【流畅的Python学习笔记】2023.4.22

此栏目记录我学习《流畅的Python》一书的学习笔记，这是一个自用笔记，所以写的比较随意

元组

元组其实是对数据的记录：元组中的每个元素都存放了记录中一个字段的数据，外加这个字段的位置。简单试试元组的特性：

chars_tuple = ("a", "b", "c", "d", "e", "f")
# 元组拆包
a, b, c, d, e, f = chars_tuple
print(a)
print(chars_tuple[0])
test_tuple = ((1, 2), (3, 4))
print(test_tuple[0][1])
print(chars_tuple[1:])

运行结果：

还可以用*将元组拆包成函数的参数

# 用*将元组拆包，作为函数的参数
number_tuple = (1, 2)
print(test_fun(*number_tuple))

运行结果：
3
元组拆包还可以让一个函数可以用元组的形式返回多个值，然后调用函数的代码就能轻松地接受这些返回值。
比如 os.path.split() 函数就会返回以路径和最后一个文件名组成的元组 (path, last_part)

import os
file = os.path.split('/home/luciano/.ssh/idrsa.pub')
print(file)

运行结果：
(‘/home/luciano/.ssh’, ‘idrsa.pub’)
挺有意思，我写个简单的例子试试

def return_a_tuple(a, b, c, d):result = (a + b, c + d)return resultprint(return_a_tuple(1, 1, 2, 2))

运行结果：
(2, 4)

函数用 *args 来获取不确定数量的参数

a, b, *rest = range(5)
print(a, b, rest)

运行结果：
0 1 [2, 3, 4]
在平行赋值中，* 前缀只能用在一个变量名前面，但是这个变量可以出现在赋值表达式的任意位置

a, *rest, b = range(5)
print(a, b, rest)

运行结果：
0 4 [1, 2, 3]

嵌套元组拆包

用嵌套元组拆包来打印信息

Python格式化输出

在 Python 中，格式化输出是通过字符串中的格式化字段来实现的。格式化字段以 { } 作为界定符，其中可以包括占位符和格式化标识符。常用的格式化字符串方法包括：
字符串格式化符号 ‘%’
格式化块的语法为 “%[width][.precision]specifier”，它可以用于整数、浮点数、字符串等数据类型的格式化输出。其中，width 表示输出宽度，precision 表示浮点数输出的小数位数，specifier 表示数据类型、输出格式等。例如：

name = 'Tom'
age = 25
print('My name is %s, and I am %d years old.' % (name, age))

输出结果：
My name is Tom, and I am 25 years old.

字符串的 format() 方法
可以使用 format() 方法来对字符串进行格式化输出。可以在字符串中使用占位符 {} 来表示需要替换的内容，然后通过 format() 方法传入需要替换的值。例如：

name = 'Tom'
age = 25
print('My name is {}, and I am {} years old.'.format(name, age))

输出结果：
My name is Tom, and I am 25 years old.
f-string
f-string 是从 Python3.6 开始引入的一种字符串格式化方法。它的格式为 f’字符串 {变量1} {变量2}'。通过在字符串前添加 ‘f’，然后在花括号内添加变量的名称，就可以在字符串内进行格式化输出。例如：

name = 'Tom'
age = 25
print(f'My name is {name}, and I am {age} years old.')

输出结果：
My name is Tom, and I am 25 years old.
在使用 f-string 格式化输出时，可以在花括号中使用表达式等 Python 的语法。同时，也可以使用限定符来控制输出格式，例如：

amount = 1234.5678
print(f'{amount:.2f}')  # 输出两位小数

输出结果：
1234.57
模仿书中示例写一个拆包

people_info = [(1, "Tom", 25, ("A", 1)),(2, "Jack", 26, ("B", 2)),(3, "Mary", 39, ("C", 3))]# 各个元组元素的字符串长度最大值
l1_max = 0
l2_max = 0
l3_max = 0
l4_max = 0
# 一次性找到每个元组的元素拼成字符串的最大长度
for x1, x2, x3, (x4, x5) in people_info:x1_len = len(str(x1))x2_len = len(x2)x3_len = len(str(x3))x4_x5_len = len(str(x5)) + len(x4)if l1_max < x1_len:l1_max = x1_lenif l2_max < x2_len:l2_max = x2_lenif l3_max < x3_len:l3_max = x3_lenif l4_max < x4_x5_len:l4_max = x4_x5_len
# 比较表头和表中的字符串最大长度哪个大，哪个大就用哪个
l1_max = max(l1_max, len("ID"))
l2_max = max(l2_max, len("Name"))
l3_max = max(l3_max, len("Age"))
l4_max = max(l4_max, len("Address"))
# 打印表头
print("{:^{}s}|{:^{}s}|{:^{}s}|{:^{}s}".format("ID", l1_max, "Name", l2_max, "Age", l3_max, "Address", l4_max))
# 嵌套元组拆包格式化输出
for x1, x2, x3, (x4, x5) in people_info:print("{:^{}s}|{:^{}s}|{:^{}s}|{:^{}s}".format(str(x1), l1_max,x2, l2_max,str(x3), l3_max,x4 + str(x5), l4_max))

