Python下载与配置#

​ Python在[这里][https://www.python.org/getit/]下载，我使用的版本是3.6.8。

​ 下载好python后，需要进行环境变量的配置，具体方法在[这里][https://blog.csdn.net/airenKKK/article/details/81386932]。

IDE下载与配置#

​ 编译器配置在[这里][https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/archive/]下载，我选择的是Anaconda3-5.2.0-Windows-x86_64.exe.这是python学习使用的编译器组合套。

IPython交互窗口(Anaconda安装好后的工具)

​ 是CMD的加强板，可以用交互模式实时运行所输入的python程序，不需要创建文件。一般用来进行短行语言测试使用。

Spyder编辑器(Anaconda安装好后的工具)

​ 轻量化的python编辑器和ide，主要使用spyder进行Python学习，F5开始编译，进行输入操作的时候，直接在console上点击命令行即可输入。

变量#

​ 在Python中变量是不需要定义即可使用的，如果要使用一个变量，可以进行一个赋值操作，例如：

1
a=0

​ 在这之后，a就可以作为一个被编译器所知的变量进行使用了，不会出现变量未定义的错误。

​ Python的变量不被数据类型所限制，可以随时转换一个变量的数据类型，例如：

1
a=0
2
a="hello"

数据类型#

​ 在Python中有一下五种数据类型：

注释#

​ Python注释分为单行注释和多行注释，注释并不会被编译器编译，用来进行说明。

​ 单行注释使用#标记开头，#后的内容将会被标记为注释，一直延伸到本行结束。

1
#这是一个单行注释，后面无论多长只要不换行都是注释，但是#前面的代码还是会被检测和编译

​ 多行注释使用三个单引号或者三个双引号作为其实或者结束的标签。

1
"""这里是多行注释的开始
2
此下是内容
3
只要没有遇到结束的标志
4
就可以一直换行
5
然后这段注释在标志前结束"""
6

7
'''你也可以用标签来在行内进行注释，同一行内标签外的内容依旧会被编译器检查和翻译'''

​ 单行注释常用作对某一行的说明，多行注释可以把不确定的代码括起来，让编译时这段代码不运行来查错。

数据类型的强制转换#

​ Python库给了三个常用的数据转换函数：

​ int():将括号里的内容强制转换为int型，向下取整（去掉小数取整，而非舍入取整）。

​ float():强制转换成浮点型。

​ str():强制转换为字符串型。

1
a=12345
2
b=0.5
3
c=b+float(a)
4
d=str(c)
5
print(d)  #将计算结果打印出来

​ 字符和整型之间转换可以通过这两个函数进行转换：

​ ord():获取单个字符的ASCII码值。

​ chr():根据一个ASCII码值给出对应的字符。

1
a="M"
2
b=ord(a)  #a必须只能是单个字符，多个字符会报错
3
print("M在ascii码表上的位置是",b)

特别注意的是，如果数字和字符串同时输出时，需要将数字强制转换成字符串类型，否则系统会报错：

1
a="M"
2
b=ord(a)
3
print("M在ascii码表上的位置是第"+str(b)+"位")
4
#实际上print里面有两种连接方式，逗号和加号都可以作为连接符。当使用加号连接符时，加号两边必须都是字符串，非字符串数必须强制转换

运算符与表达式#

1
A=1,B=2
2
C=(A>B)and(A<B)
3
D=(not(A>B))or(A<B)
4
#逻辑运算符一般是在循环结构或者条件结构的条件框中出现

1
A=3
2
B=-1
3
C=A and B
4
#这样的计算结果是有效的，C是int型数据，真假与A和B的值有关

1
int A=1;
2
int B=2
3
if(A!=B || A=B)
4
{
5
    printf("A",%d);
6
}
7
//条件框翻译：如果A不等于B 或者 B赋值给A
8
//B赋值给A的计算结果等于A，所以A=B的计算结果是true，按道理来说最后打印结果应当是2，因为进行了B对A的赋值运算
9
//但是由于短路现象的存在，打印结果为1，因为赋值运算被跳过了

1
A=3
2
B=4
3
C=A or B
4
print(C)
5
#输出结果C=A=3，而不是True或者4，因为3是非零数逻辑定义为True，所以编译器不会再检测B
6
A=0
7
B=-1
8
C=A and B
9
print(C)
10
#输出结果C=A=0，因为0代表False，所以A为假，编译器不会再检测B，于是计算结果为C=A

