Python学习笔记[1]

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最近在慕课网学习廖雪峰老师的Python进阶课程,做笔记总结一下重点。

基本变量及其类型

变量

在Python中,能够直接处理的数据类型有以下几种:

整数

-100,0xdf92

浮点数

2.551.23e9

字符串

字符串是以 ' ''' ''括起来的任意文本,如'xyz'''lmn''

布尔值

在Python中,可以直接用TrueFalse
表示布尔值(请注意大小写),也可以通过布尔运算计算出来。
布尔值可以用andornot运算

空值

空值是Python里一个特殊的值,用None表示。None不能理解为0,因为0是有意义的,而None是一个特殊的空值

print语句

打印语句

>>>print 'hello, world'
hello, world```

>打印多个字符串

print 'I','love','Python'
I love Python```
打印运算结果

>>>print 2+3
5```

print '100 + 200 =', 100 + 200
100 + 200 = 300 ```

注释

Python的注释以 #开头,后面的文字直到行尾都算注释

# 这一行全部都是注释...
print 'hello' # 这也是注释```
####什么是变量

在Python中,变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的

在Python程序中,**变量**是用一个**变量名**表示,变量名必须是大小写英文、数字和下划线(_)的组合,且不能用数字开头
比如:
`a=1`
变量`a`是一个整数
`t_007 = 'T007'`
变量```t_007```是一个字符串
在Python中,等号`=`是赋值语句,可以把任意数据类型赋值给变量,同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量。这种变量本身类型不固定的语言称之为**动态语言**,与之对应的是**静态语言**。

####定义字符串
* 如果字符串本身包含'怎么办?比如我们要表示字符串` I'm OK `,这时,可以用`" "`括起来表示:
`"I'm OK"`
* 类似的,如果字符串包含`"`,我们就可以用`' '`
括起来表示:
`'Learn "Python" in imooc'`
* 如果字符串既包含`'`又包含`"`怎么办?
这个时候,就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”,Python字符串用` \ `进行转义
要表示字符串` Bob said "I'm OK".`
由于` ' `和 `" `会引起歧义,因此,我们在它前面插入一个`\ `表示这是一个普通字符,不代表字符串的起始,因此,这个字符串又可以表示为:
`'Bob said \"I\'m OK\".'`
**注意:**转义字符` \  `不计入字符串的内容中
常用的转义字符还有:

     \n 表示换行
     \t 表示一个制表符
     \\ 表示 \ 字符本身

####raw字符串与多行字符串

* 如果一个字符串包含很多需要转义的字符,对每一个字符都进行转义会很麻烦。为了避免这种情况,我们可以在字符串前面加个前缀`r `,表示这是一个 raw 字符串,里面的字符就不需要转义了。例如:

r'(_)/ (_)/'```
但是r'...'表示法不能表示多行字符串,也不能表示包含'"的字符串

  • 如果要表示多行字符串,可以用'''...'''表示:
    '''Line 1
    Line 2
    Line 3'''
    上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的:
    'Line 1\nLine 2\nLine 3'
  • 还可以在多行字符串前面添加 r,把这个多行字符串也变成一个raw字符串:
>>>print r''' "To be, or not to be": that is the question.
Whether it's nobler in the mind to suffer.'''
"To be, or not to be": that is the question.
Whether it's nobler in the mind to suffer.

Unicode字符串

如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError,这是因为.py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释:

# -*- coding: utf-8 -*-```
如.py文件:

-- coding: utf-8 --

print '''静夜思
床前明月光,
疑是地上霜。
举头望明月,
低头思故乡。
'''```
运行得到:

静夜思
床前明月光,
疑是地上霜。
举头望明月,
低头思故乡。

整数和浮点数

Python支持对整数和浮点数直接进行四则混合运算,运算规则和数学上的四则运算规则完全一致。

布尔类型

我们已经了解了Python支持布尔类型的数据,布尔类型只有TrueFalse两种值。
Python把0空字符串' 'None看成 False,其他数值和非空字符串都看成True,如:

True and 'a=T' 计算结果是 'a=T'
继续计算 'a=T' or 'a=F' 计算结果还是 'a=T'```
**要解释上述结果,又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则:短路计算。**
1. 在计算 `a and b `时,如果 a 是 False,则根据与运算法则,整个结果必定为 False,因此返回 a;如果 a 是 True,则整个计算结果必定取决与 b,因此返回 b。
2. 在计算 `a or b `时,如果 a 是 True,则根据或运算法则,整个计算结果必定为 True,因此返回 a;如果 a 是 False,则整个计算结果必定取决于 b,因此返回 b。

**所以Python解释器在做布尔运算时,只要能提前确定计算结果,它就不会往后算了,直接返回结果。**

运行如下代码:

a = 'python'
print 'hello,', a or 'world'
b = ''
print 'hello,', b or 'world'```
打印结果为:

hello, python
hello, world```

___

###List和Tuple类型
####创建list
Python内置的一种数据类型是列表:`list`。`list`是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。
比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个list表示:

['Michael', 'Bob', 'Tracy']
['Michael', 'Bob', 'Tracy']```
list是数学意义上的有序集合,也就是说,list中的元素是按照顺序排列的。
构造list非常简单,按照上面的代码,直接用 [ ]
把list的所有元素都括起来,就是一个list对象。通常,我们会把list赋值给一个变量,这样,就可以通过变量来引用list:

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates # 打印classmates变量的内容
['Michael', 'Bob', 'Tracy']```
由于Python是**动态语言**,所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型,我们完全可以在list中包含各种数据:

L = ['Michael', 100, True]

一个元素也没有的list,就是空list:

empty_list = []```

按照索引访问list

由于list是一个有序集合,所以,我们可以用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

那我们如何从list中获取指定第 N 名的同学呢?方法是通过索引来获取list中的指定元素。
(**需要特别注意的是**,索引从 0 开始,也就是说,第一个元素的索引是0,第二个元素的索引是1,以此类推。)
因此,要打印第一名同学的名字,用 L[0]:

print L[0]
Adam```
要打印第四名同学的名字,用 L[3]:

>>> print L[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range```
报错了!IndexError意思就是索引超出了范围,因为上面的list只有3个元素,有效的索引是 0,1,2。
所以,使用索引时,**千万注意不要越界**。
####倒序访问list
如何得到分数最低的同学?
* 方法一
我们可以先数一数这个 list,发现它包含3个元素,因此,最后一个元素的索引是2:

print L[2]
Bart```

  • 方法二
    Bart同学是最后一名,俗称倒数第一,所以,我们可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素:
>>> print L[-1]
Bart```
(注意:使用倒序索引时,也要注意**不要越界**)

####添加新元素
今天,班里转来一名新同学 Paul,如何把新同学添加到现有的 list 中呢?
* 方法一
用 list 的 `append()` 方法,把新同学追加到 list 的末尾:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
L.append('Paul')
print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```
append()总是把新的元素添加到 list 的尾部
如果把Paul 同学添加到第一的位置怎么办?

