Python详细教程

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：

1. >>> print ('hello');print ('runoob');
2. hello
3. 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。

1. if True:
2. print ("True")
3. else:
4. 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。

1. word = 'word'
2. sentence = "这是一个句子。"
3. paragraph = """这是一个段落。
4. 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。

1. #!/usr/bin/python
2. # -*- coding: UTF-8 -*-
3. # 文件名：test.py
4. # 第一个注释
5. 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 """。

1. #!/usr/bin/python
2. # -*- coding: UTF-8 -*-
3. # 文件名：test.py
6. '''
7. 这是多行注释，使用单引号。
8. 这是多行注释，使用单引号。
9. 这是多行注释，使用单引号。
10. '''
12. """
13. 这是多行注释，使用双引号。
14. 这是多行注释，使用双引号。
15. 这是多行注释，使用双引号。
16. """

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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：

1. #!/usr/bin/python
2. # -*- coding: UTF-8 -*-
4. counter = 100 # 赋值整型变量
5. miles = 1000.0 # 浮点型
6. name = "John" # 字符串
8. print counter
9. print miles
10. 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：

1. 100
2. 1000.0
3. 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：

1. var1 = 1
2. 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:

1. >>> import math
2. >>> dir(math)
3. ['__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']
4. >>>

 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：

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

 以上实例输出结果：

1. Hello World!
2. H
3. llo
4. llo World!
5. Hello World!Hello World!
6. 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：

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

 输出：

1. ['runoob', 786, 2.23, 'john', 70.2]
2. runoob
3. [786, 2.23]
4. [2.23, 'john', 70.2]
5. [123, 'john', 123, 'john']
6. ['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：

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

输出：

['Google', 'Runoob']

删除列表元素
 

1. list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
2.  
3. print list1
4. del list1[2]
5. print "After deleting value at index 2 : "
6. print list1

输出：

1. ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
2. After deleting value at index 2 :
3. ['physics', 'chemistry', 2000]
4. 列表截取
5. >>>L = ['Google', 'Runoob', 'Taobao']
6. >>> L[2]
7. 'Taobao'
8. >>> L[-2]
9. 'Runoob'
10. >>> L[1:]
11. ['Runoob', 'Taobao']
12. >>>

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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：

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

输出：

1. ('runoob', 786, 2.23, 'john', 70.2)
2. runoob
3. (786, 2.23)
4. (2.23, 'john', 70.2)
5. (123, 'john', 123, 'john')
6. ('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：

1. tuple = ( 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 )
2. list = [ 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 ]
3. tuple[2] = 1000    # 元组中是非法应用
4. list[2] = 1000     # 列表中是合法应用
6. 元组是不允许更新的，所以以上代码执行错误，结果如下：
7.  
8. Traceback (most recent call last):
9.   File "test.py", line 6, in <module>
10.     tuple[2] = 1000    # 元组中是非法应用
11. 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:

1. tup1 = (12, 34.56)
2. tup2 = ('abc', 'xyz')
3.  
4. # 以下修改元组元素操作是非法的。
5. # tup1[0] = 100
6.  
7. # 创建一个新的元组
8. tup3 = tup1 + tup2
9. 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: 

1. tup = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
2.  
3. print tup
4. del tup
5. print "After deleting tup : "
6. print tup

输出：

1. ('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
2. After deleting tup :
3. Traceback (most recent call last):
4.   File "test.py", line 9, in <module>
5.     print tup
6. 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:

1. tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
2.  
3. print "tinydict['Name']: ", tinydict['Name']
4. print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age']

输出：

1. tinydict['Name']:  Zara
2. tinydict['Age']:  7

如果用字典里没有的键访问数据，会输出错误如下：

1. tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
2.  
3. print "tinydict['Alice']: ", tinydict['Alice']

 输出：

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

1. tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
2.  
3. tinydict['Age'] = 8 # 更新
4. tinydict['School'] = "RUNOOB" # 添加
5. print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age']
6. print "tinydict['School']: ", tinydict['School']

