python英文官方文档：https://docs.python.org/3.8/tutorial/index.html
比较不错的python中文文档：https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html

1. 写在前面

这几周从实践角度又学习了一遍python，温故而知新，还是有蛮多心得的， 周末再看之前记的python笔记，总觉得零零散散， 未成体系，所以后面这段时间，陆续对之前的python笔记做一次整合， 使得内容更加清晰，成体系，做到简单可依赖，既是复习，也方便以后回看回练。希望能帮助到更多的伙伴啦。

这是第一篇文章，主要整理python的基础特性，数据类型（字符串，列表，字典等）、运算符、流程控制等，既有基础，又有新知识，这样更有意思一些。

文章很长，内容很多，各取所需即可 😉

Ok, let’s go!

2. 变量与运算符

2.1 基础特性

# Python语句中一般以新行作为为语句的结束符。多行显示要通过  \
num1 = 1
num2 = 2
num3 = 3
total = num1 + \
        num2 + \
        num3
print("total is : %d"%total)

# 输入输出
name = input('please enter your name:');
print('hello,',name);

# 刷新荧幕，实时输出
import time
import sys
for i in range(5):
    print(i, end=' '),
    sys.stdout.flush() # 加这句就能每秒输出
    time.sleep(1)

# 在Python里常量是可以改变的
PI = 3.14;
PI = 3.14159;

# 删除变量
del d

2.2 变量

python中的变量往往是采用动态语言的方式，所谓动态语言， 就是说变量本身类型不固定， 我们看一下python中的变量：

a = 123   # a是整数
a = 'ABC'  # a变成字符串

与动态语言对应的是静态语言。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 = "ABC"; // 错误：不能把字符串赋给整型变量

变量在进行赋值的时候，python解释器到底在干什么？我们看下面的代码， 捋一捋计算机内部的逻辑：

a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print(b)    # ABC

我们可能一下子就知道结果， 但是你知道解释器到底在干什么事情吗？ 也就是为什么会有这样的结果？ 这个我直接引用廖雪峰老师画的图了：


Python支持多种数据类型，在计算机内部，可以把任何数据都看成一个“对象”，而变量就是在程序中用来指向这些数据对象的，对变量赋值就是把数据和变量给关联起来。
对变量赋值x=y是把变量x指向真正的对象， 该对象是变量y所指向的。 随后对变量y的赋值不影响变量x的指向。

2.3 运算符

运算符的优先级：

#运算优先级由低到高
Lambda  
逻辑运算符: or
逻辑运算符: and
逻辑运算符:not
成员测试: in, not in
同一性测试: is, is not
比较: <,<=,>,>=,!=,==
按位或: |
按位异或: ^
按位与: &
移位: << ,>>
加法与减法: + ,-
乘法、除法与取余: *, / ,%
正负号: +x,-x

短路运算符：

a=1  
b=2  
c1 = a and b  # 前面为false就一定为false，不必执行第二个
c2 = a or b  # 前面为true就一定为true，不必执行第二个
print(c1,c2)

三目运算符（三元表达式）: python不支持三目运算符，但有三元表达式：

# x if condition else y
# 为真时的结果 if 判断条件 else 为假时的结果（注意，没有冒号）
# 斐波那契数列
def fn(n):
    return n if n < 2 else fn(n-1)+fn(n-2)

# np.where(判断条件，为真时的处理，为假时的处理)
# np为numpy对象 pip install --upgrade numpy
# x = np.where(x%2==1, x+1, x)   
import numpy as np
x = 0
x = np.where(x%2==1, x+1, x)

Python中的两种除法： / 和 //

• / 计算结果是浮点数，即使两个整数恰好整除, 结果也是浮点数
• // 表示地板除法， 两个整数的除法依然是整数， 浮点数相除最后也是整数

9/3 = 3.0
10 // 3 = 3

PS: Python的整数没有大小限制，而某些语言的整数根据其存储长度是有大小限制的，例如Java对32位整数的范围限制在-2147483648-2147483647。Python的浮点数也没有大小限制，但是超出一定范围就直接表示为inf（无限大）。

3. 数据类型

Python的核心数据类型有如下几种：

• 数字 (1234, 3.14, 3+4j)
• 字符串 ('apple', '1234')
• 列表 ([1, [1, 2], 2], list(range(10))
• 字典 ({'food':'spam', 'taste':'yum'}, dict(hous=10))
• 元组 ((1, 'apam', 4, 'U'), tuple('spam'))
• 集合 (set('abc'))

