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可以说是利用12天时间，参加阿里云天池AI龙珠计划。

希望可以通过这12天时间能打好Python的基础，为以后步入职场打下坚实基础

抱着目的去探索学习，在Python全课程结束后。写一套模拟登陆，自动打卡的程序。

测试题结果

【测试题1】请在下方代码块中打印(print)出 hello+你的姓名
如：print("hello 老表")

print("hello Julyan")

# 运行一下结果就出来了
a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b)

True True

# 运行一下就好啦
set_1 = {"欢迎", "学习","Python"}
print(set_1.pop())

Python

简介

Python 是一种通用编程语言，其在科学计算和机器学习领域具有广泛的应用。如果我们打算利用 Python 来执行机器学习，那么对 Python 有一些基本的了解就是至关重要的。

变量、运算符与数据类型

1. 注释

• 在 Python 中，# 表示注释，作用于整行。

  【例子】单行注释

  # 这是一个注释
  print("Hello world")
  # Hello world

•  `''' '''` 或者 `""" """` 表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

  2. 运算符

  算术运算符

  操作符	名称	示例
  +	加	1 + 1
  -	减	2 - 1
  *	乘	3 * 4
  /	除	3 / 4
  //	整除（地板除）	3 // 4
  %	取余	3 % 4
  **	幂	2 ** 3

  【例子】

  print(1 + 1)  # 2
  print(2 - 1)  # 1
  print(3 * 4)  # 12
  print(3 / 4)  # 0.75
  print(3 // 4)  # 0
  print(3 % 4)  # 3
  print(2 ** 3)  # 8

  输出：
  2
  1
  12
  0.75
  0
  3
  8

  比较运算符

  操作符	名称	示例
  >	大于	2 > 1
  >=	大于等于	2 >= 4
  <	小于	1 < 2
  <=	小于等于	5 <= 2
  ==	等于	3 == 4
  !=	不等于	3 != 5

  【例子】

  print(2 > 1)  # True
  print(2 >= 4)  # False
  print(1 < 2)  # True
  print(5 <= 2)  # False
  print(3 == 4)  # False
  print(3 != 5)  # True

  输出：
  True
  False
  True
  False
  False
  True
  

  逻辑运算符

  操作符	名称	示例
  and	与	(3 > 2) and (3 < 5)
  or	或	(1 > 3) or (9 < 2)
  not	非	not (2 > 1)

  【例子】

  print((3 > 2) and (3 < 5))  # True
  print((1 > 3) or (9 < 2))  # False
  print(not (2 > 1))  # False

  输出：
  True
  False
  False

  位运算符

  操作符	名称	示例
  ~	按位取反	~4
  &	按位与	4 & 5
  `	`	按位或
  ^	按位异或	4 ^ 5
  <<	左移	4 << 2
  >>	右移	4 >> 2

  【例子】有关二进制的运算，参见“位运算”部分的讲解。

  print(bin(4))  # 0b100
  print(bin(5))  # 0b101
  print(bin(~4), ~4)  # -0b101 -5
  print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
  print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
  print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
  print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
  print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1

  输出：
  0b100
  0b101
  -0b101 -5
  0b100 4
  0b101 5
  0b1 1
  0b10000 16
  0b1 1

  三元运算符

  【例子】

  x, y = 4, 5
  if x < y:
      small = x
  else:
      small = y​
  print(small)  # 4

  输出：
  4
  

  有了这个三元操作符的条件表达式，你可以使用一条语句来完成以上的条件判断和赋值操作。

  【例子】

  x, y = 4, 5
  small = x if x < y else y
  print(small)  # 4

  输出：
  4

  其他运算符

  操作符	名称	示例
  in	存在	'A' in ['A', 'B', 'C']
  not in	不存在	'h' not in ['A', 'B', 'C']
  is	是	"hello" is "hello"
  not is	不是	"hello" is not "hello"

  【例子】

  letters = ['A', 'B', 'C']
  if 'A' in letters:
      print('A' + ' exists')
  if 'h' not in letters:
      print('h' + ' not exists')
  # A exists
  # h not exists

  输出：
  A exists
  h not exists
  

  【例子】比较的两个变量均指向不可变类型。

  a = "hello"
  b = "hello"
  print(a is b, a == b) # True True
  print(a is not b, a != b) # False False

  输出：
  True True
  False False
  

  【例子】比较的两个变量均指向可变类型。

  a = ["hello"]
  b = ["hello"]
  print(a is b, a == b) # False True
  print(a is not b, a != b) # True False

  输出：
  False True
  True False
  

  注意：

  • is, is not 对比的是两个变量的内存地址
  • ==, != 对比的是两个变量的值
  • 比较的两个变量，指向的都是地址不可变的类型（str等），那么is，is not 和 ==，！= 是完全等价的。

  • 输出：
    12138

    4. 数据类型与转换

    类型	名称	示例
    int	整型 <class 'int'>	-876, 10
    float	浮点型<class 'float'>	3.149, 11.11
    bool	布尔型<class 'bool'>	True, False

