Python学习札记 2016-04-24

31、raw字符串与多行字符串、转义字符

1、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

2、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：

print r’(~_~)/ (~_~)/’
但是r’…’表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含’和 “的字符串（为什么？）

3、如果要表示多行字符串，可以用”’…”’表示：

print ”’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，多行字符串和raw字符串混用：

print r”’Python is created by “Guido”.
It is free and easy to learn.
Let’s start learn Python in imooc!”’

32、编码问题

Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u’…’表示，比如：
Unicode字符串除了多了一个 u 之外，与普通字符串没啥区别，转义字符和多行表示法仍然有效：
转义：
print u’中文\n韩文\n日文’
多行：
print u”’中文
韩文
日文”’
上面两行是一个意思

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 -*-

33、元组 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。

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。

34、函数

1、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：

# math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。

2、递归调用

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。

#一个求递归的函数
>>> def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n*fact(n-1)

>>> fact(1)
1
>>> fact(5)
120
>>> fact(100)
93326215443944152681699238856266700490715968264381621468592963895217599993229915608941463976156518286253697920827223758251185210916864000000000000000000000000L

#汉诺塔递归问题
def move(n, a, b, c):
    if n ==1:
        print a, ‘-->‘, c
        return
    move(n-1, a, c, b)
    print a, ‘-->‘, c
    move(n-1, b, a, c)
move(4, ‘A‘, ‘B‘, ‘C‘)

3、自定义默认参数

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。

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 powerBetter(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：

4、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：

>>> def average(*args):
    sum = 0
    for eath in args:
        sum = sum + eath
    return sum/len(args)

>>> print average(1,2)
1
>>> print average(1,2,3,4,5,6,7,8,9)
5
>>> print average(1,5,6,9,2,12,25,36)
12

35、迭代

1、迭代介绍

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。

请用for循环迭代数列 1-100 并打印出7的倍数。

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

2、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
3 - 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

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。

任务
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。

#解答
>>> L = [‘Adam‘, ‘Lisa‘, ‘Bart‘, ‘Paul‘]
>>> for index, name in zip(range(1, len(L)+1), L):
        print index, ‘-‘, name


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

3、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 0x02C91540>
>>> for v in d.itervalues():
    print v


85
95
59

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 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。

给定一个dict：

d = { ‘Adam’: 95, ‘Lisa’: 85, ‘Bart’: 59, ‘Paul’: 74 }
请计算所有同学的平均分。

>>>d = { ‘Adam‘: 95, ‘Lisa‘: 85, ‘Bart‘: 59, ‘Paul‘: 74 }
>>>print d.values()
[85, 74, 95, 59]
>>>for v in d.values():
       sum = sum + v
>>>print sum/len(d)
93

4、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() 类似， 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。

任务

请根据dict：
d = { ‘Adam’: 95, ‘Lisa’: 85, ‘Bart’: 59, ‘Paul’: 74 }
打印出 name : score，最后再打印出平均分 average : score。

>>> d = { ‘Adam‘: 95, ‘Lisa‘: 85, ‘Bart‘: 59, ‘Paul‘: 74 }
>>> sum = 0.0
>>> for k,v in d.iteritems():
    sum = sum + v
    print k,‘:‘,v


Lisa : 85
Paul : 74
Adam : 95
Bart : 59
>>> print ‘average‘,‘:‘,sum/len(d)
average : 78.25

36、复杂表达式迭代

使用for循环的迭代不仅可以迭代普通的list，还可以迭代dict。

#coding:utf-8
d = { ‘Adam‘: 95, ‘Lisa‘: 85, ‘Bart‘: 59 }
def generate_tr(name, score):
    if score < 60:
        return ‘<tr><td>%s</td><td style="color:red">%s</td></tr>‘ % (name, score)
    return ‘<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>‘ % (name, score)
tds = [generate_tr(name, score) for name, score in d.iteritems()]

with open(‘list.html‘, ‘a‘) as fout:
                fout.write(‘<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">‘)
                fout.write(‘<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en">‘)
                fout.write(‘<head>‘)
                fout.write(‘<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=UTF-8" />‘)
                fout.write(‘<title></title>‘)
                fout.write(‘</head>‘)
                fout.write(‘<body>‘)
                fout.write(‘<table>‘)
                fout.write(‘<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>‘)
                fout.write(‘\n‘.join(tds))
                fout.write(‘</table>‘)
                fout.write(‘</body>‘)
                fout.write(‘</html>‘)

37、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。

任务

请编写一个函数，它接受一个 list，然后把list中的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。

>>> def toUppers(L):
    return [x.upper() for x in L if isinstance(x,str)]

>>> print toUppers([‘Hello‘,‘World‘,1024,2024,3072])
[‘HELLO‘, ‘WORLD‘]

38、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)

任务

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。

>>> print [ z*100+y*10+x for x in range(0,10) for y in range(0,10) for z in range(1,10) if x == z]
[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]