第一節(jié) Python 可以用來開發(fā)什么？

Python作為一個整體可以用于任何軟件開發(fā)領(lǐng)域。下面來看看Python可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域的開發(fā)。如下所列 -

1.基于控制臺的應(yīng)用程序

Python可用于開發(fā)基于控制臺的應(yīng)用程序。 例如：IPython。

2.基于音頻或視頻的應(yīng)用程序

Python在多媒體部分開發(fā)，證明是非常方便的。 一些成功的應(yīng)用是：TimPlayer，cplay等。

3.3D CAD應(yīng)用程序

Fandango是一個真正使用Python編寫的應(yīng)用程序，提供CAD的全部功能。

4.Web應(yīng)用程序

Python也可以用于開發(fā)基于Web的應(yīng)用程序。 一些重要的開發(fā)案例是：PythonWikiEngines，Pocoo，PythonBlogSoftware等，如國內(nèi)的成功應(yīng)用案例有：豆瓣，知乎等。

5.企業(yè)級應(yīng)用

Python可用于創(chuàng)建可在企業(yè)或組織中使用的應(yīng)用程序。一些實時應(yīng)用程序是：OpenErp，Tryton，Picalo等。

6.圖像應(yīng)用

使用Python可以開發(fā)圖像應(yīng)用程序。 開發(fā)的應(yīng)用有：VPython，Gogh，imgSeek等

第二節(jié) Python安裝和環(huán)境配置

Python 3適用于Windows，Mac OS和大多數(shù)Linux操作系統(tǒng)。即使Python 2目前可用于許多其他操作系統(tǒng)，有部分系統(tǒng)Python 3還沒有提供支持或者支持了但被它們在系統(tǒng)上刪除了，只保留舊的Python 2版本。

參考：http://www.yiibai.com/python/python_environment.html

第三節(jié) Python命令行參數(shù)

Python提供了一個getopt模塊，用于解析命令行選項和參數(shù)。

$ python test.py arg1 arg2 arg3

Python sys模塊通過sys.argv提供對任何命令行參數(shù)的訪問。主要有兩個參數(shù)變量 -

• sys.argv是命令行參數(shù)的列表。
• len(sys.argv)是命令行參數(shù)的數(shù)量。

這里sys.argv [0]是程序名稱，即腳本的名稱。比如在上面示例代碼中，sys.argv [0]的值就是 test.py。

示例

看看以下腳本command_line_arguments.py的代碼 -

#!/usr/bin/python3

import sys

print ('Number of arguments:', len(sys.argv), 'arguments.')
print ('Argument List:', str(sys.argv))

現(xiàn)在運行上面的腳本，這將產(chǎn)生以下結(jié)果 -

F:\>python F:\worksp\python\command_line_arguments.py
Number of arguments: 1 arguments.
Argument List: ['F:\\worksp\\python\\command_line_arguments.py']

F:\>python F:\worksp\python\command_line_arguments.py arg1 arg2 arg3 arg4
Number of arguments: 5 arguments.
Argument List: ['F:\\worksp\\python\\command_line_arguments.py', 'arg1', 'arg2', 'arg3', 'arg4']

F:\>

注意 - 如上所述，第一個參數(shù)始終是腳本名稱，它也被計入?yún)?shù)的數(shù)量。

解析命令行參數(shù)

Python提供了一個getopt模塊，可用于解析命令行選項和參數(shù)。該模塊提供了兩個功能和異常，以啟用命令行參數(shù)解析。

getopt.getopt方法

此方法解析命令行選項和參數(shù)列表。以下是此方法的簡單語法 -

getopt.getopt(args, options, [long_options])

getopt.GetoptError異常

當(dāng)在參數(shù)列表中有一個無法識別的選項，或者當(dāng)需要一個參數(shù)的選項不為任何參數(shù)時，會引發(fā)這個異常。
異常的參數(shù)是一個字符串，指示錯誤的原因。 屬性msg和opt給出錯誤消息和相關(guān)選項。

示例

假設(shè)想通過命令行傳遞兩個文件名，也想給出一個選項用來顯示腳本的用法。腳本的用法如下 -

usage: file.py -i <inputfile> -o <outputfile>

以下是command_line_usage.py的以下腳本 -

#!/usr/bin/python3

import sys, getopt

def main(argv):
   inputfile = ''
   outputfile = ''
   try:
      opts, args = getopt.getopt(argv,"hi:o:",["ifile=","ofile="])
   except getopt.GetoptError:
      print ('GetoptError, usage: command_line_usage.py -i <inputfile> -o <outputfile>')
      sys.exit(2)
   for opt, arg in opts:
      if opt == '-h':
         print ('usage: command_line_usage.py -i <inputfile> -o <outputfile>')
         sys.exit()
      elif opt in ("-i", "--ifile"):
         inputfile = arg
      elif opt in ("-o", "--ofile"):
         outputfile = arg
   print ('Input file is "', inputfile)
   print ('Output file is "', outputfile)

if __name__ == "__main__":
   main(sys.argv[1:])

