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Q&A

2022年8月18日22:45:19

Q：在ipython中运行run试的时候，无法成功会出现如下错误提示。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fWBF7YLk-1661576171052)(C:\Users\光明斗士\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220818224816164.png)]

A

• 由于python2.x和python3.x在print语句上有语法差别；

• pyhon2.x : print"hello,world"无需加上括号；

• python3.x ：print(“hello,world”）需加括号；

  所以文件的写入应该为
  %%writefile helllo_world.py

  print(“hello world”)

Q 返回上一层文件的命令。

A %cd(空格)…(空格)。

Q 使用matplotlib画的图这么找？还是说显示不出来图像，目前不知道原因。

A

Q Python中有一种叫做列表推导式(List comprehension)的用法，还是咩很看懂。

Q notebook打不开？

anaconda环境切换

一、先创建一个新的虚拟环境

conda create --name my_test python=3.7#创建一个名称为my_test

二、激活虚拟环境

activate my_test

三、查看环境

conda env list

note

-位于括号中的指针可以直接通过回车直接跳转到最后的位置。

-如果需要在文字中插入括号可以直接选中插入括号。

-需要跳过间冒号可以在按一次冒号。

-对于单引号''，在输入完单引号的内容之后可以再摁单引号‘即可将光标对到单引号之外,对于所有的对称符号都可以这样处理，包括[],"",{}。

数字

整型integers

python2.7中整型运算只能返回整型，包括除法。

12/5

2#python2.7

2.4#python3.7

幂指数

2**5

32

取余

32%5

2

浮点数folating point numbers

整数除浮点数得到浮点数。

12/5.0

2.4

复数complex numbers

在python中用j来表示虚部。

a = 1+2j

实部

a.real

虚部

a.imag

共轭(实部相同，虚部相反)

a.conjugate()

布尔型 boolean data type

布尔型数据取特殊的二值变量，为true 和false。

字符串

字符串采用单引号’'或者双引号""均可以生成字符串，而且相同,任何地方使用到字符串均需要带引号。

s = "hello world"
s = 'hello world'

字符串的简单操作

加法

s = ’hello‘ + 'world'
print (s)

'hello world'

字符串和数字相乘

"echo"*3

'echoechoecho'

字符串长度

len(s)

字符串方法

面向对象的语言，其中一个不可少的元素就是方法。

方法调用方式如下：

对象.方法()

分割

s.split(sep)将按照给定的sep为分隔符对s进行分割，返回一个列表

其中sep可以是空格(sep不写默认值)也可是制表符\t换行符\n。

line = "1 2 3 4 5"
numbers = line.split()
print numbers

['1','2','3','4','5'] #返回值是列表list

按照sep给定的内容分割 需要加个单引号''。

line = "1，2，3，4，5"
numbers = line.split(',')
print numbers

['1','2','3','4','5'] #返回值是列表list

连接

和分割相反，s.join(str_sequence)的作用就是将s中的每两个字符串元素用str_sequence连接起来，返回连接后的字符串。

numbers = "12345"
s = ','
s.join(numbers)

'1,2,3,4,5'

替换

s.replace(part1,part2)将字符串s中的part1替换成part2，并返回替换后的字符串。

s = "hello world"
s.replace('world','python')

'hellow pthyon'

大小写转换

s.upper()返回一个将s中的字母全部大写的新字符串,不改变原始值。

"hello world".upper()

'HELLO WORLD'

s.lower()返回一个将s中的字母全部小写的新字符串,不改变原始值。

"HELLO WORLD".lower()

'hello world'

去空格

s.strip()返回一个去除s两端多余空格的新字符，不改变原始值。

s = "  hello world  "
s.strip()

'hello world'

s.lstrip()返回一个去除s开头多余空格的新字符，不改变原始值。

s = "  hello world  "
s.lstrip()

'hello world  '

s.rstrip()返回一个去除s开头多余空格的新字符，不改变原始值。

s = "  hello world  "
s.rstrip()

'  hello world'

多行字符串

Python采用一堆”“”或者‘‘‘来生成多行字符串。

a = '''hello world，
what a nice day！！'''
print(a)

hello world，
what a nice day！！

强制转换成字符串

str(ob)强制将ob转化成字符串。

repr(ob)也是强制将ob转化成字符串。

str(1.1 + 2.2)

'3.3'

repr(1.1 + 2.2)

'3.3000000000000003'

索引和分片

索引

对于一个有序序列，我们可以通过索引的方式访问对应位置的数值。Python采用[]对有序序列索引。

并且Python中的索引是从0开始的，所以[0]对应序列的第1个元素。

(可以这么理解，索引指针这在初始位置0处，第1个元素

[0]就表示移动0个距离；

[1]表示正向移动一个距离，所以[1]表示的是第2个元素；

[-1]表示负向移动一个距离，所以指向字符串最后一个)

s = "hellow world"
s[0]

'h'

[5]对应的是第四个元素。

s[5]

'l'

并且Python还支持负向索引，从后向前开始计数，索引[-2]表示倒数第2个元素,和正向的需要-1运算不相同。

s[-2]

'l'

超出索引值会报错：

s[11]

IndexError: string index out of range

分片?

