Python基础语法笔记

数据类型

1.整数

Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在Python程序中，整数的表示方法和数学上的写法一模一样，例如：1，100，-8080，0，等等。

计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用0x前缀和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。

2. 浮点数

浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，比如，1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮点数可以用数学写法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5，等等。

整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的，整数运算永远是精确的（除法难道也是精确的？是的！），而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

3. 字符串

字符串是以”或”“括起来的任意文本，比如’abc’，”xyz”等等。”或”“本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串’abc’只有a，b，c这3个字符。

4. 布尔值

布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False，在Python中，可以直接用True、False表示布尔值（注意大小写），也可以通过布尔运算计算出来。

布尔值可以用and、or和not运算。

and运算是与运算，只有所有都为 True，and运算结果才是 True。

or运算是或运算，只要其中有一个为 True，or 运算结果就是 True。

not运算是非运算，它是一个单目运算符，把 True 变成 False，False 变成 True。

5. 空值

空值是Python里一个特殊的值，用None表示。None不能理解为0，因为0是有意义的，而None是一个特殊的空值。此外，Python还提供了列表、字典等多种数据类型，还允许创建自定义数据类型。

print语句

print语句可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出’hello, world’，用代码实现如下：

print 'hello, world'

print语句也可以跟上多个字符串，用逗号“,”隔开，就可以连成一串输出：

print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'

print会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格。

print也可以打印整数，或者计算结果：

print 300

300 #运行结果

print 100 + 200

300 #运行结果

因此，我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点：

print '100 + 200 =', 100 + 200

100 + 200 = 300 #运行结果

变量

在Python程序中，变量是用一个变量名表示，变量名必须是大小写英文、数字和下划线（_）的组合，且不能用数字开头，比如：

a = 1

变量a是一个整数。

t_007 = ‘T007’

变量t_007是一个字符串。

在Python中，等号=是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，例如：

a = 123 # a是整数

a = ‘imooc’ # a变为字符串

这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。例如Java是静态语言，赋值语句如下：

int a = 123; # a是整数类型变量

a = “mooc”; # 错误：不能把字符串赋给整型变量

最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：a = ‘ABC’时，Python解释器干了两件事情：

1. 在内存中创建了一个’ABC’的字符串；

2. 在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向’ABC’。

字符串

字符串定义

字符串可以用‘ ’或者 ” ” 括起来表示。

如果字符串本身包含’，比如要表示字符串 I’m OK ，可以用” “括起来表示：

“I’m OK”

类似的，如果字符串包含”，就可以用’ ‘括起来表示：

‘Learn “Python” in imooc’

如果字符串既包含’又包含”，这个时候，就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”，Python字符串用\进行转义。

要表示字符串 Bob said “I’m OK”.由于 ’ 和 ” 会引起歧义，因此，我们在它前面插入一个\表示这是一个普通字符，不代表字符串的起始，因此，这个字符串又可以表示为：

'Bob said \"I\'m OK\".'

注意：转义字符 \ 不计入字符串的内容中。常用的转义字符还有：

\n 表示换行

\t 表示一个制表符

\ 表示 \ 字符本身

raw字符串与多行字符串

如果一个字符串包含很多需要转义的字符，对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况，可以在字符串前面加个前缀 r ，表示这是一个 raw 字符串，里面的字符就不需要转义了。例如：

r’(~_~)/ (~_~)/’

但是r’…’表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含’和 “的字符串，如果要表示多行字符串，可以用”’…”’表示：

”’Line 1

Line 2

Line 3”’

上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的：

‘Line 1\nLine 2\nLine 3’

还可以在多行字符串前面添加 r ，把这个多行字符串也变成一个raw字符串：

r”’Python is created by “Guido”.

It is free and easy to learn.

Let’s start learn Python in imooc!”’

