Python学习笔记

前言：又从仓库翻出来了一些以前总结的文档，以下内容是我初学Python时网上找的或是图书馆借书抄写的笔记，现在再看有点零散不成体系，但是也还是纪念一下子吧。

Python学习笔记

对于初学编程的人来说，Python可以缩短编程语言的时间和降低学习编程的难度。

1.Python的基本常识

字典：用dict创建，用大括号表示的，python中唯一的映射结构就是字典对象。键必须不可变，只能由数、字符串和元组充当，不能用列表。

序列：包括字符串、列表和元组

字符串：用str创建，不可变对象类型。单引号和双引号都可以创建。

列表：用list创建，使用矩阵[]表示，相当于matlab里面的矩阵，列表中的数据前包含后不包含；不同于矩阵的一点是：列表的项不需要具有相同的类型，访问列表的索引操作要用矩阵[]。列表嵌套可以构建矩阵，[[]]，行号以及列标的位置都是从0开始的。

元组：用tuple创建元组，使用小括号()表示，元组中的数据不可以被改变，相当于matlab里面的元胞数组，主要功能是存储数据，元组相当于只读列表。元组可以在字典中被用作“键”，但是列表不行。元组中的元素值是不允许删除的，但是可以使用del删除整个元组。不能将元组的值赋给其他的变量。

集合：用set创建，用大括号{}表示。集合里面的元素是不重复的数。集合中的元素是无序排列的，所以集合不能通过数字进行索引。集合不能嵌套集合。

注释使用符号：单行使用#，多行注释使用三个单引号

Zip函数相当于合并两个矩阵

定义函数：matlab中使用funcion，python中使用def

Python中存在各种各样的数据库可以直接调用用于数据处理，调用各个数据库中的函数用于程序编写。Python编程的特点是可以一边编辑一边执行语句，可以记录每一步程序的输出结果，而不像matlab一样需要完整的程序代码才能得到最后的结果。

序列对象：字符串和元组，不能修改指定索引位置的值

Python的交互环境（shell）相当于matlab的命令行窗口，在交互环境下编码有利于检验每一段代码的正确性，因为能够及时观察到输出结果。

2.函数

Lambda被称为匿名函数，是一种以表达式形式生成函数的方法。def常用来设计功能复杂的一般性函数，而Lambda用于简单的函数，以适应更灵活的应用，也被称为函数功能速写。Lambda定义的函数没有函数名，生成的是一个表达式形式的无名函数，表达式的结果是Lambda的返回值。Lambda函数可以赋值给一个变量，或者作为列表常量，还可以作为参数的形式出现在一般函数调用中。Lambda还经常与map、filter和reduce等内置函数联合使用。

3.模块（module）

Python程序的顶层结构是模块。模块是程序组织的高级单位，用于实现数据和代码的封装。一个Python文件就可以视作一个模块，模块提供了将独立文件连接构建更大和更复杂程序的架构及方式。这种模块化的架构提高了代码的重用性，方便实现数据共享。

要获得对一个模块中变量、方法（函数）的访问权，第一步是导入模块。在一个模块中导入其他模块的语句有mport和from两条。

创建模块文件等同于编辑一个python程序。程序的设计目的是运行，而模块的设计目的是由其他程序导入并使用。

4.包

模块的集合：包。包是一个目录，其中包含一组模块和一个_int_.py文件（记录该目录中的所有.py文件）。

Python作为一个开源软件，除了标准库外，网上还有很多第三方模块包。例如，在科学和工程计算方面，第三方包NumPy提供了高效的n维数组，基本的线性代数函数和傅里叶变换函数等；SciPy包提供了用于统计学计算，信号与图像处理，遗传算法等领域运算的函数和工具。这两个包都可以从www.scipy.org处获取。此外，如wxPython—Python语言的一种优秀的GUI图形库。

5.类

面向对象程序设计（OPP）的基本思想是将一组对象的公共属性和方法封装为类。类是包括函数和变量相互作用的一个整体。

类名的首字母一般要大写。类方法包括了特殊的self参数，是对实例自身的引言。Python支持3种方法，即实例方法、类方法和静态方法。实例方法属于给定类的实例，通过实例或self调用；类方法需要将类本身作为操作对象才能调用；静态方法相当于类中的一个普通函数，也只能通过类来调用。

一个好的封装应该尽量让实例内部的属性不被外部访问。如果希望实例属性不被外部访问，可以把属性的名称前面加上两个下划线_ 。在Python中，实例的变量名如果以 _开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部成员可以访问，外部不能访问。

Python以类的方式管理数据。

6.数据结构与算法

程序设计包括以下几个部分：（1）问题分析；（2）算法设计；（3）程序编写；（4）对源程序进行编辑、编译和连接；（5）运行程序，分析结果；（6）文档编写。

著名计算机科学家沃思提出一个公式：程序=数据结构+算法。其中，算法解决“如何操作数据”的问题。数据结构解决“如何描述数据”的问题，指定数据的类型和数据的组织形式。数据结构在计算机学科中具有核心地位。

算法是通过对一定规范的输入进行处理，在有限时间内获得所要求的输出的整个过程。算法与具体的程序语音无关。

Python语言的学习大致分为以下两个方面：
（1）Python语言本身的语法以及编程环境的掌握；
（2）算法的学习。

面向过程（OP）：按照事件发展过程进行，把解决问题的步骤列出，然后一步步执行。
面向对象（OO）：把与问题相关的数据提取出来，将具有相同属性的事物抽象为“类”，设计出“类”的方法，程序执行时，将“类”实例化为“对象”，调用“类”的方法解决问题。

SQL：结构化查询语言，是操作数据库的工业标准语言，作为通用的、专门操作数据库的语言，SQL可以确切指定想要检索的记录以及按什么顺序检索。
MySQL：是当今最流行的关系型数据库管理系统，作为开源软件，MySQL体积小，采用关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，具有较快的存取速度和较高的灵活性。

计算思维：运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

程序设计：给出解决待定问题程序的过程，是设计、编制、调试程序的方法和过程。程序设计通常分为问题分析、算法设计、程序编写、程序运行、结果分析和文档编写等阶段。
算法效率的三种分析方法：（1）最坏的情况。（2）最好情况。（3）平均情况。
在面向对象的方法中，类是一组具有共同特性的所有对象成员的抽象描述。

6.1算法

算法的核心是创建问题抽象的模型和明确求解目标，之后可以根据具体问题选择不同的模式和方法完成算法的设计。

计算机算法是程序的灵魂。先有算法，再有程序。当一个算法使用计算机程序语言描述时就是程序。

三种基本控制机构：顺序、选择和重复

算法是编程的核心，就像一台计算机的CPU，算法的好坏决定了一个系统的效率高低。