選自《王的機器》
作者:王圣元
https://mp.weixin.qq.com/s/c5NEDrTMOm8MjuM67HJ1aQ
微信公眾號終于可以插代碼了,Python 可以走一波了。首先我承認不是硬核搞 IT 的,太高級的玩法也玩不來,講講下面基本的還可以,之后帶點機器學(xué)習(xí)、金融工程和量化投資的實例也是可以。
這個系列力求精簡和實用 (可能不會完整,但看完此貼舉一反三也不要完整,追求完整的建議去看書),到了「難點處」我一定會畫圖幫助讀者理解。Python 系列的入門篇的目錄如下,本帖是上篇,只涵蓋前三個節(jié),下篇接著后兩節(jié)。
對于任何一種計算機語言,我覺得最重要的就是「數(shù)據(jù)類型」「條件語句 & 迭代循環(huán)」和「函數(shù)」,這三方面一定要打牢基礎(chǔ)。此外 Python 非常簡潔,一行代碼 (one-liner) 就能做很多事情,很多時候都用了各種「解析式」,比如列表、字典和集合解析式。
在學(xué)習(xí)本貼前感受一下這個問題:如何把以下這個不規(guī)則的列表 a 里的所有元素一個個寫好,專業(yè)術(shù)語叫打平 (flatten)?
a = [1, 2, [3, 4], [[5, 6], [7, 8]]]
魔法來了 (這一行代碼有些長,用手機的建議橫屏看)
fn = lambda x: [y for l in x for y in fn(l)] if type(x) is list else [x]
fn(a)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
這一行代碼,用到了迭代、匿名函數(shù)、遞推函數(shù)、解析式這些技巧。初學(xué)者一看只會說“好酷啊,但看不懂”,看完本帖和下帖后,我保證你會說“我也會這樣用了,真酷!”
Python 里面有自己的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型 (build-in data type),本節(jié)介紹基本的三種,分別是整型 (int),浮點型 (float),和布爾型 (bool)。
1.1
整型
整數(shù) (integer) 是最簡單的數(shù)據(jù)類型,和下面浮點數(shù)的區(qū)別就是前者小數(shù)點后沒有值,后者小數(shù)點后有值。例子如下:
a = 1031
print( a, type(a) )
1031 <class 'int'>
通過 print 的可看出 a 的值,以及類 (class) 是 int。Python 里面萬物皆對象(object),「整數(shù)」也不例外,只要是對象,就有相應(yīng)的屬性 (attributes) 和方法 (methods)。
通過 dir( X ) 和help( X ) 可看出 X 對應(yīng)的對象里可用的屬性和方法。
X 是 int,那么就是 int 的屬性和方法
X 是 float,那么就是 float 的屬性和方法
等等
dir(int)
['__abs__',
'__add__',
...
'__xor__',
'bit_length',
'conjugate',
...
'real',
'to_bytes']
紅色的是 int 對象的可用方法,藍色的是 int 對象的可用屬性。對他們你有個大概印象就可以了,具體怎么用,需要哪些參數(shù) (argument),你還需要查文檔??磦€bit_length的例子
a.bit_length()
11
該函數(shù)是找到一個整數(shù)的二進制表示,再返回其長度。在本例中 a = 1031, 其二進制表示為 ‘10000000111’ ,長度為 11。
1.2
浮點型
簡單來說,浮點型 (float) 數(shù)就是實數(shù), 例子如下:
print( 1, type(1) )
print( 1., type(1.) )
1 <class 'int'>
1.0 <class 'float'>
加一個小數(shù)點 . 就可以創(chuàng)建 float,不能再簡單。有時候我們想保留浮點型的小數(shù)點后 n 位??梢杂?decimal 包里的 Decimal 對象和 getcontext() 方法來實現(xiàn)。
import decimal
from decimal import Decimal
Python 里面有很多用途廣泛的包 (package),用什么你就引進 (import) 什么。包也是對象,也可以用上面提到的dir(decimal) 來看其屬性和方法。比如 getcontext() 顯示了 Decimal 對象的默認精度值是 28 位 (prec=28),展示如下:
decimal.getcontext()
Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999,
Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[],
traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
讓我們看看 1/3 的保留 28 位長什么樣?