分片表示从序列中提取出需要的子序列，具体方法为：

var[lower:upper:step]

范围包括lower，不包括upper，就是[lower,upper),step表示间距，通常不写，默认为1

s = [hello world]

其中元素为 个数为upper-lwer 并且 每个数可以为负数。

​ lower为负数可以表示从倒数第三个开始，由于省略upper，所以需要计数到end

s = [-3:]

'rld'#表示从倒数第3个开始到结尾结束 

​ uppper为负数可以表示到倒数第三个为止，由于省略lower，所以需要从start计数

s = [:-3]

'hello wor'#表示从开头到里结尾3个

当step的值为负时，省略lower意味着从结尾开始分片，省略upper意味着一直分片到开头。？

s[::-1]

'dlrow olleh'

测试从属关系

使用in来判断某个元素是否在某个序列中：

s = "hello world"
print('he' in s)

True

用not in来判断某个元素是否不在某个序列中：

s = "hello world"
print('he' not in s)

False

列表list

Python中，列表(list)是一个有序可以包含不同数据类型(整型，字符串，浮点)的序列。

列表用一对 [] 生成，中间的元素用 , 隔开，其中的元素不需要是同一类型，同时列表的长度也不固定，列表长度是采用，区分的。

列表输出可以直接输出列表名字或者采用print()两种方式。

l = [1,2.0,'hello']
print(l)

[1, 2.0, 'hello']

空列表可以采用[]或者list()生成：

empty_list = []
empty_list

[]

empty_list = list()
print(empty_list)

[]

列表长度

此阿勇len()来查看列表长度，列表长度取决于，分割内容：

l = [1,2.0,'hello']
len(l)

3

加法

列表加法，相当于两个列表顺序相加：

a = [1,2,3]
b = [3.2,'hello']
a + b

[1, 2, 3, 3.2, 'hello']

乘法

列表和和数字相乘，基本相当于列表的重复相加：

a = [1,2,3]
a*2

[1, 2, 3, 1, 2, 3]

索引和分片

索引

列表和字符串一样可以通过索引来查看元素值：

正向索引

a = [1,2,3,4,5,6]
a[0]

1

反向索引

a[-1]

 6

分片?

a[2:-1]

[3, 4]

与字符串的不同之处是，列表值可以通过索引和分片来修改。

索引修改：

a = [1,2,3,4,5]
a[0] = 100
a

[100, 2, 3, 4, 5]

分片修改：

a[1:3] = [11,12]
a

[100, 11, 12, 4, 5]

事实上，对于连续的分片（即步长为 1 ），Python采用的是整段替换的方法，两者的元素个数并不需要相同，例如，将 [11,12] 替换为 [1,2,3,4]：

a = [10,11,12,13,14]
a[1:3] = [1,2,3,4]
a

[10, 1, 2, 3, 4, 13, 14]

也可以采用这种方式删除一个连续的分片：

a = [10,1,2,11,12]
a[1:3]
a[1:3] = []
a

[1, 2]
[10, 11, 12]

对于不连续（间隔step不为1）的片段进行修改时，两者的元素数目必须一致：

a = [19,11,12,13,14]
a[::2] = [1,2,3]
a

[1, 11, 2, 13, 3]

否则会报错

a = [19,11,12,13,14]
a[::2] = []
a

ValueError: attempt to assign sequence of size 0 to extended slice of size 3

删除元素

Python提供了删除列表中元素的方法 ‘del’。

删除列表中的第一个元素：

a = [1002,'a','b','c']
del a[0]
a

['a', 'b', 'c']

删除第2到最后一个元素：

a = [1002,'a','b','c']
del a[1:]
a

[1002]

删除间隔的元素

a = ['a',1,'b',2,'c']
del a[::2]
a

[1, 2]

测试从属关系

使用in来判断某个元素是否在某个序列中：

a = [10,11,12,13,14]
print (10 in a)

True

用not in来判断某个元素是否不在某个序列中：

a = [10,11,12,13,14]
print (10 not in a)

False

列表中甚至可以包含列表：

a = [10,'eleven',[12,13]]
a[2]

[12, 13]

a[2]是一个列表，可以在对它进行索引：

a[2][1]

13

列表方法

不改变列表的方法

count列表某个中元素个数

l.count(ob)返回列表元素ob出现的次数。

a = [11,12,13,12,11]
a.count(11)

2

需要查询列表中的列表出现的次数：

a = [11,12,13,12,11,[11,12,13,12,11]]
a[5].count(11)

2

index列表中某个元素的位置

l.index(ob) 返回列表中元素 ob 第一次出现的索引位置，如果 ob 不在 l 中会报错。

a.index(12)

1

改变列表的方法

append向列表添加单个元素

l.append(ob) 将元素 ob 添加到列表 l 的最后。

a = [10,11,12]
a.append(11)
print(a)

[10, 11, 12, 11]

append每次只添加一个元素，并不会因为这个元素是序列而将其展开：

a.append([11,12])
print(a)

[10, 11, 12, 11, [11, 12]]

extend向列表添加序列(列表)

l.extend(lst) 将序列 lst 的元素依次添加到列表 l 的最后，作用相当于 l += lst。

a = [10,11,12,11]
a.extend([1,2])
print(a)

[10, 11, 12, 11, 1, 2]

insert插入元素

l.insert(idx, ob) 在索引 idx 处插入 ob ，之后的元素依次后移。

note:idx的计数方式不和索引相同，从第一个开始计数

a = [10,11,12,13,11]
a.insert(3,'a')
print(a)