1
算术运算符>关系运算符>not>and>or>赋值运算符

print()函数#

​ print函数可以用于输出各种变量，基本语法示例如下：

1
print("hello,wrold")
2
#控制台输出：hello,world

​ 事实上，对于print()来说"hello,wrold"相当于一个字符串变量，应当理解为print的输出是以变量为基本单位的。同理print()可以单个输出其他变量，示例如下：

1
A=True
2
print(A)
3
#控制台输出：True
4

5
B=3
6
print(B)
7
#控制台输出：3
8

9
C="goodbye"
10
print(C)
11
#控制台输出：goodbye

​ print()提供了,逗号分隔符，逗号分隔符会在控制台输出时生成一个空格占位符，逗号分隔符可以分隔多个变量让print()函数一次输出更多东西。

1
A=1
2
B="天"
3
print(A,B)
4
#控制台输出：1 天
5

6
A="hello"
7
B="world"
8
print(A,B)
9
#控制台输出：hello world

​ sep：自定义分隔符，写在print()括号内所有变量最后，语法为sep="~自定义分隔符号~"。默认值为一个空格。

​ end：自定义终止符，写在print()括号内所有变量最后，语法为end="~自定义终止符号~"。默认值为换行符\n。

1
print("hello","world",sep="and")
2
#控制台输出：helloandworld
3

4
print("hello","world",sep="and",end="\nthis is the end")
5
#控制台输出：
6
#helloandworld
7
#this is the end

转义符#

​ 计算机中有一类特殊的字符通过键盘直接输出，或者进入代码中会影响当前程序，此时就需要用到转义符。这里将常用的分隔符加入了*号。

input()函数#

​ 基础语法如下：

1
A=input()

​ 其中，input括号中可以加入一行提示字符，给用户在输入前输出一行提示。

1
A=input("请输入一个10以内的整数")
2
print("您输入的数字为",A)
3

4
#控制台：
5
#请输入一个10以内的整数
6
#[用户输入]:20
7
#您输入的数字为20

​ 特别注意，input并不能分清字符串与bool变量，所以如果输入True或者False将会储存”True”或”False”的字符串变量，并不是bool类型，所以想要通过用户输入来给bool赋值必须要通过条件语句才能实现，不能直接使用input()函数实现。

条件语句#

​ 条件语句常用来处理需要分条件来实现代码的情况，基本语法为：

1
if 条件 :#可以在条件前后加上括号，这样会更像其他高级语言的if结构
2
    <代码块>

• Python中没有花括号限制if的域，所以if的作用空间通过缩进来限制。
• [条件]可以用逻辑运算符连接很长的代码。
• 比较其他高级语言的if，Python的if中条件的括号框是可选的，但是条件结束后无论有没有括号都需要在行末加上一个冒号:用于表示代码块的开始。

​ 条件语句存在双分支的情况，所以此时还可以写为：

1
if 条件 :
2
    <代码块1>
3
else :
4
    <代码块2>

• else是可选的，但是一个if条件语句中，至多允许存在一个else。
• else是没有[条件]的，其内的代码仅在if条件为假时才会运行。

​ 条件语句还存在更复杂的分支情况，所以还可以写为：

1
if 条件1 :
2
    <代码块1>
3
elif 条件2 :
4
    <代码块2>
5
elif 条件3 :
6
    <代码块3>

• 一个if可以匹配多条elif，elif应当都有只属于自己的条件。
• if-elif组合中，在程序从上到下运行时，当if或者有一条elif的条件符合，将会运行其中的代码块，并且在完成后直接跳出if-elif组合，不会继续检测剩下的elif。
• 可以在if-elif组合中加入else，当if和所有elif条件全部为假时，else内的代码块才会实现。

循环语句#

1
while 循环条件 :
2
    <循环操作>

1
while 循环条件 :
2
    <循环操作>
3
else :
4
    <语句块>

1
for <循环变量> in <遍历结构> :
2
  <语句块>

1
for A in range(3): #range(N)函数表示循环N次
2
    print("循环")
3
#控制台输出：
4
#循环
5
#循环
6
#循环
7