    整型

    【例子】通过 print() 可看出 a 的值，以及类 (class) 是int。

    a = 1031
    print(a, type(a))
    # 1031 <class 'int'>

    输出：
    1031 <class 'int'>

    Python 里面万物皆对象（object），整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性 （attributes） 和方法（methods）。

    【例子】

    b = dir(int)
    print(b)

    # ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__',
    # '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__',
    # '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__',
    # '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__',
    # '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__',
    # '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__',
    # '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',
    # '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
    # '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',
    # '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',
    # '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
    # '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__',
    # 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag',
    # 'numerator', 'real', 'to_bytes']

    输出：
    ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']

    对它们有个大概印象就可以了，具体怎么用，需要哪些参数 （argument），还需要查文档。看个bit_length()的例子。

    【例子】找到一个整数的二进制表示，再返回其长度。

    a = 1031
    print(bin(a)) # 0b10000000111
    print(a.bit_length()) # 11

    输出：
    0b10000000111
    11

    浮点型

    【例子】

    print(1, type(1))
    # 1 <class 'int'>
    
    print(1., type(1.))
    # 1.0 <class 'float'>
    
    a = 0.00000023
    b = 2.3e-7
    print(a) # 2.3e-07
    print(b) # 2.3e-07

    输出：
    1 <class 'int'>
    1.0 <class 'float'>
    2.3e-07
    2.3e-07

    有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。

    import decimal
    from decimal import Decimal

    Python 里面有很多用途广泛的包 (package)，用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象，也可以用上面提到的dir(decimal) 来看其属性和方法。

    【例子】getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)。

    a = decimal.getcontext()
    print(a)
    
    # Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999,
    # capitals=1, clamp=0, flags=[], 
    # traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])

    Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
    

    b = Decimal(1) / Decimal(3)
    print(b)
    
    # 0.3333333333333333333333333333

    0.3333333333333333333333333333
    

    【例子】使 1/3 保留 4 位，用 getcontext().prec 来调整精度。

    decimal.getcontext().prec = 4
    c = Decimal(1) / Decimal(3)
    print(c)
    
    # 0.3333

    0.3333
    

    布尔型

    布尔 (boolean) 型变量只能取两个值，True 和 False。当把布尔型变量用在数字运算中，用 1 和 0 代表 True 和 False。

    【例子】

    print(True + True) # 2
    print(True + False) # 1
    print(True * False) # 0

    2
    1
    0
    

    除了直接给变量赋值 True 和 False，还可以用 bool(X) 来创建变量，其中 X 可以是

    • 基本类型：整型、浮点型、布尔型
    • 容器类型：字符串、元组、列表、字典和集合

    【例子】bool 作用在基本类型变量：X 只要不是整型 0、浮点型 0.0，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

    print(type(0), bool(0), bool(1))
    # <class 'int'> False True
    
    print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
    # <class 'float'> False True
    
    print(type(True), bool(False), bool(True))
    # <class 'bool'> False True

    <class 'int'> False True
    <class 'float'> False True
    <class 'bool'> False True
    

    【例子】bool 作用在容器类型变量：X 只要不是空的变量，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

    print(type(''), bool(''), bool('python'))
    # <class 'str'> False True
    
    print(type(()), bool(()), bool((10,)))
    # <class 'tuple'> False True
    
    print(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
    # <class 'list'> False True
    
    print(type({}), bool({}), bool({'a': 1, 'b': 2}))
    # <class 'dict'> False True
    
    print(type(set()), bool(set()), bool({1, 2}))
    # <class 'set'> False True

    <class 'str'> False True
    <class 'tuple'> False True
    <class 'list'> False True
    <class 'dict'> False True
    <class 'set'> False True
    

    确定bool(X) 的值是 True 还是 False，就看 X 是不是空，空的话就是 False，不空的话就是 True。

    • 对于数值变量，0, 0.0 都可认为是空的。
    • 对于容器变量，里面没元素就是空的。

    获取类型信息

    • 获取类型信息 type(object)

    【例子】

    print(isinstance(1, int)) # True
    print(isinstance(5.2, float)) # True
    print(isinstance(True, bool)) # True
    print(isinstance('5.2', str)) # True

    True
    True
    True
    True
    

    注：

    • type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
    • isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。

    如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()。

    类型转换

    • 转换为整型 int(x, base=10)
    • 转换为字符串 str(object='')
    • 转换为浮点型 float(x)

    【例子】

    print(int('520')) # 520
    print(int(520.52)) # 520
    print(float('520.52')) # 520.52
    print(float(520)) # 520.0
    print(str(10 + 10)) # 20
    print(str(10.1 + 5.2)) # 15.3

