"""
    print('name\tid\ttelephone')

    global info

    for i in info:
        print(f"{i['name']}\t{i['id']}\t{i['tel']}")

while True:
    #1.显示功能界面
    print_info()

    #2.用户输入功能序号
    user_num = int(input('your choice:'))

    #3.按照用户输入的功能序号，执行不同的功能（函数）
    if user_num == 1:
        add_info()

    elif user_num == 2:
        del_info()

    elif user_num == 3:
        modify_info()

    elif user_num == 4:
        search_info()

    elif user_num == 5:
        showall_info()

    elif user_num == 6:
        exit_flag = input('are you sure? Y/N')
        if exit_flag == 'Y':
            break
    else:
        print('Error!')

递归：

特点：函数内部自己调用自己、必须有出口。

#递归函数求1~n的累加和
def num(n):
    #出口
    if n == 1:
        return 1
    #函数内部自己调用自己
    return n+num(n-1)

若没有出口，则报错提示超出最大递归深度（996）。

lambda表达式（匿名函数）：

应用场景： 化简代码。如果一个函数只有一个返回值，并且只有一句代码，可以使用lambda简化。

1	lambda 参数列表: 表达式

lambda表达式的参数列表可有可无，函数的参数在lambda表达式中完全适用。

lambda表达式能够接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值。

#计算 a+b 的lambda实现
fn = lambda a,b: a+b
print(fn(1,2))
#输出结果： 3

lambda的参数形式：无参、有参、缺省参数（默认）、可变参数*args、可变参数**kwargs。

#无参
fn1 = lambda : 100

#有参
fn2 = lambda a: a

#缺省参数
fn3 = lambda a,b,c=100: a+b+c

#可变参数 *args(元组)
fn4 = lambda *args: args

#可变参数 *kwargs(字典)
fn5 = lambda **kwargs: kwargs

lambda的应用：

#1.带判断的lambda
fn1 = lambda a,b: a if a>b else b  #两个数比大小

fn2 = lambda n: n+fn2(n-1) if n != 1 else 1  #递归求1~n的累加和


#2.列表数据按字典key的值排序
students = [
    {'name':'Tom','age':19},
    {'name':'Alice','age':20},
    {'name':'Hack','age':18}
]

students.sort(key=lambda n: n['name'])  #按照名字首字母升序排序

students.sort(key=lambda n: n['age'], reverse=True)  #按照年龄降序排序

高阶函数：

把函数作为参数传入，这样的函数称为高阶函数（即复合函数）。

测试用到的小函数：

**abs()**：对数字求绝对值

**round()**：对数字进行四舍五入
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def sum(a, b, f):
return f(a)+f(b)

result1 = sum(3.14, -2.8, abs)
result2 = sum(3.14, -2.8, round)

#lambda表达式改写
sum = lambda a,b,f: f(a)+f(b)
Python内置高阶函数： map()、reduce()、filter()。

map(func, list) ：将传入的函数变量func作用到列表变量list中的每个元素中，并将结果组成新的列表(python2)/迭代器(python3)返回。

#计算list1序列中各个数字的三次方
list1 = [1,2,3,4,5]

def func(x):
    return x ** 3

result = map(func, list1) #此时result为map返回的迭代器
print(result)  #将返回迭代器result的地址
print(list(result))  #[1, 8, 27, 64, 125]

reduce(func, list)：functools模块中的一个高阶函数，其中func必须有两个参数。每次func结算的结果继续和序列的下一个元素做累积计算。

#计算list2序列中各个数字的累加和
import functools  #导入模块

list2 = [1,2,3,4,5]

def func(a,b):
    return a+b

result = functools.reduce(func,list2)

print(result)  #15

filter(func, list)：用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，并返回一个filter对象。可用 list() 转换为列表。

#过滤list3序列中所有的偶数，只留下奇数
list3 = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]

def func(x):
    return x%2 != 0

result = filter(func,list3)

result = list(result)
print(result)  #[1,3,5,7,9]

四.文件操作

文件操作：

作用：把一些内容（数据）存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候直接使用，而不必重新制作一份，省时省力。

文件操作步骤：打开文件、读写等操作、关闭文件。

open()：打开一个已经存在的文件，或创建一个新文件。

f = open(name, mode)

#name: 是要打开的目标文件名的字符串（可以包含文件所在的具体路径）
#mode: 设置打开文件的模式（访问模式）:只读、写入、追加等
#此时f为name文件的文件对象，可通过f执行之后的读写等操作