这些对象可以归类为可变的和不可变的。 数字，字符串和元组是不可变的， 列表，字典，集合是可变的， 这个可变和不可变理解起来，就是可变对象建立之后是可以修改的，即内部的内容是可以变化的， 这个后面介绍每一种类型的时候会整理到。

基础数据类型就不整理了和其他语言基本上都一样， 下面主要是整理字符串，容器相关的一些类型和常用操作。

3.1 字符串

3.1.1 从编码开始

字符串是一种数据类型，但是字符串比较特殊的是一个编码问题， 因为计算机只能处理数字， 如果要处理文本， 就需要先把文本转换成数字。

最早的计算机在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节, 两个字节可以表示的最大整数是65535。

计算机是美国人发明的， 因此，最早只有127个字符被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号， 这个编码表被称为ASCII编码。 比如大写字母A的编码时65， 小写字母z的编码时122。

但是要处理中文，显然一个字节是不够的， 至少需要两个字节， 而且还不能和ASCII编码冲突， 所以中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。

但是全世界有上百种语言， 像中国一样，每个国家有各国的标准， 那很容易就乱了套， 出现冲突，也就是在多语言混合的文本中，会出现乱码的问题。因此， Unicode应运而生， Unicode把所有语言都统一到一套编码里，就不会再有乱码问题了， 看这个名字也能看出来

现在就可以来看看ASCII编码和Unicode编码的区别：ASCII编码是1个字节， 而Unicode编码通常2个字节

• 字母A用ASCII编码是十进制的65, 二进制的01000001;
• 字符0用ASCII编码是十进制的48,二进制的00110000, 注意字符'0'和整数0是不同的；
• 汉字中已经超出了ASCII的编码范围，用Unicode编码是十进制的20013, 二进制的01001110 00101101.

你可以猜测，如果把ASCII编码的A用Unicode编码，只需要在前面补0就可以， 因此A的Unicode编码是00000000 01000001

但是这样统一成Unicode编码，乱码问题从此消失， 但是，如果你写的如果全是英文， 用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上都会造成一种浪费。所以本着节约的精神， 又出现了把Unicode编码转换成“可变长”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节，常用的英文字母被编码成1个字节，汉字通常是3个字节，只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符，用UTF-8编码就能节省空间。

所以这个就是这几种编码之间的关系了，之前遇到编码问题总是心态一崩， 现在终于搞清楚了这些编码之间的逻辑了。

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系，我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式：在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为UTF-8编码, 比如用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件：


浏览网页的时候，服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器：

所以你看到很多网页的源码上会有类似 <meta charset="UTF-8" /> 的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码

# 在最新的Python 3版本中，字符串是以Unicode编码的，
# 也就是说，Python的字符串支持多语言， 可以使用ord()函数获取字符的整数表示， chr()函数把编码转成对应的字符：
ord('A')    # 65
ord('中')   # 20013
chr(25991)   # 文

# 由于Python的字符串类型是str， 在内存中以Unicode表示， 一个字符对应若干个字节。
# 如果要在网络上传输， 或者保存到磁盘上，就需要把str变为以字节为单位的bytes。
# Python中bytes类型的数据用b前缀的单引号或者双引号表示：
X1 = 'ABC'
X2 = b'ABC'

# 注意，这两个是不一样的， X1是个字符串， X2虽然和X1显示的内容一样，但bytes的每个字符都只占用一个字节。 
# 以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes

'ABC'.encode('ascii')   # b'ABC'
'中文'.encode('utf-8')    # b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
'中文'.encode('ascii')    # 这个会报错， 中文不能转成ASCII编码

# 如果我们从网络或磁盘上读取了字节流， 那么读到的数据就是bytes。 
# 要把bytes变为str， 就需要用decode()方法。
b'ABC'.decode('ascii')   # 'ABC'
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')  # 中文

#  如果bytes中包含无法解码的字节，用decode()方法会报错， 如果只有一小部分是无效的字节， 可以传入errors='ignore'忽略错误的字节。
b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8')   # 会报错
b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8', errors='ignore')  # ‘中’