Unicode字符串

Python添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u’…’表示，比如：

print u'中文'

注意: 不加 u ，中文就不能正常显示。

Unicode字符串除了多了一个 u 之外，与普通字符串没啥区别，转义字符和多行表示法仍然有效

布尔类型

布尔类型只有True和False两种值，有以下几种运算：

与运算：只有两个布尔值都为 True 时，计算结果才为 True。

True and True # ==> True

True and False # ==> False

False and True # ==> False

False and False # ==> False

或运算：只要有一个布尔值为 True，计算结果就是 True。

True or True # ==> True

True or False # ==> True

False or True # ==> True

False or False # ==> False

非运算：把True变为False，或者把False变为True：

not True # ==> False

not False # ==> True

在Python中，布尔类型还可以与其他数据类型做 and、or和not运算，请看下面的代码：

a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'

计算结果不是布尔类型，而是字符串 ‘a=T’，因为Python把0、空字符串”和None看成 False，其他数值和非空字符串都看成 True，所以：

True and ‘a=T’ 计算结果是 ‘a=T’

继续计算 ‘a=T’ or ‘a=F’ 计算结果还是 ‘a=T’

要解释上述结果，又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则：短路计算。

在计算 a and b 时，如果 a 是 False，则根据与运算法则，整个结果必定为 False，因此返回 a；如果 a 是 True，则整个计算结果必定取决与 b，因此返回 b。

在计算 a or b 时，如果 a 是 True，则根据或运算法则，整个计算结果必定为 True，因此返回 a；如果 a 是 False，则整个计算结果必定取决于 b，因此返回 b。

所以Python解释器在做布尔运算时，只要能提前确定计算结果，就不会往后算了，直接返回结果。

list

创建list

Python内置的一种数据类型是列表：list。list是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素。

比如，列出班里所有同学的名字，就可以用一个list表示：

['Michael', 'Bob', 'Tracy']

list是数学意义上的有序集合，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']

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，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 = []

按照索引访问list

由于list是一个有序集合，所以可以用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学：

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

如何从list中获取指定第 N 名的同学呢？方法是通过索引来获取list中的指定元素。

需要特别注意的是，索引从 0 开始，也就是说，第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，以此类推。

因此，要打印第一名同学的名字，用 L[0]:

print L[0]

使用索引时注意不要越界。

倒序访问list

用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学：

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

Bart同学是最后一名，俗称倒数第一，所以可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素：

print L[-1]

类似的，倒数第二用 -2 表示，倒数第三用 -3 表示。

添加新元素

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

如何把新元素Paul添加到现有的 list 中呢？

第一个办法是用 list 的 append() 方法，把新同学追加到 list 的末尾：

L.append('Paul')

append()总是把新的元素添加到 list 的尾部。

如果要求到第一的位置，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.insert(0, 'Paul')

意思是，’Paul’将被添加到索引为 0 的位置上（也就是第一个），而原来索引为 0 的Adam，以及后面的所有元素，都自动向后移动一位。

删除元素

怎么把Paul 从现有的list中删除呢？

如果Paul排在最后一个，我们可以用list的pop()方法删除：

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

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。

如果Paul不是排在最后一个怎么办？比如Paul排在第三：

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

要把Paul踢出list，就必须先定位Paul的位置。由于Paul的索引是2，因此，用 pop(2)把Paul删掉：

L.pop(2)

替换元素

假设现在班里仍然是3名同学：

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

现在，Bart同学要转学走了，碰巧来了一个Paul同学，要更新班级成员名单，我们可以先把Bart删掉，再把Paul添加进来。

另一个办法是直接用Paul把Bart给替换掉：

L[2] = 'Paul'

对list中的某一个索引赋值，就可以直接用新的元素替换掉原来的元素，list包含的元素个数保持不变。

创建tuple

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

同样是表示班里同学的名称，用tuple表示如下：

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

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]。

现在，这个 t 就不能改变了，tuple没有 append()方法，也没有insert()和pop()方法。所以，新元素没法直接往 tuple 中添加，旧元素想退出 tuple 也不行。

获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的，可以正常使用 t[0]，t[-1]等索引方式访问元素。

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 = ()