主访问模式	描述
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式（访问模式未指定时，即为只读模式）。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
(b)	以二进制形式读取
(+)	可读可写

访问模式r+、w+、a+的区别：

r+ ：没有该文件则报错，文件指针在开头故能读取数据

w+ ：没有该文件会新建，文件指针在开头并会用新内容覆盖原有内容，故无法读取文件内原有的数据

a+ ：没有该文件会新建，文件指针在结尾故不能读取数据

写入内容：write()

1	文件对象.write('内容')

读取内容：read()、readlines()、readline()。

文件对象.read(num)
#num 表示要从文件中读取的数据的长度。不写则默认读取所有数据。其中换行符'\n'会占一位

文件对象.readnlines()
#按照行的方式把整个文件的内容进行一次性读取，并返回一个列表，其中每一行数据为一个元素

文件对象.readline()
#一次读取一行内容、重复调用readline()则依次读取文件中每一行的内容

移动文件指针：seek()

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3

文件对象.seek(偏移量，起始位置)

#起始位置参数： 0开头 1当前 2结尾

应用：

#使用 a 访问模式打开文件，通过改变文件指针位置来读取数据
f = open('test.txt','a')

f.seek(0,0)  #此时可简写为 f.seek(0)
con = f.read()

f.close()

文件备份案例：

#用户输入当前目录下任意文件名，程序完成对该文件的备份功功能（备份文件名为 xx[备份].后缀）

#1.接收用户输入的文件名
old_name = input('input yoru backup file name:')

#2.规划备份文件名
index = old_name.rfind('.')  #文件名中'.'的位置
if index > 0:  #判断文件名，防止出现'.txt'类的无效文件名
    postfix = old_name[index:]

new_name = old_name[:index] + '[备份]' + postfix  #利用字符串的切片重新规划备份文件名

#3.备份文件写入数据
old_f = open(old_name,'rb')
new_f = open(new_name,'wb')

while True:  #循环读取，防止文件过大时卡死
    con = old_f.read(1024)
    if len(con) == 0:  #读取完成时
        break
    new_f.write(con)

new_f.close()
old_f.close()

文件和文件夹的操作：

模块：使用 os 模块

import os

#1.文件操作
#文件重命名，也可以重命名文件夹
os.rename(目标文件名或路径, 新文件名)

#文件删除，也可以删除文件夹
os.remove(目标文件名)

#2.文件夹操作
#创建文件夹
os.mkdir(文件夹名字)

#删除文件夹
os.rmdir(文件夹名字)

#3.目录操作
#获取当前目录
os.getcwd()

#改变当前默认目录
os.chdir(目录文件夹)

#获取目录列表
os.listdir(目录文件夹)

文件和文件夹操作应用案例：

 #批量修改文件名，既可添加指定字符串，又能删除指定字符串

import os

#构造条件数据
flag = input('输入操作类型（1为添加，2为删除）：')

#构造指定字符串
str = input('请输入指定字符串：')

#找到所有文件
file_list = os.listdir()

#添加或删除指定字符串
for i in file_list:
    if flag == '1':
        new_name = str + i
    elif flag == '2':
        num = len(str)
        new_name = i[num:]
    else:
        print('操作模式输入错误！')
        break
    #重命名
    os.rename(i, new_name)

五.面向对象

类是对一系列具有相同特征和行为的事物的统称，是一个抽象的概念，不是真实存在的事物。对象是由类创建出来的真实存在的事物。

#创建类
class 类名():  #类名要满足标识符命名规则，同时遵循大驼峰命名习惯
    代码
    ......
	def 函数名(self):  #self指调用该函数的对象
        代码

#创建对象
对象名 = 类名()

类外面添加对象属性：

1	对象名.属性名 = 值

类外面获取对象属性：

对象名.属性名

类里面获取对象属性：

self.属性名

综合实例：

class Washer():
    def wash(self):
        print('wash the clothes!')
    def get_size(self):
        print(f'此洗衣机的尺寸是{self.width} X {self.height}')

haier1 = Washer()
haier1.width = 500
haier1.height = 300

haier2 = Washer()
haier2.width = 600
haier2.height = 400

print(haier1.width)
haier1.get_size()
haier2.get_size()

