循环
for 循环的特点
基于提供的范围，重复执行特定次数的操作
for 循环嵌套
# 下面的代码将输出二维坐标
def printCoordinates(xMax, yMax):
for x in range(1, xMax+1):
for y in range(1, yMax+1):
print(f"( {x} , {y} ) ", end="")
print()
printCoordinates(5, 5)
( 1 , 1 ) ( 1 , 2 ) ( 1 , 3 ) ( 1 , 4 ) ( 1 , 5 )
( 2 , 1 ) ( 2 , 2 ) ( 2 , 3 ) ( 2 , 4 ) ( 2 , 5 )
( 3 , 1 ) ( 3 , 2 ) ( 3 , 3 ) ( 3 , 4 ) ( 3 , 5 )
( 4 , 1 ) ( 4 , 2 ) ( 4 , 3 ) ( 4 , 4 ) ( 4 , 5 )
( 5 , 1 ) ( 5 , 2 ) ( 5 , 3 ) ( 5 , 4 ) ( 5 , 5 )
如果换成 * 呢？
def Stars(n, m):
# 输出一个 n*m 的星型矩阵图
for row in range(n):
for col in range(m):
print("*", end="")
print()
Stars(5, 5)
*****
*****
*****
*****
*****
换一种写法
def printMysteryStarShape(n):
for row in range(n):
print(row, end=" ")
for col in range(row):
print("*", end=" ")
print()
printMysteryStarShape(5)
0
1 *
2 * *
3 * * *
4 * * * *
while 循环
当你不知道循环什么时候停下来的时候，试试 while
找出一个数最左边的那一位的数值（12345 的 1 ）
def leftmostDigit(n):
n = abs(n)
while n >= 10:
n = n//10
return n
leftmostDigit(46535248)
4
依次找出 n 个 4 或者 7 的整数倍非负整数
def isMultipleOf4or7(x):
return ((x % 4) == 0) or ((x % 7) == 0)
def nthMultipleOf4or7(n):
found = 0
guess = -1
while found <= n:
guess += 1
if isMultipleOf4or7(guess):
found += 1
return guess
print("4 或 7 的倍数: ", end="")
for n in range(15):
print(nthMultipleOf4or7(n), end=" ")
4 或 7 的倍数: 0 4 7 8 12 14 16 20 21 24 28 32 35 36 40
Bad Style：在知道循环范围的情况下使用 while
break 与 continue 语句
for n in range(200):
if n % 3 == 0:
continue # 跳过这次循环
elif n == 8:
break # 跳出当前整个循环
else:
pass # 啥也不做，占位符（不会被运行）
print(n, end=" ")
1 2 4 5 7
假·死循环
与环境交互后，在特定条件下终止的循环
判断一个数是不是质数
def isPrime(n):
if n < 2:
return False
for factor in range(2,n):
if n % factor == 0:
return False
return True
for n in range(100):
if isPrime(n):
print(n, end=" ")
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
faster IsPrime:
# 快了一点
def fasterIsPrime(n):
if n < 2:
return False
if n == 2:
return True
if n % 2 == 0:
return False
maxFactor = round(n**0.5)
for factor in range(3, maxFactor+1, 2):
if n % factor == 0:
return False
return True
for n in range(100):
if fasterIsPrime(n):
print(n, end=" ")
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
依次找出第 n 位质数
def nthPrime(n):
found = 0
guess = 0
while found <= n:
guess += 1
if fasterIsPrime(guess):
found += 1
return guess
for n in range(10):
print(n, nthPrime(n))
print("Done!")
0 2
1 3
2 5
3 7
4 11
5 13
6 17
7 19
8 23
9 29
Done!