输出：

1. tinydict['Age']:  8
2. 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：

1. tinydict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
2.  
3. del tinydict['Name']  # 删除键是'Name'的条目
4. tinydict.clear()      # 清空字典所有条目
5. del tinydict          # 删除字典
6.  
7. print "tinydict['Age']: ", tinydict['Age'] 
8. print "tinydict['School']: ", tinydict['School']

输出：

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

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 六、Python运算符

6.1算数运算符

实例：

2. a = 21
3. b = 10
4. c = 0
6. c = a + b
7. print "1 - c 的值为：", c
9. c = a - b
10. print "2 - c 的值为：", c
12. c = a * b
13. print "3 - c 的值为：", c
15. c = a / b
16. print "4 - c 的值为：", c
18. c = a % b
19. print "5 - c 的值为：", c
21. # 修改变量 a 、b 、c
22. a = 2
23. b = 3
24. c = a**b
25. print "6 - c 的值为：", c
27. a = 10
28. b = 5
29. c = a//b
30. print "7 - c 的值为：", c

 输出：

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

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

实例：

1. # 例1：if 基本用法
2.  
3. flag = False
4. name = 'luren'
5. if name == 'python':         # 判断变量是否为 python 
6.     flag = True              # 条件成立时设置标志为真
7.     print 'welcome boss'     # 并输出欢迎信息
8. else:
9.     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：

1. if 判断条件1:
2.     执行语句1……
3. elif 判断条件2:
4.     执行语句2……
5. elif 判断条件3:
6.     执行语句3……
7. else:
8.     执行语句4……

 实例：

1. # 例2：elif用法
2.  
3. num = 5     
4. if num == 3:            # 判断num的值
5.     print 'boss'        
6. elif num == 2:
7.     print 'user'
8. elif num == 1:
9.     print 'worker'
10. elif num < 0:           # 值小于零时输出
11.     print 'error'
12. else:
13.     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：

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

输出：

1. The count is: 0
2. The count is: 1
3. The count is: 2
4. The count is: 3
5. The count is: 4
6. The count is: 5
7. The count is: 6
8. The count is: 7
9. The count is: 8
10. 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：

1. for iterating_var in sequence:
2.    statements(s)

实例：

1. for letter in 'Python':     # 第一个实例
2.    print("当前字母: %s" % letter)
3.  
4. fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
5. for fruit in fruits:        # 第二个实例
6.    print ('当前水果: %s'% fruit)
7.  
8. print ("Good bye!")

输出：

1. 当前字母: P
2. 当前字母: y
3. 当前字母: t
4. 当前字母: h
5. 当前字母: o
6. 当前字母: n
7. 当前水果: banana
8. 当前水果: apple
9. 当前水果: mango
10. 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：

1. for letter in 'Python':     # 第一个实例
2.    if letter == 'h':
3.       break
4.    print '当前字母 :', letter
5.   
6. var = 10                    # 第二个实例
7. while var > 0:              
8.    print '当前变量值 :', var
9.    var = var -1
10.    if var == 5:   # 当变量 var 等于 5 时退出循环
11.       break
12.  
13. print "Good bye!"

输出：

1. 当前字母 : P
2. 当前字母 : y
3. 当前字母 : t
4. 当前变量值 : 10
5. 当前变量值 : 9
6. 当前变量值 : 8
7. 当前变量值 : 7
8. 当前变量值 : 6
9. 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：

1. for letter in 'Python':     # 第一个实例
2.    if letter == 'h':
3.       continue
4.    print '当前字母 :', letter
5.  
6. var = 10                    # 第二个实例
7. while var > 0:              
8.    var = var -1
9.    if var == 5:
10.       continue
11.    print '当前变量值 :', var
12. print "Good bye!"

输出：

1. 当前字母 : P
2. 当前字母 : y
3. 当前字母 : t
4. 当前字母 : o
5. 当前字母 : n
6. 当前变量值 : 9
7. 当前变量值 : 8
8. 当前变量值 : 7
9. 当前变量值 : 6
10. 当前变量值 : 4
11. 当前变量值 : 3
12. 当前变量值 : 2
13. 当前变量值 : 1
14. 当前变量值 : 0
15. 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。

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