  • 方法二
    方法是用list的 insert()方法,它接受两个参数,第一个参数是索引号,第二个参数是待添加的新元素:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.insert(0, 'Paul')
>>> print L
['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']```
( 注意**`L.insert(0, 'Paul')`**的意思是,'Paul'将被添加到索引为 0 的位置上(也就是第一个),而原来索引为 0 的Adam同学,以及后面的所有同学,都自动向后移动一位。)

####从list删除元素
Paul同学刚来几天又要转走了,那么我们怎么把Paul 从现有的list中删除呢?
* 如果Paul同学排在最后一个,我们可以用list的`pop()`方法删除:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
L.pop()
'Paul'
print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

注意:pop()方法总是删掉list的最后一个元素,并且它还返回这个元素,所以我们执行 L.pop()后,会打印出 'Paul'。

  • 如果Paul同学不是排在最后一个怎么办?比如Paul同学排在第三:
>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']```
要把Paul踢出list,我们就必须**先定位Paul的位置**。由于Paul的索引是2,因此,用 pop(2)
把Paul删掉:

L.pop(2)
'Paul'
print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

从list替换元素

假设现在班里仍然是3名同学:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']```
现在,Bart同学要转学走了,碰巧来了一个Paul同学,要更新班级成员名单。
* 方法一
我们可以先把Bart删掉(pop),再把Paul添加(append或insert)进来。
* 方法二

L[2] = 'Paul'
print L
L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul']```
对list中的某一个索引赋值,就可以直接用新的元素替换掉原来的元素,list包含的元素个数保持不变。
由于Bart还可以用 -1 做索引,因此,下面的代码也可以完成同样的替换工作:

>>> L[-1] = 'Paul'```

####创建tuple
tuple是另一种有序的列表,中文翻译为“ 元组 ”。tuple 和 list 非常类似,但是,**tuple一旦创建完毕,就不能修改了!!!**
同样是表示班里同学的名称,用tuple表示如下:

t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')```

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]

现在,这个t就不能改变了,tuple没有 append()方法,也没有insert()和pop()方法。所以,新同学没法直接往 tuple 中添加,老同学想退出 tuple 也不行。

获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的,我们可以正常使用 t[0],t[-1]等索引方式访问元素,但是不能赋值成别的元素!!!

创建单元素tuple

tuple和list一样,可以包含 0 个、1个和任意多个元素

  • 创建包含 0 个元素的 tuple,也就是空tuple,直接用 ()表示:
>>> t = ()
>>> print t
()```
* 创建包含1个元素的 tuple 

t = (1)
print t
1

好像哪里不对!t 不是 tuple ,而是整数1。**为什么**呢?

因为`()`既可以表示tuple,又可以作为括号表示运算时的优先级,结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1,导致我们得到的不是tuple,而是整数 1。
正是因为用()定义单元素的tuple有歧义,所以 Python 规定,单元素 tuple 要多加一个逗号`“,”`,这样就避免了歧义:

t = (1,)
print t
(1,)```
Python在打印单元素tuple时,也自动添加了一个“,”,为了更明确地告诉你这是一个tuple。

多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的:

>>> t = (1, 2, 3,)
>>> print t
(1, 2, 3)```

####“可变”的tuple

前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在,我们来看一个“可变”的tuple:

t = ('a', 'b', ['A', 'B'])```

注意到 t 有 3 个元素:'a','b'和一个list:['A', 'B']。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到:

>>> L = t[2]```
然后,我们把list的两个元素改一改:

L[0] = 'X'
L[1] = 'Y'```
再看看tuple的内容:

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])```
表面上看,tuple的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是list的元素。
tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以,tuple所谓的**“不变”**是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即**指向'a',就不能改成指向'b'**,指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的!
理解了**“指向不变”**后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。
例如:

t = ('a', 'b', ('A', 'B'))```
就是不可变的。


条件判断和循环

if语句

计算机之所以能做很多自动化的任务,因为它可以自己做条件判断。
比如,输入用户年龄,根据年龄打印不同的内容,在Python程序中,可以用if语句实现:

age = 20
if age >= 18:
    print 'your age is', age
    print 'adult'
print 'END'```


**注意: **<font color=#FF4500 >Python代码的缩进规则</font>。具有相同缩进的代码被视为代码块,上面的3,4行 print 语句就构成一个代码块(但不包括第5行的print)。如果 if 语句判断为 True,就会执行这个代码块。


缩进要严格按照Python的习惯写法:<font color=#FF4500 >4个空格,不要使用Tab,更不要混合Tab和空格</font>,否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。

