17 计算表达式

将字符串str 当成有效的表达式来求值并返回计算结果取出字符串中内容

In [1]: s = "1 + 3 +5"...: eval(s)...:
Out[1]: 9

18 字符串格式化

格式化输出字符串，format(value, format_spec)实质上是调用了value的__format__(format_spec)方法。

In [104]: print("i am {0},age{1}".format("tom",18))
i am tom,age183.1415926	{:.2f}	3.14	保留小数点后两位
3.1415926	{:+.2f}	+3.14	带符号保留小数点后两位
-1	{:+.2f}	-1.00	带符号保留小数点后两位
2.71828	{:.0f}	3	不带小数
5	{:0>2d}	05	数字补零 (填充左边, 宽度为2)
5	{:x<4d}	5xxx	数字补x (填充右边, 宽度为4)
10	{:x<4d}	10xx	数字补x (填充右边, 宽度为4)
1000000	{:,}	1,000,000	以逗号分隔的数字格式
0.25	{:.2%}	25.00%	百分比格式
1000000000	{:.2e}	1.00e+09	指数记法
18	{:>10d}	' 18'	右对齐 (默认, 宽度为10)
18	{:<10d}	'18 '	左对齐 (宽度为10)
18	{:^10d}	' 18 '	中间对齐 (宽度为10)

三、 函数

19 拿来就用的排序函数

排序：

In [1]: a = [1,4,2,3,1]In [2]: sorted(a,reverse=True)
Out[2]: [4, 3, 2, 1, 1]In [3]: a = [{'name':'xiaoming','age':18,'gender':'male'},{'name':'...: xiaohong','age':20,'gender':'female'}]
In [4]: sorted(a,key=lambda x: x['age'],reverse=False)
Out[4]:
[{'name': 'xiaoming', 'age': 18, 'gender': 'male'},{'name': 'xiaohong', 'age': 20, 'gender': 'female'}]

20 求和函数

求和：

In [181]: a = [1,4,2,3,1]In [182]: sum(a)
Out[182]: 11In [185]: sum(a,10) #求和的初始值为10
Out[185]: 21

21 nonlocal用于内嵌函数中

关键词nonlocal常用于函数嵌套中，声明变量i为非局部变量；如果不声明，i+=1表明i为函数wrapper内的局部变量，因为在i+=1引用(reference)时,i未被声明，所以会报unreferenced variable的错误。

def excepter(f):i = 0t1 = time.time()def wrapper():try:f()except Exception as e:nonlocal ii += 1print(f'{e.args[0]}: {i}')t2 = time.time()if i == n:print(f'spending time:{round(t2-t1,2)}')return wrapper

22 global 声明全局变量

先回答为什么要有global，一个变量被多个函数引用，想让全局变量被所有函数共享。有的伙伴可能会想这还不简单，这样写：

i = 5
def f():print(i)def g():print(i)passf()
g()

f和g两个函数都能共享变量i，程序没有报错，所以他们依然不明白为什么要用global.

但是，如果我想要有个函数对i递增，这样：

def h():i += 1h()

此时执行程序，bang, 出错了！抛出异常：UnboundLocalError，原来编译器在解释i+=1时会把i解析为函数h()内的局部变量，很显然在此函数内，编译器找不到对变量i的定义，所以会报错。

global就是为解决此问题而被提出，在函数h内，显式地告诉编译器i为全局变量，然后编译器会在函数外面寻找i的定义，执行完i+=1后，i还为全局变量，值加1：

i = 0
def h():global ii += 1h()
print(i)

23 交换两元素

def swap(a, b):return b, aprint(swap(1, 0))  # (0,1)

24 操作函数对象

In [31]: def f():...:     print('i\'m f')...:In [32]: def g():...:     print('i\'m g')...:In [33]: [f,g][1]()
i'm g

创建函数对象的list，根据想要调用的index，方便统一调用。

25 生成逆序序列

list(range(10,-1,-1)) # [10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

第三个参数为负时，表示从第一个参数开始递减，终止到第二个参数(不包括此边界)

26 函数的五类参数使用例子

python五类参数：位置参数，关键字参数，默认参数，可变位置或关键字参数的使用。

def f(a,*b,c=10,**d):print(f'a:{a},b:{b},c:{c},d:{d}')

默认参数c不能位于可变关键字参数d后.

