13个 Python 必备的知识，建议收藏

Python在编程语言流行指数PYPL中已多次排名第一。

由于其代码可读性和更简单的语法，它被认为是有史以来最简单的语言。

NumPy、Pandas、TensorFlow等各种AI和机器学习库的丰富性，是Python核心需求之一。

如果你是数据科学家或 AI/机器学习的初学者，那么Python是开始你的旅程的正确选择。

本次，小F会带着大家探索一些Python编程的基础知识，虽然简单但都很有用。

• 目录

• 数据类型
• 变量
• 列表
• 集合
• 字典
• 注释
• 基本功能
• 条件语句
• 循环语句
• 函数
• 异常处理
• 字符串操作
• 正则表达式

1、数据类型

数据类型是可以存储在变量中的数据规范。解释器根据变量的类型为变量分配内存。

下面是Python中的各种数据类型。

2、变量

变量是存放数据值的容器。

变量可以使用短名称（如x和y）或更具描述性的名称（age、carname、total_volume）。

Python 变量命名规则：

• 变量名必须以字母或下划线字符开头
• 变量名称不能以数字开头
• 变量名只能包含字母数字字符和下划线（A-z、0-9和_）
• 变量名称区分大小写（age、Age和AGE是三个不同的变量）

var1 = 'Hello World'
var2 = 16
_unuseful = 'Single use variables'

输出结果如下。

3、列表

列表（List）是一种有序和可更改的集合，允许重复的成员。

它可能不是同质的，我们可以创建一个包含不同数据类型（如整数、字符串和对象）的列表。‍

>>> companies = ["apple","google","tcs","accenture"]
>>> print(companies)
['apple', 'google', 'tcs', 'accenture']
>>> companies.append("infosys")
>>> print(companies)
['apple', 'google', 'tcs', 'accenture', 'infosys']
>>> print(len(companies))
5
>>> print(companies[2])
tcs
>>> print(companies[-2])
accenture
>>> print(companies[1:])
['google', 'tcs', 'accenture', 'infosys']
>>> print(companies[:1])
['apple']
>>> print(companies[1:3])  
['google', 'tcs']
>>> companies.remove("infosys")
>>> print(companies)
["apple","google","tcs","accenture"]
>>> companies.pop()
>>> print(companies)
["apple","google","tcs"]

4、集合

集合（Set）是一个无序和无索引的集合，没有重复的成员。

对于从列表中删除重复条目非常有用。它还支持各种数学运算，例如并集、交集和差分。

>>> set1 = {1,2,3,7,8,9,3,8,1}
>>> print(set1)
{1, 2, 3, 7, 8, 9}
>>> set1.add(5)
>>> set1.remove(9)
>>> print(set1)
{1, 2, 3, 5, 7, 8}
>>> set2 = {1,2,6,4,2}  
>>> print(set2)
{1, 2, 4, 6}
>>> print(set1.union(set2))        # set1 | set2
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
>>> print(set1.intersection(set2)) # set1 & set2
{1, 2}
>>> print(set1.difference(set2))   # set1 - set2
{8, 3, 5, 7}
>>> print(set2.difference(set1))   # set2 - set1
{4, 6}