    520
    520
    520.52
    520.0
    20
    15.3
    

    5. print() 函数

    print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

    • 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按str()方式进行转换为字符串输出；
    • 关键字参数sep是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符；
    • 关键字参数end是输出结束时的字符，默认是换行符\n；
    • 关键字参数file是定义流输出的文件，可以是标准的系统输出sys.stdout，也可以重定义为别的文件；
    • 关键字参数flush是立即把内容输出到流文件，不作缓存。

    【例子】没有参数时，每次输出后都会换行。

    shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
    print("This is printed without 'end'and 'sep'.")
    for item in shoplist:
    print(item)
    
    # This is printed without 'end'and 'sep'.
    # apple
    # mango
    # carrot
    # banana

    This is printed without 'end'and 'sep'.
    apple
    mango
    carrot
    banana
    

    【例子】每次输出结束都用end设置的参数&结尾，并没有默认换行。

    shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
    print("This is printed with 'end='&''.")
    for item in shoplist:
    print(item, end='&')
    print('hello world')
    
    # This is printed with 'end='&''.
    # apple&mango&carrot&banana&hello world

    This is printed with 'end='&''.
    apple&mango&carrot&banana&hello world
    

    【例子】item值与'another string'两个值之间用sep设置的参数&分割。由于end参数没有设置，因此默认是输出解释后换行，即end参数的默认值为\n。

    shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
    print("This is printed with 'sep='&''.")
    for item in shoplist:
    print(item, 'another string', sep='&')
    
    # This is printed with 'sep='&''.
    # apple&another string
    # mango&another string
    # carrot&another string
    # banana&another string

    This is printed with 'sep='&''.
    apple&another string
    mango&another string
    carrot&another string
    banana&another string

    位运算

    1. 原码、反码和补码

    二进制有三种不同的表示形式：原码、反码和补码，计算机内部使用补码来表示。

    原码：就是其二进制表示（注意，有一位符号位）。

    00 00 00 11 -> 3
    10 00 00 11 -> -3

    反码：正数的反码就是原码，负数的反码是符号位不变，其余位取反（对应正数按位取反）。

    00 00 00 11 -> 3
    11 11 11 00 -> -3

    补码：正数的补码就是原码，负数的补码是反码+1。

    00 00 00 11 -> 3
    11 11 11 01 -> -3

    符号位：最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。

    2. 按位运算

    • 按位非操作 ~

    ~ 1 = 0
    ~ 0 = 1

    ~ 把num的补码中的 0 和 1 全部取反（0 变为 1，1 变为 0）有符号整数的符号位在 ~ 运算中同样会取反。

    00 00 01 01 -> 5
    ~
    ---
    11 11 10 10 -> -6
    
    11 11 10 11 -> -5
    ~
    ---
    00 00 01 00 -> 4

    • 按位与操作 &

    1 & 1 = 1
    1 & 0 = 0
    0 & 1 = 0
    0 & 0 = 0

    只有两个对应位都为 1 时才为 1

    00 00 01 01 -> 5
    &
    00 00 01 10 -> 6
    ---
    00 00 01 00 -> 4

    • 按位或操作 |

    1 | 1 = 1
    1 | 0 = 1
    0 | 1 = 1
    0 | 0 = 0

    只要两个对应位中有一个 1 时就为 1

    00 00 01 01 -> 5
    |
    00 00 01 10 -> 6
    ---
    00 00 01 11 -> 7

    • 按位异或操作 ^对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list，dict，tuple等），则两者是有区别的。
      

      运算符的优先级

      运算符	描述
      **	指数（最高优先级）
      ~+-	按位翻转，一元加号和减号
      * / % //	乘，除，取模和取整除）
      + -	加法减法
      >> <<	右移，左移运算符
      &	位‘AND’
      ^|	位运算符
      <=<>>=	比较运算符
      <>==!=	等于运算符
      =%=/=//=-=+==*=	赋值运算符
      is is not	身份运算符
      in not in	成员运算符
      not and or	逻辑运算符

      【例子】

      print(-3 ** 2) # -9
      print(3 ** -2) # 0.1111111111111111
      print(1 << 3 + 2 & 7) # 0
      print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4) # -12.5
      print(3 < 4 and 4 < 5) # True

      输出：
      -9
      0.1111111111111111
      0
      -12.5
      True

      3. 变量和赋值

      • 在使用变量之前，需要对其先赋值。
      • 变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。
      • Python 变量名是大小写敏感的，foo != Foo。

