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小白入门, 以前的笔记。

函数​

函数的参数​

• 当默认参数为可变对象的时候 eg:

def add_end(L=[]):
    L.append('END')
    return L

'''
如果多次调用该函数
就会导致L的值不断递增
>>> add_end()
['END', 'END']
>>> add_end()
['END', 'END', 'END']
因为L也是一个变量
所以最佳做法是将 L=None
在函数内部去做判断
'''

• 定义可变参数的的函数

def calc(*numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n
    return sum

'''
# 当如果要使用list传入的话
'''
nums = [1, 2, 3]
calc(*nums)

• 关键字参数的用法和可变参数类似

# 定义
**kw
#调用
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)

• 命名关键字参数

# 无可变参数时 必须加入*分隔
def person(name, age, *, city, job):
    print(name, age, city, job)

# 有可变参数时 无序理会
def person(name, age, *args, city, job):
    print(name, age, args, city, job)

• 参数组合

目前共有五种参数

1. 必选
2. 默认
3. 可变
4. 关键字
5. 命名关键字

定义必须遵循以上顺序

递归函数​

• 递归需要注意一点就是: 防止函数栈溢出

• 尽可能的采用尾递归方式来处理递归函数

  • 尾递归：函数返回的时候, 只调用该函数本身, 不能添加其他的表达式.

高级特性​

切片​

• 当如果采用-号来进行倒序取数的时候, 并不是取得顺序也是倒的, 而是正序.

L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']
L[-2:]
# 这个-2指从倒数第二个开始, 继续往后取值, 而不是往前取值.
# 即: ['Bob', 'Jack']
# 而不是 ['Bob', 'Tracy', 'Sarah', 'Michael']

迭代​

• 字典直接遍历时取得是所有的键, 需要字典的所有值是 dic.values(), 所有键值对是 dic.items()

• Iterable: 可迭代 from collections import Iterable

• isinstance: 判断一个对象的类型 isinstance(object, class-or-type-or-tuple)

• enumerate 将一个list改变为索引-元素对

>>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']):
...     print(i, value)
...
0 A
1 B
2 C

• 可以同时引用两个变量

>>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
...     print(x, y)
...
1 1
2 4
3 9

• for ... in 是不支持直接遍历字典的时候, 同时取到键和值需要以下方法

# 会报错
d = {'key_1':'1', 'key_2':'2', 'key_3':'3'}
for key, value in d:
    print(key + value)

# 加上items这样就不会报错了
d = {'key_1':'1', 'key_2':'2', 'key_3':'3'}
for key, value in d.items():
    print(key + value)

列表生成器​

• []

生成器: generator​

• () 或者 yield

迭代器: Iterator​

• 凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型；
• 凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型，它们表示一个惰性计算的序列；
• 集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator，不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。
• for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的

函数式编程​

builtins: 内置函数​

• abs就在import builtins

高阶函数​

• map 对每个数进行一次函数算法, 然后重新组装为一个数组.

• reduce 从 0, 1 每两个, 直到最后一个数进行一次函数算法, 然后返回.

• filter 遍历每个数对其进行过滤 真保存, 假删除.

以上都是返回的是 Iterator 类型 需要用list()让其算完.

模块​

使用模块​

• sys.argv存储了命令行输入参数, 当长度为1时没有输入参数.

• if __name__=='__main__': 被引入使用时失效, 仅在运行当前文件时生效, 主要用于测试.

安装第三方模块​

• 模块搜索路径 环境修改PYTHONPATH

# 仅仅在运行时添加
import sys
>>> sys.path.append('/Users/michael/my_py_scripts')

面向对象编程​

获取对象信息​

• 获取对象所有方法 dir()

• 类似OC动态运行时 getattr() setattr() hasattr()

面向对象高级编程​

使用slots​

• python的动态能力很强, 甚至可以给类添加绑定一个方法, 或者是给对象绑定一个参数. 但有问题就是想起限制作用, 这时候就可以使用到了slots

class Student(object):
    __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称
'''
这里补充下网友发现的一些现象
1. 如果设置了__slots__ 但是给类直接绑定新的值, 还是可行 eg: Student.score = 99
2. 如果采用了__slots__内含有双下划线的变量时, 在继承的时候该 变量会变形 eg: Person __slots__('__name') Student(Person) __slots__() 这时候的Student的name在用的时候会报错. 由于其没有改写本身的__name, 所以已经变形为_Persion__name
'''

定制类​

• __init__ 初始化的时候使用
• __len__ len()方法的时候
• __str__ print()方法的时候
• __repr__ 命令行直接输出的时候
• __iter__ 返回迭代所需要的对象
• __next__ 返回下一个取出来的值
• __getitem__ [::]的方式取下标
• __getattr__ 通常用作获取一个没有的值得属性的时候
• __call__ 判断是否可调用的具体条件callable()

元类​

• 类可以通过 type() 直接去创建.

def fn(self, name='world'): # 先定义函数
    print('Hello, %s.' % name)
Hello = type('Hello', (object,), dict(hello=fn)) # 创建Hello class