5、字典

字典是作为键值对的可变无序项集合。

与其他数据类型不同，它以【键:值】对格式保存数据，而不是存储单个数据。此功能使其成为映射JSON响应的最佳数据结构。

>>> # example 1
>>> user = { 'username': 'Fan', 'age': 20, 'mail_id': 'codemaker2022@qq.com', 'phone': '18650886088' }
>>> print(user)
{'mail_id': 'codemaker2022@qq.com', 'age': 20, 'username': 'Fan', 'phone': '18650886088'}
>>> print(user['age'])
20
>>> for key in user.keys():
>>>     print(key)
mail_id
age
username
phone
>>> for value in user.values():
>>>  print(value)
codemaker2022@qq.com
20
Fan
18650886088
>>> for item in user.items():
>>>  print(item)
('mail_id', 'codemaker2022@qq.com')
('age', 20)
('username', 'Fan')
('phone', '18650886088')
>>> # example 2
>>> user = {
>>>     'username': "Fan",
>>>     'social_media': [
>>>         {
>>>             'name': "Linkedin",
>>>             'url': "https://www.linkedin.com/in/codemaker2022"
>>>         },
>>>         {
>>>             'name': "Github",
>>>             'url': "https://github.com/codemaker2022"
>>>         },
>>>         {
>>>             'name': "QQ",
>>>             'url': "https://codemaker2022.qq.com"
>>>         }
>>>     ],
>>>     'contact': [
>>>         {
>>>             'mail': [
>>>                     "mail.Fan@sina.com",
>>>                     "codemaker2022@qq.com"
>>>                 ],
>>>             'phone': "18650886088"
>>>         }
>>>     ]
>>> }
>>> print(user)
{'username': 'Fan', 'social_media': [{'url': 'https://www.linkedin.com/in/codemaker2022', 'name': 'Linkedin'}, {'url': 'https://github.com/codemaker2022', 'name': 'Github'}, {'url': 'https://codemaker2022.qq.com', 'name': 'QQ'}], 'contact': [{'phone': '18650886088', 'mail': ['mail.Fan@sina.com', 'codemaker2022@qq.com']}]}
>>> print(user['social_media'][0]['url'])
https://www.linkedin.com/in/codemaker2022
>>> print(user['contact'])  
[{'phone': '18650886088', 'mail': ['mail.Fan@sina.com', 'codemaker2022@qq.com']}]

6、注释

单行注释，以井字符(#)开头，后面带有消息并在行尾结束。

# 定义用户年龄
age = 27
dob = '16/12/1994' # 定义用户生日

多行注释，用特殊引号(""")括起来，你可以将消息放在多行中。

"""
Python小常识
This is a multi line comment
"""

7、基本功能

print()函数在控制台中打印提供的消息。此外你还可以提供文件或缓冲区输入作为在屏幕上打印的参数。

print(object(s), sep=separator, end=end, file=file, flush=flush)
print("Hello World")               # prints Hello World  
print("Hello", "World")            # prints Hello World?
x = ("AA", "BB", "CC")
print(x)                           # prints ('AA', 'BB', 'CC')
print("Hello", "World", sep="---") # prints Hello---World

input()函数用于收集来自控制台的用户输入 。

这里需要注意，input()会把你输入的任何内容转换为字符串。

因此，如果你将年龄作为整数值提供，但input()方法将其作为字符串返回，此时就需要手动将其转换为整数。

>>> name = input("Enter your name: ")
Enter your name: Codemaker
>>> print("Hello", name)
Hello Codemaker

len()可以查看对象的长度。如果你输入一个字符串，则可以获取指定字符串中的字符数。

>>> str1 = "Hello World"
>>> print("The length of the string  is ", len(str1))
The length of the string  is 11

str()用于将其他数据类型转换为字符串值。

>>> str(123)
123
>>> str(3.14)
3.14

int()用于将字符串转换为整数。

>>> int("123")
123
>>> int(3.14)
3

8、条件语句

条件语句是用于根据特定条件更改程序流程的代码块。这些语句只有在满足特定条件时才会执行。

在Python中，我们使用if，if-else，循环(for，while)作为条件语句根据某些条件来改变程序的流程。

if-else语句。

>>> num = 5
>>> if (num > 0):
>>>    print("Positive integer")
>>> else:
>>>    print("Negative integer")

elif语句。

>>> name = 'admin'
>>> if name == 'User1':
>>>     print('Only read access')
>>> elif name == 'admin':
>>>     print('Having read and write access')
>>> else:
>>>     print('Invalid user')
Having read and write access

9、循环语句

循环是一个条件语句，用于重复某些语句（在其主体中），直到满足某个条件。

在Python中，我们通常使用for和while循环。

for循环。

>>> # loop through a list
>>> companies = ["apple", "google", "tcs"]
>>> for x in companies:
>>>     print(x)
apple
google
tcs
>>> # loop through string
>>> for x in "TCS":
>>>  print(x)
T
C
S

range()函数返回一个数字序列，它可以用作for循环控制。

它基本上需要三个参数，其中第二个和第三个是可选的。参数是开始值、停止值和步进数。步进数是每次迭代循环变量的增量值。

>>> # loop with range() function
>>> for x in range(5):
>>>  print(x)
0
1
2
3
4
>>> for x in range(2, 5):
>>>  print(x)
2
3
4
>>> for x in range(2, 10, 3):
>>>  print(x)
2
5
8