**注意**: if 语句后接表达式,然后用`:`表示代码块开始。

如果在<font color=#FF4500 >Python交互环境下敲代码</font>,还要特别<font color=#FF4500 >留意缩进</font>,并且<font color=#FF4500 >退出缩进需要多敲一行回车</font>:

age = 20
if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'

t = (1, 2, 3,)
>>> print t
(1, 2, 3)####“可变”的tuple 前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在,我们来看一个“可变”的tuple:
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])**注意**到 t 有 3 个元素:**'a','b'**和一个list:**['A', 'B']**。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到:
>>> L = t[2]然后,我们把list的两个元素改一改:
>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'再看看tuple的内容:
>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])表面上看,tuple的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是list的元素。 tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以,tuple所谓的**“不变”**是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即**指向'a',就不能改成指向'b'**,指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的! 理解了**“指向不变”**后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。 例如:
t = ('a', 'b', ('A', 'B'))就是不可变的。 ----------------- ###条件判断和循环 ####if语句 计算机之所以能做很多自动化的任务,因为它可以自己做条件判断。 比如,输入用户年龄,根据年龄打印不同的内容,在Python程序中,可以用if语句实现:
age = 20
if age >= 18:
print 'your age is', age
print 'adult'
print 'END'**注意: **<font color=#FF4500 >Python代码的缩进规则</font>。具有相同缩进的代码被视为代码块,上面的3,4行 print 语句就构成一个代码块(但不包括第5行的print)。如果 if 语句判断为 True,就会执行这个代码块。 缩进要严格按照Python的习惯写法:<font color=#FF4500 >4个空格,不要使用Tab,更不要混合Tab和空格</font>,否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。 **注意**: if 语句后接表达式,然后用`:`表示代码块开始。 如果在<font color=#FF4500 >Python交互环境下敲代码</font>,还要特别<font color=#FF4500 >留意缩进</font>,并且<font color=#FF4500 >退出缩进需要多敲一行回车</font>:
>>> age = 20
>>> if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'
...
your age is 20
print t
(1, 2, 3)####“可变”的tuple 前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在,我们来看一个“可变”的tuple:
>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])**注意**到 t 有 3 个元素:**'a','b'**和一个list:**['A', 'B']**。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到:
>>> L = t[2]然后,我们把list的两个元素改一改:
>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'再看看tuple的内容:
>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])表面上看,tuple的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是list的元素。 tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以,tuple所谓的**“不变”**是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即**指向'a',就不能改成指向'b'**,指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的! 理解了**“指向不变”**后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。 例如:
t = ('a', 'b', ('A', 'B'))就是不可变的。 ----------------- ###条件判断和循环 ####if语句 计算机之所以能做很多自动化的任务,因为它可以自己做条件判断。 比如,输入用户年龄,根据年龄打印不同的内容,在Python程序中,可以用if语句实现:
age = 20
if age >= 18:
print 'your age is', age
print 'adult'
print 'END'**注意: **<font color=#FF4500 >Python代码的缩进规则</font>。具有相同缩进的代码被视为代码块,上面的3,4行 print 语句就构成一个代码块(但不包括第5行的print)。如果 if 语句判断为 True,就会执行这个代码块。 缩进要严格按照Python的习惯写法:<font color=#FF4500 >4个空格,不要使用Tab,更不要混合Tab和空格</font>,否则很容易造成因为缩进引起的语法错误。 **注意**: if 语句后接表达式,然后用`:`表示代码块开始。 如果在<font color=#FF4500 >Python交互环境下敲代码</font>,还要特别<font color=#FF4500 >留意缩进</font>,并且<font color=#FF4500 >退出缩进需要多敲一行回车</font>:
>>> age = 20
>>> if age >= 18:
... print 'your age is', age
... print 'adult'
...
your age is 20
adult```

if-else语句

当 if 语句判断表达式的结果为 True 时,就会执行 if 包含的代码块:

if age >= 18: print 'adult'```
如果我们想判断年龄在18岁以下时,打印出 'teenager',怎么办?
可以用一个 <font color=#FF4500 >if ... else ... </font>语句:

if age >= 18:
print 'adult'
else:
print 'teenager'```

if-elif-else语句

有的时候,一个 if ... else ... 还不够用。比如,根据年龄的划分:

条件1:18岁或以上:adult
条件2:6岁或以上:teenager
条件3:6岁以下:kid```

要避免嵌套结构的 if ... else ...,我们可以用 if ... 多个elif ... else ...的结构,一次写完所有的规则:

if age >= 18:
print 'adult'
elif age >= 6:
print 'teenager'
elif age >= 3:
print 'kid'
else:
print 'baby'```
elif 意思就是 else if。这样一来,我们就写出了结构非常清晰的一系列条件判断。

**特别注意: **这一系列条件判断会从上到下依次判断,如果某个判断为 True,执行完对应的代码块,后面的条件判断就直接忽略,不再执行了

for循环

list或tuple可以表示一个有序集合。如果我们想依次访问一个list中的每一个元素呢?比如 list:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']```
Python的 for 循环就可以依次把list或tuple的每个元素迭代出来:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']for name in L: print name```

注意: name 这个变量是在 for 循环中定义的,意思是,依次取出list中的每一个元素,并把元素赋值给 name,然后执行for循环体(就是缩进的代码块)。
这样一来,遍历一个list或tuple就非常容易了。

while循环

和 for 循环不同的另一种循环是 while 循环,while 循环不会迭代 list 或 tuple 的元素,而是根据表达式判断循环是否结束。

比如要从 0 开始打印不大于 N 的整数:

N = 10
x = 0
while x < N:
     print x 
     x = x + 1```
while循环每次先判断 x < N,如果为True,则执行循环体的代码块,否则,退出循环。
在循环体内,x = x + 1 会让 x 不断增加,最终因为 x < N 不成立而退出循环。

####break退出循环
用 for 循环或者 while 循环时,如果要在循环体内直接退出循环,可以使用 break 语句

比如计算1至100的整数和,我们用while来实现:

sum = 0
x = 1
while True:
sum = sum + x
x = x + 1
if x > 100:
break
print sum```
咋一看, while True 就是一个死循环,但是在循环体内,我们还判断了 x > 100 条件成立时,用break语句退出循环,这样也可以实现循环的结束。

continue继续循环

在循环过程中,可以用break退出当前循环,还可以用continue跳过后续循环代码,继续下一次循环。

现在老师只想统计及格分数的平均分,就要把 x < 60 的分数剔除掉,这时,利用 continue,可以做到当 x < 60的时候,不继续执行循环体的后续代码,直接进入下一次循环:

L = [75, 98, 59, 81, 66, 43, 69, 85]
sum = 0.0
n = 0
for x in L: 
    if x < 60: 
        continue 
    sum = sum + x 
    n = n + 1```