d = Decimal(1) / Decimal(3)
d
Decimal('0.3333333333333333333333333333')
那保留 4 位呢?用 getcontext().prec 來調(diào)整精度哦。
decimal.getcontext().prec = 4
e = Decimal(1) / Decimal(3)
e
Decimal('0.3333')
高精度的 float 加上低精度的 float,保持了高精度,沒毛病。
d + e
Decimal('0.6666333333333333333333333333')
1.3
布爾型
布爾 (boolean) 型變量只能取兩個值,True 和 False。當(dāng)把布爾變量用在數(shù)字運算中,用 1 和 0 代表 True 和 False。
T = True
F = False
print( T + 2 )
print( F - 8 )
3
-8
除了直接給變量賦值 True 和 False,還可以用 bool(X) 來創(chuàng)建變量,其中 X 可以是
基本類型:整型、浮點型、布爾型
容器類型:字符、元組、列表、字典和集合
print( type(0), bool(0), bool(1) )
print( type(10.31), bool(0.00), bool(10.31) )
print( type(True), bool(False), bool(True) )
<class 'int'> False True
<class 'float'> False True
<class 'bool'> False True
bool 作用在基本類型變量的總結(jié):X 只要不是整型 0、浮點型 0.0,bool(X) 就是 True,其余就是 False。
print( type(''), bool( '' ), bool( 'python' ) )
print( type(()), bool( () ), bool( (10,) ) )
print( type([]), bool( [] ), bool( [1,2] ) )
print( type({}), bool( {} ), bool( {'a':1, 'b':2} ) )
print( type(set()), bool( set() ), bool( {1,2} ) )
<class 'str'> False True
<class 'tuple'> False True
<class 'list'> False True
<class 'dict'> False True
<class 'set'> False True
bool 作用在容器類型變量的總結(jié):X 只要不是空的變量,bool(X) 就是 True,其余就是 False。
確定bool(X) 的值是 True 還是 False,就看 X 是不是空,空的話就是 False,不空的話就是 True。
對于數(shù)值變量,0, 0.0 都可認為是空的。
對于容器變量,里面沒元素就是空的。
此外兩個布爾變量 P 和 Q 的邏輯運算的結(jié)果總結(jié)如下表:
上節(jié)介紹的整型、浮點型和布爾型都可以看成是單獨數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)都可以放在一個容器里得到一個「容器類型」的數(shù)據(jù),比如:
字符 (str) 是一容器的字節(jié) char,注意 Python 里面沒有 char 類型的數(shù)據(jù),可以把單字符的 str 當(dāng)做 char。
元組 (tuple)、列表 (list)、字典 (dict) 和集合 (set) 是一容器的任何類型變量。
2.1
字符
字符用于處理文本 (text) 數(shù)據(jù),用「單引號 ’」和「雙引號 “」來定義都可以。
t1 = 'i love Python!'
print( t1, type(t1) )
t2 = 'I love Python!'
print( t2, type(t2) )
i love Python! <class 'str'>
I love Python! <class 'str'>
字符中常見的內(nèi)置方法 (可以用 dir(str) 來查) 有
capitalize():大寫句首的字母
split():把句子分成單詞
find(x):找到給定詞 x 在句中的索引,找不到返回 -1
replace(x, y):把句中 x 替代成 y
strip(x):刪除句首或句末含 x 的部分
t1.capitalize()
'I love python!'
t2.split()
['I', 'love', 'Python!']
print( t1.find('love') )
print( t1.find('like') )
2
-1
t2.replace( 'love Python', 'hate R' )
'I hate R!'