魔法方法： __init__() 、 __str__()、__del__()。

#1. __init__() 初始化对象。
#创建对象时默认被调用；不需开发者传递self参数，python解释器会自动把当前对象引用传递过去。

class washer():
    def __init__(self,width,height):
        self.width = width
        self.height = height

    def print_info(self):
        print(f'{self.width} X {self.height}')

h = washer(500,800)
h.print_info()
#输出结果 500 X 800

#2. __str__() 使得用print输出对象时，输出该方法中return的数据,而不再输出对象的内存地址。

    def __str__(self):
        return "这是洗衣机对象！"
    
print(h)
#输出结果 这是洗衣机对象！

#3. __del__() 当删除对象时，python解释器会默认调用__del__()方法

    def __del__(self):
        print(f'{self}对象已经被删除！')
     
del h
#输出结果 <__main__.washer object at 0x000002531DF744F0>对象已经被删除！

两个案例：

烤地瓜

#需求：1.被烤时间和地瓜状态相对应  2.用户可按意愿添加调料

class SweetPotato():

    def __init__(self):
        self.cook_time=0
        self.cook_state='生的'
        self.condiments=[]

    def cook(self, time):
        if time >=0:
            self.cook_time += time
            if 0<= self.cook_time < 3:
                self.cook_state = '生的'
            elif 3 <= self.cook_time < 5:
                self.cook_state = '半生不熟'
            elif 5 <= self.cook_time < 8:
                self.cook_state = '熟了'
            elif self.cook_time >= 8:
                self.cook_state = '糊了!'
        else:
            print('时间刺客？！')

    def add_condiment(self, con):
        self.condiments.append(con)

    def __str__(self):
        return f'这个地瓜烤了{self.cook_time}分钟，状态是{self.cook_state}，添加的调料有{self.condiments}'

p = SweetPotato()
p.add_condiment('番茄酱')
print(p)
p.cook(8)
p.add_condiment('芥末')
print(p)

# 这个地瓜烤了0分钟，状态是生的，添加的调料有['番茄酱']
# 这个地瓜烤了8分钟，状态是糊了!，添加的调料有['番茄酱', '芥末']

搬家具

#需求 将小于房子剩余面积的家具摆放到房子中

class Furniture():
    def __init__(self,name,area):
        self.name = name
        self.area = area

class House():
    def __init__(self,adress,area):
        self.adress = adress
        self.area = area
        self.free_area = area
        self.furniture = []

    def add_furniture(self,item):
        if self.free_area >= item.area:
            self.furniture.append(item.name)
            self.free_area -= item.area
        else:
            print('家具太大，剩余面积不足，无法容纳')

    def __str__(self):
        return f'这个房子的地址是{self.adress}，总面积是{self.area}，当前剩余面积是{self.free_area}，家具有{self.furniture}'

bed = Furniture('双人床',6)
sofa = Furniture('沙发',10)
court = Furniture('高尔夫球场',1000)
house = House('陆家嘴',200)
print(house)
house.add_furniture(bed)
house.add_furniture(sofa)
house.add_furniture(court)
print(house)

#这个房子的地址是陆家嘴，总面积是200，当前剩余面积是200，家具有[]
#家具太大，剩余面积不足，无法容纳
#这个房子的地址是陆家嘴，总面积是200，当前剩余面积是184，家具有['双人床', '沙发']

继承： Python面向对象的继承指的是多个类之间的所属关系，即子类默认继承父类的所有属性和方法，具体如下：

#定义父类A
class A(object):
    def __init__(self):
        self.num = 1
        
    def infor_print(self):
        print(self.num)
        
#定义子类B，继承父类A
class B(A):
    pass

#创建对象，验证对象继承
result = B()
result.info_print()

在python中，所有类默认继承object类，object类是顶级类或基类；其他子类叫派生类。

拓展：python2中的经典类和 python3中的新式类

#经典类(不由任意内置类型派生出的类)
class 类名:
    代码
    ......
    
#新式类
class 类名(object):
    代码
    ......
    
