Python详细教程

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一、Python简历

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。

Python 的设计具有很强的可读性，相比其他语言经常使用英文关键字，其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构。

• Python 是一种解释型语言： 这意味着开发过程中没有了编译这个环节。类似于PHP和Perl语言。
• Python 是交互式语言： 这意味着，您可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。
• Python 是面向对象语言: 这意味着Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。
• Python 是初学者的语言：Python 对初级程序员而言，是一种伟大的语言，它支持广泛的应用程序开发，从简单的文字处理到 WWW 浏览器再到游戏。

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二、 Python发展历史

Python 是由 Guido van Rossum 在八十年代末和九十年代初，在荷兰国家数学和计算机科学研究所设计出来的。

Python 本身也是由诸多其他语言发展而来的,这包括 ABC、Modula-3、C、C++、Algol-68、SmallTalk、Unix shell 和其他的脚本语言等等。

像 Perl 语言一样，Python 源代码同样遵循 GPL(GNU General Public License)协议。

现在 Python 是由一个核心开发团队在维护，Guido van Rossum 仍然占据着至关重要的作用，指导其进展。

Python 2.7 被确定为最后一个 Python 2.x 版本，它除了支持 Python 2.x 语法外，还支持部分 Python 3.1 语法。

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三、Python下载

Python最新源码，二进制文档，新闻资讯等可以在Python的官网查看到：

Python官网：Welcome to Python.org

你可以在以下链接中下载 Python 的文档，你可以下载 HTML、PDF 和 PostScript 等格式的文档。

Python文档下载地址：Our Documentation | Python.org

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四、 Python基础

4.1 Python标识符

在 Python 里，标识符由字母、数字、下划线组成。

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。

Python 可以同一行显示多条语句，方法是用分号 ; 分开，如：

>>> print ('hello');print ('runoob');
hello
runoob

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 4.2Python保留字符

下面的列表显示了在Python中的保留字。这些保留字不能用作常数或变数，或任何其他标识符名称。

所有 Python 的关键字只包含小写字母。

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 4.3行和缩进

学习 Python 与其他语言最大的区别就是，Python 的代码块不使用大括号 {} 来控制类，函数以及其他逻辑判断。python 最具特色的就是用缩进来写模块。

缩进的空白数量是可变的，但是所有代码块语句必须包含相同的缩进空白数量，这个必须严格执行。

if True:
    print ("True")
else:
    print ("False")

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4.4Python引号

Python 可以使用引号( ' )、双引号( " )、三引号( ''' 或 """ ) 来表示字符串，引号的开始与结束必须是相同类型的。

其中三引号可以由多行组成，编写多行文本的快捷语法，常用于文档字符串，在文件的特定地点，被当做注释。

word = 'word'
sentence = "这是一个句子。"
paragraph = """这是一个段落。
包含了多个语句"""

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 4.5Python注释

python中单行注释采用 # 开头。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：test.py
# 第一个注释
print ("Hello, Python!")  # 第二个注释

python 中多行注释使用三个单引号 ''' 或三个双引号 """。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：test.py
 
 
'''
这是多行注释，使用单引号。
这是多行注释，使用单引号。
这是多行注释，使用单引号。
'''
 
"""
这是多行注释，使用双引号。
这是多行注释，使用双引号。
这是多行注释，使用双引号。
"""

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 五、Python变量类型

5.1变量赋值

Python 中的变量赋值不需要类型声明。

每个变量在内存中创建，都包括变量的标识，名称和数据这些信息。

每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建。

等号 = 用来给变量赋值。

等号 = 运算符左边是一个变量名，等号 = 运算符右边是存储在变量中的值。例如：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
counter = 100 # 赋值整型变量
miles = 1000.0 # 浮点型
name = "John" # 字符串
 