      【例子】

      teacher = "12138"
      print(teacher)  # 12138

    1 ^ 1 = 0
    1 ^ 0 = 1
    0 ^ 1 = 1
    0 ^ 0 = 0

    只有两个对应位不同时才为 1

    00 00 01 01 -> 5
    ^
    00 00 01 10 -> 6
    ---
    00 00 00 11 -> 3

    异或操作的性质：满足交换律和结合律

    A: 00 00 11 00
    B: 00 00 01 11
    
    A^B: 00 00 10 11
    B^A: 00 00 10 11
    
    A^A: 00 00 00 00
    A^0: 00 00 11 00
    
    A^B^A: = A^A^B = B = 00 00 01 11

    • 按位左移操作 <<

    num << i 将num的二进制表示向左移动i位所得的值。

    00 00 10 11 -> 11
    11 << 3
    ---
    01 01 10 00 -> 88 

    • 按位右移操作 >>

    num >> i 将num的二进制表示向右移动i位所得的值。

    00 00 10 11 -> 11
    11 >> 2
    ---
    00 00 00 10 -> 2 

    3. 利用位运算实现快速计算

    通过 <<，>> 快速计算2的倍数问题。

    n << 1 -> 计算 n*2
    n >> 1 -> 计算 n/2，负奇数的运算不可用
    n << m -> 计算 n*(2^m)，即乘以 2 的 m 次方
    n >> m -> 计算 n/(2^m)，即除以 2 的 m 次方
    1 << n -> 2^n

    通过 ^ 快速交换两个整数。 通过 ^ 快速交换两个整数。

    a ^= b
    b ^= a
    a ^= b

    通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。

    00 00 01 01 -> 5
    &
    11 11 10 11 -> -5
    ---
    00 00 00 01 -> 1
    
    00 00 11 10 -> 14
    &
    11 11 00 10 -> -14
    ---
    00 00 00 10 -> 2

    4. 利用位运算实现整数集合

    一个数的二进制表示可以看作是一个集合（0 表示不在集合中，1 表示在集合中）。

    比如集合 {1, 3, 4, 8}，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。

    元素与集合的操作：

    a | (1<<i)  -> 把 i 插入到集合中
    a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
    a & (1<<i)  -> 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）

    集合之间的操作：

    a 补   -> ~a
    a 交 b -> a & b
    a 并 b -> a | b
    a 差 b -> a & (~b)

    注意：整数在内存中是以补码的形式存在的，输出自然也是按照补码输出

    【例子】C#语言输出负数。

    class Program
    {
    static void Main(string[] args)
    {
    string s1 = Convert.ToString(-3, 2);
    Console.WriteLine(s1); 
    // 11111111111111111111111111111101
    
    string s2 = Convert.ToString(-3, 16);
    Console.WriteLine(s2); 
    // fffffffd
    }
    }

    【例子】 Python 的bin() 输出。

    print(bin(3))  # 0b11
    print(bin(-3))  # -0b11
    print(bin(-3 & 0xffffffff))  
    # 0b11111111111111111111111111111101​
    print(bin(0xfffffffd))       
    # 0b11111111111111111111111111111101​
    print(0xfffffffd)  # 4294967293

    0b11
    -0b11
    0b11111111111111111111111111111101
    0b11111111111111111111111111111101
    4294967293
    

    是不是很颠覆认知，我们从结果可以看出：

    • Python中bin一个负数（十进制表示），输出的是它的原码的二进制表示加上个负号，巨坑。
    • Python中的整型是补码形式存储的。
    • Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。

    所以为了获得负数（十进制表示）的补码，需要手动将其和十六进制数0xffffffff进行按位与操作，再交给bin()进行输出，得到的才是负数的补码表示。

    条件语句

    1. if 语句

    if expression:
        expr_true_suite

    • if 语句的 expr_true_suite 代码块只有当条件表达式 expression 结果为真时才执行，否则将继续执行紧跟在该代码块后面的语句。
    • 单个 if 语句中的 expression 条件表达式可以通过布尔操作符 and，or和not 实现多重条件判断。

    【例子】

    if 2 > 1 and not 2 > 3:
        print('Correct Judgement!')​
    # Correct Judgement!

    Correct Judgement!
    

    2. if - else 语句

    if expression:
        expr_true_suite
    else:
        expr_false_suite

    • Python 提供与 if 搭配使用的 else，如果 if 语句的条件表达式结果布尔值为假，那么程序将执行 else 语句后的代码。

    【例子】

    temp = input("猜一猜小姐姐想的是哪个数字？")
    guess = int(temp) # input 函数将接收的任何数据类型都默认为 str。
    if guess == 666:
        print("你太了解小姐姐的心思了！")
        print("哼，猜对也没有奖励！")
    else:
        print("猜错了，小姐姐现在心里想的是666！")
    print("游戏结束，不玩儿啦！")

    猜一猜小姐姐想的是哪个数字？666
    你太了解小姐姐的心思了！
    哼，猜对也没有奖励！
    游戏结束，不玩儿啦！
    

    if语句支持嵌套，即在一个if语句中嵌入另一个if语句，从而构成不同层次的选择结构。

    【例子】Python 使用缩进而不是大括号来标记代码块边界，因此要特别注意else的悬挂问题。

    hi = 6
    if hi > 2:
        if hi > 7:
            print('好棒!好棒!')
    else:
        print('切~')​
    # 无输出

    【例子】

    temp = input("猜一猜小姐姐想的是哪个数字？")
    guess = int(temp)
    if guess > 8:
        print("大了，大了")
    else:
        if guess == 8:
            print("你太了解小姐姐的心思了！")
            print("哼，猜对也没有奖励！")
        else:
            print("小了，小了")
    print("游戏结束，不玩儿啦！")