#在今后的学习和运用中，统一使用新式类

单继承：一个子类继承一个父类，这种单一的继承关系称为单继承。

多继承：一个子类同时继承多个父类。

1 2	class 子类(父类A,父类B,父类C) #当两个父类中的属性和方法有同名时，优先继承第一个父类中的同名属性和方法，即继承A类。

子类重写父类同名属性与方法：在子类中可以重写与父类中同名的属性和方法。子类创建的对象调用属性和方法时，会调用子类中重写的属性和方法。

拓展： __mro__顺序方法查看类的继承层级顺序。

1	print(类名.__mro__)

子类调用父类同名属性和方法：在子类中重写了父类中同名属性与方法的情况下，调用父类中的同名属性和方法。

class 子类B(父类A):
    def 同名方法(self):
        #如果之前调用了父类的属性和方法，则父类属性会覆盖子类属性，故在调用子类属性前，先调用子类自己的初始化
        self.__init__(self)
        代码
        
    def 调用父类方法(self):
        #调用父类方法，为保证调用到的属性也是父类的属性，必须在调用方法前调用父类的初始化
        父类A.__init__(self)
		父类A.同名方法(self)

多层继承：一般指大于两层的继承关系。

class A(object):
	...
    
class B(A):
    ...
    
class C(B):  #多层继承
    ...

super()调用父类方法：自动查找父类，直接调用父类的属性方法，调用顺序遵循__mro__类属性的顺序。

class A(object)
class B(A)

class C(B):
    #方法一：原始方法
    def useAB(self):
        A.__init__(self)
        A.同名方法(self)
        B.__init__(self)
        b.同名方法(self)
        
    #方法二：super()方法
    #方法2.1 super(当前类名,self).函数()
    def useAB(self):
        super(C,self).__init__()
        super(C,self).同名方法() 
        #此时会调用父类B的方法;若想调用A类的方法，需要在B类的同名方法中添加同样的super方法代码来调用A类
        
    #方法2.2 super().函数()
    def useAB(self):
        super().__init__(self)
        super().同名方法()
        #同样调用父类B的方法;无法直接调用父类的父类A的属性和方法

私有权限

设置私有属性和方法：在属性名和方法名前面加上两个下划线。

私有属性和私有方法只能在类内访问和修改，即子类无法继承或直接访问父类的私有属性和方法。

class A(object):
    def __init__(self):
        self.name = 'A'
        self.__money = 99999  #私有属性
    
    def __CostMoney(self,money):  #私有方法
        self.__money -= money

获取和修改私有属性值：可在类内定义公有函数来获取和修改私有属性值，在类外调用该函数来实现获取和修改私有属性功能。

#一般在类内用函数名get_xx来获取私有属性，用set_xx来修改私有属性
class A(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 99999
        
    def get_money(self):
        return self.__money
    
    def set_money(self,new_money):
        self.__money = new_money
        
class B(A):
    pass

b = B()

b.get_money()  #成功获取父类中的私有属性
b.set_money(0)  #成功修改父类中的私有属性

多态：一种使用对象的方式，子类重写父类方法，调用不同子类对象的相同父类方法，可以产生不同的执行结果。即传入不同的对象，产生不同的结果。
类属性和实例属性：类属性即类所拥有的属性，它为该类所有对象共有。类属性可以用 类对象 或 实例对象 访问。

类属性只能通过类对象修改。
1
2
#修改类属性
类名.属性 = 值

类方法：需要用装饰器 @classmethod 来标识其为类方法，类方法第一个参数必须是类对象，一般以 cls 作为第一个参数。

class A(object):
    __num = 777
    
    @classmethod
    def get_num(cls):
        return cls.__num
    
obj = A()
print(obj.get_num())

静态方法：通过装饰器 @staticmethod 进行修饰，静态方法即不需要传递类和对象的方法，有利于减少不必要的内存占用和性能消耗。
1
2
3
4
class A(object):
@staticmethod
def info_print():
print('这是A类')

六.异常

异常的定义：解释器检测到错误时无法继续执行，并出现一些错误的提示，这就是所谓的异常。

异常的作用：使得解释器检测到错误时，转而执行另一句没错误的语句，使得程序不因一个错误而停止下来。

基本写法：

try:
    可能发生错误的代码
except:
    出现异常时执行的代码
else:
    没有异常时执行的代码
finally:
	无论是否异常都要执行的代码

体验案例：

#需求：尝试以r模式打开文件，若文件不存在(发生错误)，则以w方式打开
try:
    f = open('test.txt','r')
except:
    f = open('test.txt','w')

捕获指定异常：

try:
    print(num)
except (NameError, ZeroDivisionError) as result:
    print(result)  #捕获的异常描述信息
    num = 777
    print(num)
   