调用f:

In [10]: f(1,2,5,width=10,height=20)
a:1,b:(2, 5),c:10,d:{'width': 10, 'height': 20}

可变位置参数b实参后被解析为元组(2,5);而c取得默认值10; d被解析为字典.

再次调用f:

In [11]: f(a=1,c=12)
a:1,b:(),c:12,d:{}

a=1传入时a就是关键字参数，b,d都未传值，c被传入12，而非默认值。

注意观察参数a, 既可以f(1),也可以f(a=1) 其可读性比第一种更好，建议使用f(a=1)。如果要强制使用f(a=1)，需要在前面添加一个星号:

def f(*,a,**b):print(f'a:{a},b:{b}')

此时f(1)调用，将会报错：TypeError: f() takes 0 positional arguments but 1 was given

只能f(a=1)才能OK.

说明前面的*发挥作用，它变为只能传入关键字参数，那么如何查看这个参数的类型呢？借助python的inspect模块：

In [22]: for name,val in signature(f).parameters.items():...:     print(name,val.kind)...:
a KEYWORD_ONLY
b VAR_KEYWORD

可看到参数a的类型为KEYWORD_ONLY，也就是仅仅为关键字参数。

但是，如果f定义为：

def f(a,*b):print(f'a:{a},b:{b}')

查看参数类型：

In [24]: for name,val in signature(f).parameters.items():...:     print(name,val.kind)...:
a POSITIONAL_OR_KEYWORD
b VAR_POSITIONAL

可以看到参数a既可以是位置参数也可是关键字参数。

27 使用slice对象

生成关于蛋糕的序列cake1：

In [1]: cake1 = list(range(5,0,-1))In [2]: b = cake1[1:10:2]In [3]: b
Out[3]: [4, 2]In [4]: cake1
Out[4]: [5, 4, 3, 2, 1]

再生成一个序列：

In [5]: from random import randint...: cake2 = [randint(1,100) for _ in range(100)]...: # 同样以间隔为2切前10个元素，得到切片d...: d = cake2[1:10:2]
In [6]: d
Out[6]: [75, 33, 63, 93, 15]

你看，我们使用同一种切法，分别切开两个蛋糕cake1,cake2. 后来发现这种切法极为经典，又拿它去切更多的容器对象。

那么，为什么不把这种切法封装为一个对象呢？于是就有了slice对象。

定义slice对象极为简单，如把上面的切法定义成slice对象：

perfect_cake_slice_way = slice(1,10,2)
#去切cake1
cake1_slice = cake1[perfect_cake_slice_way]
cake2_slice = cake2[perfect_cake_slice_way]In [11]: cake1_slice
Out[11]: [4, 2]In [12]: cake2_slice
Out[12]: [75, 33, 63, 93, 15]

与上面的结果一致。

对于逆向序列切片，slice对象一样可行：

a = [1,3,5,7,9,0,3,5,7]
a_ = a[5:1:-1]named_slice = slice(5,1,-1)
a_slice = a[named_slice]In [14]: a_
Out[14]: [0, 9, 7, 5]In [15]: a_slice
Out[15]: [0, 9, 7, 5]

频繁使用同一切片的操作可使用slice对象抽出来，复用的同时还能提高代码可读性。

28 lambda 函数的动画演示

有些读者反映，lambda函数不太会用，问我能不能解释一下。

比如，下面求这个 lambda函数：

def max_len(*lists):return max(*lists, key=lambda v: len(v))

有两点疑惑：

参数v的取值？

lambda函数有返回值吗？如果有，返回值是多少？

调用上面函数，求出以下三个最长的列表：

r = max_len([1, 2, 3], [4, 5, 6, 7], [8])print(f'更长的列表是{r}')