現(xiàn)在，使用以下幾種方式運行來腳本，輸出如下所示：

F:\worksp\python>python command_line_usage.py -h
usage: command_line_usage.py -i <inputfile> -o <outputfile>

F:\worksp\python>python command_line_usage.py -i inputfile.txt -o
GetoptError, usage: command_line_usage.py -i <inputfile> -o <outputfile>

F:\worksp\python>python command_line_usage.py -i inputfile.txt -o outputfile.txt
Input file is " inputfile.txt
Output file is " outputfile.txt

F:\worksp\python>

第四節(jié) Python變量類型

變量是保存存儲值的內(nèi)存位置。也就是說，當(dāng)創(chuàng)建一個變量時，可以在內(nèi)存中保留一些空間。

基于變量的數(shù)據(jù)類型，解釋器分配內(nèi)存并決定可以存儲在保留的存儲器中的內(nèi)容。 因此，通過為變量分配不同的數(shù)據(jù)類型，可以在這些變量中存儲的數(shù)據(jù)類型為整數(shù)，小數(shù)或字符等等。

將值分配給變量

在Python中，變量不需要明確的聲明類型來保留內(nèi)存空間。當(dāng)向變量分配值時，Python會自動發(fā)出聲明。 等號(=)用于為變量賦值。

=運算符左側(cè)的操作數(shù)是變量的名稱，而=運算符右側(cè)的操作數(shù)是將在存儲在變量中的值。 例如 -

#!/usr/bin/python3

counter = 100          # 一個整型數(shù)
miles   = 999.99       # 一個浮點數(shù)
name    = "Maxsu"       # 一個字符串
site_url  = "http://www.yiibai.com" # 一個字符串

print (counter)
print (miles)
print (name)
print (site_url)

這里，100,999.99和“Maxsu”分別是分配給counter，miles和name變量的值。執(zhí)行上面代碼將產(chǎn)生以下結(jié)果 -

100
999.99 
Maxsu
http://www.yiibai.com

多重賦值

Python允許同時為多個變量分配單個值。

例如 -

a = b = c = 1

這里，創(chuàng)建一個整數(shù)對象，其值為1，并且所有三個變量都分配給相同的內(nèi)存位置。還可以將多個對象分配給多個變量。 例如 -

a, b, c = 10, 20, "maxsu"

這里，將兩個值為10和20的整數(shù)對象分別分配給變量a和b，并將一個值為“maxsu”的字符串對象分配給變量c。

標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型

存儲在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)可以是多種類型。 例如，一個人的年齡可存儲為一個數(shù)字值，他的地址被存儲為字母數(shù)字字符串。 Python具有各種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型，用于定義可能的操作以及每個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型的存儲方法。

Python有五種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型 -

• 1.數(shù)字
• 2.字符串
• 3.列表
• 4.元組
• 5.字典

1.Python數(shù)字

數(shù)字數(shù)據(jù)類型存儲數(shù)字值。當(dāng)為其分配值時，將創(chuàng)建數(shù)字對象。 例如 -

var1 = 10
var2 = 20

可以使用del語句刪除對數(shù)字對象的引用。 del語句的語法是 -

del var1[,var2[,var3[....,varN]]]]

可以使用del語句刪除單個對象或多個對象。

例如 -

del var
del var_a, var_b

Python支持三種不同的數(shù)值類型 -

• int(有符號整數(shù))
• float(浮點實值)
• complex(復(fù)數(shù))

Python3中的所有整數(shù)都表示為長整數(shù)。 因此，長整數(shù)沒有單獨的數(shù)字類型。

例子

以下是一些數(shù)字示例 -

復(fù)數(shù)是由x + yj表示的有序?qū)Φ膶崝?shù)浮點數(shù)組成，其中x和y是實數(shù)，j是虛數(shù)單位。

2.Python字符串

Python中的字符串被標(biāo)識為在引號中表示的連續(xù)字符集。Python允許雙引號或雙引號。 可以使用片段運算符([]和[:])來獲取字符串的子集(子字符串)，其索引從字符串開始處的索引0開始，并且以-1表示字符串中的最后一個字符。