[10, 11, 12, 'a', 13, 11]

remove移除元素

l.remove(ob) 会将列表中第一个出现的 ob 删除，如果 ob 不在 l 中会报错。

a = [10,11,12,13,11]
a.remove(11)
print(a)

[10, 12, 13, 11]

pop弹出元素

l.pop(idx) 会将索引 idx 处的元素删除，idx的数值与索引相同，均为从0计数，并返回这个元素。

a = [10,11,12,13,11]
a.pop(2)

12

sort排序

l.sort()将会按照一定的规则排序,并会改变原来的值：

a = [10,1,11,13,11,2]
a.sort()
print(a)

[1, 2, 10, 11, 11, 13]

如果想不改变原来的顺序，可以使用sorteed()函数:

a = [10,1,11,13,11,2]
b = sorted(a)
print(a)
print(b)

[10, 1, 11, 13, 11, 2]
[1, 2, 10, 11, 11, 13]

reverse列表相反

l.reverse()将会将列表的元素从后向前排列，会改变原来的值：

a = [1,2,3,4,5,6]
a.reverse()
print(a)

[6, 5, 4, 3, 2, 1]

如果不想改变原来的值，可以使用分片的方法：

a = [1,2,3,4,5,6]
b = a[::-1]
print(a)
print(b)

[1, 2, 3, 4, 5, 6]
[6, 5, 4, 3, 2, 1]

元组tuple

与列表相似，元组tuple也是一个有序序列，但是元组是不可变的，采用()表示：

t = (10,11,12,13,14)
t

(10, 11, 12, 13, 14)

元组可以索引：

t(0)

10

可以切片：

t[1:3]

(11, 12)

但是元组是不可变的。

单个元素的元组生成

由于元组采用()，所以，采用以下形式定义单个元组：

a = (10,)
print(a)
type(a)

(10,)
<type 'tuple'>

而非：

a = (10)
print (type(a))

<type 'int'>

将列表转换成元组：

a = [10,11,12,13,14]
tuple(a)

(10, 11, 12, 13, 14)

元组方法

由于元组是不可变的，所以只能有一些不可变的方法，例如计算元素个数 count 和元素位置 index ，用法与列表一样。

a = [10,11,12,13,14]
a.count(10)

1

a = [10,11,12,13,14]
a.index(12)

2

速度部分：元组只是生成速度快一点，遍历和索引速度向差不多。

字典dict

字典 dictionary ，在一些编程语言中也称为 hash ， map ，是一种由键值对组成的数据结构。

可以把key想象成字典里面的单词，把value想象成单词对应对的定义，所以，一个词可以对应一个或者多个定义。

字典简单操作

字典生成

在Python中采用{key:value}生成dictionary：

d = {'dog':5,'cat':4}
d
type(d)

{'dog': 5, 'cat': 4}
dict

生成一个空字典：

a = {}
a

{}

或者采用定义：

a = dict()
a

{}

len字典大小

查询一个字典的大小,字典的大小表示一组键值的大小：

d = {'dog':5,'cat':4}
len(d)

2

查看字典对应键值

d["dog"]

5

修改键值

d["dog"] = 2
d

{'dog': 2, 'cat': 4}

插入键值

可以直接在一个字典之后继续输入键值：

d["pigs"] = 7
d

{'dog': 2, 'cat': 4, 'pigs': 7}

note

-字典是没有顺序的，在我们Print一个字典，他并一定会按照键值的先后顺序显示，因为建本身不一定有序。

-键必须是不可变的类型，整型和字符串是字典中最常用的，值可以是任意类型的。

字典的方法

get返回值

get用来索引一个字典的键值，当字典中的键不存在时，便会报错，在报错的时候，get便可以来处理，返回给定的报错：

d.get(key,default = None)

返回字典d中key对应的值，如果不存在，返回default，default可以省略，省略的时候就返回None,也就是啥都没有，打印出来为None，但是设定默认值之后，就会有参数返回。

d = {'dog':5,'cat':4}
print(d.get("monkey"))
d.get("monkey","undefined")

None
undefined

pop删除元素

pop用来弹出字典某个键对应的值，同时可以指定键不存在是的返回值。

d.pop(key,default = None)

删除并返回字典中key对应的值，如果没有这个值，返回default，default省略时，会报错，需要设定默认返回值。

d = {'dog':5,'cat':4}
d.pop("cat")
d.pop("monkey","undefined")

del删除也是可以的：

del d["cat"]
d

{'dog': 5}

update更新字典

可以通过索引的方法来插入修改单个键值对，但是对于多个键值对操作的话，这种方式还是比较麻烦的，我们可以采用update的方法：

d.update(newd)

将newdx需要修改的一个新字典中的内容更新到原字典d中。

d = {"born":2000,"age":21}
print(d)

修改2000为20005，同时插入"sex"的值为"M"

d_modific = {"born":2005,"sex":'m'}
d.update(d_modific)
print(d)

{'born': 2005, 'age': 21, 'sex': 'm'}

in查询字典中是否存在该键

in可以用来查询字典中是否存在某个特殊的键，返回值为true或者false

d = {'dog':5,'cat':4}

in可以用来查询字典中是否存在某个特殊的键

'monkey' in d

False

所有的键

d = {'dog': 2, 'cat': 4, 'pigs': 7}
d.keys()

['cats', 'dogs', 'pigs']