3.1.2 字符串常用函数

方法	用法示例
拼接	str1 + str2, str1+str(int), str1str2
截取	str1[], str2[start: end: step]
获取长度	len(str)
分割与合并	str1.split(’/’), ‘,’.join(list1)
统计次数	str1.count(’-’, start,end), start,end可选，控制字符串范围
查找子串	str1.find(’-’, start), start是开始索引的位置，可选， 找到返回字符第一次出现的位置，rfind()从右边开始找， str.index(’-’)这个方法也可以， 不同点是index方法如果找不到字符会抛出异常
填充	s.ljust(35, ‘*’)往字符串右边填充字符凑到总长度35， 文本左对齐， rjust右对齐， center 文本居中
判断开始和结束字符	s.startswith(’p’), s.endwith(’m’)
大小写转换	s.title()首字母大写， s.lower() 全部小写， s.upper()全部大写
去除无用字符	s.strip()去除两边的空格和特殊字符， s.lstrip()左边，s.rstrip()右边
格式化字符串	s.fotmat()指定字符串样式， 统一格式常用，比如35→’00035’这种， "{:05d}".format(num), str(num).zfill(5),f"{num:05d}”
编码和解码	s.encode(encoding=’utf-8’, errors=’strict’)字符串编码成bytes类型，bytes.decode([encoding="utf-8"][,errors="strict"]) 解码成字符串， 编解码的格式要一样

再来深入看下”字节串”和”字符串”的区别：

• 字符串由若干个字符组成，以字符为单位进行操作；字节串由若干个字节组成，以字节为单位进行操作。
• 字节串和字符串除了操作的数据单元不同之外，它们支持的所有方法都基本相同。
• 字节串和字符串都是不可变序列，不能随意增加和删除数据。
  bytes 只负责以字节序列的形式（二进制形式）来存储数据，至于这些数据到底表示什么内容（字符串、数字、图片、音频等），如何使用，完全由程序的解析方式决定
  • bytes 类型的数据非常适合在互联网上传输，可以用于网络通信编程；
  • bytes 也可以用来存储图片、音频、视频等二进制格式的文件。

len()函数计算字符串长度
我们知道， 如果len(str)会计算包含多少个字符， 但是你知道吗？ 如果len(bytes)呢， 就会计算字节数：

len('中文')    # 2
len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')   # 6

由于Python源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

现在终于知道为啥需要加这两行了， 第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

要学会用dir()和help()函数

• dir(): 列出某个类或者某个模块中的全部内容，包括变量、方法、函数和类等
• help(): 用来查看某个函数或者模块的帮助文档

掌握这两个函数，就能自行查阅python里面的方法、函数、变量和类的用法和功能。

# 代码演示
str_funcs = sorted([s for s in dir(str) if not s.startswith('__')])
for str_func in str_funcs:
    if str_func == "startswith":
        print(f"******************{
     str_func} 使用方法 *************************")
        help(getattr(str, str_func))
        print()

3.1.3 常用操作

# 字符串占位符替换，如果字符串里面有%，就要用%%来表示
# %2d,不足2位，前面补空格；%02d,不足2位，前面补0；
# 其他的还有%s，%f，%r
str = '%2d-%02d' % (3, 1)  
print(str)
print('%.2f' % 3.1415926)

# %r
text = "I am %d years old." % 22
print("I said: %s." % text) # I said: I am 22 years old.. %s用str()方法处理对象
print("I said: %r." % text) # I said: 'I am 22 years old.'. %r用rper()方法处理对象

import datetime
d = datetime.date.today()
print("%s" % d) # 2018-06-12
print("%r" % d) # datetime.date(2018, 6, 12) %r打印时能够重现它所代表的对象

# 转义与不转义
print('\\\t\\');
print(r'\\\t\\'); # r''表示''内部的字符串默认不转义

# ''' : 多行字符串
str = '''line1
line2 \\
line3
''';
print(str);

# r: 非转义的原始字符串 
str = r'''line1  we \\
line2
line3
''';
print(str);

# u: 表示unicode字符串,后面字符串以 Unicode 格式 进行编码,一般用在中文字符串前面，防止因为源码储存格式问题，导致再次使用时出现乱码。在python3中可以忽略
str = u"我是含有中文字符组成的字符串。" 

# b: bytes Python3里默认的str是(Python2里的)unicode, bytes是(Python2)的str, b前缀代表的就是bytes。 Python2里, b前缀没什么具体意义， 只是为了兼容Python3的这种写法。


# 字符串repeat
'str1'*10 # str1str1str1str1str1str1str1str1str1str1


# format 格式化函数 
"{} {}".format("hello", "world")    # 不设置指定位置，按默认顺序
"{0} {1}".format("hello", "world")  # 设置指定位置
"{1} {0} {1}".format(