• 而metaclass本质上就是监听创建这个类时的回调, 从而在本源上大规模的去改动这个类的创建形式.

class ListMetaclass(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value)
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
class MyList(list, metaclass=ListMetaclass):
    pass
'''
>>> L = MyList()
>>> L.add(1)
>> L
[1]
'''

IO编程​

序列化​

• 模型转json

# 自定义模式
def student2dict(std):
    return {
        'name': std.name,
        'age': std.age,
        'score': std.score
    }
json.dumps(s, default=student2dict)

# 偷懒模式
json.dumps(s, default=lambda obj: obj.__dict__)

• json转模型

def dict2student(d):
    return Student(d['name'], d['age'], d['score'])
json.loads(json_str, object_hook=dict2student)

进程和线程​

多线程​

• GIL

  启动与CPU核心数量相同的N个线程，在4核CPU上可以监控到CPU占用率仅有102%，也就是仅使用了一核。

  但是用C、C++或Java来改写相同的死循环，直接可以把全部核心跑满，4核就跑到400%，8核就跑到800%，为什么Python不行呢？

  因为Python的线程虽然是真正的线程，但解释器执行代码时，有一个GIL锁：Global Interpreter Lock，任何Python线程执行前，必须先获得GIL锁，然后，每执行100条字节码，解释器就自动释放GIL锁，让别的线程有机会执行。这个GIL全局锁实际上把所有线程的执行代码都给上了锁，所以，多线程在Python中只能交替执行，即使100个线程跑在100核CPU上，也只能用到1个核。

  GIL是Python解释器设计的历史遗留问题，通常我们用的解释器是官方实现的CPython，要真正利用多核，除非重写一个不带GIL的解释器。

  所以，在Python中，可以使用多线程，但不要指望能有效利用多核。如果一定要通过多线程利用多核，那只能通过C扩展来实现，不过这样就失去了Python简单易用的特点。

  不过，也不用过于担心，Python虽然不能利用多线程实现多核任务，但可以通过多进程实现多核任务。多个Python进程有各自独立的GIL锁，互不影响。

eval()​

eval(expression[, globals[, locals]])

• expression -- 表达式。
• globals -- 变量作用域，全局命名空间，如果被提供，则必须是一个字典对象。
• locals -- 变量作用域，局部命名空间，如果被提供，可以是任何映射对象。

>>>x = 7
>>> eval( '3 * x' )
21
>>> eval('pow(2,2)')
4
>>> eval('2 + 2')
4
>>> n=81
>>> eval("n + 4")
85

就好像是在 python 语言里面自建了一个 python 解析器。

Title: 第二版

2. Python 对象​

• 自我解释 -> 在规范自己所编写的类的时候，应该加入详尽的注释。

class Point:
    '这段是类注释，建议用单引号'

    def __init__(self, x=0, y=0):
        '''多行文档注释'''
        pass

    def foo(self):
        '单行文档注释'
        pass

• 双下划线的命名的变量，是会对其实施命名改装。会自动封装 _(类名)

3. 对象相似时​

• 如果一个类继承了多个类，那么在初始化其父类时，可以采用如下方式。

# 分别调用父类
class Teacher(Person, Title):
    def __init__(self, name, title, studens):
        Person.__init__(self, name)
        Title.__init__(self, title)
        self.studens = studens

'''
以上就是简单定义了一个多继承关系的类，这么看来是没什么问题的
但作者提到了一个问题，如果在定义模型的时候，需要连接数据库，那么每次都是连接两次数据库。
这里可以采用 __mro__ 来修改方法的调用顺序
'''

# 采用super() 和 **kw 的方式

class Person(object):
    def __init__(self, name='', **kw):
        self.name = name

class Title(object):
    def __init__(self, title='', **kw):
        self.title = title

class Teacher(Person, Title):
    def __init__(self, studens=null, **kw):
        super().__init__(**kw)
        self.studens = studens

'''
super() 的方式可以确保object只初始化一次。
**kw 的方式可以解决多父类情况下 参数不一致的问题
'''

• 如果定义了一个抽象基类 abc 而且这个类重写了 __subclasshook__(cls, C) 的时候，需要注意

任意类的实例在被调用 insubclass 和 ininstance 是会去调用抽象基类重写的 __subclasshook__ 这个方法的，如果他说的是那么就是。

4. 异常捕获​

• else 和 finally 的调用是，没有异常时前者会执行，后者无论如何都会执行。

• 异常的层级

'''
    BaseException   <---    KeybordInterrupt, SystemExit
                    <---    Exception   <---    其他所有的异常
'''

6. Python 数据结构​

• 无法给内置类实例添加属性，但可以给自定义类添加属性。

o = object()
o.x = 0
'''
👆会报错
👇正常运行
'''
class MyClass(object):
    pass
m = MyClass()
m.x = 1

• 命名元组相当于字典

from collections import namedtuple

Stock = namedtuple("Stock", "symbol current high low")
# Stock = namedtuple("Stock", "symbol, current, high, low")
stock = Stock("FB", 75.0, 75.3, 74.2)
# 可以使用点语法
stock.symbol