输出结果：

之前的namedtuple是具名元组，就是有名字的元组，可以当个简单的“类”，collections.namedtuple 是一个工厂函数，它可以用来构建一个带字段名的元组和一个有名字的类——这个带名字的类对调试程序有很大帮助。

元组和列表的具体方法和属性区别

方法	列表 （是否具有）	元组 （是否具有）	功能
s.__add__(s2)	√	√	s + s2，拼接
s.__iadd__(s2)	√	×	s += s2，就地拼接
s.append(e)	√	×	在尾部添加一个新元素
s.clear()	√	×	删除所有元素
s.__contains__(e)	√	√	s 是否包含 e
s.copy()	√	×	列表的浅复制
s.count(e)	√	√	e 在 s 中出现的次数
s.__delitem__(p)	√	×	把位于 p 的元素删除
s.extend(it)	√	×	把可迭代对象 it 追加给 s
s.__getitem__(p)	√	√	s[p]，获取下标为 p 的元素
s.__getnewargs__()	×	√	在 pickle 中支持更加优化的序列化
s.index(e)	√	√	在 s 中找到元素 e 第一次出现的位置
s.insert(p, e)	√	×	在下标 p 对应的元素之前插入元素 e
s.__iter__()	√	√	获取 s 的迭代器
s.__len__()	√	√	len(s)，元素的数量
s.__mul__(n)	√	√	s * n，n 个 s 的重复拼接
s.__imul__(n)	√	×	s *= n，就地重复拼接
s.__rmul__(n)	√	√	n * s，反向拼接
s.pop([p])	√	×	删除最后或者是（可选的）位于 p 的元素，并返回它的值
s.remove(e)	√	×	删除 s 中的第一次出现的 e
s.reverse()	√	×	就地把 s 的元素倒序排列
s.__reversed__()	√	×	返回 s 的倒序迭代器
s.__setitem__(p, e)	√	×	s[p] = e，把元素 e 放在位置 p，替代已经在那个位置的元素
s.sort([key], [reverse])	√	×	就地对 s 中的元素进行排序，可选的参数有键（key）和是否倒序（reverse）