加號(+)是字符串連接運算符，星號(*)是重復(fù)運算符。例如 -

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8
# save file: variable_types_str1.py

str = 'yiibai.com'

print ('str = ', str)          # Prints complete string
print ('str[0] = ',str[0])       # Prints first character of the string
print ('str[2:5] = ',str[2:5])     # Prints characters starting from 3rd to 5th
print ('str[2:] = ',str[2:])      # Prints string starting from 3rd character
print ('str[-1] = ',str[-1])      # 最后一個字符，結(jié)果為：'!'
print ('str * 2 = ',str * 2)      # Prints string two times
print ('str + "TEST" = ',str + "TEST") # Prints concatenated string

將上面代碼保存到 variable_types_str1.py 文件中，執(zhí)行將產(chǎn)生以下結(jié)果 -

F:\worksp\python>python variable_types_str1.py
str =  yiibai.com
str[0] =  y
str[2:5] =  iba
str[2:] =  ibai.com
str[-1] =  m
str * 2 =  yiibai.comyiibai.com
str + "TEST" =  yiibai.comTEST

F:\worksp\python>

2.Python列表

列表是Python復(fù)合數(shù)據(jù)類型中最多功能的。 一個列表包含用逗號分隔并括在方括號([])中的項目。在某種程度上，列表類似于C語言中的數(shù)組。它們之間的區(qū)別之一是Python列表的所有項可以是不同的數(shù)據(jù)類型，而C語言中的數(shù)組只能是同種類型。

存儲在列表中的值可以使用切片運算符([]和[])來訪問，索引從列表開頭的0開始，并且以-1表示列表中的最后一個項目。 加號(+)是列表連接運算符，星號(*)是重復(fù)運算符。例如 -

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8
# save file: variable_types_str1.py
list = [ 'yes', 'no', 786 , 2.23, 'minsu', 70.2 ]
tinylist = [100, 'maxsu']

print ('list = ', list)          # Prints complete list
print ('list[0] = ',list[0])       # Prints first element of the list
print ('list[1:3] = ',list[1:3])     # Prints elements starting from 2nd till 3rd 
print ('list[2:] = ',list[2:])      # Prints elements starting from 3rd element
print ('list[-3:-1] = ',list[-3:-1])    
print ('tinylist * 2 = ',tinylist * 2)  # Prints list two times
print ('list + tinylist = ', list + tinylist) # Prints concatenated lists

將上面代碼保存到 variable_types_str1.py 文件中，執(zhí)行將產(chǎn)生以下結(jié)果 -

F:\worksp\python>python variable_types_list.py
list =  ['yes', 'no', 786, 2.23, 'minsu', 70.2]
list[0] =  yes
list[1:3] =  ['no', 786]
list[2:] =  [786, 2.23, 'minsu', 70.2]
list[-3:-1] =  [2.23, 'minsu']
tinylist * 2 =  [100, 'maxsu', 100, 'maxsu']
list + tinylist =  ['yes', 'no', 786, 2.23, 'minsu', 70.2, 100, 'maxsu']

F:\worksp\python>

3.Python元組

元組是與列表非常類似的另一個序列數(shù)據(jù)類型。元組是由多個值以逗號分隔。然而，與列表不同，元組被括在小括號內(nèi)(())。

列表和元組之間的主要區(qū)別是 - 列表括在括號([])中，列表中的元素和大小可以更改，而元組括在括號(())中，無法更新。元組可以被認為是只讀列表。 例如 -

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8
# save file : variable_types_tuple.py
tuple = ( 'maxsu', 786 , 2.23, 'yiibai', 70.2  )
tinytuple = (999.0, 'maxsu')

# tuple[1] = 'new item value' 不能這樣賦值

print ('tuple = ', tuple)           # Prints complete tuple
print ('tuple[0] = ', tuple[0])        # Prints first element of the tuple
print ('tuple[1:3] = ', tuple[1:3])      # Prints elements starting from 2nd till 3rd 
print ('tuple[-3:-1] = ', tuple[-3:-1])       # 輸出結(jié)果是什么？
print ('tuple[2:] = ', tuple[2:])       # Prints elements starting from 3rd element
print ('tinytuple * 2 = ',tinytuple * 2)   # Prints tuple two times
print ('tuple + tinytuple = ', tuple + tinytuple) # Prints concatenated tuple