#若尝试执行代码的异常类型和要捕获的异常类型不一致，则无法捕获异常
#一般try下方只放一行尝试执行的代码

捕获所有异常：利用 Exception 类

#Exception是所有程序异常类的父类
try:
    可能错误的代码
except Exception as result:
    print(result)

异常中的 else 和 finally:

try:
    f = open('test.txt','r')
except Exception as result:
    f = open('test.txt','w')
    print(result)
else:  # try 下方的代码无异常时执行的代码
    print('代码没有异常和错误')
finally:  #无论有无异常都要执行的代码，如关闭文件
    f.close()

异常的传递：

import time
try:
    f = open('test.txt') #默认打开模式为只读
    #尝试循环读取内容
    try:
        while True:
            con = f.readline()
            #无内容时退出循环
            if len(con) == 0:
                break
            time.sleep(2)
            print(con)
    except:
        #在命令提示符中按下 Ctrl+C 终止程序
        print('程序被意外终止')
except:
    print('文件不存在')

自定义异常：抛出自定义异常的语法为raise 异常类对象

#自定义异常类，继承Exception
class ShortInputError(Exception):
    def __init__(self,length,min_length):
        self.length=length
        self.min_length=min_length

    #设置抛出异常的描述信息
    def __str__(self):
        return f'输入长度为{self.length},不能少于{self.min_length}个字符'

def main():  #封装代码
    try:
        con = input('请输入密码: ')
        if len(con) < 6:
            raise ShortInputError(len(con),6)
    except Exception as result:
        print(result)
    else:
        print('密码输入完成')
        
main()

七.模块

了解模块：Python模块(Module)，是一个Python文件，包含了Python对象定义和语句。

导入和调用模块：

#导入及调用模块

#写法一
import 模块名  #导入模块中的所有代码
模块名.功能名()

#写法二
from 模块名 import 功能1,功能2...  #单个调用某功能
功能名()   #即不需要在功能前写 "模块名."

#写法三
from 模块名 import *
功能名()  

#一般用第一种写法

利用as定义别名：定义别名后，使用时要用定义的别名

#模块定义别名
import 模块名 as 别名

#功能定义别名
from 模块名 import 功能 as 别名

制作模块：模块名字就是py文件的名字。自定义模块名必须要符合标识符命名规则。

#只会在当前文件中调用下列测试代码，其他导入的文件内不符合该条件，也就不会执行测试代码
# __name__ 是系统变量，是模块的标识符。如果在自身模块里，则其值为 '__main__';否则是所在模块的名字
if __name__ == '__main__':
    测试模块功能代码

模块定位顺序：当导入一个模块，Python解释器对模块位置的搜索顺序是：

当前目录 > 搜索在shell变量PYTHONPATH下的每个目录 > 操作系统的默认python路径

注意：

自己的文件名不要和已有模块名重复，否则模块功能无法使用。

使用from 模块名 import 功能时，若功能名字重复，则调用最后定义的或最后导入的功能。

当使用 import 模块名 的写法调用模块时，不需要担心功能名重复。
__all__列表：如果一个模块文件中有__all__ 变量列表，当使用from 模块名 import *导入该模块时，则只能导入__all__列表中的元素。

包：包将有联系的模块组织在一起，放到同一个文件夹下，并且在这个文件夹内自动生成一个名字为__init__.py的文件，这个文件控制着包的导入行为。

创建包：在Pycharm中 New -> Python Package -> 输入包名 - > [OK] 即可新建一个包。

导入包：

#方法一
import 包名.模块名
包名.模块名.功能

#方法二
#注意，必须在 __init__.py 文件中添加 __all__ = [] 来控制允许导入的模块列表
from 包名 import *
模块名.功能

八.面向对象综合实例

#使用面向对象编程思想完成学员管理系统的开发

#为了方便维护代码，一般一个角色一个程序文件
#项目要有主程序入口，习惯为main.py

#系统要求：学员数据存储在文件中
#系统功能：添加学员、删除学员、修改学员信息、查询学员信息、显示所有学员信息、保存学员信息、退出系统等功能


#student.py
#学员类
class Student(object):
    def __init__(self,name,gender,tel):
        #姓名、性别、手机号
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.tel = tel

    def __str__(self):
        return f'{self.name},{self.gender},{self.tel}'


#mangerSystem.py
#存储数据的: student.data
#存储数据的形式: 列表存储学员对象
#系统功能: 添加、删除、修改、查询、显示、保存学员信息

#管理系统类
class StudentManager(object):
    def __init__(self):
        #存储数据所用列表
        self.student_list = []