所有的值

d ={'dog': 2, 'cat': 4, 'pigs': 7}
d.values()

[4, 2, 7]

所有的键值对

d ={'dog': 2, 'cat': 4, 'pigs': 7}
d.items()

[('cats', 4), ('dogs', 2), ('pigs', 7)]

集合set

之前的元组，序列，字符串都是有序序列，每个位置和元素都一一对应，但是集合set是一种无序的序列，和数学上的概念相同。

当集合中出现相同元素的时候，会保留一个元素，并且存入的元素不会改变。

生成集合

Python中采用{}来生成集合(需要注意字典也是采用{}生成)集合中不含有相同元素，并且不会改变。

s = {2,3,4,2}
s

空集合生成：

a = set()
type(s)

set

而非：

s = {}
type(s)

dict

集合操作

交

两个集合的交，包含两个集合的所有共有元素的集合。

可以用方法 a.intersection(b) 或者操作 a & b 实现。

a = {1,2,3,4}
b = {3,4,5,6}
a.intersection(b)
b.intersection(a)

{3, 4}
{3, 4}

a & b
b & a

{3, 4}
{3, 4}

并

两个集合的并，也就是两个集合所有元素的集合。

可以用方法 a.union(b) 或者操作 a | b 实现。

a = {1,2,3,4}
b = {3,4,5,6}
a.union(b)
b.union(a)

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

a | b
b | a

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

差

a 和 b 的差集，返回只在 a 不在 b 的元素组成的集合。

可以用方法 a.difference(b) 或者操作 a - b 实现。

a = {1,2,3,4}
b = {3,4,5,6}
a.difference(b)
b.difference(a)

{1, 2}
{5, 6}

a - b
b - a

{1, 2}
{5, 6}

对称差

a 和b 的对称差集，返回在 a 或在 b 中，但是不同时在 a 和 b 中的元素组成的集合，也就是a∪b-a∩b。

可以用方法 a.symmetric_difference(b) 或者操作 a ^ b 实现（异或操作符）。

a.symmetric_difference(b)
b.symmetric_difference(a)

{1, 2, 5, 6}

a ^ b

{1, 2, 5, 6}

包含关系

要判断 b 是不是 a 的子集，可以用 b.issubset(a) 方法，或者更简单的用操作 b <= a ：

a = {1, 2, 3}
b = {1, 2}
b.issubset(a)

True

b <= a

True

集合方法

add向集合中添加单个元素

跟列表的append方法类似，可以向集合中添加单个元素。

s.add(a) 

将元素a添加到集合s中,注意集合无序，所以是随机添加到集合的某个位置，并非添加到末尾。

t = {1, 2, 3}
t.add(5)
t

{1, 2, 3, 5}

如果添加的是已有的元素，集合石不会改变的。

update方法相机和添加多个元素

方法和列表里面的extend差不多，可以一次向集合添加多个元素。

s.uodate(seq)

将seq中的元素添加到sz中。

t.update({5,6,7})
t

{1, 2, 3, 5, 6, 7}

remove移除单个元素

s.remove(ob) 

从集合s中移除元素ob，如果不存在会报错。

t.remove(1)
t

{2, 3, 5, 6, 7}

t.remove(10)

---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-31-3bc25c5e1ff4> in <module>()
----> 1  t.remove(10)

KeyError: 10

pop方法弹出元素

pop方法随机弹出一个元素，并不能指定删除元素，如果集合没有元素，那就会报错。

t.pop()

{3, 5, 6, 7}

s = set()
# 报错
s.pop()

---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-34-9f9e06c962e6> in <module>()
 1 s = set()
 2 # 报错
----> 3  s.pop()

KeyError: 'pop from an empty set'

discard方法

使用方法和remove相同，可以删除指定元素，而且不会返回参数，但是当集合中不存在的时候不会报错。

t = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
t.discard(3)

{1, 2, 4, 5, 6}

t.discard(20)
t

{1, 2, 4, 5, 6}

difference_update方法

a.difference_update(b) 

就相当于a-b

不可变集合

对应于元组（tuple）(参数不可改变)与列表（list）(参数可以改变)的关系，对于集合（set），Python提供了一种叫做不可变集合（frozen set）的数据结构。

s = frozenset([1,2,3,'a',1])
s

frozenset({1, 2, 3, 'a'})

与集合不相同的是，不可变集合一旦创建就不能修改。

不可变集合的一个主要应用是用来作为字典的键，例如用一个字典来记录两个城市之间的距离：

flight_distance = {}
city_pair = frozenset(['Los Angeles', 'New York'])
flight_distance[city_pair] = 2498
flight_distance[frozenset(['Austin', 'Los Angeles'])] = 1233
flight_distance[frozenset(['Austin', 'New York'])] = 1515
flight_distance

数据类型的可变与不可变总结

可变数据类型	不可变数据类型
list, dictionary, set, numpy array, user defined objects	integer, float, long, complex, string, tuple, frozenset

Python的赋值机制

简单类型

x = [1, 2, 3]
y = x
x[1] = 100
print y

[1, 100, 3]

改变变量x的值，变量y的值也会随之改变，这就是和Python内部的赋值机制有关。

对于赋值的变量，可以理解为将变量y定义成了一个指针，将它指向x，在内存空间中，致同一块物理内存，是同一个事物，可以采用is判断是不是指向同一事物：

x is y

True

但是对于相同的值，Python并不会对他赋予相同的内存指针。

容器类型

现在来看另一段代码：

x = [500, 501, 502]
y = x
y[1] = 600
y = [700, 800]
复制ErrorOK!