將上面代碼保存到 variable_types_tuple.py 文件中，執(zhí)行將產(chǎn)生以下結(jié)果 -

F:\worksp\python>python variable_types_tuple.py
tuple =  ('maxsu', 786, 2.23, 'yiibai', 70.2)
tuple[0] =  maxsu
tuple[1:3] =  (786, 2.23)
tuple[-3:-1] =  (2.23, 'yiibai')
tuple[2:] =  (2.23, 'yiibai', 70.2)
tinytuple * 2 =  (999.0, 'maxsu', 999.0, 'maxsu')
tuple + tinytuple =  ('maxsu', 786, 2.23, 'yiibai', 70.2, 999.0, 'maxsu')

F:\worksp\python>

以下代碼對于元組無效，因為嘗試更新元組，但是元組是不允許更新的。類似的情況可能與列表 -

#!/usr/bin/python3

tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'john', 70.2  )
list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'john', 70.2  ]
tuple[2] = 1000    # 無法更新值，程序出錯
list[2] = 1000     # 有效的更新，合法

Python字典

Python的字典是一種哈希表類型。它們像Perl中發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)數(shù)組或散列一樣工作，由鍵值對組成。字典鍵幾乎可以是任何Python數(shù)據(jù)類型，但通常為了方便使用數(shù)字或字符串。另一方面，值可以是任意任意的Python對象。

字典由大括號({})括起來，可以使用方括號([])分配和訪問值。例如 -

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8
# save file : variable_types_dict.py

dict = {}
dict['one'] = "This is one"
dict[2]     = "This is my"

tinydict = {'name': 'maxsu', 'code' : 1024, 'dept':'IT Dev'}


print ("dict['one'] = ", dict['one'])       # Prints value for 'one' key
print ('dict[2] = ', dict[2])           # Prints value for 2 key
print ('tinydict = ', tinydict)          # Prints complete dictionary
print ('tinydict.keys() = ', tinydict.keys())   # Prints all the keys
print ('tinydict.values() = ', tinydict.values()) # Prints all the values

將上面代碼保存到 variable_types_dict.py 文件中，執(zhí)行將產(chǎn)生以下結(jié)果 -

F:\worksp\python>python variable_types_dict.py
dict['one'] =  This is one
dict[2] =  This is my
tinydict =  {'name': 'maxsu', 'code': 1024, 'dept': 'IT Dev'}
tinydict.keys() =  dict_keys(['name', 'code', 'dept'])
tinydict.values() =  dict_values(['maxsu', 1024, 'IT Dev'])

字典中的元素沒有順序的概念。但是說這些元素是“亂序”是不正確的; 它們是無序的。

數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

有時，可能需要在內(nèi)置類型之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換。要在類型之間進行轉(zhuǎn)換，只需使用類型名稱作為函數(shù)即可。

有以下幾種內(nèi)置函數(shù)用于執(zhí)行從一種數(shù)據(jù)類型到另一種數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。這些函數(shù)返回一個表示轉(zhuǎn)換值的新對象。它們分別如下所示 -

第五節(jié) Python基本運算符

運算符是可以操縱操作數(shù)值的結(jié)構(gòu)。如下一個表達式：10 + 20 = 30。這里，10和20稱為操作數(shù)，+則被稱為運算符。

運算符類型

Python語言支持以下類型的運算符 -

• 1.算術(shù)運算符
• 2.比較(關(guān)系)運算符
• 3.賦值運算符
• 4.邏輯運算符
• 5.按位運算符
• 6.成員運算符
• 7.身份運算符

下面讓我們依次來看看所有的運算符。

1.算術(shù)運算符

假設(shè)變量a的值是10，變量b的值是21，則 -

有關(guān)算術(shù)運算符的示例代碼，請參考：：http://www.yiibai.com/python/arithmetic_operators_example.html

2.比較(關(guān)系)運算符

比較(關(guān)系)運算符比較它們兩邊的值，并確定它們之間的關(guān)系。它們也稱為關(guān)系運算符。假設(shè)變量a的值10，變量b的值是20，則 -

有關(guān)比較(關(guān)系)運算符的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/comparison_operators_example.html

3.賦值運算符

假設(shè)變量a的值10，變量b的值是20，則 -

有關(guān)賦值運算符的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/assignment_operators_example.html

4.邏輯運算符

Python語言支持以下邏輯運算符。假設(shè)變量a的值為True，變量b的值為False，那么 -

有關(guān)邏輯運算符的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/logical_operators_example.html