8
A="hello"
9
for B in A :
10
    print(B)
11
#控制台输出:
12
#h
13
#e
14
#l
15
#l
16
#o

1
for <循环变量> in <遍历结构> :
2
  <语句块1>
3
else :
4
    <语句块2>

关系概述#

​ Python共有三类组合数据类型，分别是序列类型、集合类型和映射类型。

• 序列类型是一个元素向量，元素有顺序，通过序号访问，可以有相同的元素。[数组]
• 集合类型是一个元素集合，元素无顺序，元素在集合中是唯一存在。[无序号,不可重复枚举集合]
• 映射类型是“键-值”数据项的组合，每个元素是一个点键值对，表示为(key,value)。

序列类型#

​ Python常见的序列类型比如列表(list)、元组(tuple)、字符串(str)。

• 列表是一个可以修改数据项的序列类型，使用也最为灵活。[可变长数组]

• 元组是包含0个或多个数据项的补课边序列类型，元组生成后是固定的，其中的数据项是不能被替换或者删除的。[枚举数组]

• 字符串创建后是不可变的，但是字符串可以进行切片操作，切片自身会创建新的内存对象。但是这不会影响原本字符串的内存空间。

  由于序列类型的通用性，不同类型的的序列类型都可以使用以下的操作方式来操作序列类型。

1
List=["元素1"，"元素2"，"元素3"]

1
List=["元素1"，"元素2"，"元素3"]
2
A=List[0]
3
print(A)
4
#控制台输出：元素1

1
List=["元素1"，"元素2"，"元素3"]
2
A=List[-2]
3
print(A)
4
#控制台输出：元素2

1
for <循环变量名> in <列表名>
2
  <代码块>
3

4
#请注意，python的循环变量作用和类C语言的循环变量是有区别的，例如下面程序完成下面这个列表全输出操作：
5

6
I=[1,2,3]
7
for i in I:
8
    print(i)
9

10
'''这里的i直接代表了每次循环时I内部的元素，不能写成这样：
11
        print(I[i])
12
虽然在类C语言中，循环变量都是这样使用的，但是在python中这样的写法会导致程序出现序列越界的情况'''

1
list1=[3,2,1]
2
list2=sorted(list1)
3
print(list2)
4
#控制台输出:[1,2,3]

1
list1=[3,2,1]
2
list1.sort()
3
print(list1)
4
#控制台输出:[1,2,3]

1
tu1=("h","o")
2
tu2="l","l","o"
3
print(tu1,tu2)
4
#控制台输出:('h', 'o') ('l', 'l', 'o')

1
tu1=("h","o")
2
tu2="l","l","o"
3
del tu1
4
del tu2
5
print(tu1,tu2)
6
'''控制台报错：tu1和tu2是未定义的变量'''

1
str="hellopython"

1
print(str[0])
2
#控制台输出：h

1
local={1:"食堂",2:"宿舍",3:"软件楼"}

1
a=local[1]
2
#a的键为1，所带的值为"食堂"

函数的定义#

​ Python函数的基本定义与大多数第四代计算机语言相同：

1
def <函数名>(参数列表):
2
  函数体
3
  [return 返回参数列表]

​ 其中，return是否书写作为可选，如果不写表示return None。虽然Python没有主函数，但文件运行逻辑中相当于整个函数都包含在一个main函数中，所以可以在函数范围外直接写主函数内容，相当于定义的函数只是一个特殊变量，不需要缩进代码来表示主函数范围。

​

参数的传递#

​ 和基础编程语言一样，一般的传参都是值传递，即传进函数的参数在参数列表完成一次复制产生虚参，虚参传入函数进行计算，而外部原本的实参不会因为函数内部的计算改变。

1
def sum(a,b):
2
    a=a+1
3
    b=b+1
4

5
a=1
6
b=2
7
sum(a,b)
8
print(a,b)
9

10
#控制台输出：1,2

​ 和C语言一样，Python也支持可变数量的参数。只要在参数前加一个*即表明这个参数是可变量参数，通常情况下可变参数会被编译器认定为一个元组。例如：

1
def test(a,*b):
2
    for i in b:
3
        print(a+i)
4
test(1,2,3,4)
5

6
#控制台输出：3
7
4
8
5

参数的返回#

​ return语句和大部分语言一样用来退出函数，与其他语言不太相同的是，Python的return语句可以返回多个值,例如：

1
def test(a,b):
2
    return a+b,a-b
3
a=test(1,2)
4
print(a)
5

6
#控制台输出：(3, -1)

