《Python程序设计》思维导图
U885242077
2024-12-13
字符串函数
正则表达式的使用
访问列表
Python程序设计内容详述
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思维导图大纲
相关思维导图模版
《Python程序设计》思维导图模板大纲
错误及异常处理
常见的错误与异常
BaseException:所有异常的基类
AttributeError:访问不存在的属性
AssertionError：assert断言语句失败
EOFError：到了文件尾部
IndexError：错误的位置
IndentationError：对齐错误
KeyError：访问了不存在的键
KeyboardInterrupt：在键盘上按住Ctrl+C时会触发
NameError:使用了没有定义的对象
RecursionError：递归深度超过设定的最大值
SyntaxError：语法错误
TypeError：数据类型错误
处理异常
try...except...else语句
带有多个except的try语句
捕获异常
finally子句
raise语句抛出异常
assert语句
with...as语句
自定义异常
用户自定义异常派生自Exception类
认识Python
初识Python
一门跨平台语言
是一种拓展性强大的编程语言
语言简单易用
应用领域广泛
web开发
大数据处理
人工智能
自动化运维开发
云计算
爬虫
游戏开发
特性
易学、速度快
免费、开源
可移植性，解释性
面向对象，具有丰富的库
可拓展性，可嵌入性
搭建环境
下载安装
交互式编程
常用Python IDIDE
PyCharm：由JetBrains开发，分为免费社区版和付费专业版。
Python的基础知识
命名规范
标识符可以包括大小写字母、下划线和数字字符，但是不能以数字开头，同时名称是区分大小写的
模块尽量使用小写命名，首字母保持小写，尽量不要用下划线
类名使用驼峰命名风格，首字母大写，私有类可用一个下划线开头
函数名一律小写，如有多个单词，用下划线隔开
变量名尽量小写，常量采用全大写
注释
单行注释：以#开头，其后内容为注释
多行注释：三个单引号（'''）或三个双引号（"""）
常量与变量
变量
一般形式：变量名=变量值
常量
不能改变的量，例如:PI=3.1415926
赋值语句
变量=值
基本输入和输出
输入语句
<变量>=input (<提示性文字>)
input()函数都以字符串类型返回结果
输出语句
输出信息为变量值时，用format（）方法格式化输出
内置函数print()
模块和包
模块的定义和使用
创建一个Python文件，其中可以包含函数、类、变量等
模块定义在.py文件中，使用import语句来导入模块。
可以使用as关键字为模块指定一个别名
导入特定的函数或类：可以导入模块中的特定部分，而不是整个模块
避免使用*来导入所有内容，因为这可能造成混淆。
包
创建包
创建一个目录，并在其中添加一个__init__.py文件，该文件定义了一个模块的命名空间
使用import语句导入包中的模块
使用from语句导入特定的函数或变量
在__init__.py文件中定义包级别的命名空间，可以导入子模块或常用对象
在包目录中添加__version__.py文件来定义包的版本
使用setup.py脚本可以方便地安装和分发包
使用setuptools和distutils进行打包和分发，pip安装
常用第三方模块
Scrapy：爬虫工具常用的库
NumPy：表达N维数组的最基础库
Pandas：数据分析高层次应用库
matplotlib：绘制数据图的库
Scikit-learn：是标准库机器学习库
Tensorflow:谷歌的机器学期库
nlkt：自然语言工具包
日期和时间函数
datetime.datetime.now(): 获取当前日期和时间
datetime.timedelta(days=x, seconds=y, microseconds=z): 创建一个时间差对象，表示一段时间长度
datetime.datetime.strptime(time_string, format): 将字符串转换为日期和时间，其中 format 是字符串应该匹配的格式
datetime.datetime.strftime(time, format): 将日期和时间转换为字符串
time.time(): 获取当前时间的 Unix 时间戳（以秒为单位）
time.sleep(seconds): 暂停执行指定的秒数
数据类型、运算符与表达式
基本数据类型
数值类型
整数型
浮点数型
复数型
布尔类型
True
False
NoneType类型
None，表示空值
数据类型转换
字符串转换成整数型——int（）
浮点数转换成整数型——int（）
整数型转换成字符串——str（）
浮点数型转换成字符串——str（）
字符串转换成浮点数型——eval（）
对象和引用
对象是一段存储空间
对象有很多属性，其中一个属性就是类型
对象有三个基础属性，id、类型和值
操作符”=“的作用就是将对象引用与内存中的某对象进行绑定
字符串类型
单引号、双引号、三个单引号、三个双引号
基本操作符
x+y 连接x、y
x*n或n*x 复制n次字符串x
x in s 若x是s的子字符串，则返回True，否则返回False
str[i] 切片，返回第i个字符
str[N:M] 切片，返回索引第N到第M的字符串，且不包含第M个字符
表达式与语句
表达式是一段可以计算为某个值的语法片段
语句是程序段（一个代码”块“）的组成单位
一条语句可以是一个表达式或某个带有关键字的结构