• x = [500, 501, 502]

Python为3个PyInt分配内存 pos1 ， pos2 ， pos3 （不可变），然后为列表分配一段内存 pos4 ，它包含3个位置，分别指向这3个内存，最后再让变量 x 指向这个列表。

简单来说，就是创建三个储存简单值的内存，在创造一个列表，储存三个简单值的内存，然后让x指向这个列表。

内存	命名空间
pos1 : PyInt(500) (不可变)
pos2 : PyInt(501) (不可变)
pos3 : PyInt(502) (不可变)
pos4 : PyList(pos1, pos2, pos3) (可变)	x : pos4

• y = x

并没有创建新的对象，只需要将 y 指向 pos4 即可。

内存	命名空间
pos1 : PyInt(500) (不可变)
pos2 : PyInt(501) (不可变)
pos3 : PyInt(502) (不可变)
pos4 : PyList(pos1, pos2, pos3) (可变)	x : pos4
y : pos4

• y[1] = 600

原来 y[1] 这个位置指向的是 pos2 ，由于不能修改 pos2 的值，所以首先为 600 分配新内存 pos5 。

再把 y[1] 指向的位置修改为 pos5 。此时，由于 pos2 位置的对象已经没有用了，Python会自动调用垃圾处理机制将它回收。

内存	命名空间
pos1 : PyInt(500) (不可变)
pos2 : 垃圾回收
pos3 : PyInt(502) (不可变)
pos4 : PyList(pos1, pos5, pos3) (可变)
pos5 : PyInt(600) (不可变)	x : pos4
y : pos4

• y = [700, 800]

首先创建这个列表，然后将变量 y 指向它。

内存	命名空间
pos1 : PyInt(500) (不可变)
pos3 : PyInt(502) (不可变)
pos4 : PyList(pos1, pos5, pos3) (可变)
pos5 : PyInt(600) (不可变)
pos6 : PyInt(700) (不可变)
pos7 : PyInt(800) (不可变)
pos8 : PyList(pos6, pos7) (可变)	x : pos4
y : pos8

判断语句

虽然都是用 if 关键词定义判断，但与C，Java等语言不同，Python不使用 {} 将 if 语句控制的区域包含起来。Python使用的是缩进方法。同时，也不需要用 () 将判断条件括起来。

x = -0.5
if x > 0:
    print ("Hey!")
print ("This isn't part of the block, and will always print.")

循环

while循环

while <condition>:
    <statesments> 

Python会循环执行<statesments>，直到<condition>不满足为止，注意其中condition后面有一个：。

i = 0
total = 0
while i < 1000000:
    total += i
    i += 1
print (total)

499999500000

plays = set(['Hamlet', 'Macbeth', 'King Lear'])
while plays:
    play = plays.pop()
    print ('Perform', play)

注意print函数的使用方法,中间采用，连接：

print(var1,var2)

for循环

for <variable> in <sequence>:
    <indented block of code> 

for 循环会遍历完<sequence>中所有元素为止,注意有in和最后的：，variable就相当于列表里面的一个变量代表。

plays = set(['Hamlet', 'Macbeth', 'King Lear'])
for play in plays:
    print ('Perform', play)

Perform King Lear
Perform Macbeth
Perform Hamlet

函数

生成函数

函数function，通常接受输入参数，并有返回值。

def add(x, y):   #注意这里有一个冒号
    """Add two numbers"""
    a = x + y
    return a

函数通常有一下几个特征：

• 使用 def 关键词来定义一个函数。
• def 后面是函数的名称，括号中是函数的参数，不同的参数用 , 隔开， def foo(): 的形式是必须要有的，参数可以为空；
• 使用缩进来划分函数的内容；
• docstring 用 """ 包含的字符串，用来解释函数的用途，可省略；
• return 返回特定的值，如果省略，返回 None 。

使用函数

使用函数时，只需要将参数换成特定的值传给函数。

Python并没有限定参数的类型，因此可以使用不同的参数类型：

print add(2, 3)
print add('foo', 'bar')

5
foobar

设定默认值

在定义函数的时候，也可以修设置默认值：

def quad(x, a=1, b=0, c=0):
    return a*x**2 + b*x + c

在输入的时候，可以省略带有默认值的参数：

print quad(2.0)

4.0

还可以修改默认值：

print quad(2.0, b=3)

10.0

接收不定参数

如果输入的参数数目不确定，可以采用以下方法：

def add(x, *args):
	total = x
	for arg in args:
		total += arg  #将x添加到arg这个元组中
	return total

这里，*args 表示参数数目不定，可以看成一个元组，把第一个参数后面的参数当作元组中的元素。

print add(1, 2, 3, 4)
print add(1, 2)

10
3

这样定义的函数不能使用关键词传入参数，要使用关键词，可以这样：

def add(x, **kwargs):
    total = x
    for arg, value in kwargs.items():
        print "adding ", arg
        total += value
    return total

这里， **kwargs 表示参数数目不定，相当于一个字典，关键词和值对应于键值对。

print add(10, y=11, z=12, w=13)

adding  y
adding  z
adding  w
46

再看这个例子，可以接收任意数目的位置参数和键值对参数：

def foo(*args, **kwargs):
    print args, kwargs

foo(2, 3, x='bar', z=10)