试试上述操作：
先从列表开始，

# 列表的基本操作
import picklea = [1, 2, 3]
print("a=" + str(a))
b = [4, 5, 6]
print("b=" + str(b))
print()
# __add__，拼接
print("__add__拼接")
print("a+b:a+b=" + str(a + b))
print()
# __iadd__，就地拼接
print("__iadd__就地拼接")
print("a+=b:", end="")
a += b
print("a=" + str(a))
print()
# append，在尾部添加一个新元素
print("append，在尾部添加一个新元素")
a.append(7)
print("a.append(7):a=" + str(a))
print()
# clear，删除所有元素
print("clear，删除所有元素")
a.clear()
print("a.clear():a=" + str(a))
print()
# __contaions__ 是否包含
print("__contaions__ 是否包含")
print("b=" + str(b) + ", 7 in b:" + str(7 in b))
print("b=" + str(b) + ", 6 in b:" + str(6 in b))
print()
# copy，列表浅拷贝
print("copy，列表浅拷贝")
c = [0]
print("c=" + str(c))
c = b.copy()
print("c=b.copy(): c=" + str(c))
print()
# count(e)，统计e在列表中出现的次数
print("count(e)，统计e在列表中出现的次数")
d = [1, 1, 1, 1, 2, 2, 3]
print("d=" + str(d))
print("d.count(1):" + str(d.count(1)))
print()
# del(-1)，删除末尾元素
print("del(-1)，删除末尾元素")
print("d=" + str(d))
del (d[-1])
print("del(a[-1]),d=" + str(d))
print()
# extend(it)，把可迭代对象it追加s
print("extend(it)，把可迭代对象it追加s")
f = (6, 7, 8)
print("元组f=" + str(f))
print("列表d=" + str(d))
d.extend(f)
print("d.extend(f):d=" + str(d))
print()
# __getitem__，获取下标为p的元素
print("__getitem__，获取下标为p的元素")
print("d=" + str(d))
print("d[6]=" + str(d[6]))
print()
# 在 pickle 中支持更加优化的序列化
# pickle提供了一个简单的持久化功能。可以将对象以文件的形式存放在磁盘上。
print("在 pickle 中支持更加优化的序列化")
print("创建文件test.txt")
f = open('test.txt', 'wb')
print("d=" + str(d))
print("将列表b序列化为二进制对象写入文件test.txt")
# 将 python 对象转换（序列化）为字节（二进制）对象。
pickle.dump(d, f, 0)
f.close()
print("读取文件test.txt")
f = open('test.txt', 'rb')
print("从文件test.txt中将二进制对象读取（反序列化）为 python 对象x")
x = pickle.load(f)
f.close()
print("x=" + str(x))
print()
# index(e)，找到列表中元素e第一次出现的位置
print("index(e)，找到列表中元素e第一次出现的位置")
print("d=" + str(d))
print("d.index(2):" + str(d.index(2)))
print()
# insert(p,e),在下标p对应的元素插入元素e
print("insert(p,e),在下标p对应的元素插入元素e")
print("d=" + str(d))
d.insert(2, 100)
print("d.insert(100,2),d=" + str(d))
print()
# __iter__()，获取迭代器
print("__iter__()，获取迭代器")
print("d=" + str(d))
print("遍历迭代d：")
for item in d:print(item)
print()
# __len__，元素的数量
print("__len__元素的数量")
print("d=" + str(d))
print("len(d):" + str(len(d)))
print()
# __mul__，n个元素重复拼接
print("__mul__，n个元素重复拼接")
print("d=" + str(d))
x = d * 3
print("x=d*3:x=" + str(x))
print()
# __imul__，就地重复拼接
print("__imul__，就地重复拼接")
print("b=" + str(b))
b *= 3
print("b *= 3:b=" + str(b))
print()
# __rmul__，n * s，反向拼接
print("__rmul__，n * s，反向拼接")
f = [1, 2, 3]
print("f=" + str(f))
q = 3 * f
print("q = 3 * f:q=" + str(q))
print()
# pop，删除最后或者是（可选的）位于 p 的元素，并返回它的值
print("pop，删除最后或者是（可选的）位于 p 的元素，并返回它的值")
print("f=" + str(f))
f.pop()
print("f.pop():f=" + str(f))
print()
# remove(e)，删除第一次出现的e
print("remove(e)，删除第一次出现的e")
print("q=" + str(q))
q.remove(2)
print("q.remove(2):q=" + str(q))
print()
# reverse，就地把 s 的元素倒序排列
print("reverse，就地把 s 的元素倒序排列")
print("f=" + str(f))
f.reverse()
print("f.reverse():f=" + str(f))
print()
# __reversed__，返回 s 的倒序迭代器
print("__reversed__，返回 s 的倒序迭代器")
print("q=" + str(q))
print("倒序遍历")
for item in reversed(q):print(item)
print()
# __setitem__，s[p] = e，把元素 e 放在位置 p，替代已经在那个位置的元素
print("__setitem__，s[p] = e，把元素 e 放在位置 p，替代已经在那个位置的元素")
print("q=" + str(q))
q[0] = 100
print("q[0]=100,q=" + str(q))
print()
# sort([key], [reverse])， 就地对 s 中的元素进行排序，可选的参数有键（key）和是否倒序（reverse）
print("sort([key], [reverse])， 就地对 s 中的元素进行排序，可选的参数有键（key）和是否倒序（reverse）")
k = [1, 0, 9, 8, 7, 2, 3, 5, 4, 6]
print("k=" + str(k))
k.sort()
print("sort(k):k=" + str(k))# 偶数
def key_func(a):return a % 2# 按偶数排序
k.sort(key=key_func)
print("按偶数排序")
print("k.sort(key=key_func):k=" + str(k))# 按偶数倒着排序
k.sort(key=key_func, reverse=True)
print("按偶数排序")
print("k.sort(key=key_func):k=" + str(k))