我们还可以使用else关键字在循环结束时执行一些语句。

在循环结束时提供else语句以及循环结束时需要执行的语句。

>>> for x in range(5):
>>>  print(x)
>>> else:
>>>  print("finished")
0
1
2
3
4
finished

while循环。

>>> count = 0
>>> while (count < 5):
>>>  print(count)
>>>  count = count + 1
0
1
2
3
4

我们可以在while循环的末尾使用else，类似于for循环，当条件为假时执行一些语句。

>>> count = 0
>>> while (count < 5):
>>>  print(count)
>>>  count = count + 1
>>> else:
>>>  print("Count is greater than 4")
0
1
2
3
4
Count is greater than 4

10、函数

函数是用于执行任务的可重用代码块。在代码中实现模块化并使代码可重用，这是非常有用的。

>>> # This prints a passed string into this function
>>> def display(str):
>>>  print(str)
>>>  return
>>> display("Hello World")
Hello World

11、异常处理

即使语句在语法上是正确的，它也可能在执行时发生错误。这些类型的错误称为异常。我们可以使用异常处理机制来避免此类问题。

在Python中，我们使用try,except和finally关键字在代码中实现异常处理。

>>> def divider(num1, num2):
>>>     try:
>>>         return num1 / num2
>>>     except ZeroDivisionError as e:
>>>         print('Error: Invalid argument: {}'.format(e))
>>>     finally:
>>>         print("finished")
>>>
>>> print(divider(2,1))
>>> print(divider(2,0))
finished
2.0
Error: Invalid argument: division by zero
finished
None

12、字符串操作

字符串是用单引号或双引号(',")括起来的字符集合。

我们可以使用内置方法对字符串执行各种操作，如连接、切片、修剪、反转、大小写更改和格式化，如split()、lower()、upper()、endswith()、join()和ljust()、rjust()、format()。

>>> msg = 'Hello World'
>>> print(msg)
Hello World
>>> print(msg[1])
e
>>> print(msg[-1])
d
>>> print(msg[:1])
H
>>> print(msg[1:])
ello World
>>> print(msg[:-1])
Hello Worl
>>> print(msg[::-1])
dlroW olleH
>>> print(msg[1:5])
ello
>>> print(msg.upper())
HELLO WORLD
>>> print(msg.lower())
hello world
>>> print(msg.startswith('Hello'))
True
>>> print(msg.endswith('World'))
True
>>> print(', '.join(['Hello', 'World', '2022']))
Hello, World, 2022
>>> print(' '.join(['Hello', 'World', '2022']))
Hello World 2022
>>> print("Hello World 2022".split())
['Hello', 'World', '2022']
>>> print("Hello World 2022".rjust(25, '-'))
---------Hello World 2022
>>> print("Hello World 2022".ljust(25, '*'))
Hello World 2022*********
>>> print("Hello World 2022".center(25, '#'))
#####Hello World 2022####
>>> name = "Codemaker"
>>> print("Hello %s" % name)
Hello Codemaker
>>> print("Hello {}".format(name))
Hello Codemaker
>>> print("Hello {0}{1}".format(name, "2022"))
Hello Codemaker2022

13、正则表达式

• 导入regex模块，import re。
• re.compile()使用该函数创建一个Regex对象。
• 将搜索字符串传递给search()方法。
• 调用group()方法返回匹配的文本。

>>> import re
>>> phone_num_regex = re.compile(r'\d\d\d-\d\d\d-\d\d\d\d')
>>> mob = phone_num_regex.search('My number is 996-190-7453.')
>>> print('Phone number found: {}'.format(mob.group()))
Phone number found: 996-190-7453
>>> phone_num_regex = re.compile(r'^\d+$')
>>> is_valid = phone_num_regex.search('+919961907453.') is None
>>> print(is_valid)
True
>>> at_regex = re.compile(r'.at')
>>> strs = at_regex.findall('The cat in the hat sat on the mat.')
>>> print(strs)
['cat', 'hat', 'sat', 'mat']

好了，本期的分享就到此结束了，有兴趣的小伙伴可以自行去实践学习。