print( 'http://www.python.org'.strip('htp:/') )
print( 'http://www.python.org'.strip('.org') )
www.python.org
http://www.python
s = 'Python'
print( s )
print( s[2:4] )
print( s[-5:-2] )
print( s[2] )
print( s[-1] )
Python
th
yth
t
n
Python 里面索引有三個特點 (經(jīng)常讓人困惑):
從 0 開始 (和 C 一樣),不像 Matlab 從 1 開始。
切片通常寫成 start:end 這種形式,包括「start 索引」對應(yīng)的元素,不包括「end索引」對應(yīng)的元素。因此 s[2:4] 只獲取字符串第 3 個到第 4 個元素。
索引值可正可負,正索引從 0 開始,從左往右;負索引從 -1 開始,從右往左。使用負數(shù)索引時,會從最后一個元素開始計數(shù)。最后一個元素的位置編號是 -1。
這些特點引起讀者對切片得到什么樣的元素感到困惑。有個小竅門可以幫助大家快速鎖定切片的元素,如下圖。
與其把注意力放在元素對應(yīng)的索引,不如想象將元素分開的隔欄,顯然 6 個元素需要 7 個隔欄,隔欄索引也是從 0 開始,這樣再看到 start:end 就認為是隔欄索引,那么獲取的元素就是「隔欄 start」和「隔欄 end」之間包含的元素。如上圖:
string[2:4] 就是「隔欄 2」和「隔欄 4」之間包含的元素,即 th
string[-5:-2] 就是「隔欄 -5」和「隔欄 -2」之間包含的元素,即 yth
正則表達式 (regular expression) 主要用于識別字符串中符合某種模式的部分,什么叫模式呢?用下面一個具體例子來講解。
input = '''
'06/18/2019 13:00:00', 100, '1st';
'06/18/2019 13:30:00', 110, '2nd';
'06/18/2019 14:00:00', 120, '3rd'
'''
input
'\n'06/18/2019 13:00:00', 100, '1st';
\n'06/18/2019 13:30:00', 110, '2nd';
\n'06/18/2019 14:00:00', 120, '3rd'\n'
假如你想把上面字符串中的「時間」的模式來抽象的表示出來,對照著具體表達式 '06/18/2019 13:00:00' 來看,我們發(fā)現(xiàn)該字符串有以下規(guī)則:
開頭和結(jié)束都有個單引號 '
里面有多個 0-9 數(shù)字
里面有多個正斜線 / 和分號 :
還有一個空格
因此我們用下面這樣的模式
pattern = re.compile(''[0-9/:\s]+'')
再看這個抽象模式表達式 '[0-9/:\s]+',里面符號的意思如下:
最外面的兩個單引號 ' 代表該模式以它們開始和結(jié)束
中括號 [] 用來概括該模式涵蓋的所有類型的字節(jié)
0-9 代表數(shù)字類的字節(jié)
/ 代表正斜線
: 代表分號
\s 代表空格
[] 外面的加號 + 代表 [] 里面的字節(jié)出現(xiàn)至少 1 次
有了模式 pattern,我們來看看是否能把字符串中所有符合 pattern 的日期表達式都找出來。
pattern.findall(input)
[''06/18/2019 13:00:00'',
''06/18/2019 13:30:00'',
''06/18/2019 14:00:00'']
結(jié)果是對的,之后你想怎么盤它就是你自己的事了,比如把 / 換成 -,比如用 datetime 里面的 striptime() 把日期里年、月、日、小時、分鐘和秒都獲取出來。
2.2
元組
「元組」定義語法為
(元素1, 元素2, ..., 元素n)
關(guān)鍵點是「小括號 ()」和「逗號 ,」
小括號把所有元素綁在一起
逗號將每個元素一一分開
創(chuàng)建元組的例子如下:
t1 = (1, 10.31, 'python')
t2 = 1, 10.31, 'python'
print( t1, type(t1) )
print( t2, type(t2) )
(1, 10.31, 'python') <class 'tuple'>
(1, 10.31, 'python') <class 'tuple'>
創(chuàng)建元組可以用小括號 (),也可以什么都不用,為了可讀性,建議還是用 ()。此外對于含單個元素的元組,務(wù)必記住要多加一個逗號,舉例如下:
print( type( ('OK') ) ) # 沒有逗號 ,
print( type( ('OK',) ) ) # 有逗號 ,
<class 'str'>
<class 'tuple'>
看看,沒加逗號來創(chuàng)建含單元素的元組,Python 認為它是字符。
當(dāng)然也可以創(chuàng)建二維元組:
nested = (1, 10.31, 'python'), ('data', 11)
nested
((1, 10.31, 'python'), ('data', 11))
元組中可以用整數(shù)來對它進行索引 (indexing) 和切片 (slicing),不嚴謹?shù)闹v,前者是獲取單個元素,后者是獲取一組元素。接著上面二維元組的例子,先看看索引的代碼:
nested[0]
print( nested[0][0], nested[0][1], nested[0][2] )
(1, 10.31, 'python')
1 10.31 python
再看看切片的代碼:
nested[0][0:2]
(1, 10.31)
元組有不可更改 (immutable) 的性質(zhì),因此不能直接給元組的元素賦值,例子如下 (注意「元組不支持元素賦值」的報錯提示)。
t = ('OK', [1, 2], True)
t[2] = False
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
但是只要元組中的元素可更改 (mutable),那么我們可以直接更改其元素,注意這跟賦值其元素不同。如下例 t[1] 是列表,其內(nèi)容可以更改,因此用 append 在列表后加一個值沒問題。