    猜一猜小姐姐想的是哪个数字？8
    你太了解小姐姐的心思了！
    哼，猜对也没有奖励！
    游戏结束，不玩儿啦！

    3. if - elif - else 语句

    if expression1:
        expr1_true_suite
    elif expression2:
        expr2_true_suite
        .
        .
    elif expressionN:
        exprN_true_suite
    else:
        expr_false_suite

    • elif 语句即为 else if，用来检查多个表达式是否为真，并在为真时执行特定代码块中的代码。

    【例子】

    temp = input('请输入成绩:')
    source = int(temp)
    if 100 >= source >= 90:
    print('A')
    elif 90 > source >= 80:
    print('B')
    elif 80 > source >= 60:
    print('C')
    elif 60 > source >= 0:
    print('D')
    else:
    print('输入错误！')

    请输入成绩:99
    A

    4. assert 关键词

    • assert这个关键词我们称之为“断言”，当这个关键词后边的条件为 False 时，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。

    【例子】

    my_list = ['lsgogroup']
    my_list.pop(0)
    assert len(my_list) > 0
    
    # AssertionError

    【例子】在进行单元测试时，可以用来在程序中置入检查点，只有条件为 True 才能让程序正常工作。

    assert 3 > 7
    ​# AssertionError

    循环语句

    1. while 循环

    while语句最基本的形式包括一个位于顶部的布尔表达式，一个或多个属于while代码块的缩进语句。

    while 布尔表达式:
        代码块

    while循环的代码块会一直循环执行，直到布尔表达式的值为布尔假。

    如果布尔表达式不带有<、>、==、！=、in、not in等运算符，仅仅给出数值之类的条件，也是可以的。当while后写入一个非零整数时，视为真值，执行循环体；写入0时，视为假值，不执行循环体。也可以写入str、list或任何序列，长度非零则视为真值，执行循环体；否则视为假值，不执行循环体。

    【例子】

    count = 0
    while count < 3:
        temp = input("猜一猜小姐姐想的是哪个数字？")
        guess = int(temp)
        if guess > 8:
            print("大了，大了")
        else:
            if guess == 8:
                print("你太了解小姐姐的心思了！")
                print("哼，猜对也没有奖励！")
                count = 3
            else:
                print("小了，小了")
        count = count + 1
    print("游戏结束，不玩儿啦！")

    猜一猜小姐姐想的是哪个数字？8
    你太了解小姐姐的心思了！
    哼，猜对也没有奖励！
    游戏结束，不玩儿啦！
    

    【例子】布尔表达式返回0，循环终止。

    string = 'abcd'
    while string:
        print(string)
        string = string[1:]​
    # abcd
    # bcd
    # cd
    # d

    abcd
    bcd
    cd
    d
    

    ---

    2. while - else 循环

    while 布尔表达式:
        代码块
    else:
        代码块

    当while循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果while循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容。

    【例子】

    count = 0
    while count < 5:
        print("%d is  less than 5" % count)
        count = count + 1
    else:
        print("%d is not less than 5" % count)    
    # 0 is  less than 5
    # 1 is  less than 5
    # 2 is  less than 5
    # 3 is  less than 5
    # 4 is  less than 5
    # 5 is not less than 5

    0 is  less than 5
    1 is  less than 5
    2 is  less than 5
    3 is  less than 5
    4 is  less than 5
    5 is not less than 5
    

    【例子】

    count = 0
    while count < 5:
        print("%d is  less than 5" % count)
        count = 6
        break
    else:
        print("%d is not less than 5" % count)​
    # 0 is  less than 5

    0 is  less than 5
    

    ---

    3. for 循环

    for循环是迭代循环，在Python中相当于一个通用的序列迭代器，可以遍历任何有序序列，如str、list、tuple等，也可以遍历任何可迭代对象，如dict。

    for 迭代变量 in 可迭代对象:
        代码块

    每次循环，迭代变量被设置为可迭代对象的当前元素，提供给代码块使用。

    【例子】

    for i in 'ILoveLSGO':
        print(i, end=' ')  # 不换行输出
    ​# I L o v e L S G O

    I L o v e L S G O

    【例子】

    member = ['张三', '李四', '刘德华', '刘六', '周润发']
    for each in member:
    print(each)
    
    # 张三
    # 李四
    # 刘德华
    # 刘六
    # 周润发
    
    for i in range(len(member)):
    print(member[i])
    
    # 张三
    # 李四
    # 刘德华
    # 刘六
    # 周润发

    张三
    李四
    刘德华
    刘六
    周润发
    张三
    李四
    刘德华
    刘六
    周润发
    

    【例子】

    dic = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
    
    for key, value in dic.items():
    print(key, value, sep=':', end=' ')
    
    # a:1 b:2 c:3 d:4

    a:1 b:2 c:3 d:4

    【例子】

    dic = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
    for key in dic.keys():
        print(key, end=' ')
        