####多重循环
在循环内部,还可以嵌套循环,我们来看一个例子:

for x in ['A', 'B', 'C']:
for y in ['1', '2', '3']:
print x + y

x 每循环一次,y 就会循环 3 次,这样,我们可以打印出一个全排列:
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3

__________

###Dict和Set类型

####什么是dict
我们已经知道,list 和 tuple 可以用来表示顺序集合,例如,班里同学的名字:

['Adam', 'Lisa', 'Bart']```
或者考试的成绩列表:

[95, 85, 59]```
但是,要根据名字找到对应的成绩,用两个 list 表示就不方便。
如果把名字和分数关联起来,组成类似的查找表:

'Adam' ==> 95
'Lisa' ==> 85
'Bart' ==> 59```
那么给定一个名字,就可以直接查到分数。

Python的 dict 就是专门干这件事的。用 dict 表示“名字”-“成绩”的查找表如下:

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

我们把名字称为key,对应的成绩称为value,dict就是通过 key 来查找 value

花括号 {} 表示这是一个dict,然后按照** key: value**, 写出来即可。最后一个 key: value 的逗号可以省略。

由于dict也是集合,len() 函数可以计算任意集合的大小:

>>> len(d)
3

注意: 一个 key-value 算一个,因此,dict大小为3。

访问dict

我们已经能创建一个dict,用于表示名字和成绩的对应关系:

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}```
那么,如何根据名字来查找对应的成绩呢?

可以简单地使用 `d[key]` 的形式来查找对应的 value,这和 list 很像,不同之处是,**list 必须使用索引返回对应的元素,而dict使用key:**

print d['Adam']
95
print d['Paul']
Traceback (most recent call last):
File "index.py", line 11, in <module>
print d['Paul']
KeyError: 'Paul'

**注意:** 通过 key 访问 dict 的value,只要 key 存在,dict就返回对应的value。如果key不存在,会直接报错:KeyError。
要避免 KeyError 发生,有两个办法:
* **一是先判断一下 key 是否存在,用 in 操作符:**

if 'Paul' in d:
print d['Paul']```
如果 'Paul' 不存在,if语句判断为False,自然不会执行 print d['Paul'] ,从而避免了错误。

  • 二是使用dict本身提供的一个 get 方法,在Key不存在的时候,返回None:
>>> print d.get('Bart')
59
>>> print d.get('Paul')
None```

####dict的特点

* **dict的第一个特点是<font color=#FF4500 >查找速度快 </font>,无论dict有10个元素还是10万个元素,查找速度都一样**。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。

不过dict的查找速度快不是没有代价的,**dict的缺点是占用内存大,还会浪费很多内容**,list正好相反,占用内存小,但是查找速度慢。

由于dict是按 key 查找,所以,在一个dict中,key不能重复。
* **dict的第二个特点就是存储的key-value序对是<font color=#FF4500 >没有顺序 </font>的!**这和list不一样:

d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}

当我们试图打印这个dict时:

print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}```

打印的顺序不一定是我们创建时的顺序,而且,不同的机器打印的顺序都可能不同,这说明dict内部是无序的,不能用dict存储有序的集合。

  • dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变,Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。

不可变这个限制仅作用于key,value是否可变无所谓:

{ 
       '123': [1, 2, 3],  # key 是 str,value是list 
       123: '123', # key 是 int,value 是 str 
       ('a', 'b'): True # key 是 tuple,并且tuple的每个元素都是不可变对象,value是 boolean
}```

最常用的key还是字符串,因为用起来最方便。


####什么是set
**dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系,dict的key是不能重复的。**

有的时候,我们只想要 dict 的 key,不关心 key 对应的 value,目的就是保证这个集合的元素不会重复,这时,set就派上用场了。

**set 持有一系列元素,这一点和 list 很像,但是set的元素没有重复,而且是无序的,这点和 dict 的 key很像。**
创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list,list的元素将作为set的元素:

s = set(['A', 'B', 'C'])

可以查看 set 的内容:

print s
set(['A', 'C', 'B'])```

注意,上述打印的形式类似 list, 但它不是 list,仔细看还可以发现,打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的,因为set内部存储的元素是<font color=#FF4500 >无序</font>的。

因为<font color=#FF4500 >set不能包含重复的元素 </font>,所以,当我们传入包含重复元素的 list 会怎么样呢?

>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
3

结果显示,set会自动去掉重复的元素,原来的list有4个元素,但set只有3个元素。

访问set

由于set存储的是无序集合,所以我们没法通过索引来访问。

访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。

例如,存储了班里同学名字的set:

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])```

**我们可以用 in 操作符判断:**

Bart是该班的同学吗?

'Bart' in s
True```

print d
{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}打印的顺序不一定是我们创建时的顺序,而且,不同的机器打印的顺序都可能不同,这说明dict内部是**无序**的,不能用dict存储有序的集合。 * **dict的第三个特点是作为 key 的元素必须不可变**,Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。 不可变这个限制仅作用于key,value是否可变无所谓:
{
'123': [1, 2, 3], # key 是 str,value是list
123: '123', # key 是 int,value 是 str
('a', 'b'): True # key 是 tuple,并且tuple的每个元素都是不可变对象,value是 boolean
}最常用的key还是字符串,因为用起来最方便。 ####什么是set **dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系,dict的key是不能重复的。** 有的时候,我们只想要 dict 的 key,不关心 key 对应的 value,目的就是保证这个集合的元素不会重复,这时,set就派上用场了。 **set 持有一系列元素,这一点和 list 很像,但是set的元素没有重复,而且是无序的,这点和 dict 的 key很像。** 创建 set 的方式是调用 set() 并传入一个 list,list的元素将作为set的元素:
>>> s = set(['A', 'B', 'C'])
可以查看 set 的内容:
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])**注意**,上述打印的形式类似 list, 但它不是 list,仔细看还可以发现,打印的顺序和原始 list 的顺序有可能是不同的,因为set内部存储的元素是**<font color=#FF4500 >无序</font>**的。 因为**<font color=#FF4500 >set不能包含重复的元素 </font>**,所以,当我们传入包含重复元素的 list 会怎么样呢?
>>> s = set(['A', 'B', 'C', 'C'])
>>> print s
set(['A', 'C', 'B'])
>>> len(s)
3
结果显示,set会自动去掉重复的元素,原来的list有4个元素,但set只有3个元素。 ####访问set 由于**set存储的是无序集合**,所以我们没法通过索引来访问。 访问 set中的某个元素实际上就是判断一个元素是否在set中。 例如,存储了班里同学名字的set:
>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])**我们可以用 in 操作符判断:** Bart是该班的同学吗?
>>> 'Bart' in s
True```
Bill是该班的同学吗?