t[1].append(3)
('OK', [1, 2, 3], True)
元組大小和內(nèi)容都不可更改,因此只有 count 和 index 兩種方法。
t = (1, 10.31, 'python')
print( t.count('python') )
print( t.index(10.31) )
1
1
這兩個方法返回值都是 1,但意思完全不同
count('python') 是記錄在元組 t 中該元素出現(xiàn)幾次,顯然是 1 次
index(10.31) 是找到該元素在元組 t 的索引,顯然是 1
元組拼接 (concatenate) 有兩種方式,用「加號 +」和「乘號 *」,前者首尾拼接,后者復(fù)制拼接。
(1, 10.31, 'python') + ('data', 11) + ('OK',)
(1, 10.31, 'python') * 2
(1, 10.31, 'python', 'data', 11, 'OK')
(1, 10.31, 'python', 1, 10.31, 'python')
解壓 (unpack) 一維元組 (有幾個元素左邊括號定義幾個變量)
t = (1, 10.31, 'python')
(a, b, c) = t
print( a, b, c )
1 10.31 python
解壓二維元組 (按照元組里的元組結(jié)構(gòu)來定義變量)
t = (1, 10.31, ('OK','python'))
(a, b, (c,d)) = t
print( a, b, c, d )
1 10.31 OK python
如果你只想要元組其中幾個元素,用通配符「*」,英文叫 wildcard,在計算機語言中代表一個或多個元素。下例就是把多個元素丟給了 rest 變量。
t = 1, 2, 3, 4, 5
a, b, *rest, c = t
print( a, b, c )
print( rest )
1 2 5
[3, 4]
如果你根本不在乎 rest 變量,那么就用通配符「*」加上下劃線「_」,劉例子如下:
a, b, *_ = t
print( a, b )
1 2
優(yōu)點:占內(nèi)存小,安全,創(chuàng)建遍歷速度比列表快,可一賦多值。
缺點:不能添加和更改元素。
等等等,這里有點矛盾,元組的不可更改性即使優(yōu)點 (安全) 有時缺點?確實是這樣的,安全就沒那么靈活,靈活就沒那么安全??纯创罄辛窝┓逶趺丛u價「不可更改性」吧
immutable 的好處實在是太多了:性能優(yōu)化,多線程安全,不需要鎖,不擔(dān)心被惡意修改或者不小心修改。
后面那些安全性的東西我也不大懂,性能優(yōu)化這個我可以來測試一下列表和元組。列表雖然沒介紹,但是非常簡單,把元組的「小括號 ()」該成「中括號 []」就是列表了。我們從創(chuàng)建、遍歷和占空間三方面比較。
%timeit [1, 2, 3, 4, 5]
%timeit (1, 2, 3, 4, 5)
62 ns ± 13.2 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)
12.9 ns ± 1.94 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000000 loops each)
創(chuàng)建速度,元組 (12.9ns) 碾壓列表 (62ns)。
lst = [i for i in range(65535)]
tup = tuple(i for i in range(65535))
%timeit for each in lst: pass
%timeit for each in tup: pass
507 μs ± 61.1 μs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)
498 μs ± 18.7 μs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)
遍歷速度兩者相當(dāng),元組 (498 μs) 險勝列表 (507 μs)。
from sys import getsizeof
print( getsizeof(lst) )
print( getsizeof(tup) )
578936
524328
列表比元組稍微廢點內(nèi)存空間。
2.3
列表
「列表」定義語法為
[元素1, 元素2, ..., 元素n]
關(guān)鍵點是「中括號 []」和「逗號 ,」
中括號把所有元素綁在一起
逗號將每個元素一一分開
創(chuàng)建列表的例子如下:
l = [1, 10.31,'python']
print(l, type(l))
[1, 10.31, 'python'] <class 'list'>
不像元組,列表內(nèi)容可更改 (mutable),因此附加 (append, extend)、插入 (insert)、刪除 (remove, pop) 這些操作都可以用在它身上。
l.append([4, 3])
print( l )
l.extend([1.5, 2.0, 'OK'])
print( l )
[1, 10.31, 'python', [4, 3]]
[1, 10.31, 'python', [4, 3], 1.5, 2.0, 'OK']
嚴格來說 append 是追加,把一個東西整體添加在列表后,而 extend 是擴展,把一個東西里的所有元素添加在列表后。對著上面結(jié)果感受一下區(qū)別。
l.insert(1, 'abc') # insert object before the index position
l
[1, 'abc', 10.31, 'python', [4, 3], 1.5, 2.0, 'OK']
insert(i, x) 在編號 i 位置前插入 x。對著上面結(jié)果感受一下。
l.remove('python') # remove first occurrence of object
l
[1, 'abc', 10.31, [4, 3], 1.5, 2.0, 'OK']
p = l.pop(3) # removes and returns object at index. Only only pop 1 index position at any time.