总结
For 循环用于指定范围的重复操作。
range() 可以生成一个数字范围。
在不知道循环什么时间停止的时候，应该试试 While 循环。
循环同样也是可以嵌套的。
巧妙地使用 break 和 continue 语句。
合理的剪枝，缩小搜索范围/循环范围，可以大幅提高程序运行效率。
字符串
四种引号
引号的作用就是将文字包裹起来，告诉 Python "这是个字符串！"
单引号 ' 和双引号 " 是最常见的两种字符串引号
print("聪明办法学 Python 第二版的课程简称是 'P2S'")
聪明办法学 Python 第二版的课程简称是 'P2S'
如果我们偏要只用一种引号呢？
# 这会导致语法错误，Python 无法正确判断一个字符串的终止位置
字符串中的换行符号
前面有反斜杠 \ 的字符，叫做转义序列
比如 \n 代表换行，尽管它看起来像两个字符，但是 Python 依然把它视为一个特殊的字符
print("""你可以在字符串后面使用 反斜杠 `\` 来排除后面的换行。\
比如这里是第二行文字，但是你会看到它会紧跟在上一行句号后面。\
这种做法在 CIL 里面经常使用（多个 Flag 并排保持美观），\
但是在编程中的应用比较少。\
""")
你可以在字符串后面使用 反斜杠 `\` 来排除后面的换行。比如这里是第二行文字，但是你会看到它会紧跟在上一行句号后面。这种做法在 CIL 里面经常使用（多个 Flag 并排保持美观），但是在编程中的应用比较少。
其他的转义序列
print("双引号：\"")
双引号："
print("反斜线：\\")
反斜线：\
print("换\n行")
换
行
print("这个是\t制\t表\t符\n也叫\t跳\t格\t键")
这个是制表符
也叫跳格键
转义序列只作为一个字符存在
s = "D\\a\"t\ta"
print("s =", s)
print("\ns 的长度为：", len(s))
s = D\a"ta
s 的长度为： 7
repr() vs. print()
我们现在有两个字符串
s1 = "Data\tWhale"
s2 = "Data Whale"
它俩看起来似乎是一样的
print("s1:", s1)
print("s2:", s2)
s1: DataWhale
s2: Data Whale
但是它们真的一样吗？
s1 == s2
False
print(repr(s1))
print(repr(s2))
'Data\tWhale'
'Data Whale'
hack_text = "密码应当大于 8 个字符，小于 16 个字符，包含大写字母、小写字母、数字和特殊符号\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t"
print(hack_text)
密码应当大于 8 个字符，小于 16 个字符，包含大写字母、小写字母、数字和特殊符print(repr(hack_text))
'密码应当大于 8 个字符，小于 16 个字符，包含大写字母、小写字母、数字和特殊符号\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t'
多行字符串作为注释
一些字符串常量
import string
print(string.ascii_letters)
abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
print(string.ascii_lowercase)
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
print(string.ascii_uppercase)
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
print(string.digits)
0123456789
print(string.punctuation) # < = >
!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[\]^_`{|}~
print(string.printable)
0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[\]^_`{|}~
print(string.whitespace)
print(repr(string.whitespace))
' \t\n\r\x0b\x0c'
一些字符串的运算
字符串的加减
print("abc" + "def")
print("abc" * 3)
abcdef
abcabcabc
print("abc" + 3)
---------------------------------------------------------------------------
in 运算
print("ring" in "strings") # True
print("wow" in "amazing!") # False
print("Yes" in "yes!") # False
print("" in "No way!") # True
print("聪明" in "聪明办法学 Python") # True
True
False
False
True
True
字符串索引和切片
单个字符索引
索引可以让我们在特定位置找到一个字符
s = "Datawhale"
print(s)
print(s[0])
print(s[1])
print(s[2])
print(s[3])
Datawhale
D
a
t
a
len(s)
9
print(s[len(s)-1])
e
print(s[len(s)])
---------------------------------------------------------------------------
IndexError Traceback (most recent call last)
Cell In [36], line 1
----> 1 print(s[len(s)]
IndexError: string index out of range
负数索引
print(s)
print(s[-5])
print(s[-4])
print(s[-3])
print(s[-2])
print(s[-1])
Datawhale
w
h
a
l
e
用切片来获取字符串的一部分
print(s[0:4])
print(s[4:9])
Data
whale
print(s[0:2])
print(s[2:4])
print(s[5:7])
print(s[7:9])
Da
ta
ha
le
切片的默认参数
print(s[:4])
print(s[4:])
print(s[:])
Data
whale
Datawhale
切片的第三个参数 step
print(s[:9:3])
print(s[1:4:2])
