全棧 - 4 Python 先學會基本語法

這是全棧數據工程師養成攻略系列教程的第四期：4 Python 先學會基本語法。

Python簡單易學，但又博大精深。許多人號稱精通Python，卻不會寫Pythonic的代碼，對不少經常使用包的使用也並不熟悉。學海無涯，咱們先來了解一些Python中最基本的內容。

Python的特色

• 解釋型語言，無需編譯便可運行
• 提供了交互式命令行
• 基於對象的編程思想
• 跨平臺和良好的兼容性，在Windows、Mac、Linux上均可運行
• 簡單好用並且功能強大

中文編碼

不少同窗在打開數據時會趕上亂碼問題，其緣由是字符集的編碼問題。Linux和Mac默認的編碼集是UTF8，而Windows則是ASCII。若是數據編碼的字符集，和你使用Python進行處理時所用的字符集不一樣，則會出現亂碼問題。

這裏是一篇參考文章，www.cnblogs.com/huxi/archiv…，詳細地介紹了Python中文編碼所涉及的內容。

另外，我我的的習慣是在Python代碼的頭部加入如下內容，其中第二行聲明瞭使用UTF8字符集。

#!/usr/bin/env python
# coding:utf8複製代碼

變量

Python中的變量能夠看做是一個個容器，裏面存放着咱們須要使用到的值。Python對變量名的要求和其餘語言同樣：能夠包括英文、數字以及下劃線，但不能以數字開頭，區分大小寫。固然我推薦，變量名用純英文就很好，而且取一些有意義的名稱，便於本身理解每一個變量的做用。

Python是一門弱類型的語言，在使用變量時無需聲明其類型。Python中的變量包括如下幾類：數值、字符串、列表、元組、字典。

數值

數值包括整型和浮點型，分別對應整數和浮點數，後者精度更高。

# 整型
a = 1
# 浮點型
b = 2.1
print a, b複製代碼

字符串

字符串也就是咱們常常接觸到的文本，能夠往裏面聽任意長度的內容，用單引號或雙引號括起來。應當注意，中文以及中文符號只能出如今字符串內，若是在下面第三行中使用了中文輸入法的逗號 ， ，Python將報錯。

c = 'Hello'
d = '你好'
print c, d複製代碼

使用 + 能夠拼接兩個字符串。

print c + d複製代碼

使用 len() 能夠獲得字符串的長度。

print len('Hello World')複製代碼

使用切片能夠訪問字符串中的某個字符或某個片斷。

# 位置下標從0開始
c = 'Hello World'
# 打印結果爲H，下標爲0表示第一個字符
print c[0]
# 打印結果爲d，下標爲負數表示從後往前數
# 因此-1表示倒數第一個字符
print c[-1]
# 使用:返回一個片斷，冒號先後分別爲開始下標和結束下標
# 包括開始下標，但不包括結束下標
# 所以c[1:5]表示，返回下標從1到4的片斷，即第二個到第五個字符
print c[1:5]
# 冒號先後的下標一樣可使用負數
# 或者不提供，表示從最左端開始或一直到最右端
print c[1:-1], c[:5], c[3:]複製代碼

列表

列表比如一條隊伍，裏面依次存放着多個變量。列表和字符串相似，但字符串中的每一個元素都是字符，而列表中的每一個元素能夠是任意類型的變量。

# 使用[]定義一個空列表，使用append()向列表尾部添加一個元素
# 若是要添加到首部，就用prepend()好了
a = []
a.append(1)
a.append(2.1)
a.append('Hello')
print a複製代碼