print( p )
print( l )
[4, 3]
[1, 'abc', 10.31, 1.5, 2.0, 'OK']
remove 和 pop 都可以刪除元素
前者是指定具體要刪除的元素,比如 'python'
后者是指定一個編號位置,比如 3,刪除 l[3] 并返回出來
對著上面結(jié)果感受一下,具體用哪個看你需求。
索引 (indexing) 和切片 (slicing) 語法在元組那節(jié)都講了,而且怎么判斷切片出來的元素在字符那節(jié)也講了,規(guī)則如下圖:
對照上圖看下面兩個例子 (順著數(shù)和倒著數(shù)編號):
l = [7, 2, 9, 10, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
l[1:5]
[2, 9, 10, 1]
l[-4:]
[7, 2, 0, 1]
列表可更改,因此可以用切片來賦值。
l[2:4] = [999, 1000]
l
[7, 2, 999, 1000, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
切片的通用寫法是
start : stop : step
這三個在特定情況下都可以省去,我們來看看四種情況:
print( l )
print( l[3:] )
print( l[-4:] )
[7, 2, 999, 1000, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
[1000, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
[7, 2, 0, 1]
以 step 為 1 (默認) 從編號 start 往列表尾部切片。
print( l )
print( l[:6] )
print( l[:-4] )
[7, 2, 999, 1000, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
[7, 2, 999, 1000, 1, 3]
[7, 2, 999, 1000, 1, 3]
以 step 為 1 (默認) 從列表頭部往編號 stop 切片。
print( l )
print( l[2:4] )
print( l[-5:-1] )
[7, 2, 999, 1000, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
[999, 1000]
[3, 7, 2, 0]
以 step 為 1 (默認) 從編號 start 往編號 stop 切片。
print( l )
print( l[1:5:2] )
print( l[:5:2] )
print( l[1::2] )
print( l[::2] )
print( l[::-1] )
[7, 2, 999, 1000, 1, 3, 7, 2, 0, 1]
[2, 1000]
[7, 999, 1]
[2, 1000, 3, 2, 1]
[7, 999, 1, 7, 0]
[1, 0, 2, 7, 3, 1, 1000, 999, 2, 7]
以具體的 step 從編號 start 往編號 stop 切片。注意最后把 step 設(shè)為 -1,相當(dāng)于將列表反向排列。
和元組拼接一樣, 列表拼接也有兩種方式,用「加號 +」和「乘號 *」,前者首尾拼接,后者復(fù)制拼接。
[1, 10.31, 'python'] + ['data', 11] + ['OK']
[1, 10.31, 'python'] * 2
[1, 10.31, 'python', 'data', 11, 'OK']
[1, 10.31, 'python', 1, 10.31, 'python']
優(yōu)點:靈活好用,可索引、可切片、可更改、可附加、可插入、可刪除。
缺點:相比 tuple 創(chuàng)建和遍歷速度慢,占內(nèi)存。此外查找和插入時間較慢。
2.4
字典
「字典」定義語法為
{元素1, 元素2, ..., 元素n}
其中每一個元素是一個「鍵值對」- 鍵:值 (key:value)
關(guān)鍵點是「大括號 {}」,「逗號 ,」和「分號 :」
大括號把所有元素綁在一起
逗號將每個鍵值對一一分開
分號將鍵和值分開
創(chuàng)建字典的例子如下:
d = {
'Name' : 'Tencent',
'Country' : 'China',
'Industry' : 'Technology',
'Code': '00700.HK',
'Price' : '361 HKD'
}
print( d, type(d) )
{'Name': 'Tencent', 'Country': 'China',
'Industry': 'Technology', 'Code': '00700.HK',
'Price': '361 HKD'} <class 'dict'>
字典里最常用的三個內(nèi)置方法就是 keys(), values() 和 items(),分別是獲取字典的鍵、值、對。
print( list(d.keys()),'\n' )