(2, 3) {'x': 'bar', 'z': 10}

不过要按顺序传入参数，先传入位置参数 args ，在传入关键词参数 kwargs 。

返回多个值

Python中可以返回多个值：

from math import atan2
def to_polar(x,y):
	r = (x**2 + y**2) ** 0.5
	theta = atan2(y,x)
	return r, theta

r, theta = to_polar(3,4)
print(r, theta)

5.0 0.927295218002

事实上，Python将返回的两个值变成了元组：

map方法生成序列

可以通过 map 的方式利用函数来生成序列：

def sqr(x): 
    return x ** 2

a = [2,3,4]
print map(sqr, a)

[4, 9, 16]

其用法为：

map(aFun, aSeq) 

将函数 aFun 应用到序列 aSeq 上的每一个元素上，返回一个列表，不管这个序列原来是什么类型。

事实上，根据函数参数的多少，map 可以接受多组序列，将其对应的元素作为参数传入函数：

In [24]:

def add(x, y): 
    return x + y

a = (2,3,4)
b = [10,5,3]
print map(add,a,b)#将a和b的对应元素尽心add操作

[12, 8, 7]

文件读写

写入测试文件：

%%writefile test.txt
this is a test file.
hello world!
python is good!
today is a good day.

Writing test.txt

读文件

使用 open 函数或者 file (目前使用存在问题)函数来读文件，使用文件名的字符串作为输入参数：

f = open('test.txt')

读文件的方法：

——可以使用 read 方法来读入文件中的所有内容：

text = f.read()
print (text)

this is a test file.
hello world!
python is good!
today is a good day.

——也可以按照行读入内容，readlines 方法返回一个列表，每个元素代表文件中每一行的内容：

f = open('test.txt')
lines = =f.readlines()
print(lines)

使用完文件之后，需要将文件关闭。

f.close()

事实上，我们可以将 f 放在一个循环中，得到它每一行的内容：

f = open('test.txt')
for line in f:
    print line
f.close()

this is a test file.

hello world!

python is good!

today is a good day.

写文件

我们使用 open 函数的写入模式来写文件：

f = open('myfile.txt', 'w')
f.write('hello world!')
f.close()

使用 w 模式时，如果文件不存在会被创建，我们可以查看是否真的写入成功：

print open('myfile.txt').read()

hello world!

如果文件已经存在， w 模式会覆盖之前写的所有内容：

another hello world!

除了写入模式，还有追加模式 a ，追加模式不会覆盖之前已经写入的内容，而是在之后继续写入：

f = open('myfile.txt', 'a')
f.write('... and more')
f.close()
print open('myfile.txt').read()

another hello world!... and more

写入结束之后一定要将文件关闭，否则可能出现内容没有完全写入文件中的情况。

f = open('myfile.txt','w+')
f.write('hello world!')
f.seek(6)
print(f.read())
f.close

world!

这里 f.seek(6) 移动到文件的第6个字符处，然后 f.read() 读出剩下的内容。

---

---

ipython magic指令

ipython解释器提供了很多以百分号%开头的magic命令，这些命令很像linux系统下的命令行命令（事实上有些是一样的）。

whos查看当前变量空间

%whos

Variable   Type    Data/Info
----------------------------
a          int     1
b          list    n=3

reset重置当前变量空间

%reset -f

之后在查看变量空间

%whos

Interactive namespace is empty.

使用pwd查看当前工作环境

%pwd

'C:\\Users\\光明斗士'

文件操作

使用 mkdir 产生新文件夹：

%mkdir demo_test

使用cd改变当前工作环境

%cd demo_test/

使用 writefile 将cell中的内容写入文件：

%%writefile hello_world.py
print "hello world"

Writing hello_world.py

使用ls查看当前文件夹的文件：

%ls

2022/08/23  16:35    <DIR>          .
2022/08/23  16:35    <DIR>          ..
2022/08/23  16:35                22 hello_world.py
               1 ���ļ�             22 �ֽ�
               2 ��Ŀ¼ 32,185,081,856 �����ֽ�

使用run来运行这段代码：

%run hello_world.py

hello world

删除文件

这个指令只能删除文件，不能删除文件夹，并且注意一定要括号！！

import os
os.remove("hello_world.py") #单双括号都可以，但一定要有括号

返回上一层文件夹：

%cd ..  #注意是%cd(空格)..(空格)

删除文件夹rmdir

注意里面有文件的时候不能删除，只有把里面的文件全部移除才能删除文件夹。

也就是说只能删除空文件！

%rmdir demo_test #demo_test必须是空文件

ipython 支持使用 <tab> 键自动补全命令。

模块和包

脚本(整体使用)

Python会将所有 .py 结尾的文件认定为Python代码文件，考虑下面的脚本 ex1.py ：

%%writefile ex1.py

PI = 3.1416

def sum(lst):
    tot = lst[0]
    for value in lst[1:]:
        tot = tot + value
    return tot

w = [0, 1, 2, 3]
print sum(w), PI

可以执行它：

%run ex1.py
6 3.1416

模块(可以使用内部参数)