​ 在接收时，可以多个变量用逗号隔开进行接收返回值。例如：

1
a=1
2
b=2
3
def test(a,b):
4
    a=a+b
5
    b=a-b
6
    return a,b
7
a,b=test(a,b)
8
print(a,b)
9

10
#控制台输出：3 1

​ 注意，这种返回机制可能会出现以下问题：

• 如果返回值不止一个，但接收变量只有一个时，接收变量将会被定义为一个元组来接纳所有返回值。

• 如果返回值变量数和接收值变量数不相等并且接收变量大于一个时，无论哪边多，系统会报告一个错误。

  以下是这种返回机制的实例：

1
a=1
2
b=2
3
def test(a,b):
4
    a=a+b
5
    b=a-b
6
    return a
7
a,b=test(a,b)  '''这里将会报告一个错误'''
8
print(a,b)
9

10
a=1
11
b=2
12
def test(a,b):
13
    a=a+b
14
    b=a-b
15
    return a,b,3
16
a,b=test(a,b)  '''这里将会报告一个错误'''
17
print(a,b)
18

19
a=1
20
b=2
21
def test(a,b):
22
    a=a+b
23
    b=a-b
24
    return a,b,3
25
a=test(a,b)
26
print(a,b)
27
#控制台输出:(3, 1, 3) 2

​ Python没有显式的引用传递机制，也就是说，用户不能定义一个值是否能够引用传递。**在一定规则内，数字，元组，字符串只能进行值传递；列表，字典。只能引用传递。**与大部分语言不同的是，python的全局变量也是值传递的，使用时一定要注意全局变量不是引用传递，并且全局变量时需要用global进行表示才能使用，否则使用的是局部变量。例如：

1
n=10
2
def test():
3
    global n
4
    n=n+1
5

6
print(n)
7

8
#控制台输出：10

导言#

什么是面向对象编程？

​ 如果你之前并没有了解过面向对象编程，不清楚类和对象，我在这里做一个简单的说明。

​ C语言编程和本章之前的编程都是面向过程的，意思就是你的程序每一步的运行都需要你一步一步来设计，面向整个程序的运行过程来设计你的代码。面向对象可以认为是高级抽象版的面向过程，他加入了类和对象这组概念。

​ 类是一种特殊的数据结构，包括属性（变量）和方法（函数）这两大元素。举例，如果将水杯看做成类，那么它的容量、底面积、高度、底面直径就是属性，水杯可以喝水、装水、倒水这些行为就是方法。如果你学过C语言，你应该知道struct(结构体)，类就是高级结构体，结构体只能包括变量，类比起结构体还能包括函数。

​ 对象是类的实现，对象和类的关系就是制造出的实物和模具。用整型数据举例： a=10 你可以认为整型数据（int）就是类，它的属性就是他带有的整型数的具体值，而它的方法就是可以进行加减乘除四则运算。a是实现后的整型数据，可以认为a是整型数据类的对象。

​ 为什么要用面向对象编程？

​ 利用面向对象，用户可以很容易将原本的过程代码抽象出类和对象来。比如实现复数加减运算，如果是面向过过程则需要写一个分步计算函数，先计算实数加减，再计算虚数部加减，最后再虚数部输出一个i完成一个拼接的假运算（显示）。

​ 如果用面向对象，你可以给复数类定义一个实数部的属性，定义一个虚数部的属性。定义一个加减法运算方法（实现过程其实和面向对象的那个函数一样）。因为例子简单，现在还看不出面向对象的先进性。

​ 但是如果此时需求需要程序可以进行复数乘除法运算呢?