    #一. 程序入口函数，启动程序后执行的函数
    def run(self):
        #1. 加载学员信息
        self.load_student()

        while True:
            #2. 显示功能菜单
            self.show_menu()
            #3. 用户输入目标功能序号
            menu_num = int(input('请输入您需要的功能序号: '))

            #4. 根据用户输入的序号执行相应功能
            if menu_num == 1:
                # 添加学员
                self.add_student()

            elif menu_num == 2:
                # 删除学员
                self.del_student()

            elif menu_num == 3:
                # 修改学员信息
                self.modify_student()

            elif menu_num == 4:
                # 查询学员信息
                self.search_student()

            elif menu_num == 5:
                # 显示所有学员信息
                self.show_menu()

            elif menu_num == 6:
                # 保存学员信息
                self.save_student()

            elif menu_num == 7:
                # 退出系统 - 退出循环
                break

    #二. 系统功能函数
    #2.1 显示功能菜单 -- 静态方法
    @staticmethod
    def show_menu():
        print('请选择如下功能: ')
        print('1.添加学员')
        print('2.删除学员')
        print('3.修改学员信息')
        print('4.查询学员信息')
        print('5.显示所有学员信息')
        print('6.保存学员信息')
        print('7.退出系统')

    #2.2 添加学员
    def add_student(self):
        #1. 用户输入
        name = input('请输入姓名: ')
        gender = input('请输入性别: ')
        tel = input('请输入手机号: ')

        #2. 创建学员对象 -- 先导入student.py模块
        student = Student(name,gender,tel)

        #3. 将对象添加到学员列表
        self.student_list.append(student)

    #2.3 删除学员
    def del_student(self):
        #1. 用户输入目标学员姓名
        del_name = input('请输入要删除的学员姓名:')

        #2. 如果用户输入的目标学员存在则删除，否则提示不存在
        for i in self.student_list:
            if i.name == del_name:
                self.student_list.remove(i)
                break
        else:
            print('查无此人!')

    #2.4 修改学员信息
    def modify_student(self):
        #1. 用户输入目标学员姓名
        modify_name = input('请输入要修改的学员姓名: ')

        #2. 如果用户输入的目标学员存在，则修改信息，否则提示不存在
        for i in self.student_list:
            if i.name == modify_name:
                i.name = input('请输入学员姓名: ')
                i.gender = input('请输入学员性别: ')
                i.tel = input('请输入学员手机号: ')
                print('修改成功!')
                break
        else:
            print('查无此人!')

    #2.5 查询学员信息
    def search_student(self):
        #1. 用户输入目标学员姓名
        search_name = input('请输入要查询的学员姓名: ')

        #2. 若存在，打印学员信息，否则提示不存在
        for i in self.student_list:
            if i.name == search_name:
                print(f'姓名{i.name}，性别{i.gender}，手机号{i.tel}')
                break
        else:
            print('查无此人!')

    #2.6 显示所有学员信息
    def show_student(self):
        print('姓名\t性别\t手机号')
        for i in self.student_list:
            print(f'{i.name}\t{i.gender}\t{i.tel}')

    #2.7 保存学员信息
    def save_student(self):
        # 拓展 __dict__方法，以字典方式返回类和对象内的属性
        #1. 打开文件
        f = open('student.data','w')

        #2. 文件写入学员数据 - 先将学员对象数据转换成列表字典数据再做存储
        new_list = [i.__dict__ for i in self.student_list]
        # 文件内数据要求为字符串类型，故要先转换数据类型为字符串才能写入文件
        f.write(str(new_list))

        #3. 关闭文件
        f.close()

    #2.8 加载学员信息
    def load_student(self):
        #尝试以"r"模式打开数据文件，有异常则用"w"模式打开;存在则读取数据
        try:
            f = open('student.data','r')
        except:
            f = open('student.data','w')
        else:
            #1. 读取数据
            data = f.read()

            #2. 先将文件中的 字符串型字典数据 转换为 对象数据 后再存储到学员列表
            new_list = eval(data)
            self.student_list = [Student(i['name'],i['gender'],i['tel']) for i in new_list]

        finally:
            #3. 关闭文件
            f.close()

#main.py

#导入模块
#from managerSystem import *

#启动管理系统
#if __name__ == '__main__':
student_manager = StudentManager()
student_manager.run()

本文作者： Squidward
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