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# Python学习笔记

## 一. 基本输入输出
1. print()

    用print()在括号中加上字符串，就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出'hello, world'，用代码实现如下：
    > print('hello, world') 

    print()函数也可以接受多个字符串，用逗号“,”隔开，就可以连成一串输出：
    ```
    print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
    The quick brown fox jumps over the lazy dog
    ```
    print()会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格.

    当需要输出双引号或单引号时可交叉使用，比如
    >print('This is my name:"Terry".')

    当需要输出特殊字符的时候使用'\'加在前面，也可以前后加入使用'''来进行多行输出.例如：
    ```
    print(''' The '\\n' means 
    go to 
    a new line.''')

    >The '\n' means 
    go to 
    a new line.
    ```

    实数求平方根的例子
    ```
    # Python Program to calculate the square root

    # Note: change this value for a different result
    num = 8 

    # To take the input from the user
    #num = float(input('Enter a number: '))

    num_sqrt = num ** 0.5
    print('The square root of %0.3f is %0.3f'%(num ,num_sqrt))

    ```
    输出如下：
    >The square root of 8.000 is 2.828


2. input()
    如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办？Python提供了一个input()，可以让用户输入字符串，并存放到一个变量里。比如输入用户的名字：
    > name = input()
      
    Michael   

    但是程序运行的时候，没有任何提示信息告诉用户：“嘿，赶紧输入你的名字”，这样显得很不友好。幸好，input()可以让你显示一个字符串来提示用户，于是我们把代码改成：
    ```
        name = input('please enter your name: ')
        print('hello,', name)
    ```

## 二.基础知识
### 1. 数据类型和变量

   **1.1 整数**
    
   Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样，例如：1，100，-8080，0，等等。

   计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用0x前缀和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。

   **对于很大的数，例如10000000000，很难数清楚0的个数。Python允许在数字中间以_分隔，因此，写成10_000_000_000和10000000000是完全一样的。十六进制数也可以写成0xa1b2_c3d4。**

   **1.2 浮点数**

   浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，比如，1.23x109和12.3x108是完全相等的。浮点数可以用数学写法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x109就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5，等等。

   **1.3 字符串**

   字符串是以单引号'或双引号"括起来的任意文本，比如'abc'，"xyz"等等。请注意，''或""本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串'abc'只有a，b，c这3个字符。如果'本身也是一个字符，那就可以用""括起来，比如"I'm OK"包含的字符是I，'，m，空格，O，K这6个字符。

   如果字符串内部既包含'又包含"怎么办？可以用转义字符\来标识，比如：
    >'I\'m \"OK\"!'

   表示的字符串内容是：
    >I'm "OK"!

   如果字符串里面有很多字符都需要转义，就需要加很多\，为了简化，Python还允许用r''表示''内部的字符串默认不转义，可以自己试试：
    > print(r'\\\t\\')

   如果字符串内部有很多换行，用\n写在一行里不好阅读，为了简化，Python允许用'''...'''的格式表示多行内容，可以自己试试：

    ``` 
    print('''line1
    ... line2
    ... line3''')
    line1
    line2
    line3
    ```

   **1.4 布尔值**

   布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False，在Python中，可以直接用True、False表示布尔值（请注意大小写），也可以通过布尔运算计算出来.

   布尔值可以用and、or和not运算。

   布尔值经常用在条件判断中，比如：
    ```
    if age >= 18:
        print('adult')
    else:
        print('teenager')
    ```

   **1.5 空值**

   空值是Python里一个特殊的值，用None表示。None不能理解为0，因为0是有意义的，而None是一个特殊的空值。

   此外，Python还提供了列表、字典等多种数据类型，还允许创建自定义数据类型，我们后面会继续讲到。

   **1.6 变量**

   变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。

   变量在程序中就是用一个变量名表示了，变量名必须是大小写英文、数字和_的组合，且不能用数字开头，在Python中，等号=是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量。

   最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：
    >a = 'ABC'

   时，Python解释器干了两件事情：

    在内存中创建了一个'ABC'的字符串；

    在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向'ABC'。

   也可以把一个变量a赋值给另一个变量b，这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据，例如下面的代码：
    ```
    a = 'ABC'
    b = a
    a = 'XYZ'
    print(b)
    ```
   最后一行打印出变量b的内容到底是'ABC'呢还是'XYZ'？如果从数学意义上理解，就会错误地得出b和a相同，也应该是'XYZ'，但实际上b的值是'ABC'

   **1.7 常量**

   所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量：
    >PI = 3.14159265359

   但事实上PI仍然是一个变量，Python根本没有任何机制保证PI不会被改变，所以，用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法，如果你一定要改变变量PI的值，也没人能拦住你。

   在Python中，有两种除法，一种除法是"/","/"除法计算结果是浮点数，即使是两个整数恰好整除，结果也是浮点数;

   还有一种除法是"//"，称为地板除，两个整数的除法仍然是整数.



### 2、字符串和编码
   **2.1 字符编码**

   我们已经讲过了，字符串也是一种数据类型，但是，字符串比较特殊的是还有一个编码问题。

    因为计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535，4个字节可以表示的最大整数是4294967295。

    由于计算机是美国人发明的，因此，最早只有127个字符被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。

    但是要处理中文显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。

    你可以想得到的是，全世界有上百种语言，日本把日文编到Shift_JIS里，韩国把韩文编到Euc-kr里，各国有各国的标准，就会不可避免地出现冲突，结果就是，在多语言混合的文本中，显示出来会有乱码。

    因此，Unicode字符集应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。

    Unicode标准也在不断发展，但最常用的是UCS-16编码，用两个字节表示一个字符（如果要用到非常偏僻的字符，就需要4个字节）。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。

   现在，捋一捋ASCII编码和Unicode编码的区别：ASCII编码是1个字节，而Unicode编码通常是2个字节。

    字母A用ASCII编码是十进制的65，二进制的01000001；

    字符0用ASCII编码是十进制的48，二进制的00110000，注意字符'0'和整数0是不同的；

    汉字中已经超出了ASCII编码的范围，用Unicode编码是十进制的20013，二进制的01001110 00101101。

    你可以猜测，如果把ASCII编码的A用Unicode编码，只需要在前面补0就可以，因此，A的Unicode编码是00000000 01000001。

    新的问题又出现了：如果统一成Unicode编码，乱码问题从此消失了。但是，如果你写的文本基本上全部是英文的话，用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上就十分不划算。

    所以，本着节约的精神，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节，常用的英文字母被编码成1个字节，汉字通常是3个字节，只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符，用UTF-8编码就能节省空间：

   字符|ASCII|Unicode|UTF-8
  --|:--:|--:|--:
  A|	01000001|	00000000 01000001|	01000001
  中|	x|	01001110 00101101|	11100100 10111000 10101101


   从上面的表格还可以发现，UTF-8编码有一个额外的好处，就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分，所以，大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。

   搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系，我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式：

   在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为UTF-8编码。

   用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件.

   **2.2 Python中的字符串**