​ 面向过程需要重新写一个实数部虚数部乘除法运算，并且还要在系统输入时增加提示。但是面向过程只需要加一个乘除法运算的方法就好了。如果用例有数十个属性和方法，面向过程就需要重写出很多函数和冗余的变量，但是面向对象只需要向类中加入方法就好了，这是面向对象的优点之一。

先看一个实例：

1
class test:
2
    def __init__(self,name,year):
3
        self.name=name
4
        self.year=year
5

6
    def testfuc(self):
7
        print("hello,class")
8

9
a=test("hi",13)
10
print(a.name,a.year)
11
a.testfuc()
12

13
#控制台输出:hi 13
14
#hello,class

​ 总结出以下要点：

类的定义#

​ 因为类通常包括属性（变量）和方法（函数），所以需要分开定义。其中：

• self关键字：作用相当于this指针，self关键字后引用的变量都表示类的属性变量，用来防止和局部变量冲突。类的所有函数包括无参函数中，参数列表都必须带有self，否则会报错。
• +__init__()函数：是构造函数，一般用于初始化属性，利用self引用的变量就是这个类的属性。如果其中的参数没有用self关键字进行引用将被认为是__init__()函数的局部函数，无法使用对象将其引用。这个函数是所有类共有的。
• 属性：定义在方法之外的变量都是类的属性，如果在__init__()函数中使用self引用定义了的变量也会被编译器识别为属性。
• 方法：和普通函数的区别在于缩进和参数列表的self。

1
class test:
2
    def __init__(self,name,year):  #__init__()是系统函数，所有类的构造函数。有init两边都是两道斜杠
3
        self.name=name        #self类似于this指针
4
        self.year=year        #name和year都是这个类的属性
5

6
    def testfuc(self):        #方法书写方式和普通函数一样
7
        print("hello,class")

对象的定义#

​ Python类的定义很像函数定义，是一个赋值计算。等号左侧是对象名，等号右侧是类名和构造函数参数列表。注意，无论是构造函数还是普通方法，self都是不占有参数列表位置的。可以认为self被隐藏了。

1
a=test("hi",13)

对象的使用#

​ 对象使用方法和常规面向对象编程语言一样，都是用点来表示对象对类方法或者属性的引用。

1
print(a.name,a.year)  #a.name引用的是对象a的属性name
2
a.testfuc()      #a.testfuc()引用的是对象a的方法testfuc()

继承#

​ 继承是面向对象编程共有的特点，意义在于定义一个从旧类出来的新类，新类选择性包含旧类中的属性和方法。新类被称为子类，旧类被称为父类。

​ 父类产生子类的过程称为派生，子类对于父类的过程称为继承。

​ 这样做的好处在于，大型工程中一个以前被定义的类如果需要更新，但是原本的类文件已经被定义了禁止修改（这很常见，核心文件一般都是只读的，因为简单的修改可能会出现很大的问题），可以使用继承一个子类替代父类，将新功能加进去在今后的代码中使用。

​ 继承方法是在定义类的时候在后面用括号将父类填入，例如：

1
class son(father):
2
  <类模块>

​ 注意：Python是支持多继承的（一个子类继承于两个以上的父类），这对面向对象来说是个不好的特性，虽然多继承对可以减少代码重写，但是多继承往往会出现属性方法混乱，所以尽量不要使用多继承。书写方法是将父类用逗号隔开。

1
class son(fa1,fa2):
2
  <类模块>

重写

​ 如果子类有和父类的同名函数，则会发生函数重写。重写会将子类定义的对象中所有同名的函数用子类的定义实现，父类的函数将会被隐藏。父类定义的对象不受影响。属性也会发生重写，但是Python的变量的类型本来就可以随意变化，所以Python中属性重写意义不大。例如：

1
class test:
2
    sha=1
3
    def __init__(self,name,year):
4
        self.name=name
5
        self.year=year
6

7
    def hw(self):
8
        print("yes")
9

10
class test2(test):
11
    def hw(self):
12
        print("no")
13

14
a=test("ab",1)
15
b=test2("ba",0)  #b的属性继承自a
16
a.hw()
17
b.hw()
18

19
#控制台输出:yes
20
#no

多态

​ Python实际上不支持多态，但是有super()函数进行使用。和Java不同，Python的super()函数只能在类的方法这中使用，用这个在子类方法中调用父类方法。(Java的super()函数可以在对象上使用，灵活调用子类和父类的同名函数，Python没有实现这个功能)。

1
class test:
2
    sha=1
3
    def __init__(self,name,year):
4
        self.name=name
5
        self.year=year
6

7
    def hw(self):
8
        print("yes")
9

10
class test2(test):
11
    def hw(self):
12
        print("no")
13
        super().hw()  #super()函数的调用
14

15
a=test("ab",1)
16
b=test2("ba",0)
17
b.hw()
18

19
#控制台输出：no
20
#yes