    # a b c d 

    a b c d

    【例子】

    dic = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
    for value in dic.values():
        print(value, end=' ')
        # 1 2 3 4

    1 2 3 4

    ---

    4. for - else 循环

    for 迭代变量 in 可迭代对象:
        代码块
    else:
        代码块

    当for循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果for循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容，与while - else语句一样。

    【例子】

    for num in range(10, 20):  # 迭代 10 到 20 之间的数字
        for i in range(2, num):  # 根据因子迭代
            if num % i == 0:  # 确定第一个因子
                j = num / i  # 计算第二个因子
                print('%d 等于 %d * %d' % (num, i, j))
                break  # 跳出当前循环
        else:  # 循环的 else 部分
            print(num, '是一个质数')​
    # 10 等于 2 * 5
    # 11 是一个质数
    # 12 等于 2 * 6
    # 13 是一个质数
    # 14 等于 2 * 7
    # 15 等于 3 * 5
    # 16 等于 2 * 8
    # 17 是一个质数
    # 18 等于 2 * 9
    # 19 是一个质数

    10 等于 2 * 5
    11 是一个质数
    12 等于 2 * 6
    13 是一个质数
    14 等于 2 * 7
    15 等于 3 * 5
    16 等于 2 * 8
    17 是一个质数
    18 等于 2 * 9
    19 是一个质数
    

    ---

    5. range() 函数

    range([start,] stop[, step=1])

    • 这个BIF（Built-in functions）有三个参数，其中用中括号括起来的两个表示这两个参数是可选的。
    • step=1 表示第三个参数的默认值是1。
    • range 这个BIF的作用是生成一个从start参数的值开始到stop参数的值结束的数字序列，该序列包含start的值但不包含stop的值。

    【例子】

    for i in range(2, 9): # 不包含9
    print(i)
    
    # 2
    # 3
    # 4
    # 5
    # 6
    # 7
    # 8

    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    

    【例子】

    for i in range(1, 10, 2):
    print(i)
    
    # 1
    # 3
    # 5
    # 7
    # 9

    1
    3
    5
    7
    9
    

    ---

    6. enumerate()函数

    enumerate(sequence, [start=0])

    • sequence：一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
    • start：下标起始位置。
    • 返回 enumerate(枚举) 对象

    【例子】

    seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
    lst = list(enumerate(seasons))
    print(lst)
    # [(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
    lst = list(enumerate(seasons, start=1)) # 下标从 1 开始
    print(lst)
    # [(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]

    [(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
    [(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]
    

    enumerate()与 for 循环的结合使用。

    for i, a in enumerate(A)
        do something with a  

    用 enumerate(A) 不仅返回了 A 中的元素，还顺便给该元素一个索引值 (默认从 0 开始)。此外，用 enumerate(A, j) 还可以确定索引起始值为 j。

    【例子】

    languages = ['Python', 'R', 'Matlab', 'C++']
    for language in languages:
    print('I love', language)
    print('Done!')
    # I love Python
    # I love R
    # I love Matlab
    # I love C++
    # Done!
    
    
    for i, language in enumerate(languages, 2):
    print(i, 'I love', language)
    print('Done!')
    # 2 I love Python
    # 3 I love R
    # 4 I love Matlab
    # 5 I love C++
    # Done!

    I love Python
    I love R
    I love Matlab
    I love C++
    Done!
    2 I love Python
    3 I love R
    4 I love Matlab
    5 I love C++
    Done!
    

    ---

    7. break 语句

    break语句可以跳出当前所在层的循环。

    【例子】

    import random
    secret = random.randint(1, 10) #[1,10]之间的随机数
    while True:
     temp = input("猜一猜小姐姐想的是哪个数字？")
     guess = int(temp)
     if guess > secret:
     print("大了，大了")
     else:
     if guess == secret:
     print("你太了解小姐姐的心思了！")
     print("哼，猜对也没有奖励！")
     break
     else:
     print("小了，小了")
    print("游戏结束，不玩儿啦！")
    

    猜一猜小姐姐想的是哪个数字？8
    你太了解小姐姐的心思了！
    哼，猜对也没有奖励！
    游戏结束，不玩儿啦！

    8. continue 语句

    continue终止本轮循环并开始下一轮循环。

    【例子】

    for i in range(10):
    if i % 2 != 0:
    print(i)
    continue
    i += 2
    print(i)
    
    # 2
    # 1
    # 4
    # 3
    # 6
    # 5
    # 8
    # 7
    # 10
    # 9

    2
    1
    4
    3
    6
    5
    8
    7
    10
    9
    

    ---

    9. pass 语句

    pass 语句的意思是“不做任何事”，如果你在需要有语句的地方不写任何语句，那么解释器会提示出错，而 pass 语句就是用来解决这些问题的。

    【例子】

    def a_func():
    