print( list(d.values()), '\n' )
print( list(d.items()) )
['Name', 'Country', 'Industry', 'Code', 'Price', 'Headquarter']
['Tencent', 'China', 'Technology', '00700.HK', '359 HKD', 'Shen Zhen']
[('Name', 'Tencent'), ('Country', 'China'),
('Industry', 'Technology'), ('Code', '00700.HK'),
('Price', '359 HKD'), ('Headquarter', 'Shen Zhen')]
此外在字典上也有添加、獲取、更新、刪除等操作。
比如加一個「總部:深圳」
d['Headquarter'] = 'Shen Zhen'
d
{'Name': 'Tencent',
'Country': 'China',
'Industry': 'Technology',
'Code': '00700.HK',
'Price': '361 HKD',
'Headquarter': 'Shen Zhen'}
比如想看看騰訊的股價是多少 (兩種方法都可以)
print( d['Price'] )
print( d.get('Price') )
359 HKD
359 HKD
比如更新騰訊的股價到 359 港幣
d['Price'] = '359 HKD'
d
{'Name': 'Tencent',
'Country': 'China',
'Industry': 'Technology',
'Code': '00700.HK',
'Price': '359 HKD',
'Headquarter': 'Shen Zhen'}
比如去掉股票代碼 (code)
del d['Code']
d
{'Name': 'Tencent',
'Country': 'China',
'Industry': 'Technology',
'Price': '359 HKD',
'Headquarter': 'Shen Zhen'}
或像列表里的 pop() 函數(shù),刪除行業(yè) (industry) 并返回出來。
print( d.pop('Industry') )
d
Technology
{'Name': 'Tencent',
'Country': 'China',
'Price': '359 HKD',
'Headquarter': 'Shen Zhen'}
字典里的鍵是不可更改的,因此只有那些不可更改的數(shù)據(jù)類型才能當(dāng)鍵,比如整數(shù) (雖然怪怪的)、浮點數(shù) (雖然怪怪的)、布爾 (雖然怪怪的)、字符、元組 (雖然怪怪的),而列表卻不行,因為它可更改??磦€例子
d = {
2 : 'integer key',
10.31 : 'float key',
True : 'boolean key',
('OK',3) : 'tuple key'
}
d
{2: 'integer key',
10.31: 'float key',
True: 'boolean key',
('OK', 3): 'tuple key'}
雖然怪怪的,但這些 2, 10.31, True, ('OK', 3) 確實能當(dāng)鍵。有個地方要注意下,True 其實和整數(shù) 1 是一樣的,由于鍵不能重復(fù),當(dāng)你把 2 該成 1時,你會發(fā)現(xiàn)字典只會取其中一個鍵,示例如下:
d = {
1 : 'integer key',
10.31 : 'float key',
True : 'boolean key',
('OK',3) : 'tuple key'
}
d
{1: 'boolean key',
10.31: 'float key',
('OK', 3): 'tuple key'}
那么如何快速判斷一個數(shù)據(jù)類型 X 是不是可更改的呢?兩種方法:
麻煩方法:用 id(X) 函數(shù),對 X 進行某種操作,比較操作前后的 id,如果不一樣,則 X 不可更改,如果一樣,則 X 可更改。
便捷方法:用 hash(X),只要不報錯,證明 X 可被哈希,即不可更改,反過來不可被哈希,即可更改。
先看用 id() 函數(shù)的在整數(shù) i 和列表 l 上的運行結(jié)果:
i = 1
print( id(i) )
i = i + 2
print( id(i) )
1607630928
1607630992
l = [1, 2]
print( id(l) )
l.append('Python')
print( id(l) )
2022027856840
2022027856840
整數(shù) i 在加 1 之后的 id 和之前不一樣,因此加完之后的這個 i (雖然名字沒變),但是不是加前的那個 i 了,因此整數(shù)是不可更改的。
列表 l 在附加 'Python' 之后的 id 和之前一樣,因此列表是可更改的。
先看用 hash() 函數(shù)的在字符 s,元組 t 和列表 l 上的運行結(jié)果:
hash('Name')
7230166658767143139
hash( (1,2,'Python') )
3642952815031607597
hash( [1,2,'Python'] )
TypeError: unhashable type: 'list'
字符 s 和元組 t 都能被哈希,因此它們是不可更改的。列表 l 不能被哈希,因此它是可更改的。
優(yōu)點:查找和插入速度快
缺點:占內(nèi)存大
2.5
集合
「集合」有兩種定義語法,第一種是
{元素1, 元素2, ..., 元素n}
關(guān)鍵點是「大括號 {}」和「逗號 ,」
大括號把所有元素綁在一起
逗號將每個元素一一分開
第二種是用 set() 函數(shù),把列表或元組轉(zhuǎn)換成集合。
set( 列表 或 元組 )
創(chuàng)建集合的例子如下 (用兩者方法創(chuàng)建 A 和 B):
A = set(['u', 'd', 'ud', 'du', 'd', 'du'])
B = {'d', 'dd', 'uu', 'u'}
print( A )
print( B )
{'d', 'du', 'u', 'ud'}
{'d', 'dd', 'u', 'uu'}
從 A 的結(jié)果發(fā)現(xiàn)集合的兩個特點:無序 (unordered) 和唯一 (unique)。由于 set 存儲的是無序集合,所以我們沒法通過索引來訪問,但是可以判斷一個元素是否在集合中。
B[1]
TypeError: 'set' object does not support indexing
'u' in B
True
用 set 的內(nèi)置方法就把它當(dāng)成是數(shù)學(xué)上的集,那么并集、交集、差集都可以玩通了。
print( A.union(B) ) # All unique elements in A or B
print( A | B ) # A OR B
{'uu', 'dd', 'd', 'u', 'du', 'ud'}
{'uu', 'dd', 'd', 'u', 'du', 'ud'}
print( A.intersection(B) ) # All elements in both A and B
print( A & B ) # A AND B
{'d', 'u'}
{'d', 'u'}
print( A.difference(B) ) # Elements in A but not in B
print( A - B ) # A MINUS B
{'ud', 'du'}
{'ud', 'du'}
print( B.difference(A) ) # Elements in B but not in A
print( B - A ) # B MINUS A
{'uu', 'dd'}
{'uu', 'dd'}
print( A.symmetric_difference(B) ) # All elements in either A or B, but not both
print( A ^ B ) # A XOR B
{'ud', 'du', 'dd', 'uu'}
{'ud', 'du', 'dd', 'uu'}
優(yōu)點:不用判斷重復(fù)的元素
缺點:不能存儲可變對象
你看集合的「唯一」特性還不是雙刃劍,既可以是優(yōu)點,又可以是缺點,所有東西都有 trade-off 的,要不然它就沒有存在的必要了。
在編寫程序時,我們要
在不同條件下完成不同動作,條件語句 (conditional statement) 賦予程序這種能力。
重復(fù)的完成某些動作,迭代循環(huán) (iterative loop) 賦予程序這種能力。
3.1
條件語句
條件語句太簡單了,大體有四種格式
if 語句
if-else 語句
if-elif-else 語句
nested 語句
看了下面四幅圖 (包含代碼) 應(yīng)該秒懂條件語句,其實任何會說話的人都應(yīng)該懂它。
if x > 0:
print( 'x is positive' )
給定二元條件,滿足做事,不滿足不做事。
if x % 2 == 0:
print( 'x is even' )
else :
print( 'x is odd' )
給定二元條件,滿足做事 A,不滿足做事 B。
if x < y:
print( 'x is less than y' )
elif x > y:
print( 'x is greater than y' )
else:
print( 'x and y are equal' )
給定多元條件,滿足條件 1 做事 A1,滿足條件 2 做事 A2,..., 滿足條件 n 做事 An。直到把所有條件遍歷完。
if x == y:
print( 'x and y are equal' )
else:
if x < y:
print( 'x is less than y' )
else:
print( 'x is greater than y' )
給定多元條件,滿足條件 1 做事 A1,不滿足就
給定多元條件,滿足條件 2 做事 A2,不滿足就
...