创建包含1个元素的 tuple 呢？来试试：

t = (1)

这样创建出来的t不是 tuple ，而是整数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，导致我们得到的不是tuple，而是整数 1。

正是因为用()定义单元素的tuple有歧义，所以 Python 规定，单元素 tuple 要多加一个逗号“,”，就避免了歧义：

t = (1,)

Python在打印单元素tuple时，也自动添加了一个“,”，为了更明确地告诉你这是一个tuple。

多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的：

t = (1, 2, 3,)

创建“可变”的tuple

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

注意到 t 有 3 个元素：’a’，’b’和一个list：[‘A’, ‘B’]。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到：

L = t[2]

然后，把list的两个元素改一改：

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

再看看tuple的内容：

(‘a’, ‘b’, [‘X’, ‘Y’])

当把list的元素’A’和’B’修改为’X’和’Y’后，表面上看，tuple的元素确实变了，但其实变的不是 tuple 的元素，而是list的元素。

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。

条件判断与循环

if语句

比如，输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在Python程序中，可以用if语句实现：

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，上面的3，4行 print 语句就构成一个代码块（但不包括第5行的print）。如果 if 语句判断为 True，就会执行这个代码块。

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。

if-else

当 if 语句判断表达式的结果为 True 时，就会执行 if 包含的代码块：

if age >= 18:
print 'adult'

如果我们想判断年龄在18岁以下时，打印出 ‘teenager’，方法是再写一个 if:

if age < 18:
print 'teenager'

或者用 not 运算：

if not age >= 18:
print 'teenager'

这两种条件判断是“非此即彼”的，要么符合条件1，要么符合条件2，因此，完全可以用一个 if … else … 语句把它们统一起来：

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

利用 if … else … 语句，可以根据条件表达式的值为 True 或者 False ，分别执行 if 代码块或者 else 代码块。注意: else 后面有个“:”。

if-elif-else

有的时候，一个 if … else … 还不够用。比如，根据年龄的划分，要避免嵌套结构的 if … else …，我们可以用 if … 多个elif … else … 的结构，一次写完所有的规则：

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

elif 意思就是 else if。

注意: 这一系列条件判断会从上到下依次判断，如果某个判断为 True，执行完对应的代码块，后面的条件判断就直接忽略，不再执行了。

for循环

list或tuple可以表示一个有序集合。如果想依次访问一个list中的每一个元素，Python的 for 循环就可以依次把list或tuple的每个元素迭代出来：

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）。

while循环

while 循环不会迭代 list 或 tuple 的元素，而是根据表达式判断循环是否结束。比如要从 0 开始打印不大于 N 的整数：

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

while循环每次先判断 x < N，如果为True，则执行循环体的代码块，否则，退出循环。

在循环体内，x = x + 1 会让 x 不断增加，最终因为 x < N 不成立而退出循环。

如果没有这一个语句，while循环在判断 x < N 时总是为True，就会无限循环下去，变成死循环，所以要特别留意while循环的退出条件。

break退出循环

用 for 循环或者 while 循环时，如果要在循环体内直接退出循环，可以使用 break 语句。比如计算1至100的整数和：

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

咋一看， while True 就是一个死循环，但是在循环体内还判断了 x > 100 条件成立时，用break语句退出循环，这样也可以实现循环的结束。

continue继续循环

在循环过程中，可以用break退出当前循环，还可以用continue跳过后续循环代码，继续下一次循环。

假设利用for循环计算平均分的代码：

L = [75, 98, 59, 81, 66, 43, 69, 85]
sum = 0.0
n = 0
for x in L:
sum = sum + x
n = n + 1
print sum / n

现在只想统计及格分数的平均分，就要把 x < 60 的分数剔除掉，这时，利用 continue，可以做到当 x < 60的时候，不继续执行循环体的后续代码，直接进入下一次循环：

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

多重循环

在循环内部，还可以嵌套循环，我们来看一个例子：

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

x 每循环一次，y 就会循环 3 次。