print counter
print miles
print name

以上实例中，100，1000.0和"John"分别赋值给counter，miles，name变量。

执行以上程序会输出如下结果：

100
1000.0
John

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5.2标准数据类型 

在内存中存储的数据可以有多种类型。

例如，一个人的年龄可以用数字来存储，他的名字可以用字符来存储。

Python 定义了一些标准类型，用于存储各种类型的数据。

Python有五个标准的数据类型：

• Numbers（数字）
• String（字符串）
• List（列表）
• Tuple（元组）
• Dictionary（字典）

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 5.3Python数字

数字数据类型用于存储数值。

他们是不可改变的数据类型，这意味着改变数字数据类型会分配一个新的对象。

当你指定一个值时，Number 对象就会被创建：

var1 = 1
var2 = 10

Python支持四种不同的数字类型：

• int（有符号整型）
• long（长整型，也可以代表八进制和十六进制）
• float（浮点型
• complex（复数）

实例

一些数值类型的实例：

Python math模块

Python 中数学运算常用的函数基本都在 math 模块、cmath 模块中。

Python math 模块提供了许多对浮点数的数学运算函数。

Python cmath 模块包含了一些用于复数运算的函数。

cmath 模块的函数跟 math 模块函数基本一致，区别是 cmath 模块运算的是复数，math 模块运算的是数学运算。

要使用 math 或 cmath 函数必须先导入：

import math

查看 math 查看包中的内容:

>>> import math
>>> dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']
>>>

 Python数学函数

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5.4Python字符串

字符串或串(String)是由数字、字母、下划线组成的一串字符。

一般记为 :

s = "a1a2···an"   

它是编程语言中表示文本的数据类型。

python的字串列表有2种取值顺序:

• 从左到右索引默认0开始的，最大范围是字符串长度少1
• 从右到左索引默认-1开始的，最大范围是字符串开头

如果你要实现从字符串中获取一段子字符串的话，可以使用 [头下标:尾下标] 来截取相应的字符串，其中下标是从 0 开始算起，可以是正数或负数，下标可以为空表示取到头或尾。

[头下标:尾下标] 获取的子字符串包含头下标的字符，但不包含尾下标的字符。

当使用以冒号分隔的字符串，python 返回一个新的对象，结果包含了以这对偏移标识的连续的内容，左边的开始是包含了下边界。

上面的结果包含了 s[1] 的值 b，而取到的最大范围不包括尾下标，就是 s[5] 的值 f。

实例：

str = 'Hello World!'
 
print str           # 输出完整字符串
print str[0]        # 输出字符串中的第一个字符
print str[2:5]      # 输出字符串中第三个至第六个之间的字符串
print str[2:]       # 输出从第三个字符开始的字符串
print str * 2       # 输出字符串两次
print str + "TEST"  # 输出连接的字符串

 以上实例输出结果：

Hello World!
H
llo
llo World!
Hello World!Hello World!
Hello World!TEST

Python 列表截取可以接收第三个参数，参数作用是截取的步长，以下实例在索引 1 到索引 4 的位置并设置为步长为 2（间隔一个位置）来截取字符串：

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 5.5Python列表

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。

列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。它支持字符，数字，字符串甚至可以包含列表（即嵌套）。

列表用 [ ] 标识，是 python 最通用的复合数据类型。

列表中值的切割也可以用到变量 [头下标:尾下标] ，就可以截取相应的列表，从左到右索引默认 0 开始，从右到左索引默认 -1 开始，下标可以为空表示取到头或尾。

访问列表中的值 
实例：

list = [ 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 ]
tinylist = [123, 'john']
 
print list               # 输出完整列表
print list[0]            # 输出列表的第一个元素
print list[1:3]          # 输出第二个至第三个元素 
print list[2:]           # 输出从第三个开始至列表末尾的所有元素
print tinylist * 2       # 输出列表两次
print list + tinylist    # 打印组合的列表

 输出：

['runoob', 786, 2.23, 'john', 70.2]
runoob
[786, 2.23]
[2.23, 'john', 70.2]
[123, 'john', 123, 'john']
['runoob', 786, 2.23, 'john', 70.2, 123, 'john']

更新列表

可以对列表的数据项进行修改或更新，你也可以使用append()方法来添加列表项，如下所示：

list = []          ## 空列表
list.append('Google')   ## 使用 append() 添加元素
list.append('Runoob')
print list

输出：

['Google', 'Runoob']

删除列表元素
 

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
 
print list1
del list1[2]
print "After deleting value at index 2 : "
print list1

输出：

['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
After deleting value at index 2 :
['physics', 'chemistry', 2000]
列表截取
>>>L = ['Google', 'Runoob', 'Taobao']
>>> L[2]
'Taobao'
>>> L[-2]
'Runoob'
>>> L[1:]
['Runoob', 'Taobao']
>>>

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5.6 Python元组

元组是另一个数据类型，类似于 List（列表）。

元组用 () 标识。内部元素用逗号隔开。但是元组不能二次赋值，相当于只读列表。

访问元组元素
实例：

tuple = ( 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 )
tinytuple = (123, 'john')
 
print tuple               # 输出完整元组
print tuple[0]            # 输出元组的第一个元素
print tuple[1:3]          # 输出第二个至第四个（不包含）的元素 
print tuple[2:]           # 输出从第三个开始至列表末尾的所有元素
print tinytuple * 2       # 输出元组两次
print tuple + tinytuple   # 打印组合的元组