使用 len() 能夠得到列表的長度。

print len(a)複製代碼

列表元素的按下標訪問和賦值等操做，和字符串都是相似的。

print a[1], a[-1]
a[1] = 100
print a複製代碼

使用 del 刪除列表中的某個元素。

del a[0]
print a複製代碼

元組

元組和列表相似，惟一的不一樣是元組中的元素在初始化以後不能再更改，所以能夠理解成一個只讀的變量。

# 使用()定義一個元組
a = (1, 2.1, 'Hello')
# 嘗試修改元組中的元素會報錯
a[0] = 100複製代碼

字典

字典是一種極爲重要的變量類型，使用一個key來訪問相應的value，即一種鍵值對的數據形式。

# 使用{}定義一個字典
a = {}
# 使用key來賦值value
a['k1'] = 1
a['k2'] = 2.1
a['k3'] = 'Hello'複製代碼

因此可以總結出字典和列表的不一樣。列表中的元素是有序對等的，因此是用下標來賦值和訪問，而字典中的元素是無序的，因此是用key來操做相應的value。

# 也能夠在定義字典和列表的同時進行賦值
li = [1, 2.1, 'Hello']
di = {'k1': 1, 'k2': 2.1, 'k3': 'Hello'}複製代碼

使用 has_key() 判斷字典中是否有某個key。

print di.has_key('k4')複製代碼

若是訪問不存在的key，Python將會報錯。在賦值的時候，若是key已經存在，則會用新的value覆蓋已有的value。

註釋

被註釋的代碼將不會運行，能夠看做是寫給本身和其餘程序猿閱讀的一些筆記和說明，提升代碼可讀性。

# 這裏是單行註釋

'''
這裏是
不少行
註釋
'''複製代碼

在Sublime中，選中須要註釋的內容，按Ctrl+/便可完成註釋。

保留字符

在Python中，有一些字符串具備某些特定功能，如 import 、 class 等。咱們在選擇變量名時，應注意避開這些保留字符。

# 如下變量賦值將報錯
import = 1複製代碼

行和縮進

在Python中，代碼塊的邊界不是經過大括號等符號進行顯式劃分，而是經過行的縮進實現的。連續相同縮進水平的代碼處於同一個代碼塊，在使用 for 、 while 、 if 、 try 等語法時須要注意每行代碼的縮進。

運算符

運算符的做用是根據已有的變量生成新的變量，主要有如下幾種：

• 算術運算符：+，-，*，/，%，即加、減、乘、除、取餘
• 比較運算符：==，!=，>，<，>=，<=，即等於、不等於、大於、小於、大於等於、小於等於
• 賦值運算符：=，+=，-=，*=，/=，%=，即賦值、加賦值、減賦值、乘賦值、除賦值、取餘賦值
• 邏輯運算符：and，or，not，即與、或、非

a = 1
b = 2
print a + b

print a == b

# 等價於 a = a + 3
a += 3
print a

c = True
d = False
print c and d複製代碼

條件

在寫代碼的時候，每每須要根據某些條件進行判斷，並根據判斷結果執行不一樣的分支代碼。

a = 1
# 單個條件
if a == 1:
    print 11111

# 處理條件不成立的分支
if a == 2:
    print 22222
else:
    print 33333

# 多個條件，加多少個均可以
if a == 1:
    print 11111
elif a == 2:
    print 22222
else:
    print 33333複製代碼

須要注意的是，但凡出現了 if 和 elif ，就須要加上相應的條件判斷，而且注意代碼的縮進。

在Sublime中輸入 if 會出現相應的提示，能夠方便地補全代碼，在換行時光標也會自動跳到合適的縮進處。

循環

若是須要打印從1到100的100個數，確定不會傻傻地寫100行print代碼，而是會用循環來處理相似的重複性工做。

while 循環

while 循環的思想是，只要某一條件成立，就不斷執行循環體裏的代碼，直到條件再也不成立。

flag = 1
while flag < 10:
    print flag
    # 必定要記得在循環體裏修改條件變量
    # 不然可能致使死循環
    flag += 1複製代碼