程序由语句组成；语句或是由表达式构成，或是赋值，或是if、while等关键字的结构
表达式由运算符和运算对象（数字、字符串等常量、变量等）组成，是语句的构成元素
运算符与表达式
算术运算符与表达式 +、-、*、/、//（整除）、%（取余）、**（次幂）
赋值运算符与表达式 变量=表达式
关系运算符与表达式 >、>=、<、<=、==、！=
逻辑运算符与表达式 and(有一F都为F)、or(有一T都为T)、not（非运算，级别最高）
条件（三目）运算符 <语句1>if<条件表达式>else<语句2>
位运算符
x|y 对整数x和y进行位或运算，对复数则假定使用2的补
x^y 对整数x和y进行位异或运算
x&y 对整数x和y进行位与运算
x<<y 将x左移y位，类似于x*(2**y)
x>>y 将x右移y位，类似于x//(2**y)
~x 反转x的每一位
运算符的优先级（由低到高）
：= 赋值运算符
lambda表达式
if-else 条件运算符
or 逻辑运算符或
and 逻辑运算符与
not x 逻辑运算符非
比较、成员包含关系判定
| 位运算符或
^ 位运算符异或
& 位运算符与
<<,>> 左右位移变化
+、-、*、/、%、// 算术运算符
取正、取负、取反
** 次幂
字符串操作
字符串的编码
可以通过内置的encode()方法和decode()方法来处理
encode()方法用于将Unicode字符串转换为特定编码的字节串
decode()方法用于将特定编码的字节串转换为Unicode字符串
编码的过程是将字符转换成字节流
解码过程是将字节流解析为字符
常见操作
拼接字符串
使用”+“对多个字符串进行拼接
截取字符串
string[start：end：step]
字符串格式化
%[(name)][flags][width].[precision]typecode
字符串函数
计算长度
len(string)
分割字符串
使用split（）方法把字符串分割成列表：str.split(sep,maxsplit)
检索字符串
count() 检索指定字符串在另一个字符串中出现的次数
find() 检索是否包含指定的字符串，不存在则返回-1
index() 检索是否包含指定的字符串，不存在会抛出异常
startswith() 检索字符串是否以指定的字符串开头
endswith() 检索字符串是否以指定的字符串结尾
字符串大小写转换
lower() 将字符串中的大写字母转换为小写字母
upper() 将字符串中的小写字母转换为大写字母
去除空格
strip() 去除字符串前后(左右侧)的空格或特殊字符
Istrip() 去除字符串前面(左侧)的空格或特殊字符
rstrip() 去除字符串后面(右侧)的空格或特殊字符
基本流程控制
循序结构
基本语句
基于input函数的输入语句
顺序语句
按照语句的先后顺序依次执行，每条语句只执行一次
选择结构
if语句
if<条件>： <语句块>
if...else语句
if<条件>： <语句块1> else: <语句块2>
if...elif...else语句
if<条件1>：<语句块1> elif<条件2>: <语句块2> ······ elif<语句块N-1> <语句块N-1> else： <语句块N>
分支语句嵌套
循环结构
while语句
while<条件>：<语句块>
for语句
for<循环变量>in<遍历结构>：<语句块>
range内建函数
range（start,stop,step）左闭右开区间
循环语句嵌套
中断语句
break语句
终止循环
Continue语句
跳过当前循环剩余语句，继续下一轮循环
pass语句
空语句（占位）
else语句
while...else语句
for...else语句
数据结构
序列
切片
sequence[start:end:step]
相加
相乘
是否包含在序列中
value in sequence
内置函数
len()、max()、min()、list()、str()、sum()、sorted()、reversed()、enumerate()
列表
创建列表
[]、list()
访问列表
索引（Index）
listname[i]
切片访问
listname[start:end:step]
删除列表
del listname
添加元素
append方法
listname.append(obj)
extend方法
listname.extend(obj)
insert方法
listname.insert(index,obj)
删除元素
根据索引值
del listname[index]
pop方法：listname.pop(index)
根据元素
remove()方法 listname.remove(index)
删除所有元素：listname.clear()
修改元素
修改单个： 通过=直接赋值
修改一组： 通过切片语法
查找元素
index()方法
listname.index(obj,start,end)
count()方法
listname.count(obj)
元组
创建元组
（）、tuple()
访问元组元素
索引：tuplename[i]
切片：tuplename[start:end:step]
修改元组：元组是不可变序列，元素不能被修改，只能创建新的代替
字典
无序的、可变的序列
创建字典
{}、formkeys()、dict映射函数
访问字典
get方法：dictname.get(key[,default])
删除字典
del
集合
{元素1，元素2，...} 元素唯一性、无序的、不可变
创建set集合
{}、set()
frozenset集合
正则表达式的使用
正则表达式基本语法