结论：

参数v的可能取值为*lists，也就是 tuple 的一个元素。

lambda函数返回值，等于lambda v冒号后表达式的返回值。

四、 数据结构

29 转为字典

创建数据字典

In [1]: dict()
Out[1]: {}In [2]: dict(a='a',b='b')
Out[2]: {'a': 'a', 'b': 'b'}In [3]: dict(zip(['a','b'],[1,2]))
Out[3]: {'a': 1, 'b': 2}In [4]: dict([('a',1),('b',2)])
Out[4]: {'a': 1, 'b': 2}

30 冻结集合

创建一个不可修改的集合。

In [1]: frozenset([1,1,3,2,3])
Out[1]: frozenset({1, 2, 3})

因为不可修改，所以没有像set那样的add和pop方法

31 转为集合类型

返回一个set对象，集合内不允许有重复元素：

In [159]: a = [1,4,2,3,1]In [160]: set(a)
Out[160]: {1, 2, 3, 4}

32 转为切片对象

class slice(start, stop[, step])

返回一个表示由 range(start, stop, step) 所指定索引集的 slice对象，它让代码可读性、可维护性变好。

In [1]: a = [1,4,2,3,1]In [2]: my_slice_meaning = slice(0,5,2)In [3]: a[my_slice_meaning]
Out[3]: [1, 2, 1]

33 转元组

tuple() 将对象转为一个不可变的序列类型

In [16]: i_am_list = [1,3,5]
In [17]: i_am_tuple = tuple(i_am_list)
In [18]: i_am_tuple
Out[18]: (1, 3, 5)

五、 类和对象

34 是否可调用

检查对象是否可被调用

In [1]: callable(str)
Out[1]: True
#学习中遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流群：725638078
In [2]: callable(int)
Out[2]: True
In [18]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.name...In [19]: xiaoming = Student('001','xiaoming')In [20]: callable(xiaoming)
Out[20]: False

如果能调用xiaoming(), 需要重写Student类的__call__方法：

In [1]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.name...:     def __call__(self):...:         print('I can be called')...:         print(f'my name is {self.name}')...:In [2]: t = Student('001','xiaoming')In [3]: t()
I can be called
my name is xiaoming

35 ascii 展示对象

调用对象的 repr 方法，获得该方法的返回值，如下例子返回值为字符串

>>> class Student():def __init__(self,id,name):self.id = idself.name = namedef __repr__(self):return 'id = '+self.id +', name = '+self.name

调用：

>>> xiaoming = Student(id='1',name='xiaoming')
>>> xiaoming
id = 1, name = xiaoming
>>> ascii(xiaoming)
'id = 1, name = xiaoming'

36 类方法

classmethod 装饰器对应的函数不需要实例化，不需要 self 参数，但第一个参数需要是表示自身类的 cls 参数，可以来调用类的属性，类的方法，实例化对象等。

In [1]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.name...:     @classmethod...:     def f(cls):...:         print(cls)

37 动态删除属性

删除对象的属性

In [1]: delattr(xiaoming,'id')In [2]: hasattr(xiaoming,'id')
Out[2]: False

38 一键查看对象所有方法

不带参数时返回当前范围内的变量、方法和定义的类型列表；带参数时返回参数的属性，方法列表。

In [96]: dir(xiaoming)
Out[96]:
['__class__','__delattr__','__dict__','__dir__','__doc__','__eq__','__format__','__ge__','__getattribute__','__gt__','__hash__','__init__','__init_subclass__','__le__','__lt__','__module__','__ne__','__new__','__reduce__','__reduce_ex__','__repr__','__setattr__','__sizeof__','__str__','__subclasshook__','__weakref__','name']

39 动态获取对象属性

获取对象的属性

In [1]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.nameIn [2]: xiaoming = Student(id='001',name='xiaoming')
In [3]: getattr(xiaoming,'name') # 获取xiaoming这个实例的name属性值
Out[3]: 'xiaoming'