for 循環

for 循環的循環次數通常是事先預知的，將一個標誌變量從某個起始值迭代到某個終止值後即結束。

# x從0開始，一直到9結束
for x in xrange(0, 10):
    print x複製代碼

能夠用 for 循環方便地遍歷列表和字典。

li = [1, 2.1, 'Hello']
dict = {'k1': 1, 'k2': 2.1, 'k3': 'Hello'}

# 遍歷列表，這裏的item只是一個臨時變量，取別的名稱也行
for item in li:
    print item

# 遍歷字典的所有key，這裏的key也只是一個臨時變量，名稱不重要
for key in dict.keys():
    print key

# 遍歷字典的所有value，這裏的value也只是一個臨時變量，名稱不重要
for value in dict.values():
    print value

# 同時遍歷key和value
for key, value in dict.items():
    print key, value複製代碼

循環控制

循環控制主要包括三種： pass 、 continue 、 break 。

pass 表示什麼也不作，只是佔一行代碼的位置；continue 表示當即退出本輪循環，繼續執行後續輪循環；break 表示當即推出循環，後續循環也再也不執行。

for x in xrange(0, 10):
    if x == 5:
        pass
    else:
        print x

for x in xrange(0, 10):
    if x == 5:
        continue
    print x

for x in xrange(0, 10):
    if x == 5:
        break
    print x複製代碼

時間

在處理數據時，不少地方都會涉及到時間，例如數據產生的時間。

先介紹一下時間戳的概念，時間戳指的是從1970年1月1日0時0分0秒開始，到某一時刻所經歷的秒數，能夠是整數或者小數，後者的精度更高。

爲何須要時間戳這樣的一個概念？由於對於同一個時刻，不一樣人的描述可能不一樣，畢竟文本的形式變幻無窮，而時間戳使得時間的表達獲得了統一，每一個時刻只能用惟一的整數或浮點數來表示，同時也便於計算時間差這樣的處理。

# 來看一下當前時刻的時間戳吧
import time
t = time.time()
print t, type(t)複製代碼

關於時間戳，最經常使用的處理即是時間戳和時間文本之間的轉換，例如將 2016年10月1日 10時0分0秒 轉爲時間戳。

import time
# 時間文本轉時間戳，精確到秒
a = '2016-10-01 10:00:00'
a = int(time.mktime(time.strptime(a,'%Y-%m-%d %H:%M:%S')))
print a
# 時間戳轉時間文本
b = int(time.time())
b = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(b))
print b複製代碼

其中， %Y 、 %m 等都是時間字段，前者表示四位的年份，後者表示兩位的月份。

文件

文件操做包括向文件中寫內容，以及從文件中讀內容，使用 open() 打開一個文件。

# 寫文件
# 從新寫模式，打開文件時會將文件內容清空
fw = open('data.txt', 'w')
# 追加寫模式，打開文件後保留原始內容，繼續寫入
for x in xrange(0, 10):
    # 將整數轉成文本再寫入
    fw.write(str(x))
    # 也能夠每次寫入以後換行，\n爲轉義字符，表示換行
    # fw.write(str(x) + '\n')
fw.close()

# 讀文件
fr = open('data.txt', 'r')
# 一行一行地讀，line只是個臨時變量，取別的名稱也行
for line in fr:
    print line
    # 若是每行後面有換行，能夠將換行符去掉，使內容更緊湊
    # strip()能夠去掉字符串兩端的空白字符
    # print line.strip()
fr.close()複製代碼

異常

Python代碼中可能會出現一些能夠預知的問題，例如字典訪問的key不存在。若是不加處理，發生問題的時候Python便會報錯並退出，可能以前跑了好久又要重頭再來。所以，咱們須要對可能出現的異常進行捕捉和處理。異常的結構由 try 、 except 、 else 、 finally 四部分組成。

try:
    # 嘗試執行這些代碼
    print 1 / 0
except Exception, e:
    # 若是出現異常就進行處理
    # e爲出現的異常類型
    print e
else:
    # try裏的代碼沒有出錯
    # 能夠執行後續工做了
    print '沒有出錯'
finally:
    # 不管是否出錯，都會執行的代碼
    print '必定會執行'複製代碼

函數

函數的做用是代碼模塊化，將可重用的代碼封裝成一個函數，這樣在須要使用的時候就只需調用寫好的函數便可，而不用從新寫一遍代碼。

函數的使用包括兩個部分，函數的定義和函數的調用。除此以外，函數能夠有一個或多個參數，參數之間以逗號分開，爲函數的功能提供更多的靈活性。

# 定義函數
def hello(name1, name2):
    print 'Hello ' + name1 + ' ' + name2

# 調用函數
hello('Python', 'JavaScript')複製代碼

補充學習

以上所介紹的，都是Python中最基礎和最經常使用的內容，先掌握這些就能夠跟上後續章節。

固然，若是但願更全面更系統地學習一遍Python，能夠參考如下連接。學習時間更多、成本更高，可是能掌握得更全更深。

• 菜鳥教程：www.runoob.com/python/pyth…
• 廖雪峯的Python教程：www.liaoxuefeng.com/wiki/001431…

視頻連接：

• 數據類型與運算符
• 判斷、循環與時間
• 讀寫文件、異常以及函數

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