运行结果：
a=[1, 2, 3]
b=[4, 5, 6]

__add__拼接
a+b:a+b=[1, 2, 3, 4, 5, 6]

__iadd__就地拼接
a+=b:a=[1, 2, 3, 4, 5, 6]

append，在尾部添加一个新元素
a.append(7):a=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

clear，删除所有元素
a.clear():a=[]

__contaions__ 是否包含
b=[4, 5, 6], 7 in b:False
b=[4, 5, 6], 6 in b:True

copy，列表浅拷贝
c=[0]
c=b.copy(): c=[4, 5, 6]

count(e)，统计e在列表中出现的次数
d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 3]
d.count(1):4

del(-1)，删除末尾元素
d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 3]
del(a[-1]),d=[1, 1, 1, 1, 2, 2]

extend(it)，把可迭代对象it追加s
元组f=(6, 7, 8)
列表d=[1, 1, 1, 1, 2, 2]
d.extend(f):d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]

__getitem__，获取下标为p的元素
d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
d[6]=6

在 pickle 中支持更加优化的序列化
创建文件test.txt
d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
将列表b序列化为二进制对象写入文件test.txt
读取文件test.txt
从文件test.txt中将二进制对象读取（反序列化）为 python 对象x
x=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]

index(e)，找到列表中元素e第一次出现的位置
d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
d.index(2):4

insert(p,e),在下标p对应的元素插入元素e
d=[1, 1, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
d.insert(100,2),d=[1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]

__iter__()，获取迭代器
d=[1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
遍历迭代d：
1
1
100
1
1
2
2
6
7
8

__len__元素的数量
d=[1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
len(d):10

__mul__，n个元素重复拼接
d=[1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]
x=d*3:x=[1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8, 1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8, 1, 1, 100, 1, 1, 2, 2, 6, 7, 8]

__imul__，就地重复拼接
b=[4, 5, 6]
b *= 3:b=[4, 5, 6, 4, 5, 6, 4, 5, 6]

__rmul__，n * s，反向拼接
f=[1, 2, 3]
q = 3 * f:q=[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

pop，删除最后或者是（可选的）位于 p 的元素，并返回它的值
f=[1, 2, 3]
f.pop():f=[1, 2]

remove(e)，删除第一次出现的e
q=[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
q.remove(2):q=[1, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

reverse，就地把 s 的元素倒序排列
f=[1, 2]
f.reverse():f=[2, 1]

__reversed__，返回 s 的倒序迭代器
q=[1, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
倒序遍历
3
2
1
3
2
1
3
1

__setitem__，s[p] = e，把元素 e 放在位置 p，替代已经在那个位置的元素
q=[1, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
q[0]=100,q=[100, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

sort([key], [reverse])， 就地对 s 中的元素进行排序，可选的参数有键（key）和是否倒序（reverse）
k=[1, 0, 9, 8, 7, 2, 3, 5, 4, 6]
sort(k):k=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
按偶数排序
k.sort(key=key_func):k=[0, 2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7, 9]
按偶数排序
k.sort(key=key_func):k=[1, 3, 5, 7, 9, 0, 2, 4, 6, 8]

进程已结束,退出代码0

写个随笔不是写教程，下面就不仔细展开了，直接按我的风格测试一下元组的操作：

# 元组的基本操作
import pickle# 拼接
a = (1, 2, 3)
b = (4, 5, 6)
print(a + b)
print(0 in a + b)
print((a + b).count(1))
print((a + b)[4])
f = open("test1.txt", "wb")
pickle.dump(a + b, f, 0)
f.close()
f = open("test1.txt", "rb")
x = pickle.load(f)
print(x)
print(x.index(2))
for item in x:print(item)
print(len(x))
print(x * 3)
print(3 * x)

运行结果：
(1, 2, 3, 4, 5, 6)
False
1
5
(1, 2, 3, 4, 5, 6)
1
1
2
3
4
5
6
6
(1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
(1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6)