直到把所有條件遍歷完。
3.2
迭代循環(huán)
對于迭代循環(huán),Python 里面有「while 循環(huán)」和「for 循環(huán)」,沒有「do-while 循環(huán)」。
n = 5
while n > 0:
print(n)
n = n-1
print('I love Python')
5
4
3
2
1
I love Python
While 循環(huán)非常簡單,做事直到 while 后面的語句為 False。上例就是打印從 n (初始值為 5) 一直到 1,循環(huán)執(zhí)行了 5 次。
一般來說,在 「while 循環(huán)」中,迭代的次數(shù)事先是不知道的,因為通常你不知道 while 后面的語句從 True 變成 False了。
更多時候我們希望事先直到循環(huán)的次數(shù),比如在列表、元組、字典等容器類數(shù)據(jù)上遍歷一遍,在每個元素層面上做點事情。這時候就需要「for 循環(huán)」了。
languages = ['Python', 'R', 'Matlab', 'C++']
for language in languages:
print( 'I love', language )
print( 'Done!' )
I love Python
I love R
I love Matlab
I love C++
Done!
讀讀 Python 里面的「for 循環(huán)」是不是很像讀英文。通用形式的 for loop 如下
for a in A
do something with a
其中 for 和 in 是關(guān)鍵詞,A 是個可迭代數(shù)據(jù) (list, tuple, dic, set),a 是 A 里面的每個元素,上句翻譯成中文是
對于 A 里面的每個 a
對 a 搞點事
回到具體例子,for loop 里面的 language 變量在每次循環(huán)中分別取值 Python, R, Matlab 和 C++,然后被打印。
最后介紹一個稍微有點特殊的函數(shù) enumerate(),和 for loop 一起用的語法如下
for i, a in enumerate(A)
do something with a
發(fā)現(xiàn)區(qū)別了沒?用 enumerate(A) 不僅返回了 A 中的元素,還順便給該元素一個索引值 (默認從 0 開始)。此外,用 enumerate(A, j) 還可以確定索引起始值為 j??聪旅胬?。
languages = ['Python', 'R', 'Matlab', 'C++']
for i, language in enumerate(languages, 1):
print( i, 'I love', language )
print( 'Done!' )
1 I love Python
2 I love R
3 I love Matlab
4 I love C++
Done!
學(xué)習(xí)任何一種都要從最基本開始,基本的東西無外乎數(shù)據(jù)類型、條件語句和遞推循環(huán)。
數(shù)據(jù)類型分兩種:
單獨類型:整型、浮點型、布爾型
容器類型:字符、元組、列表、字典、集合
按照 Python 里「萬物皆對象」的思路,學(xué)習(xí)每一個對象里面的屬性 (attributes) 和方法 (methods),你不需要記住所有,有個大概印象有哪些,通過 dir() 來鎖定具體表達式,再去官網(wǎng)上查詢所有細節(jié)。這么學(xué)真的很系統(tǒng)而簡單。此外學(xué)的時候一定要帶著“它的優(yōu)缺點是什么”這樣的問題,所有東西都有 trade-off,一個滿身都是缺點的東西就沒有存在的必要,既然存在肯定有可取之處。
條件語句 (if, if-else, if-elif-else, nested if) 是為了在不同條件下執(zhí)行不同操作,而迭代循環(huán) (while, for) 是重復(fù)的完成相同操作。
抓住上面大框架,最好還要以目標導(dǎo)向 (我學(xué) python 就是為了搞量化交易希望能躺著賺錢),別管這目標難度如何,起碼可以保證我累得時候還雞血滿滿不會輕言放棄。這樣我就足夠主動的去學(xué)一樣?xùn)|西并學(xué)精學(xué)深,目標越難完成,我主動性就越強。
之后所有的細節(jié)都可以慢慢來,雖然我覺得本篇已經(jīng)挖了不少細節(jié)了,像 hashability,但肯定還有更多等著去挖,半篇帖子就想覆蓋 Python 所有內(nèi)容不是開玩笑嗎?但
抓住大框架,有目標導(dǎo)向,對有效學(xué)習(xí)任何內(nèi)容都適用。
下篇接著函數(shù) (function) 和解析式 (comprehension)。Stay Tuned!