• total_ordering 对应着 >, <, ==, !=, >=, <= 逻辑运算符

• operator.itemgetter 可以对元组排序时，直接修改所要比较时用到的是第几个属性

from operator import itemgetter

l = [('h', 4), ('n', 6), ('o', 5), ('p', 1), ('t', 3), ('y', 2)]
# 这里直接采用第二个键来做比较的项
l.sort(key=itemgetter(1))

• 队列有三种

1. FIFO 队列（First In First Out）

   from queue import Queue

2. LIFO 队列（Last In First Out）

   from queue import LifoQueue

3. 优先级队列

   from queue import PriorityQueue

7. Python 面向对象的捷径​

• 上下文管理器，判断一个对象能否执行 with 语句，可以用哪个 dir() 查看里面是否有 __ennter__ 和 __exit__

• 参数解包，对于列表对象的解包是加 *, 字典的解包是 **

8. 字符串与序列化​

• 占位值改变打印样式

'''
{0:10s}     s字符串，然后是占10个字节。
{1:^9d}     d整形，然后占9个字节，^(脱字符)表示居中对齐。
{2:<8.2f}   f浮点型，然后占8个字节，<表示向左对齐，.2省略两位小数
{3:>7.2f}   f浮点型，然后占7个字节，>表示向右对齐，.2省略两位小数
'''
orders = [('burger', 2, 5),
          ('fries', 3.5, 1),
          ('cola', 1.75, 3)]

print("PRODUCT    QUANTITY   PRICE    SUBTOTAL")

for product, price, quantity in orders:
    subtotal = price * quantity
    print("{0:10s}{1:^9d}   ${2:<8.2f}${3:>7.2f}".format(product, quantity, price, subtotal))

'''
PRODUCT    QUANTITY   PRICE    SUBTOTAL
burger        5       $2.00    $  10.00
fries         1       $3.50    $   3.50
cola          3       $1.75    $   5.25
'''

9. 迭代器模式​

• 协程

def tally():
    score = 0
    while True:
        increment = yield score
        print("increment : {}, score : {}".format(increment, score))
        score += increment

white_sox = tally()
next(white_sox)
white_sox.send(3)

'''
increment : 3, score : 0
'''

1. yield 的出现和生成器暂停。
2. 在函数外执行 send() 方法，且激活了生成器。
3. 发送的值赋给了 yield 语句左侧的变量。
4. 生成器继续执行，直至遇到下一个 yield 语句。

10. Python 设计模式 I​

• 观察者模式在执行起来需要以下两个步骤

  1. 被观察者主动通知观察者 通过 _update_observers

     class Inventory:
         def __init__(self):
             self.observers = []
     
         def _update_observers(self):
             for observer in self.observers:
                 observer()
     

  2. 观察者自身现实被调用方法 通过 __call__

     class Observer:
         def __init__(self, inventory):
             self.inventory = inventory
     
         def __call__(self):
             print("观察成功！")
     

12. 测试面向对象程序​

• unittest 的 setUp() 是用于每次执行测试时，都会调用该方法用以保证数据被污染 和 tearDown() 是用来保证每次测试结束后调用。

• py.test 与之相对应的有类似几个。

  1. setup_module
  2. teardown_module
  3. setup_class
  4. teardown_class
  5. setup_method
  6. teardown_method

• pytest_funcarg__<idenntifier> 和被测试函数需要接受的参数作为测试

def pytest_funcarg__numbers(request):
    return [1,2,3]

def test_sum(numbers):
    assert sum(numbers) == 6

13. 并发​

• 自定义线程再被需要重写 run() 方法，但调用时用到的是 start()

Title: 上海市高等学校计算机等级考试（二级）推荐教材

2. Python程序的基本语法​

• 四舍六入五留双 round()

round(1.5)
round(2.5)
'''
2
2
'''

3. Python 程序的基本流程控制​

• 允许 x > y > z x < y > z

• while 和 else 可以一起用 在退出循环的时候调用

4. Python的特征数据类型​

• 列表和字典的 clear() 方法

a = b = [1, 2, 3]
print(a, b)
a.clear()
print(a, b)

c = d = {'x':1, 'y':2}
print(c, d)
c.clear()
print(c, d)

'''
[1, 2, 3] [1, 2, 3]
[] []
{'x': 1, 'y': 2} {'x': 1, 'y': 2}
{} {}
clear可以理解为是清除指针指向所在地址的内存
'''

• 集合里面不能包含有列表或字典

• 列表自己 append 自身的时候会无穷递归 lst.append(list)

5. 文件​

• 在表示路径的字符串中 / 等同于 \，但 \ 又必须转义为 \\

"D:\\Dir\\file.txt"

"D:/Dir/file.txt"

7. 面向对象的程序设计​

• dir() 是可以返回当前对象里面的所有参数 包括方法和属性

• 多继承时，如果其父类当做有共同的方法时，子类调用会以第一个为准，即先查找先调用。