>>> 'Bill' in s
False```
bart是该班的同学吗?

'bart' in s
False```
看来大小写很重要,'Bart' 和 'bart'被认为是两个不同的元素

set的特点

set的内部结构和dict很像,唯一区别是不存储value,因此,判断一个元素是否在set中速度很快。

set存储的元素和dict的key类似,必须是不变对象,因此,任何可变对象是不能放入set中的。

最后,<font color=#FF4500 >set存储的元素也是没有顺序的 </font>。
set的这些特点,可以应用在哪些地方呢?
星期一到星期日可以用字符串'MON', 'TUE', ... 'SUN'表示。
假设我们让用户输入星期一至星期日的某天,如何判断用户的输入是否是一个有效的星期呢?
可以用** if 语句**判断,但这样做非常繁琐。

如果事先创建好一个set,包含'MON' ~ 'SUN':

weekdays = set(['MON', 'TUE', 'WED', 'THU', 'FRI', 'SAT', 'SUN'])```

再判断输入是否有效,只需要判断该字符串是否在set中:

x = '???' # 用户输入的字符串
if x in weekdays:
print 'input ok'
else:
print 'input error'```
这样一来,代码就简单多了。

遍历set

由于 set 也是一个集合,所以,遍历 set 和遍历 list 类似,都可以通过 for 循环实现。

直接使用 for 循环可以遍历 set 的元素:

>>> s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart'])
>>> for name in s:
..           print name
... 
Lisa
Adam
Bart```
**注意: **观察 for 循环在遍历set时,元素的顺序和list的顺序很可能是不同的,而且不同的机器上运行的结果也可能不同。

例:用 for 循环遍历如下的set,打印出 name: score 来。

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])```
代码:

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])
for x in s:
    print x[0]+':',x[1]```
打印结果:

Lisa: 85
Adam: 95
Bart: 59```

更新set

由于set存储的是一组不重复的无序元素,因此,更新set主要做两件事:
一是把新的元素添加到set中,二是把已有元素从set中删除。
添加元素时,用set的add()方法:

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s.add(4)
>>> print s
set([1, 2, 3, 4])```
如果添加的元素已经存在于set中,add()不会报错,但是不会加进去了:

s = set([1, 2, 3])
s.add(3)
print s
set([1, 2, 3])```

删除set中的元素时,用set的<font color=#FF4500 >remove() </font>方法:

>>> s = set([1, 2, 3, 4])
>>> s.remove(4)
>>> print s
set([1, 2, 3])```

如果删除的元素不存在set中,remove()会报错:

s = set([1, 2, 3])
s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 4```

所以用add()可以直接添加,而remove()前需要判断。


函数

什么是函数

抽象是数学中非常常见的概念。

借助抽象,我们才能不关心底层的具体计算过程,而直接在更高的层次上思考问题。

写计算机程序也是一样,函数就是最基本的一种代码抽象的方式。

Python不但能非常灵活地定义函数,而且本身内置了很多有用的函数,可以直接调用。

调用函数

Python内置了很多有用的函数,我们可以直接调用。

要调用一个函数,需要知道<font color=#FF4500 >函数的名称和参数</font>,比如求绝对值的函数 abs,它接收一个参数。

可以直接从Python的官方网站查看文档:
http://docs.python.org/2/library/functions.html
#abs

也可以在交互式命令行通过 help(abs)查看abs函数的帮助信息。

调用 **abs **函数:

>>> abs(100)
100
>>> abs(-20)
20
>>> abs(12.34)
12.34```
调用函数的时候,如果传入的参数数量不对,会报**TypeError**的错误,并且Python会明确地告诉你:abs()有且仅有1个参数,但给出了两个:

abs(1, 2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)```

如果传入的参数数量是对的,但参数类型不能被函数所接受,也会报TypeError的错误,并且给出错误信息:str是错误的参数类型:

>>> abs('a')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: bad operand type for abs(): 'str'```

而比较函数**<font color=#FF4500 >cmp(x, y) </font>** 就需要两个参数,如果 **x<y**,返回** -1**,如果** x==y**,返回 **0**,如果 **x>y**,返回 **1**:

cmp(1, 2)
-1
cmp(2, 1)
1
cmp(3, 3)
0```

Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数,比如<font color=#FF4500 > int() </font>函数可以把其他数据类型转换为整数:

>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12```

**<font color=#FF4500 >str()</font>**函数把其他类型转换成 str:

str(123)
'123'
str(1.23)
'1.23'```

例子:
sum()函数接受一个list作为参数,并返回list所有元素之和。请计算 11 + 22 + 33 + ... + 100100
代码:

L = [ ]
x=1
while x<=100:
    L.append(x*x)
    x=x+1
print sum(L)```

打印结果:

338350```

编写函数

在Python中,定义一个函数要使用** def 语句,依次写出函数名括号、括号中的参数冒号:**,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用 return语句返回。

例子:定义一个 square_of_sum 函数,它接受一个list,返回list中每个元素平方的和。

代码:

def square_of_sum(L):
    sum=0
    for x in L:
        sum = sum +x**2
    return sum

print square_of_sum([1, 2, 3, 4, 5])
print square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25])```

打印结果:

55
900```
注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为 None。

<font color=#FF4500 > return None可以简写为return。 </font>

返回多值

函数可以返回多个值吗?答案是肯定的。

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的坐标:

<font color=#FF4500 >#math</font>包提供了sin()cos()函数,我们先用import引用它:

import math
def move(x, y, step, angle):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny```
这样我们就可以同时获得返回值:

x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
print x, y
cmp(3, 3)
0Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数,比如**<font color=#FF4500 > int() </font>**函数可以把其他数据类型转换为整数:
>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12**<font color=#FF4500 >str()</font>**函数把其他类型转换成 str:
>>> str(123)
'123'
>>> str(1.23)
'1.23'例子: sum()函数接受一个list作为参数,并返回list所有元素之和。请计算 1*1 + 2*2 + 3*3 + ... + 100*100 代码:
L = [ ]
x=1
while x<=100:
L.append(xx)
x=x+1
print sum(L)打印结果:
338350####编写函数 在Python中,定义一个函数要使用** def **语句,依次写出**函数名**、**括号**、括号中的**参数**和**冒号:**,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用 **return**语句返回。 例子:定义一个 square_of_sum 函数,它接受一个list,返回list中每个元素平方的和。 代码:
def square_of_sum(L):
sum=0
for x in L:
sum = sum +x
*2
return sum

print square_of_sum([1, 2, 3, 4, 5])
print square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25])打印结果:
55
900**注意**,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。 如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为 None。 **<font color=#FF4500 > return None可以简写为return。 </font>** ####返回多值 函数可以返回多个值吗?答案是肯定的。 比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的坐标: **<font color=#FF4500 >#math</font>**包提供了**sin()**和 **cos()**函数,我们先用import引用它:
import math
def move(x, y, step, angle):
nx = x + step * math.cos(angle)
ny = y - step * math.sin(angle)
return nx, ny这样我们就可以同时获得返回值:
>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print x, y
151.961524227 70.0```
但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print r
(151.96152422706632, 70.0)```
用print打印返回结果,原来返回值是一个**tuple**!

但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,**Python的函数**返回多值其实就是**返回一个tuple**,但写起来更方便。

例子:
一元二次方程的定义是:ax² + bx + c = 0
请编写一个函数,返回一元二次方程的两个解。
**注意:**Python的math包提供了sqrt()函数用于计算平方根。

代码:

import math

def quadratic_equation(a, b, c):
de=b2-4ac
if de>=0:
x1=(-b+math.sqrt(b2-4ac))/(2a)
x2=(-b-math.sqrt(b
2-4ac))/(2a)
return x1,x2
else:
return

print quadratic_equation(2, 3, 0)
print quadratic_equation(1, -6, 5)```

打印结果:

(0.0, -1.5)
(5.0, 1.0)```

####递归函数

在函数内部,可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身,这个函数就是递归函数。

举个例子,我们来计算阶乘 **n! = 1 * 2 * 3 * ... * n**,用函数 **fact(n)**表示,可以看出:

fact(n) = n! = 1 * 2 * 3 * ... * (n-1) * n = (n-1)! * n = fact(n-1) * n```

所以,fact(n)可以表示为 n * fact(n-1),只有n=1时需要特殊处理。

于是,fact(n)用递归的方式写出来就是:

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)```
如果我们计算fact(5),可以根据函数定义看到计算过程如下:

===> fact(5)
===> 5 * fact(4)
===> 5 * (4 * fact(3))
===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))
===> 5 * (4 * (3 * 2))
===> 5 * (4 * 6)
===> 5 * 24
===> 120```

递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。

<font color=#FF4500 >使用递归函数需要注意防止栈溢出。</font>在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。

例子:
汉诺(http://baike.baidu.com/view/191666.htm) 的移动也可以看做是递归函数。

我们对柱子编号为a, b, c,将所有圆盘从a移到c可以描述为:

如果a只有一个圆盘,可以直接移动到c;

如果a有N个圆盘,可以看成a有1个圆盘(底盘) + (N-1)个圆盘,首先需要把 (N-1) 个圆盘移动到 b,然后,将 a的最后一个圆盘移动到c,再将b的(N-1)个圆盘移动到c。

请编写一个函数,给定输入 n, a, b, c,打印出移动的步骤:

move(n, a, b, c)

例如,输入 move(2, 'A', 'B', 'C'),打印出:

A --> B
A --> C
B --> C

代码:

#-*- coding:utf-8 -*-
# move(n, a, b, c)表示的是有n个盘子在a柱子上,将要移到c柱子上面去
def move(n, a, b, c):
# 如果a柱子上面只有一个盘子,则直接移到c柱子上面去并输出路径,结束递归
    if n == 1:  
        print a, '-->', c
        return
# 表示的是将n-1的盘子从a柱子上面移到b柱子上面去
    move(n-1, a, c, b)
# 输出最下面个盘子移从a移到c的路径
    print a, '-->', c
# 将b柱子上面的n-1个盘子移动到c柱子上面
    move(n-1, b, a, c)

move(4, 'A', 'B', 'C')```

打印结果:

A --> B
A --> C
B --> C
A --> B
C --> A
C --> B
A --> B
A --> C
B --> C
B --> A
C --> A
B --> C
A --> B
A --> C
B --> C```

定义默认参数

定义函数的时候,还可以有默认参数。

例如Python自带的 int() 函数,其实就有两个参数,我们既可以传一个参数,又可以传两个参数:

>>> int('123')
123
>>> int('123', 8)
83```
int()函数的第二个参数是转换进制,如果不传,默认是十进制 (base=10),如果传了,就用传入的参数。

可见,**函数的默认参数的作用是简化调用**,你只需要把必须的参数传进去。但是在需要的时候,又可以传入额外的参数来覆盖默认参数值。


我们来定义一个计算 x 的N次方的函数:

def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s```

假设计算平方的次数最多,我们就可以把 n 的默认值设定为 2:

def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s```

这样一来,计算平方就不需要传入两个参数了:

power(5)
25

由于函数的参数按从左到右的顺序匹配,所以**默认参数只能定义在必需参数的后面:**

OK:

def fn1(a, b=1, c=2):
pass

Error:

def fn2(a=1, b):
pass```

例子:
定义一个 greet() 函数,它包含一个默认参数,如果没有传入,打印 'Hello, world.',如果传入,打印 'Hello, xxx.'默认参数的默认值可以设定为'world'
代码:

def greet(name='world'):
    print 'Hello, ' + name + '.'
greet()
greet('Bart')```
打印结果:

Hello,world.
Hello,Bart.```

定义可变参数

如果想让一个函数能接受任意个参数,我们就可以定义一个可变参数:

def fn(*args): 
    print args```
可变参数的名字前面有个 *** **号,我们可以传入0个、1个或多个参数给可变参数:

fn()
()
fn('a')
('a',)
fn('a', 'b')
('a', 'b')
fn('a', 'b', 'c')
('a', 'b', 'c')```

可变参数也不是很神秘,Python解释器会把传入的一组参数组装成一个tuple传递给可变参数,因此,在函数内部,直接把变量** args** 看成一个 tuple 就好了。

定义可变参数的目的也是为了简化调用。假设我们要计算任意个数的平均值,就可以定义一个可变参数:

def average(*args): 
      ...```
这样,在调用的时候,可以这样写:

average()
0
average(1, 2)
1.5
average(1, 2, 2, 3, 4)
2.4```

例子:
编写接受可变参数的 average() 函数。
可变参数 args 是一个tuple,当0个参数传入时,args是一个空tuple。
代码:

def average(*args):
    sum = 0.0
    if len(args) == 0:
        return sum
    for x in args:
        sum = sum + x
    return sum / len(args)
print average()
print average(1, 2)
print average(1, 2, 2, 3, 4)```

打印结果:

0.0
1.5
2.4```

切片

对list进行切片

取一个list的部分元素是非常常见的操作。比如,一个list如下:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```

取前N个元素,也就是索引为0-(N-1)的元素,可以用循环,对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。

对应上面的问题,取前3个元素,用一行代码就可以完成切片:

L[0:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3。即索引0,1,2,正好是3个元素。

如果第一个索引是0,还可以省略:

>>> L[:3]
['Adam', 'Lisa', 'Bart']```

也可以从索引1开始,取出2个元素出来:

L[1:3]
['Lisa', 'Bart']```

只用一个** : **,表示从头到尾:

>>> L[:]
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```
**因此,L[:]实际上复制出了一个新list。**

切片操作还可以指定第三个参数:

L[::2]
['Adam', 'Bart']```
第三个参数表示每N个取一个,上面的 L[::2] 会每两个元素取出一个来,也就是隔一个取一个。
把list换成tuple,切片操作完全相同,只是切片的结果也变成了tuple。

例子:
range()函数可以创建一个数列:

>>> range(1, 101)
[1, 2, 3, ..., 100]```
请利用切片,取出:

1. 前10个数;
2. 3的倍数;
3. 不大于50的5的倍数。

代码:

L = range(1, 101)
print L[0:10]
print L[2::3]
print L[4:50:5]


打印结果:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99]
[5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50]```

倒序切片

对于list,既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片,试试:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

>>> L[-2:]
['Bart', 'Paul']

>>> L[:-2]
['Adam', 'Lisa']

>>> L[-3:-1]
['Lisa', 'Bart']

>>> L[-4:-1:2]
['Adam', 'Bart']```
记住倒数第一个元素的索引是-1。
**倒序切片包含起始索引,不包含结束索引。**

####对字符串切片

字符串 'xxx'和 Unicode字符串 u'xxx'也可以看成是一种**list**,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:

'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
'ABCDEFG'[-3:]
'EFG'
'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'```
在很多编程语言中,针对字符串提供了很多各种截取函数,其实目的就是对字符串切片。Python没有针对字符串的截取函数,只需要切片一个操作就可以完成,非常简单。

例子:
字符串有个方法 upper() 可以把字符变成大写字母:

>>> 'abc'.upper()
'ABC'```
但它会把所有字母都变成大写。请设计一个函数,它接受一个字符串,然后返回一个仅首字母变成大写的字符串。
**提示:**利用切片操作简化字符串操作。

代码:

def firstCharUpper(s):
return s[0].upper()+s[1:]

print firstCharUpper('hello')
print firstCharUpper('sunday')
print firstCharUpper('september')```

打印结果:

Hello
Sunday
September```


###迭代
####什么是迭代

在Python中,如果给定一个**list**或**tuple**,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们成为迭代(Iteration)。

在Python中,迭代是通过 for ... in 来完成的,而很多语言比如C或者Java,迭代list是通过下标完成的,比如Java代码:

for (i=0; i<list.length; i++) { 
     n = list[i];
}
可以看出,Python的for循环抽象程度要高于Java的for循环。

**因为 Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上,还可以作用在其他任何可迭代对象上。**

因此,迭代操作就是对于一个集合,无论该集合是有序还是无序,我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素。

注意: 集合是指包含一组元素的数据结构,我们已经介绍的包括:

  1. 有序集合:list,tuple,str和unicode;
  2. 无序集合:set
  3. 无序集合并且具有 key-value 对:dict```

而迭代是一个动词,它指的是一种操作,在Python中,就是 for 循环。

迭代与按下标访问数组最大的不同是,后者是一种具体的迭代实现方式,而前者只关心迭代结果,根本不关心迭代内部是如何实现的。

例子:
用for循环迭代数列 1-100 并打印出7的倍数

代码:

for i in range(1,101):
    if i %7 == 0:
        print i```


 打印结果: 

7
14
21
28
35
42
49
56
63
70
77
84
91
98```

索引迭代

Python中,迭代永远是取出元素本身,而非元素的索引。

对于有序集合,元素确实是有索引的。有的时候,我们确实想在 for 循环中拿到索引,怎么办?