输出：

('runoob', 786, 2.23, 'john', 70.2)
runoob
(786, 2.23)
(2.23, 'john', 70.2)
(123, 'john', 123, 'john')
('runoob', 786, 2.23, 'john', 70.2, 123, 'john')

 以下对元组的操作是无效的，因为元组不允许更新，而列表是允许更新的：

tuple = ( 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 )
list = [ 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 ]
tuple[2] = 1000    # 元组中是非法应用
list[2] = 1000     # 列表中是合法应用

元组是不允许更新的，所以以上代码执行错误，结果如下：
 
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 6, in <module>
    tuple[2] = 1000    # 元组中是非法应用
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

修改元组

元组中的元素值是不允许修改的，但我们可以对元组进行连接组合，如下实例:

tup1 = (12, 34.56)
tup2 = ('abc', 'xyz')
 
# 以下修改元组元素操作是非法的。
# tup1[0] = 100
 
# 创建一个新的元组
tup3 = tup1 + tup2
print tup3

输出：

(12, 34.56, 'abc', 'xyz')

删除元组
元组中的元素值是不允许删除的，但我们可以使用del语句来删除整个元组，如下实例: 

tup = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
 
print tup
del tup
print "After deleting tup : "
print tup

输出：

('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
After deleting tup :
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 9, in <module>
    print tup
NameError: name 'tup' is not defined

 元组内置函数

5.7Python字典

字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

字典的每个键值 key:value 对用冒号 : 分割，每个键值对之间用逗号 , 分割，整个字典包括在花括号 {} 中 ,格式如下所示：

d = {key1 : value1, key2 : value2 }

值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字或元组。

一个简单的字典实例：

tinydict = {'Alice': '2341', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}

访问字典中的值
把相应的键放入熟悉的方括弧，如下实例:

tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
print "tinydict['Name']: ", tinydict['Name']
print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age']

输出：

tinydict['Name']:  Zara
tinydict['Age']:  7

如果用字典里没有的键访问数据，会输出错误如下：

tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
print "tinydict['Alice']: ", tinydict['Alice']

 输出：

tinydict['Alice']: 
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 5, in <module>
    print "tinydict['Alice']: ", tinydict['Alice']
KeyError: 'Alice'

修改字典
向字典添加新内容的方法是增加新的键/值对，修改或删除已有键/值对如下实例:

tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
tinydict['Age'] = 8 # 更新
tinydict['School'] = "RUNOOB" # 添加
print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age']
print "tinydict['School']: ", tinydict['School']

输出：

tinydict['Age']:  8
tinydict['School']:  RUNOOB

删除字典元素
能删单一的元素也能清空字典，清空只需一项操作。

显示删除一个字典用del命令，如下实例：

tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
del tinydict['Name']  # 删除键是'Name'的条目
tinydict.clear()      # 清空字典所有条目
del tinydict          # 删除字典
 
print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age'] 
print "tinydict['School']: ", tinydict['School']

输出：

tinydict['Age']: 
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 10, in <module>
    print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age'] 
NameError: name 'tinydict' is not defined

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 六、Python运算符

6.1算数运算符

实例：

 
a = 21
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print "1 - c 的值为：", c
 
c = a - b
print "2 - c 的值为：", c 
 
c = a * b
print "3 - c 的值为：", c 
 
c = a / b
print "4 - c 的值为：", c 
 
c = a % b
print "5 - c 的值为：", c
 
# 修改变量 a 、b 、c
a = 2
b = 3
c = a**b 
print "6 - c 的值为：", c
 
a = 10
b = 5
c = a//b 
print "7 - c 的值为：", c

 输出：

1 - c 的值为： 31
2 - c 的值为： 11
3 - c 的值为： 210
4 - c 的值为： 2
5 - c 的值为： 1
6 - c 的值为： 8
7 - c 的值为： 2

6.2比较运算符

6.3赋值运算符

6.4逻辑运算符

6.5成员运算符

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 七、条件语句

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:

Python程序语言指定任何非0和非空（null）值为true，0 或者 null为false。

Python 编程中 if 语句用于控制程序的执行，基本形式为：

if 判断条件：
    执行语句……
else：
    执行语句……

实例：

# 例1：if 基本用法
 
flag = False
name = 'luren'
if name == 'python':         # 判断变量是否为 python 
    flag = True              # 条件成立时设置标志为真
    print 'welcome boss'     # 并输出欢迎信息
else:
    print name               # 条件不成立时输出变量名称

输出：

luren            # 输出结果

if 语句的判断条件可以用>（大于）、<(小于)、==（等于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）来表示其关系。

当判断条件为多个值时，可以使用以下形式：

if 判断条件1:
    执行语句1……
elif 判断条件2:
    执行语句2……
elif 判断条件3:
    执行语句3……
else:
    执行语句4……

 实例：

# 例2：elif用法
 
num = 5     
if num == 3:            # 判断num的值
    print 'boss'        
elif num == 2:
    print 'user'
elif num == 1:
    print 'worker'
elif num < 0:           # 值小于零时输出
    print 'error'
else:
    print 'roadman'     # 条件均不成立时输出

输出：

roadman        # 输出结果

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八 循环语句

Python的循环语句，程序在一般情况下是按顺序执行的。

编程语言提供了各种控制结构，允许更复杂的执行路径。

循环语句允许我们执行一个语句或语句组多次，下面是在大多数编程语言中的循环语句的一般形式：

Python 提供了 for 循环和 while 循环（在 Python 中没有 do..while 循环）:

8.1while循环语句

Python 编程中 while 语句用于循环执行程序，即在某条件下，循环执行某段程序，以处理需要重复处理的相同任务。其基本形式为：

while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……

执行语句可以是单个语句或语句块。判断条件可以是任何表达式，任何非零、或非空（null）的值均为true。

当判断条件假 false 时，循环结束。

执行流程图如下：

实例：

count = 0
while (count < 9):
   print 'The count is:', count
   count = count + 1
 
print "Good bye!"

输出：

The count is: 0
The count is: 1
The count is: 2
The count is: 3
The count is: 4
The count is: 5
The count is: 6
The count is: 7
The count is: 8
Good bye!

8.2for循环语句

Python for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。

语法：

for循环的语法格式如下：

for iterating_var in sequence:
   statements(s)

实例：

for letter in 'Python':     # 第一个实例
   print("当前字母: %s" % letter)
 
fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
for fruit in fruits:        # 第二个实例
   print ('当前水果: %s'% fruit)
 
print ("Good bye!")

输出：

当前字母: P
当前字母: y
当前字母: t
当前字母: h
当前字母: o
当前字母: n
当前水果: banana
当前水果: apple
当前水果: mango
Good bye!

6.3break语句 

Python break语句，就像在C语言中，打破了最小封闭for或while循环。

break语句用来终止循环语句，即循环条件没有False条件或者序列还没被完全递归完，也会停止执行循环语句。

实例：

for letter in 'Python':     # 第一个实例
   if letter == 'h':
      break
   print '当前字母 :', letter
  
var = 10                    # 第二个实例
while var > 0:              
   print '当前变量值 :', var
   var = var -1
   if var == 5:   # 当变量 var 等于 5 时退出循环
      break
 
print "Good bye!"

输出：

当前字母 : P
当前字母 : y
当前字母 : t
当前变量值 : 10
当前变量值 : 9
当前变量值 : 8
当前变量值 : 7
当前变量值 : 6
Good bye!

6.4continue语句

Python continue 语句跳出本次循环，而break跳出整个循环。

continue 语句用来告诉Python跳过当前循环的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。

continue语句用在while和for循环中。

实例：

for letter in 'Python':     # 第一个实例
   if letter == 'h':
      continue
   print '当前字母 :', letter
 
var = 10                    # 第二个实例
while var > 0:              
   var = var -1
   if var == 5:
      continue
   print '当前变量值 :', var
print "Good bye!"

输出：

当前字母 : P
当前字母 : y
当前字母 : t
当前字母 : o
当前字母 : n
当前变量值 : 9
当前变量值 : 8
当前变量值 : 7
当前变量值 : 6
当前变量值 : 4
当前变量值 : 3
当前变量值 : 2
当前变量值 : 1
当前变量值 : 0
Good bye!

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 九、异常处理

捕捉异常可以使用try/except语句。

try/except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。

如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在try里捕获它。

try:
<语句>        #运行别的代码
except <名字>：
<语句>        #如果在try部份引发了'name'异常
except <名字>，<数据>:
<语句>        #如果引发了'name'异常，获得附加的数据
else:
<语句>        #如果没有异常发生

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