5.按位運算符

按位運算符執(zhí)行逐位運算。 假設(shè)變量a = 60; 和變量b = 13; 現(xiàn)在以二進制格式，它們將如下 -

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a = 1100 0011

Python的內(nèi)置函數(shù)bin()可用于獲取整數(shù)的二進制表示形式。

以下是Python語言支持位運算操作符 -

運算符	描述	示例
&	如果它存在于兩個操作數(shù)中，則操作符復(fù)制位到結(jié)果中	(a & b) 結(jié)果表示為 0000 1100
	如果它存在于任一操作數(shù)，則復(fù)制位。	(a b) = 61 結(jié)果表示為 0011 1101
^	二進制異或。如果它是一個操作數(shù)集合，但不是同時是兩個操作數(shù)則將復(fù)制位。	(a ^ b) = 49 (結(jié)果表示為 0011 0001)
~	二進制補碼，它是一元的，具有“翻轉(zhuǎn)”的效果。	(~a ) = -61有符號的二進制數(shù)，表示為1100 0011的補碼形式。
<<	二進制左移，左操作數(shù)的值由右操作數(shù)指定的位數(shù)左移。	a << 2 = 240 (結(jié)果表示為 1111 0000)
>>	二進制右移，左操作數(shù)的值由右操作數(shù)指定的位數(shù)右移。	a >> 2 = 15(結(jié)果表示為0000 1111)

有關(guān)按位運算符的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/bitwise_operators_example.html

6.成員運算符

Python成員運算符測試給定值是否為序列中的成員，例如字符串，列表或元組。 有兩個成員運算符，如下所述 -

有關(guān)成員運算符的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/membership_operators_example.html

7.身份運算符

身份運算符比較兩個對象的內(nèi)存位置。常用的有兩個身份運算符，如下所述 -

有關(guān)身份運算符的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/identity_operators_example.html

8. 運算符優(yōu)先級

下表列出了從最高優(yōu)先級到最低優(yōu)先級的所有運算符，如下所示 -

序號	運算符	描述
1	**	指數(shù)(次冪)運算
2	~ + -	補碼，一元加減(最后兩個的方法名稱是+@和-@)
3	* / % //	乘法，除法，模數(shù)和地板除
4	+ -
5	>> <<	向右和向左位移
6	&	按位與
7	^	按位異或和常規(guī)的“OR”
8	<= < > >=	比較運算符
9	<> == !=	等于運算符
10	= %= /= //= -= += *= **=	賦值運算符
11	is is not	身份運算符
12	in not in	成員運算符
13	not or and	邏輯運算符

有關(guān)運算符優(yōu)先級的示例代碼，請參考：http://www.yiibai.com/python/operators_precedence_example.html

第六節(jié) Python決策

決策是指在執(zhí)行程序期間根據(jù)發(fā)生的情況并根據(jù)條件采取的具體操作(行動)。決策結(jié)構(gòu)評估求值多個表達式，產(chǎn)生TRUE或FALSE作為結(jié)果。如果結(jié)果為TRUE或否則為FALSE，則需要確定要執(zhí)行的操作和要執(zhí)行的語句。

以下是大多數(shù)編程語言中的典型決策結(jié)構(gòu)的一般形式 -

Python編程語言假定任何非零值和非空值都為TRUE值，而任何零值或空值都為FALSE值。

Python編程語言提供以下類型的決策語句。

下面我們快速地來了解每個決策聲明。

單個語句套件

一個if子句套件可能只包含一行，它可能與頭語句在同一行上。

示例

以下是一行if子句的示例 -

#!/usr/bin/python3
var = 10
if ( var  == 10 ) : print ("Value of expression is 10")
print ("Good bye!")

當(dāng)執(zhí)行上述代碼時，會產(chǎn)生以下結(jié)果 -

Value of expression is 100
Good bye!

第七節(jié) Python循環(huán)

一般來說，語句依次執(zhí)行 - 例如，函數(shù)中的第一個語句首先執(zhí)行，然后是第二個語句，依次類推。但是有很多時候需要多次執(zhí)行同一段代碼，這就引入了循環(huán)的概念。

編程語言提供了允許更復(fù)雜的執(zhí)行路徑的各種控制結(jié)構(gòu)。

循環(huán)語句允許多次執(zhí)行語句或語句組。下圖說明了一個循環(huán)語句流程結(jié)構(gòu) -

Python編程語言提供以下類型的循環(huán)來處理循環(huán)需求。

循環(huán)控制語句

循環(huán)控制語句從正常順序更改執(zhí)行。 當(dāng)執(zhí)行離開范圍時，在該范圍內(nèi)創(chuàng)建的所有自動對象都將被銷毀。

Python支持以下控制語句。

下面簡單地看一下循環(huán)控制語句。

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