方法是使用 enumerate() 函数

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> for index, name in enumerate(L):
...          print index, '-', name
... 
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
4 - Paul```
使用 enumerate() 函数,我们可以在for循环中同时绑定索引index和元素name。但是,这不是 enumerate() 的特殊语法。实际上,enumerate() 函数把:

['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']```
变成了类似:

**[(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')]**```
因此,迭代的每一个元素实际上是一个tuple:

for t in enumerate(L):
index = t[0]
name = t[1]
print index, '-', name```
如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素,for循环又可以进一步简写为:

for index, name in enumerate(L): 
     print index, '-', name```
这样不但代码更简单,而且还少了两条赋值语句。
可见,索引迭代也不是真的按索引访问,而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple,再迭代,就同时获得了索引和元素本身。

例子:
zip()函数可以把两个 list 变成一个 list:

zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]```
在迭代 ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] 时,如果我们想打印出名次 - 名字(名次从1开始),请考虑如何在迭代中打印出来。
提示:考虑使用zip()函数和range()函数
代码:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
for index, name in zip(range(1,len(L)+1),L):
    print index,'-',name```

打印结果:

1 - Adam
2 - Lisa
3 - Bart
4 - Paul```

迭代dict的value

我们已经了解了dict对象本身就是可迭代对象,用 for 循环直接迭代 dict,可以每次拿到dict的一个key。

如果我们希望迭代 dict 对象的value,应该怎么做?

dict 对象有一个 values() 方法,这个方法把dict转换成一个包含所有value的list,这样,我们迭代的就是 dict的每一个 value:

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.values()
# [85, 95, 59]
for v in d.values():
     print v
# 85
# 95
# 59

如果仔细阅读Python的文档,还可以发现,dict除了values()方法外,还有一个** itervalues() 方法,用 itervalues()** 方法替代 values()方法,迭代效果完全一样:

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.itervalues()
# <dictionary-valueiterator object at 0x106adbb50>
for v in d.itervalues(): 
     print v
# 85
# 95
# 59```

**那这两个方法有何不同之处呢?**
1. **values()** 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。
2. 但是 **itervalues()** 方法不会转换,它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value,所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。
3. 打印 itervalues() 发现它返回一个 <dictionary-valueiterator> 对象,这说明在Python中,**for 循环可作用的迭代对象远不止 list,tuple,str,unicode,dict等**,任何可迭代对象都可以作用于for循环,而内部如何迭代我们通常并不用关心。
**如果一个对象说自己可迭代,那我们就直接用 for 循环去迭代它,可见,迭代是一种抽象的数据操作,它不对迭代对象内部的数据有任何要求。**


####迭代dict的key和value

我们了解了如何**迭代 dict** 的**key**和**value**,那么,在一个 for 循环中,能否同时迭代 key和value?答案是肯定的。

首先,我们看看 dict 对象的 **items()** 方法返回的值:

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.items()
[('Lisa', 85), ('Adam', 95), ('Bart', 59)]```

可以看到,items() 方法把dict对象转换成了包含tuple的list,我们对这个list进行迭代,可以同时获得key和value:

>>> for key, value in d.items():
...          print key, ':', value
... 
Lisa : 85
Adam : 95
Bart : 59```
和 values() 有一个 itervalues() 似, **items() **也有一个对应的 **iteritems()**,iteritems() 不把dict转换成list,而是在迭代过程中不断给出 tuple,所以, iteritems() 不占用额外的内存。

###列表生成式

####生成列表

要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10],我们可以用range(1, 11):

range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]```
但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做?方法一是循环:

>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
...    L.append(x * x)
... 
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]```
但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:

[x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]```
这种写法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式,可以以非常简洁的代码生成 list。

写列表生成式时,把要生成的元素 x * x 放到前面,后面跟 for 循环,就可以把list创建出来,十分有用,多写几次,很快就可以熟悉这种语法。

注意:range(1, 100, 2) 可以生成list [1, 3, 5, 7, 9,...]

复杂表达式

使用for循环的迭代不仅可以迭代普通的list,还可以迭代dict。
假设有如下的dict:

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }```
完全可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格:

tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table>'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'```
注:字符串可以通过 % 进行格式化,用指定的参数替代** **%s。字符串的join()方法可以把一个 list 拼接成一个字符串。

把打印出来的结果保存为一个html文件,就可以在浏览器中看到效果了:

<table border="1">
<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>
<tr><td>Lisa</td><td>85</td></tr>
<tr><td>Adam</td><td>95</td></tr>
<tr><td>Bart</td><td>59</td></tr>
</table>```
[](http://img.mukewang.com/540fcd2a0001ff4600940104.jpg)

####条件过滤

列表生成式的 **for 循环后面还可以加上 if 判断**。例如:

[x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]```
如果我们只想要偶数的平方,不改动 range()的情况下,可以加上 if 来筛选:

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]```
有了 if 条件,只有 if 判断为 True 的时候,才把循环的当前元素添加到列表中。

例子:
编写一个函数,它接受一个 list,然后把list中所有字符串变成大写后返回,非字符串元素将被忽略。
**提示:**
1. **isinstance(x, str)** 可以判断变量 x 是否是字符串;
2. 字符串的 **upper()** 方法可以返回大写的字母

代码:

def toUppers(L):
return[x.upper()for x in L if isinstance(x,str)]
print toUppers(['Hello', 'world', 101])

打印结果:

['HELLO', 'WORLD']```

多层表达式

for循环可以嵌套,因此,在列表生成式中,也可以用多层 for 循环来生成列表。

对于字符串 'ABC' 和 '123',可以使用两层循环,生成全排列:

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in '123']
['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']```
翻译成循环代码就像下面这样:

L = []
for m in 'ABC':
for n in '123':
L.append(m + n)```

例子:
利用 3 层for循环的列表生成式,找出对称的 3 位数。例如,121 就是对称数,因为从右到左倒过来还是 121。
代码:

print [100 * n1 + 10 * n2 + n3 for n1 in range(1, 10) for n2 in range(10) for n3 in range(10) if n1==n3]```
打印结果:

[101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191, 202, 212, 222, 232, 242, 252, 262, 272, 282, 292, 303, 313, 323,
333, 343, 353, 363, 373, 383, 393, 404, 414, 424, 434, 444, 454, 464, 474, 484, 494, 505, 515, 525, 535, 545, 555,
565, 575, 585, 595, 606, 616, 626, 636, 646, 656, 666, 676, 686, 696, 707, 717, 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787,
797, 808, 818, 828, 838, 848, 858, 868, 878, 888, 898, 909, 919, 929, 939, 949, 959, 969, 979, 989, 999]```

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