进程已结束,退出代码0

切片

写几个例子试试：

import numpy as npl = [10, 20, 30, 40, 50, 60]
print(l[:2])  # 在下标为2处切割，保留左侧
print(l[3:])  # 在下标为3处切割，保留右侧
print(l[::2])  # 在整个区间以2为间隔切片
print(l[::-1])  # 在整个区间倒着以1为间隔取（相当于倒序）
print(l[::-2])  # 在整个区间倒着以2位间隔取
print(l[1:5:2])  # 在下标1到4（5是开区间）中以2位间隔取
s1 = slice(0, 5)  # 下标切片从0到4（5是开区间）
print(l[s1])
s2 = slice(0, 5, 2)  # 下标切片从0到4，以2为分割取
print(l[s2])
s3 = slice(0, None)  # [0, 末尾)，左闭右开
print(l[s3])
m = [[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]],[[10, 11, 12], [13, 14, 15], [16, 17, 18]],[[19, 20, 21], [22, 23, 24], [25, 26, 27]]]
m_array = np.array(m)
print(m_array[2, ...])  # 找到下标为2的第一层维度的全部元素
print(m_array[1:2:1])  # 第一层维度下标为1到1（左闭右开区间），间隔为1的
print(m_array[1:2:1, 1:2:1])  # 第一层维度下标为1到1（左闭右开区间），间隔为1的，第二层维度下标从1到2，间隔为1的
print(m_array[1:2:1, 1:2:1, 0:2:2])  # 第一层维度下标为1到1（左闭右开区间），间隔为1的，第二层维度下标从1到2，间隔为1的，第三层维度下标从0到1，间隔为2的# 给切片赋值
print(l)
l[1:3] = [3, 4]
print(l)
# 删除下标0到1
del l[0:2]
print(l)
# 从下标0开始到下标为2结束，以2为间隔赋值
l[0:3:2] = [100, 200]
print(l)
# 把下标从0到1的部分都换成一个元素
l[0:2] = [100000]
print(l)

运行结果：
[10, 20]
[40, 50, 60]
[10, 30, 50]
[60, 50, 40, 30, 20, 10]
[60, 40, 20]
[20, 40]
[10, 20, 30, 40, 50]
[10, 30, 50]
[10, 20, 30, 40, 50, 60]
[[19 20 21]
[22 23 24]
[25 26 27]]
[[[10 11 12]
[13 14 15]
[16 17 18]]]
[[[13 14 15]]]
[[[13]]]
[10, 20, 30, 40, 50, 60]
[10, 3, 4, 40, 50, 60]
[4, 40, 50, 60]
[100, 40, 200, 60]
[100000, 200, 60]

进程已结束,退出代码0

建立由列表组成的列表

# 一个包含 3 个列表的列表
board = [[1] * 3 for i in range(3)]
print(board)
board[0][1] = 0
print(board)
# 如果在 a * n 这个语句中，序列 a 里的元素是对其他可变对象的引用的话，
# 你就需要格外注意了，因为这个式子的结果可能会出乎意料。比如，你想用
# my_list = [[]] * 3 来初始化一个由列表组成的列表，但是你得到的列表里
# 包含的 3 个元素其实是 3 个引用，而且这 3 个引用指向的都是同一个列表。
# 这可能不是你想要的效果。
weird_board = [[2] * 3] * 3
print(weird_board)
weird_board[0][1] = 1
print(weird_board)

运行结果：
[[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
[[1, 0, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
[[2, 2, 2], [2, 2, 2], [2, 2, 2]]
[[2, 1, 2], [2, 1, 2], [2, 1, 2]]

序列的增量赋值

不可变序列增量赋值会每次都生成一个新对象，而可变序列则不变对象，对不可变序列进行重复拼接操作的话，效率会很低，因为每次都有一个新对象，而解释器需要把原来对象中的元素先复制到新的对象里，然后再追加新的元素。用变量的ID就能看出来：

l = [1, 2, 3]
print(id(l))
l *= 2
print(id(l))
t = (1, 2, 3)
print(id(t))
t *= 2
print(id(t))

运行结果：
2178472089152
2178472089152
2178472072896
2178469543840
元组的ID变化了
P.S 不要把可变对象放在元组里面

不可变对象中放入可变对象进行增量赋值操作，最后会出错

list.sort方法和内置函数sorted

list.sort 方法会就地排序列表，也就是说不会把原列表复制一份。而是内置函数 sorted，它会新建一个列表作为返回值。

num1 = [3, 1, 2, 6, 4, 5]
print(sorted(num1))
# 倒序排序
print(sorted(num1, reverse=True))
fruits = ['grape', 'raspberry', 'apple', 'banana']
# 按长度排序
print(sorted(fruits, key=len))

运行结果：
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
[6, 5, 4, 3, 2, 1]
[‘grape’, ‘apple’, ‘banana’, ‘raspberry’]