Python 语法笔记

贡献者： addis

　　 例程参考 GitHub 的 MyPythonLibrary，还有以前 computational physics 课的作业等。

1. 语法

• 严格区分大小写
• 不需要声明变量
• 每一个 block 前面的空格数需要一致
• 用 # 号进行注释
• 用 \ 把一行长代码转移到下一行. (相当于 Matlab 里面的省略号)
• 逗号赋值 a,b,c=1,2,3。这其实是 tuple，即 (a,b,c)=(1,2,3)。等号右边也可以是一个 list。
• 连等 x = y = z = "Orange"
• 调用没有自变量的函数需要保留括号 MyFun()
• locals() 和 globals() 查看所有变量
• if 'a' in locals() 用于查询变量 a 是否存在
• 上一次输出储存在变量 _ 中

2. 变量类型

• 用 type() 可以检查任意变量的类型
• 有一类变量叫做 type, 例如 float, bool, int 等.
• 强制类型转换 int() float() 等等
• float 就是双精度 double, 有 16 位有效数字
• int 类型可以储存任意位数的整数, 并不会溢出
• 1+2j 或者 1+2J 表示复数
• 在最外层 scope 定义的变量就是全局变量。例如在函数外定义的变量可以在函数内使用。
• 用 global 变量名 可以声明全局变量，相当于在 global scope 中定义。

3. 字符串类 (str)

• raw string：在字符串的第一个单引号前面加 r，可以把字符串原样输出，不做任何转义
• str 类型, a='word'; 也可以 a="""word""" 后者可以输入多行字符, 可以用加号合并两个字符串.
• str*10, 就是 'strstrstrstrstrstrstrstrstrstr'.
• string 类型不是 list，不支持索引修改
• sep='00'; sep.join(['1','2','3']) 可以生成 '1002003'

4. 逻辑类 (bool)

• 逻辑变量是 True 和 False, 注意大写
• 逻辑与是 and, 或是 or, 非是 not, 异或是 ^
• NoneType, 当函数没有输出的时候返回.
• list 相当于数组, "listA+listB" 操作合并两个 list. list.append() 可以把输入的东西变成一个元素 加入到 list 最后. list.reverse() 可以颠倒 list 的顺序.
• listA.append(listB)
• dictionary 类. dict={"a":"b", "c":"d", "e":"f"}

5. Import

• from math import * 用这个格式可以在代码中直接输入 math 包里面的函数名, sin, cos, 而不用 math.sin
• indentation 很重要, 用四个空格
• print() 相当于 Matlab 的 disp(), print(string,end=' ') 可在输出后面用空格隔离, 默认为回车.

6. Math

• 牢记指数是 ** 不是 ^ !!
• 有些版本中 3/4=0, 因为 int 相除输出 int, 向下取整. 这时把任意一个转换成 float 即可. 3.0/4=0.75
• 整除是 //
• 求余是 %

7. 循环

• while 循环的例子 while a > b :
• for 循环的例子 for ii in range(inta,intb):
• python 一个最恶心的地方就是表示范围的第二个索引 intb 在执行的时候会减 1. 名言: "实际少一个!"
• for ii in range(0,5): 或 "for ii in range(5) 和 for ii in [0,1,2,3,4]: 等效
• range(inta,intb) 实际上不是数组, 输出的数据类型叫做 range.
• 记得加冒号!!
• break 跳出任意循环 (for/while), continue 跳到下一个循环.
• pass 是一个用来填充格式的语句, 不做任何事情, 可以放在循环中或函数定义中.
• for 或 while 下面可以加上一个 else, 如果循环没有被 break 打断, 则会执行 else.
• range 函数可以有 1 到 3 个变量, range(n) 相当于 [0, … , n-1], range(n1,n2,step) 相当于 [n1, …, n2-1] 步长为 step

8. 判断

• if <条件语句> :
• if a in (b,c,d,e): 一定记住加冒号!
• elseif 要写成 elif
• if 后面加非零整数是 false，加零是 true，单元素的空 list 是 false，否则是 true

9. 数组(list)

• python 一个最恶心的地方就是 a:b 要写成 a:b+1, 另外和 C 语言一样, 数组 index 都是从 0 开始的
• 直接定义数组 a=[1,2,3,4], b=[[1,2],[3,4,[7,8],5],[6]], 可以任意数量任意嵌套.
• a = [x*2 for x in range(0,3)] 的结果是 a = [0,2,4]
• a = [[ii+jj for ii in range(0,3)] for jj in range(0,3)] 的结果是 a = [[0,1,2],[1,2,3],[2,3,4]]
• len() 获取数组最外层长度
• 数组索引可以用负数，-1 代表最后一个元素，-2 代表倒数第二个元素等。(注意 “实际少一个” 的规则仍然成立)
• 使用 a[ind1:ind2] 超出范围时并不会出错。
• list 的每一个元素可以是不同的变量类型
• 复制 np 数组的方法：B = np.array(A). 这样产生的就不是镜像而是一个新的数组 . 如果用等号的话，python 会把用两个变量名视为等效，数组还是同一个。这什么鬼啊！
• list 或者 nparray 在函数中如果给自变量元素进行赋值，那么函数结束以后自变量也会改变！python 这是什么鬼啊！所以在函数中千万不要变动原数组，除非在函数外也不需要了。
• list 的不同元素可以装不同的变量类型!
• 用小括号的 list 叫做 tuple

10. 匿名函数

• 定义格式 f = lambda x, y: a*(x**2+y**2) 相当于 Matlab 中的 f=@(x,y) a*(x^2+y^2)
• 注意参数是动态变化的! 如果定义了 lambda 以后再改动 a, 那么再次调用 lambda 时 a 会更新.
• 在函数定义内可以使用函数外定义的 lambda 函数, 但是不能更改其参数.

11. 函数

• 基本格式

  def FunctionName(a,b,c):
  """ 函数的描述, 会出现在documentation中 (详见P25)
       三个引号可以占用多行 """
      ...
      ...
     return d,e,f,g
  

  函数中任何 return 都会跳出函数.
• 调用函数 d,e,f,g=FunctionName(a,b,c) d,e,f,g=Function Name(b=1,a=2,c=3) 这样可以不按顺序输入
• func(*list) 可以把 list 中的变量按顺序输给 function 做自变量.
• 自定义函数的类是 function, 可以把函数名赋值给另一个变量.
• 系统函数的类是 builtin_function_or_method
• 内嵌函数 内嵌函数可以自动读取母函数的所有变量, 但只要函数中有对该变量名进行赋值, 就不能从母函数中读取, 相当于子函数的一个本地新变量.
• 定义函数自变量的默认值 def func(a,b=1,c='str'): 调用时必须按顺序输入
• 4 类输入类型: positional arguments, keyword arguments, *name, **name. 定义函数时用*name 可以接受任意数量的 positional argument, **name 可以接受任意数量的 keyword argument.

12. 常用函数

• dir() 可以获取当前的所有对象

13. 杂

• Python 完全是面对对象的
• Spyder 的强项是科学计算
• Anaconda 清洁地装在一个单独的目录, 不需要系统权限, 不影响其他目录下的安装
• 常用的 IDE 有, Spyder, Wing IDE, PyCharm, Python Tools for Visual Studio.
• 其实 Jupiter 并不比 Spyder 要慢, 前者具有格式优势, 后者具有调试优势.
• from sys import argv，可以获得命令行的 arguments 数组（list of string），argv[0] 是调用程序的命令，剩下的是跟随的 arguments