    # SyntaxError: unexpected EOF while parsing

    【例子】

    def a_func():
        pass

    pass是空语句，不做任何操作，只起到占位的作用，其作用是为了保持程序结构的完整性。尽管pass语句不做任何操作，但如果暂时不确定要在一个位置放上什么样的代码，可以先放置一个pass语句，让代码可以正常运行。

    ---

    10. 推导式

    列表推导式

    [ expr for value in collection [if condition] ]

    【例子】

    x = [-4, -2, 0, 2, 4]
    y = [a * 2 for a in x]
    print(y)
    # [-8, -4, 0, 4, 8]

    [-8, -4, 0, 4, 8]
    

    【例子】

    x = [i ** 2 for i in range(1, 10)]
    print(x)
    # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

    [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    

    【例子】

    x = [(i, i ** 2) for i in range(6)]
    print(x)
    
    # [(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]

    [(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]
    

    【例子】

    x = [i for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]
    print(x)
    
    # [3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, 93, 99]

    [3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, 93, 99]
    

    【例子】

    a = [(i, j) for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
    print(a)
    
    # [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

    [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]
    

    【例子】

    x = [[i, j] for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
    print(x)
    # [[0, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
    
    x[0][0] = 10
    print(x)
    # [[10, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]

    [[0, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
    [[10, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]
    

    【例子】

    a = [(i, j) for i in range(0, 3) if i < 1 for j in range(0, 3) if j > 1]
    print(a)
    
    # [(0, 2)]

    [(0, 2)]
    

    元组推导式

    ( expr for value in collection [if condition] )

    【例子】

    a = (x for x in range(10))
    print(a)
    
    # <generator object <genexpr> at 0x0000025BE511CC48>
    
    print(tuple(a))
    
    # (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

    <generator object <genexpr> at 0x0000014CEC2E28B8>
    (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
    

    字典推导式

    { key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }

    【例子】

    b = {i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
    print(b)
    # {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

    {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}
    

    集合推导式

    { expr for value in collection [if condition] }

    【例子】

    c = {i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]}
    print(c)
    # {1, 2, 3, 4, 5, 6}

    {1, 2, 3, 4, 5, 6}
    

    其它

    • next(iterator[, default]) Return the next item from the iterator. If default is given and the iterator is exhausted, it is returned instead of raising StopIteration.

    【例子】

    e = (i for i in range(10))
    print(e)
    # <generator object <genexpr> at 0x0000007A0B8D01B0>
    
    print(next(e)) # 0
    print(next(e)) # 1
    
    for each in e:
    print(each, end=' ')
    
    # 2 3 4 5 6 7 8 9

    <generator object <genexpr> at 0x0000014CEC389C78>
    0
    1
    2 3 4 5 6 7 8 9

    【例子】

    s = sum([i for i in range(101)])
    print(s) # 5050
    s = sum((i for i in range(101)))
    print(s) # 5050

    5050
    5050
    

    异常处理

    异常就是运行期检测到的错误。计算机语言针对可能出现的错误定义了异常类型，某种错误引发对应的异常时，异常处理程序将被启动，从而恢复程序的正常运行。

    1. Python 标准异常总结

    • BaseException：所有异常的 基类
    • Exception：常规异常的 基类
    • StandardError：所有的内建标准异常的基类
    • ArithmeticError：所有数值计算异常的基类
    • FloatingPointError：浮点计算异常
    • OverflowError：数值运算超出最大限制
    • ZeroDivisionError：除数为零
    • AssertionError：断言语句（assert）失败
    • AttributeError：尝试访问未知的对象属性
    • EOFError：没有内建输入，到达EOF标记
    • EnvironmentError：操作系统异常的基类
    • IOError：输入/输出操作失败
    • OSError：操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
    • WindowsError：系统调用失败
    • ImportError：导入模块失败的时候
    • KeyboardInterrupt：用户中断执行
    • LookupError：无效数据查询的基类
    • IndexError：索引超出序列的范围
    • KeyError：字典中查找一个不存在的关键字
    • MemoryError：内存溢出（可通过删除对象释放内存）
    • NameError：尝试访问一个不存在的变量
    • UnboundLocalError：访问未初始化的本地变量
    • ReferenceError：弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
    • RuntimeError：一般的运行时异常
    • NotImplementedError：尚未实现的方法
    • SyntaxError：语法错误导致的异常
    • IndentationError：缩进错误导致的异常
    • TabError：Tab和空格混用
    • SystemError：一般的解释器系统异常
    • TypeError：不同类型间的无效操作
    • ValueError：传入无效的参数
    • UnicodeError：Unicode相关的异常
    • UnicodeDecodeError：Unicode解码时的异常
    • UnicodeEncodeError：Unicode编码错误导致的异常
    • UnicodeTranslateError：Unicode转换错误导致的异常