正则表达式对象：re.compile(pattern)
匹配：re.match(pattern, string)，re.search(pattern, string)
分割：re.split(pattern, string)
替换：re.sub(pattern, repl, string)
获取匹配结果：match.group(), match.groups()
特殊字符
. 匹配任意字符
^ 字符串开始
$ 字符串结束
* 匹配前面的字符0次或多次
+ 匹配前面的字符1次或多次
? 匹配前面的字符0次或1次
{m} 匹配前面的字符m次
{m,} 匹配前面的字符至少m次
{m, n} 匹配前面的字符m至n次
[] 字符集，匹配括号内的任一字符
[^] 负值字符集，匹配不在括号内的字符
re模块
针对字符串进行处理，其导入语法为：import re
re模块的函数
re.findall(pattern, string, flags=0)：扫描整个字符串并返回一个匹配模式的列表
re.compile(pattern, flags=0)：编译正则表达式，返回一个对象，可以使用这个对象的方法进行匹配
返回值：所有匹配项的列表，如果没有匹配项则返回空列表。
re.finditer(pattern, string, flags=0)
re.search(pattern, string, flags=0)：扫描整个字符串直到找到匹配的模式，然后返回一个匹配的对象。如果没有找到匹配的模式对象，则返回none
re.match(pattern, string, flags=0)：尝试从字符串的起始位置匹配一个模式，如果不是起始位置匹配成功的话，match()就返回none
re.split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0)：将字符串通过模式进行分割，返回一个列表
re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0)：使用repl替换字符串中每一个匹配模式的部分，返回一个新的字符串
组与Match函数
在正则表达式内部，可以通过 \数字（如 \1、\2）来引用前面捕获的组。
在正则表达式内部，可以通过 \数字（如 \1、\2）来引用前面捕获的组。
在替换字符串中，也可以通过 \g<数字> 或 \g<name> 来引用捕获的组。
普通组：用 () 表示，例如 (abc) 会捕获到字符串 "abc"
命名组：用 (?P<name>...) 表示，例如 (?P<digit>\d+) 会捕获到一个或多个数字，并将其命名为 "digit"
函数
定义和调用
def是关键，后跟函数名(参数): ,函数内容以冒号起始且缩进；return[表达式结束函数
函数调用
函数名（）
参数与值传递
参数
形参、实参
传递方式
值传递、引用（地址）传递
必选参数
默认参数
可变参数
关键字参数
递归函数
函数在内部调用自身本身
必须有一个明确的递归结束条件，即递归出口，避免函数无限调用
匿名函数
通过lambda关键字定义：lambda[参数]：表达式
能接收任何数量的参数
高阶函数
map()
filter()
reduce()函数
闭包
必须有内嵌函数
内嵌函数需要引用该嵌套函数上一级namespace中的变量
必须返回内嵌函数
装饰器
不修改原有函数的源代码
不修改原有函数的调用方式
增加额外功能
迭代器
文件操作
文件基本概念
正则表达式：一种文本模式，用于匹配字符串中的特定字符组合
字符集：[abc] 匹配 a、b 或 c
特殊字符：如 \d（数字）、\w（字母/数字/下划线）、\s（空白字符）
量词：*（零次或多次）、+（一次或多次）、?（零次或一次）、{m,n}（至少m次，至多n次）
锚点：``（字符串开头）、$（字符串结尾）
默认情况下，量词是贪婪的。
在量词后加 ? 变为非贪婪。
文件夹操作
创建文件夹
os.makedirs(path, exist_ok=False)：递归创建文件夹，如果文件夹已经存在且exist_ok为False，则会抛出FileExistsError
删除文件夹
os.rmdir(path)：删除指定文件夹，文件夹必须为空，否则会抛出OSError
os.removedirs()：删除多个目录
递归删除文件夹
shutil.rmtree(path)：删除整个文件夹树，包括文件夹内的所有文件和子文件夹
更改当前目录
os.chdir(path)：改变当前工作目录到指定路径
获取当前工作目录
os.getcwd()：获取当前工作目录的路径
列出目录内容
os.listdir(path)：返回指定路径下的所有文件和文件夹名称列表
判断路径是否存在
os.path.exists(path)：判断指定路径是否存在
判断是否为文件夹
os.path.isdir(path)：判断指定路径是否为一个文件夹
os.exit()：退出当前进程
文件操作
文件写入
write函数：file.write(string)
文件读取
read()函数：file.read([size])
操作XML文件
使用xml.etree.ElementTree库来解析和修改XML文件
ElementTree API提供了一种简单的方式来处理XML数据
核心对象是Element，代表了XML的元素
操作JSON文件
使用内置的json库来解析和生成JSON数据
JSON是轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写
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