Daa
aa
翻转字符串
# 可以，但是不优雅
print(s[::-1])
elahwataD
# 也可以，但是还是不够优雅
print("".join(reversed(s)))
elahwataD
# 实在是太优雅辣
def reverseString(s):
return s[::-1]
print(reverseString(s))
elahwataD
字符串的循环
用索引的 for 循环
for i in range(len(s)):
print(i, s[i])
0 D
1 a
2 t
3 a
4 w
5 h
6 a
7 l
8 e
其实也可以不用索引（超级好用的 in）
for c in s:
print(c)
D
a
t
a
w
h
a
l
e
也可以使用 enumerate() 获得元素的序号
for idx, c in enumerate(s):
print(idx, c)
0 D
1 a
2 t
3 a
4 w
5 h
6 a
7 l
8 e
zip(a, b) 可以在一次循环中，分别从 a 和 b 里同时取出一个元素
for a, b in zip(s, reverseString(s)):
print(a, b)
D e
a l
t a
a h
w w
h a
a t
l a
e D
用 split() 来循环
# class_name.split() 本身会产生一个新的叫做“列表”的东西，但是它不存储任何内容
class_name = "learn python the smart way 2nd edition"
for word in class_name.split():
print(word)
learn
python
the
smart
way
2nd
edition
用 splitlines() 来循环
# 跟上面一样，class_info.splitlines() 也会产生一个列表，但不存储任何内容
class_info = """\
聪明办法学 Python 第二版是 Datawhale 基于第一版教程的一次大幅更新。我们尝试在教程中融入更多计算机科学与人工智能相关的内容，制作“面向人工智能的 Python 专项教程”。
我们的课程简称为 P2S，有两个含义：
Learn Python The Smart Way V2，“聪明办法学 Python 第二版”的缩写。
Prepare To Be Smart， 我们希望同学们学习这个教程后能学习到聪明的办法，从容的迈入人工智能的后续学习。
"""
for line in class_info.splitlines():
if (line.startswith("Prepare To Be Smart")):
print(line)
Prepare To Be Smart， 我们希望同学们学习这个教程后能学习到聪明的办法，从容的迈入人工智能的后续学习。
例子：回文判断
如果一个句子正着读、反着读都是一样的，那它就叫做“回文”
def isPalindrome1(s):
return (s == reverseString(s))
def isPalindrome2(s):
for i in range(len(s)):
if (s[i] != s[len(s)-1-i]):
return False
return True
def isPalindrome3(s):
for i in range(len(s)):
if (s[i] != s[-1-i]):
return False
return True
def isPalindrome4(s):
while (len(s) > 1):
if (s[0] != s[-1]):
return False
s = s[1:-1]
return True
print(isPalindrome1("abcba"), isPalindrome1("abca"))
print(isPalindrome2("abcba"), isPalindrome2("abca"))
print(isPalindrome3("abcba"), isPalindrome3("abca"))
print(isPalindrome4("abcba"), isPalindrome4("abca"))
True False
True False
True False
True False
一些跟字符串相关的内置函数
str() 和 len()
name = input("输入你的名字: ")
print("Hi, " + name + ", 你的名字有 " + str(len(name)) + " 个字！")
输入你的名字: Datawhale
Hi, Datawhale, 你的名字有 9 个字！
chr() 和 ord()
print(ord("A"))
65
print(chr(65))
A
print(
chr(
ord("A") + 1
)
)
B
print(chr(ord("A") + ord(" ")))
a
# 它可以正常运行，但是我们不推荐你使用这个方法
s = "(3**2 + 4**2)**0.5"
print(eval(s))
5.0
一些字符串方法
def p(test):
print("True " if test else "False ", end="")
def printRow(s):
print(" " + s + " ", end="")
p(s.isalnum())
p(s.isalpha())
p(s.isdigit())
p(s.islower())
p(s.isspace())
p(s.isupper())
print()
def printTable():
print(" s isalnum isalpha isdigit islower isspace isupper")
for s in "ABCD,ABcd,abcd,ab12,1234, ,AB?!".split(","):
printRow(s)
printTable()
s isalnum isalpha isdigit islower isspace isupper
ABCD True True False False False True
ABcd True True False False False False
abcd True True False True False False
ab12 True False False True False False
1234 True False True False False False
False False False False True False
AB?! False False False False False True
print("YYDS YYSY XSWL DDDD".lower())
print("fbi! open the door!!!".upper())
yyds yysy xswl dddd
FBI! OPEN THE DOOR!!!