    2. Python标准警告总结

    • Warning：警告的基类
    • DeprecationWarning：关于被弃用的特征的警告
    • FutureWarning：关于构造将来语义会有改变的警告
    • UserWarning：用户代码生成的警告
    • PendingDeprecationWarning：关于特性将会被废弃的警告
    • RuntimeWarning：可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
    • SyntaxWarning：可疑语法的警告
    • ImportWarning：用于在导入模块过程中触发的警告
    • UnicodeWarning：与Unicode相关的警告
    • BytesWarning：与字节或字节码相关的警告
    • ResourceWarning：与资源使用相关的警告

    ---

    3. try - except 语句

    try:
        检测范围
    except Exception[as reason]:
        出现异常后的处理代码

    try 语句按照如下方式工作：

    • 首先，执行try子句（在关键字try和关键字except之间的语句）
    • 如果没有异常发生，忽略except子句，try子句执行后结束。
    • 如果在执行try子句的过程中发生了异常，那么try子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行。最后执行try - except语句之后的代码。
    • 如果一个异常没有与任何的except匹配，那么这个异常将会传递给上层的try中。

    【例子】

    try:
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
    except OSError:
    print('打开文件出错')
    
    # 打开文件出错

    打开文件出错
    

    【例子】

    try:
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
    except OSError as error:
    print('打开文件出错\n原因是：' + str(error))
    
    # 打开文件出错
    # 原因是：[Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'

    打开文件出错
    原因是：[Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'
    

    一个try语句可能包含多个except子句，分别来处理不同的特定的异常。最多只有一个分支会被执行。

    【例子】

    try:
    int("abc")
    s = 1 + '1'
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
    except OSError as error:
    print('打开文件出错\n原因是：' + str(error))
    except TypeError as error:
    print('类型出错\n原因是：' + str(error))
    except ValueError as error:
    print('数值出错\n原因是：' + str(error))
    
    # 数值出错
    # 原因是：invalid literal for int() with base 10: 'abc'

    数值出错
    原因是：invalid literal for int() with base 10: 'abc'
    

    【例子】

    dict1 = {'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
    try:
    x = dict1['y']
    except LookupError:
    print('查询错误')
    except KeyError:
    print('键错误')
    else:
    print(x)
    # 查询错误

    查询错误
    

    try-except-else语句尝试查询不在dict中的键值对，从而引发了异常。这一异常准确地说应属于KeyError，但由于KeyError是LookupError的子类，且将LookupError置于KeyError之前，因此程序优先执行该except代码块。所以，使用多个except代码块时，必须坚持对其规范排序，要从最具针对性的异常到最通用的异常。

    【例子】

    dict1 = {'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
    try:
    x = dict1['y']
    except KeyError:
    print('键错误')
    except LookupError:
    print('查询错误')
    else:
    print(x)
    
    # 键错误

    键错误
    

    【例子】一个 except 子句可以同时处理多个异常，这些异常将被放在一个括号里成为一个元组。

    try:
    s = 1 + '1'
    int("abc")
    f = open('test.txt')
    print(f.read())
    f.close()
    except (OSError, TypeError, ValueError) as error:
    print('出错了！\n原因是：' + str(error))
    
    # 出错了！
    # 原因是：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

    出错了！
    原因是：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

    4. try - except - finally 语句

    try: 检测范围 except Exception[as reason]: 出现异常后的处理代码 finally: 无论如何都会被执行的代码

    不管try子句里面有没有发生异常，finally子句都会执行。

    【例子】如果一个异常在try子句里被抛出，而又没有任何的except把它截住，那么这个异常会在finally子句执行后被抛出。

    def divide(x, y):
    try:
    result = x / y
    print("result is", result)
    except ZeroDivisionError:
    print("division by zero!")
    finally:
    print("executing finally clause")
    
    
    divide(2, 1)
    # result is 2.0
    # executing finally clause
    divide(2, 0)
    # division by zero!
    # executing finally clause
    divide("2", "1")
    # executing finally clause
    # TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'

    result is 2.0
    executing finally clause
    division by zero!
    executing finally clause
    

    ---

    5. try - except - else 语句

    如果在try子句执行时没有发生异常，Python将执行else语句后的语句。

    try:
        检测范围
    except:
        出现异常后的处理代码
    else:
        如果没有异常执行这块代码

    使用except而不带任何异常类型，这不是一个很好的方式，我们不能通过该程序识别出具体的异常信息，因为它捕获所有的异常。

    try: 检测范围 except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]): 发生以上多个异常中的一个，执行这块代码 else: 如果没有异常执行这块代码

    【例子】

    try:
    fh = open("testfile.txt", "w")
    fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
    except IOError:
    print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
    else:
    print("内容写入文件成功")
    fh.close()

    内容写入文件成功
    

    注意：else语句的存在必须以except语句的存在为前提，在没有except语句的try语句中使用else语句，会引发语法错误。

    ---

    6. raise语句

    Python 使用raise语句抛出一个指定的异常。

    【例子】

    # 内容写入文件成功try:
    raise NameError('HiThere')
    except NameError:
    print('An exception flew by!')
    
    # An exception flew by!

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