这个脚本可以当作一个模块，可以使用import关键词加载并执行它（这里要求ex1.py在当前工作目录，也就是和这个工程的文件相同）：

import ex1

6 3.1416

在导入时，Python会执行一遍模块中的所有内容。

ex1.py 中所有的变量都被载入了当前环境中，不过要使用

ex1.变量名 

的方法来查看或者修改这些变量：

print (ex1.PI)

3.1416

还可以用

ex1.函数名 

调用模块里面的函数：

print (ex1.sum([2, 3, 4]))

9

为了提高效率，Python只会载入模块一次，已经载入的模块再次载入时，Python并不会真正执行载入操作，哪怕模块的内容已经改变。

？？模块和脚本的区别？？

name 属性

有时候我们想将一个 .py 文件既当作脚本，又能当作模块用，这个时候可以使用 __name__ 这个属性。

只有当文件被当作脚本执行的时候， __name__的值才会是 '__main__'，所以我们可以：

%%writefile ex2.py

PI = 3.1416

def sum(lst):
    """ Sum the values in a list
    """
    tot = 0
    for value in lst:
        tot = tot + value
    return tot

def add(x, y):
    " Add two values."
    a = x + y
    return a

def test():
    w = [0,1,2,3]
    assert(sum(w) == 6)
    print ('test passed.')

if __name__ == '__main__':
    test()

Writing ex2.py

运行文件(执行脚本，此时__name__的值才会是 '__main__'，test会运行)：

%run ex2.py

test passed.

当作模块导入， test() 不会执行：

import ex2

但是可以使用其中的变量：

ex2.PI

3.1416

使用别名，给指定函数换个名字：

import ex2 as e2
e2.PI

3.1416

其他导入方法

可以从模块中导入变量：

from ex2 import add, PI

使用 from 后，可以直接使用 add ， PI：

也就是从ex2里面导入add和PI这两个内容。

add(2, 3)

5

或者使用 * 导入所有变量：

from ex2 import *
add(3, 4.5)

7.5

这种导入方法不是很提倡，因为如果你不确定导入的都有哪些，可能覆盖一些已有的函数。

包

假设我们有这样的一个文件夹：

foo/

• __init__.py
• bar.py (defines func)
• baz.py (defines zap)

这意味着 foo 是一个包，我们可以这样导入其中的内容：

from foo.bar import func
from foo.baz import zap

bar 和 baz 都是 foo 文件夹下的 .py 文件。

导入包要求：

• 文件夹 foo 在Python的搜索路径中
• __init__.py 表示 foo 是一个包，它可以是个空文件。

anaconda 的jupter notebook 进入方法

直接在jupter(anaconda)中搜索

Matplotlib

关于如何导入中文字府库：

准备工作

再处理小说之前，我们需要先做一些准备工作。

因为涉及中文字符，所以我们使用 __future__ 中 Python 3 的特性，将所有的字符串转为 unicode。

In [1]:

from __future__ import unicode_literals
复制ErrorOK!

再来我们解决图像里中文字符显示的问题，Matplotlib虽然支持 unicode 编码，但是直接输出中文字体会出现问题。

import numpy as np
import scipy as sp
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline

x = range(10)
plt.plot(x)
plt.title("中文")
plt.show()

会在jupter中出现如下图像(注意最上端并未显示中文两字，这就是中文加载不出来)：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Itmw7dPt-1661576171055)(C:\Users\光明斗士\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220825225042888.png)]

出现上图的原因是它找不到合适的中文字体去显示中文，为此，我们可以去寻找一些支持中文的字体来进行设置。

Windows 7 及以上的系统中，字体位置为 C:/Windows/Fonts，例如：

• 宋体：C:/Windows/Fonts/simsum.ttc

Linux 系统可以通过 fc-list 命令查看已有的字体和相应的位置，例如：

• /usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Songti.ttc: Songti TC,宋體\-繁,宋体\-繁:style=Bold,粗體,粗体
• /usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Devanagari Sangam MN.ttc: Devanagari Sangam MN,देवनागरी संगम एम॰एन॰:style=Bold,粗體,Fed,Fett,Puolilihava,Gras,Grassetto,ボールド,볼드체,Vet,Fet,Negrito,Жирный,बोल्ड,粗体,Negrita
• /usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Iowan Old Style.ttc: Iowan Old Style,Iowan Old Style Black:style=Black Italic,Italic

也可以从网上直接下载字体

• 比如 Yahei Consolas 的字体 YaHei.Consolas.1.11b.ttf。

找到了字体的位置，我们可以使用 matplotlib.font_manager 中的FontProperties 导入字体：

这种方式就是绝对路径，这种方式需要依赖本地文件，并不好。

font_xxx = FontProperties(fname="/usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Songti.ttc")
font_xxx = FontProperties(fname="C://Windows//Fonts//simsum.ttc")

为了方便，我们不使用字体的绝对路径导入，而是将需要的字体放在程序对应的文件夹下：

需要注意的是，如果错误出现提示不存在文件，先检查拼写是否出错，在检查其他格式问题！

• simsum.ttc
• YaHei.Consolas.1.11b.ttf

from matplotlib.font_manager import FontProperties

font_simsum = FontProperties(fname="simsun.ttc")
font_yahei_consolas = FontProperties(fname="YaHei.Consolas.1.11b.ttf")

在绘图的时候进行设置：

x = range(10)
plt.plot(x)
plt.title("中文", fontproperties=font_yahei_consolas, fontsize=14)
plt.show()

title函数的使用规则就是(标题名字，字体，大小)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-u8UoIcOB-1661576171056)(C:\Users\光明斗士\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220825232407517.png)]

