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Python入门指南入门指南¶Release:3.6.0Date:Feb18,2017Python是一门简单易学且功能强大的编程语言。它拥有高效的高级数据结构，并且能够用简单而又高效的方式进行面向对象编程。Python优雅的语法和动态类型，再结合它的解释性，使其在大多数平台的许多领域成为编写脚本或开发应用程序的理想语言。你可以自由地从Python官方点:，以源代码或二进制形式获取Python解释器及其标准扩展库，并可以自由的分发。此站点同时也提供了大量的第三方Python模块、程序和工具，及其附加文档。你可以很容易的使用C或C++（其他可以通过C调用的语言）为Python解释器扩展新函数和数据类型。Python还可以被用作定制应用程序的一门扩展语言。本手册非正式的向读者介绍了Python语言及其体系相关的基本知识与概念。在学习实践中结合使用Python解释器是很有帮助的，不过所有的例子都是完整的，所以本手册亦可离线阅读。如果需要了解相关标准库或对象的详细介绍，请查阅Python参考文档。Python参考手册提供了更多语言相关的正式说明。如果想要使用C或C++编写扩展，请查阅Python解释器扩展和集成章节和CAPI参考手册。当然也可阅读一些深入介绍Python知识的图书。本手册不会尝试涵盖Python的全部知识和每个特性，甚至不会涵盖所有常用的特性。相反地，它介绍了Python中许多最引人瞩目的特性，并且会给你一个关于语言特色和风格的认识。读完之后，你将能够阅读和编写Python模块或程序，并为以后使用Python参考手册继续学习诸多Python模块库做好准备。词汇表也值得浏览一下。1.开胃菜2.使用Python解释器2.1.调用Python解释器2.1.1.参数传递2.1.2.交互模式2.2.解释器及其环境2.2.1.源程序编码3.Python简介3.1.将Python当做计算器3.1.1.数字3.1.2.字符串3.1.3.列表3.2.编程的第一步4.深入Python流程控制4.1.if语句4.2.for语句4.3.range()函数4.4.break和continue语句,以及循环中的else子句4.5.pass语句4.6.定义函数4.7.深入Python函数定义4.7.1.默认参数值4.7.2.关键字参数4.7.3.可变参数列表4.7.4.参数列表的分拆4.7.5.Lambda形式4.7.6.文档字符串4.7.7.函数注解4.8.插曲：编码风格5.数据结构5.1.关于列表更多的内容5.1.1.把列表当作堆栈使用5.1.2.把列表当作队列使用5.1.3.列表推导式5.1.4.嵌套的列表推导式5.2.del语句5.3.元组和序列5.4.集合5.5.字典5.6.循环技巧5.7.深入条件控制5.8.比较序列和其它类型6.模块6.1.深入模块6.1.1.作为脚本来执行模块6.1.2.模块的搜索路径6.1.3.“编译的”Python文件6.2.标准模块6.3.dir()函数6.4.包6.4.1.从*导入包6.4.2.包内引用6.4.3.多重目录中的包7.输入和输出7.1.格式化输出7.1.1.旧式的字符串格式化7.2.文件读写7.2.1.文件对象方法7.2.2.使用json存储结构化数据8.错误和异常8.1.语法错误8.2.异常8.3.异常处理8.4.抛出异常8.5.用户自定义异常8.6.定义清理行为8.7.预定义清理行为9.类9.1.术语相关9.2.Python作用域和命名空间9.2.1.作用域和命名空间示例9.3.初识类9.3.1.类定义语法9.3.2.类对象9.3.3.实例对象9.3.4.方法对象9.3.5.类和实例变量9.4.一些说明9.5.继承9.5.1.多继承9.6.私有变量9.7.补充9.8.异常也是类9.9.迭代器9.10.生成器9.11.生成器表达式10.Python标准库概览10.1.操作系统接口10.2.文件通配符10.3.命令行参数10.4.错误输出重定向和程序终止10.5.字符串正则匹配10.6.数学10.7.互联网访问10.8.日期和时间10.9.数据压缩10.10.性能度量10.11.质量控制10.12.“瑞士军刀”11.标准库浏览–PartII11.1.输出格式11.2.模板11.3.使用二进制数据记录布局11.4.多线程11.5.日志11.6.弱引用11.7.列表工具11.8.十进制浮点数算法12.虚拟环境和包12.1.简介12.2.创建虚拟环境12.3.使用pip管理包13.接下来？14.交互式输入行编辑历史回溯14.1.Tab补全和历史记录14.2.其它交互式解释器15.浮点数算法：争议和限制15.1.表达错误16.附录16.1.交互模式16.1.1.错误处理16.1.2.可执行Python脚本16.1.3.交互式启动文件16.1.4.定制模块1.开胃菜开胃菜¶如果你要用计算机做很多工作，最后你会发现有一些任务你更希望用自动化的方式进行处理。比如，你想要在大量的文本文件中执行查找/替换，或者以复杂的方式对大量的图片进行重命名和整理。也许你想要编写一个小型的自定义数据库、一个特殊的GUI应用程序或一个简单的小游戏。如果你是一名专业的软件开发者，可能你必须使用几种C/C++/JAVA类库，并且发现通常编写/编译/测试/重新编译的周期是如此漫长。也许你正在为这些类库编写测试用例，但是发现这是一个让人烦躁的工作。又或者你已经完成了一个可以使用扩展语言的程序，但你并不想为此重新设计并实现一套全新的语言。那么Python正是你所需要的语言。虽然你能够通过编写Unixshell脚本或Windows批处理文件来处理其中的某些任务，但Shell脚本更适合移动文件或修改文本数据，并不适合编写GUI应用程序或游戏；虽然你能够使用C/C++/JAVA编写程序，但即使编写一个简单的first-draft程序也有可能耗费大量的开发时间。