print(" strip() 可以将字符串首尾的空格删除 ".strip())
strip() 可以将字符串首尾的空格删除
print("聪明办法学 Python".replace("Python", "C"))
print("Hugging LLM, Hugging Future".replace("LLM", "SD", 1)) # count = 1
聪明办法学 C
Hugging SD, Hugging Future
s = "聪明办法学Python, 就找 Datawhale"
t = s.replace("聪明办法", "")
print(t)
学Python, 就找 Datawhale
print("This is a history test".count("is"))
print("This IS a history test".count("is"))
3
2
print("Dogs and cats!".startswith("Do"))
print("Dogs and cats!".startswith("Don't"))
True
False
print("Dogs and cats!".endswith("!"))
print("Dogs and cats!".endswith("rats!"))
True
False
print("Dogs and cats!".find("and"))
print("Dogs and cats!".find("or"))
5
-1
print("Dogs and cats!".index("and"))
print("Dogs and cats!".index("or"))
5
用 f-string 格式化字符串
x = 42
y = 99
print(f'你知道 {x} + {y} 是 {x+y} 吗？')
你知道 42 + 99 是 141 吗？
其他格式化字符串的方法
如果要格式化字符串的话，f-string 是个很棒的方法，Python 还有其他方法去格式化字符串：
% 操作
format() 方法
字符串是不可变的
s = "Datawhale"
s[3] = "e" # Datewhale
你必须创建一个新的字符串
s = s[:3] + "e" + s[4:]
print(s)
Datewhale
字符串和别名
字符串是不可变的，所以它的别名也是不可变
TypeError: 'str' object does not support item assignment
基础文件操作
Open() 函数
Python open() 函数用于打开一个文件，并返回文件对象，在对文件进行处理过程都需要使用到这个函数。
open(file, mode) 函数主要有 file 和 mode 两个参数，其中 file 为需要读写文件的路径。mode 为读取文件时的模式，常用的模式有以下几个：
r：以字符串的形式读取文件。
rb：以二进制的形式读取文件。
w：写入文件。
a：追加写入文件。
不同模式下返回的文件对象功能也会不同。
file = open("chap6_demo.txt", "w")
dw_text = "Datawhale"
file.write(dw_text)
file.close()
file = open('chap6_demo.txt', 'r')
print(type(file))
<class '_io.TextIOWrapper'>
文件对象
open 函数会返回一个 文件对象。在进行文件操作前，我们首先需要了解文件对象提供了哪些常用的方法：
close( ): 关闭文件
在 r 与 rb 模式下：
read(): 读取整个文件
readline(): 读取文件的一行
readlines(): 读取文件的所有行
在 w 与 a 模式下：
write():
writelines():
下面我们通过实例学习这几种方法：
## 通过 read 方法读取整个文件
content = file.read()
print(content)
Datawhale
## 通过 readline() 读取文件的一行
content = file.readline()
print(content)
代码竟然什么也没输出，这是为什么？
## 关闭之前打开的 chap6_demo.txt 文件
file.close()
## 重新打开
file = open('chap6_demo.txt', 'r')
content = file.readline()
print(content)
Datawhale
注意每次操作结束后，及时通过 close( ) 方法关闭文件
## 以 w 模式打开文件chap6_demo.txt
file = open('chap6_demo.txt', 'w')
## 创建需要写入的字符串变量 在字符串中 \n 代表换行（也就是回车）
content = 'Data\nwhale\n'
## 写入到 chap6_demo.txt 文件中
file.write(content)
## 关闭文件对象
file.close()
w 模式会覆盖之前的文件。如果你想在文件后面追加内容，可以使用 a 模式操作。
## 以 w 模式打开文件chap6_demo.txt
file = open('chap6_demo.txt', 'w')
## 创建需要追加的字符串变量
content = 'Hello smart way!!!'
## 写入到 chap6_demo.txt 文件中
file.write(content)
## 关闭文件对象
file.close()
with 语句
总结
单引号与双引号要适时出现，多行文本用三引号。
字符串中可以包含转义序列。
repr() 能够显示出更多的信息。
字符串本身包含许多内置方法，in 是一个特别好用的玩意。
字符串是不可变的常量。
文件操作推荐使用 with open("xxx") as yyy，这样就不用写 f.close()