在探索金庸的武侠世界中遇到的问题和解决方法

Q

Python2和Python3在处理中文的时候会发生问题，之前在看爬虫教程的时候，用到的是：

response.encoding = 'utf-8'  #改中文乱码方式1

img_name.encode('iso-8859-1').decode('gbk')  #通用处理中文乱码的方式2

但是这回，我按照网上的流程处理之后，能显示文字了，但是文字是乱码的，还是在处理文字的时候需要观察一下问题所在。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ulg063ze-1661576171057)(C:\Users\光明斗士\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220826001557827.png)]

Q：

UnicodeDecodeError: ‘gbk’ codec can’t decode byte 0xbf in position 2: illegal multibyte sequence

A：

在打开文本的时候encoding方式出问题，需要在打开文本的地方输入encoding = ‘utf-8’。

最终代码如下：

with open('novels/天龙八部.txt',encoding='utf-8') as f:
    # 去掉结尾的换行符
    data = [line.strip().encode('utf8').decode('utf8') for line in f.readlines()]
    #读取大段文字

for line in data[:13]:  #返回14行的列表
    if line.strip():
        print(line)

或者简单一点：

with open('novels/天龙八部.txt',encoding='utf-8') as f:
    # 去掉结尾的换行符
    data = [line.strip() for line in f.readlines()]

for line in data[:13]:
    if line.strip():
        print (line)

plot(x)
plt.title(“中文”)
plt.show()

会在jupter中出现如下图像(注意最上端并未显示中文两字，这就是中文加载不出来)：

[外链图片转存中...(img-Itmw7dPt-1661576171055)]

出现上图的原因是它找不到合适的中文字体去显示中文，为此，我们可以去寻找一些支持中文的字体来进行设置。

`Windows 7` 及以上的系统中，字体位置为 `C:/Windows/Fonts`，例如：

- 宋体：`C:/Windows/Fonts/simsum.ttc`

`Linux` 系统可以通过 `fc-list` 命令查看已有的字体和相应的位置，例如：

- `/usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Songti.ttc: Songti TC,宋體\-繁,宋体\-繁:style=Bold,粗體,粗体`
- `/usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Devanagari Sangam MN.ttc: Devanagari Sangam MN,देवनागरी संगम एम॰एन॰:style=Bold,粗體,Fed,Fett,Puolilihava,Gras,Grassetto,ボールド,볼드체,Vet,Fet,Negrito,Жирный,बोल्ड,粗体,Negrita`
- `/usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Iowan Old Style.ttc: Iowan Old Style,Iowan Old Style Black:style=Black Italic,Italic`

也可以从网上直接下载字体

- 比如 `Yahei Consolas` 的字体 `YaHei.Consolas.1.11b.ttf`。

找到了字体的位置，我们可以使用 `matplotlib.font_manager` 中的`FontProperties` 导入字体：

这种方式就是绝对路径，这种方式需要依赖本地文件，并不好。

```py
font_xxx = FontProperties(fname="/usr/share/fonts/truetype/osx-font-family/Songti.ttc")
font_xxx = FontProperties(fname="C://Windows//Fonts//simsum.ttc")

为了方便，我们不使用字体的绝对路径导入，而是将需要的字体放在程序对应的文件夹下：

需要注意的是，如果错误出现提示不存在文件，先检查拼写是否出错，在检查其他格式问题！

• simsum.ttc
• YaHei.Consolas.1.11b.ttf

from matplotlib.font_manager import FontProperties

font_simsum = FontProperties(fname="simsun.ttc")
font_yahei_consolas = FontProperties(fname="YaHei.Consolas.1.11b.ttf")

在绘图的时候进行设置：

x = range(10)
plt.plot(x)
plt.title("中文", fontproperties=font_yahei_consolas, fontsize=14)
plt.show()

title函数的使用规则就是(标题名字，字体，大小)

[外链图片转存中…(img-u8UoIcOB-1661576171056)]

在探索金庸的武侠世界中遇到的问题和解决方法

Q

Python2和Python3在处理中文的时候会发生问题，之前在看爬虫教程的时候，用到的是：

response.encoding = 'utf-8'  #改中文乱码方式1

img_name.encode('iso-8859-1').decode('gbk')  #通用处理中文乱码的方式2

但是这回，我按照网上的流程处理之后，能显示文字了，但是文字是乱码的，还是在处理文字的时候需要观察一下问题所在。

[外链图片转存中…(img-ulg063ze-1661576171057)]

Q：

UnicodeDecodeError: ‘gbk’ codec can’t decode byte 0xbf in position 2: illegal multibyte sequence

A：

在打开文本的时候encoding方式出问题，需要在打开文本的地方输入encoding = ‘utf-8’。

最终代码如下：

with open('novels/天龙八部.txt',encoding='utf-8') as f:
    # 去掉结尾的换行符
    data = [line.strip().encode('utf8').decode('utf8') for line in f.readlines()]
    #读取大段文字

for line in data[:13]:  #返回14行的列表
    if line.strip():
        print(line)

或者简单一点：

with open('novels/天龙八部.txt',encoding='utf-8') as f:
    # 去掉结尾的换行符
    data = [line.strip() for line in f.readlines()]

for line in data[:13]:
    if line.strip():
        print (line)