相比之下，Python更易于使用，无论在Windows、MacOSX或Unix操作系统上它都会帮助你更快地完成任务。虽然Python易于使用，但它却是一门完整的编程语言；与Shell脚本或批处理文件相比，它为编写大型程序提供了更多的结构和支持。另一方面，Python提供了比C更多的错误检查，并且作为一门高级语言，它内置支持高级的数据结构类型，例如：灵活的数组和字典。因其更多的通用数据类型，Python比Awk甚至Perl都适用于更多问题领域，至少大多数事情在Python中与其他语言同样简单。Python允许你将程序分割为不同的模块，以便在其他的Python程序中重用。Python内置提供了大量的标准模块，你可以将其用作程序的基础，或者作为学习Python编程的示例。这些模块提供了诸如文件I/O、系统调用、Socket支持，甚至类似Tk的用户图形界面（GUI）工具包接口。Python是一门解释型语言，因为无需编译和链接，你可以在程序开发中节省宝贵的时间。Python解释器可以交互的使用，这使得试验语言的特性、编写临时程序或在自底向上的程序开发中测试方法非常容易。你甚至还可以把它当做一个桌面计算器。Python让程序编写的紧凑和可读。用Python编写的程序通常比同样的C、C++或Java程序更短小，这是因为以下几个原因:*高级数据结构使你可以在一条语句中表达复杂的操作；*语句组使用缩进代替开始和结束大括号来组织；*变量或参数无需声明。Python是可扩展的：如果你会C语言编程便可以轻易地为解释器添加内置函数或模块，或者为了对性能瓶颈作优化，或者将Python程序与只有二进制形式的库（比如某个专业的商业图形库）连接起来。一旦你真正掌握了它，你可以将Python解释器集成进某个C应用程序，并把它当作那个程序的扩展或命令行语言。顺便说一句，这个语言的名字来自于BBC的“MontyPython’sFlyingCirecus”节目，和爬行类动物没有任何关系。在文档中引用MontyPython的典故不仅可行，而且值得鼓励！现在你已经为Python兴奋不已了吧，大概想要领略一些更多的细节！学习一门语言最好的方法就是使用它，本指南推荐你边读边使用Python解释器练习。下一节中，我们将解释Python解释器的用法。这是很简单的一件事情，但它有助于试验后面的例子。本手册剩下的部分将通过示例介绍Python语言及系统的诸多特性，开始是简单的语法、数据类型和表达式，接着介绍函数与模块，最后涉及异常和自定义类这样的高级内容。2.使用使用Python解释器解释器¶2.1.调用调用Python解释器解释器¶Python解释器通常被安装在目标机器的/usr/local/bin/python3.5目录下。将/usr/local/bin目录包含进Unixshell的搜索路径里，以确保可以通过输入:python3.5命令来启动他。[1]由于Python解释器的安装路径是可选的，这也可能是其它路径，你可以联系安装Python的用户或系统管理员确认（例如，/usr/local/python就是一个常见的选择）。在Windows机器上，Python通常安装在C:\Python35位置，当然你可以在运行安装向导时修改此值。要想把此目录添加到你的PATH环境变量中，你可以在DOS窗口中输入以下命令:setpath=%path%;C:\python35通常你可以在主窗口输入一个文件结束符（Unix系统是Control-D，Windows系统是Control-Z）让解释器以0状态码退出。如果那没有作用，你可以通过输入quit()命令退出解释器。Python解释器具有简单的行编辑功能。在Unix系统上，任何Python解释器都可能已经添加了GNUreadline库支持，这样就具备了精巧的交互编辑和历史记录等功能。在Python主窗口中输入Control-P可能是检查是否支持命令行编辑的最简单的方法。如果发出嘟嘟声（计算机扬声器），则说明你可以使用命令行编辑功能；更多快捷键的介绍请参考交互式输入行编辑历史回溯。如果没有任何声音，或者显示^P字符，则说明命令行编辑功能不可用；你只能通过退格键从当前行删除已键入的字符并重新输入。Python解释器有些操作类似Unixshell：当使用终端设备（tty）作为标准输入调用时，它交互的解释并执行命令；当使用文件名参数或以文件作为标准输入调用时，它读取文件并将文件作为脚本执行。第二种启动Python解释器的方法是python-ccommand[arg]...，这种方法可以在命令行执行Python语句，类似于shell中的-c选项。由于Python语句通常会包含空格或其他特殊shell字符，一般建议将命令用单引号包裹起来。有一些Python模块也可以当作脚本使用。你可以使用python-mmodule[arg]...命令调用它们，这类似在命令行中键入完整的路径名执行模块源文件一样。使用脚本文件时，经常会运行脚本然后进入交互模式。这也可以通过在脚本之前加上-i参数来实现。2.1.1.参数传递参数传递¶调用解释器时，脚本名和附加参数传入一个名为sys.argv的字符串列表。你能够获取这个列表通过执行importsys，列表的长度大于等于1；没有给定脚本和参数时，它至少也有一个元素：sys.argv[0]此时为空字符串。脚本名指定为'-'（表示标准输入）时，sys.argv[0]被设定为'-'，使用-c指令时，sys.argv[0]被设定为'-c'。使用-m模块参数时，sys.argv[0]被设定为指定模块的全名。-c指令或者-m模块之后的参数不会被Python解释器的选项处理机制所截获，而是留在sys.argv中，供脚本命令操作。2.1.2.交互模式交互模式¶从tty读取命令时，我们称解释器工作于交互模式。这种模式下它根据主提示符来执行，主提示符通常标识为三个大于号()；继续的部分被称为从属提示符，由三个点标识(...)。在第一行之前，解释器打印欢迎