40 对象是否有这个属性

In [1]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.nameIn [2]: xiaoming = Student(id='001',name='xiaoming')
In [3]: hasattr(xiaoming,'name')
Out[3]: TrueIn [4]: hasattr(xiaoming,'address')
Out[4]: False

41 对象门牌号

返回对象的内存地址

In [1]: id(xiaoming)
Out[1]: 98234208

42 isinstance

判断object是否为类classinfo的实例，是返回true

In [1]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.nameIn [2]: xiaoming = Student(id='001',name='xiaoming')In [3]: isinstance(xiaoming,Student)
Out[3]: True

43 父子关系鉴定

In [1]: class undergraduate(Student):...:     def studyClass(self):...:         pass...:     def attendActivity(self):...:         passIn [2]: issubclass(undergraduate,Student)
Out[2]: TrueIn [3]: issubclass(object,Student)
Out[3]: FalseIn [4]: issubclass(Student,object)
Out[4]: True

如果class是classinfo元组中某个元素的子类，也会返回True

In [1]: issubclass(int,(int,float))
Out[1]: True

44 所有对象之根

object 是所有类的基类

In [1]: o = object()In [2]: type(o)
Out[2]: object

45 创建属性的两种方式

返回 property 属性，典型的用法：

class C:def __init__(self):self._x = Nonedef getx(self):return self._xdef setx(self, value):self._x = valuedef delx(self):del self._x# 使用property类创建 property 属性
x = property(getx, setx, delx, "I'm the 'x' property.")

使用python装饰器，实现与上完全一样的效果代码：

class C:def __init__(self):self._x = None@propertydef x(self):return self._x@x.setterdef x(self, value):self._x = value@x.deleterdef x(self):del self._x

46 查看对象类型

class type(name, bases, dict)

传入一个参数时，返回 object 的类型：

In [1]: class Student():...:     def __init__(self,id,name):...:         self.id = id...:         self.name = name...:     def __repr__(self):...:         return 'id = '+self.id +', name = '+self.name...:In [2]: xiaoming = Student(id='001',name='xiaoming')
In [3]: type(xiaoming)
Out[3]: __main__.StudentIn [4]: type(tuple())
Out[4]: tuple

47 元类

xiaoming, xiaohong, xiaozhang 都是学生，这类群体叫做 Student.

Python 定义类的常见方法，使用关键字 class

In [36]: class Student(object):...:     pass
xiaoming, xiaohong, xiaozhang 是类的实例，则：xiaoming = Student()
xiaohong = Student()
xiaozhang = Student()

创建后，xiaoming 的__class__属性，返回的便是 Student类

In [38]: xiaoming.__class__
Out[38]: __main__.Student

问题在于，Student 类有 __class__属性，如果有，返回的又是什么？

In [39]: xiaoming.__class__.__class__
Out[39]: type

哇，程序没报错，返回 type

那么，我们不妨猜测：Student 类，类型就是 type

换句话说，Student类就是一个对象，它的类型就是 type

所以，Python 中一切皆对象，类也是对象

Python 中，将描述 Student 类的类被称为：元类。

按照此逻辑延伸，描述元类的类被称为：元元类，开玩笑了~ 描述元类的类也被称为元类。

聪明的朋友会问了，既然 Student 类可创建实例，那么 type 类可创建实例吗？如果能，它创建的实例就叫：类 了。你们真聪明！

说对了，type 类一定能创建实例，比如 Student 类了。

In [40]: Student = type('Student',(),{})In [41]: Student
Out[41]: __main__.Student

它与使用 class 关键字创建的 Student 类一模一样。

Python 的类，因为又是对象，所以和 xiaoming，xiaohong 对象操作相似。支持：

• 赋值

• 拷贝

• 添加属性

作为函数参数

In [43]: StudentMirror = Student # 类直接赋值 # 类直接赋值
In [44]: Student.class_property = 'class_property' # 添加类属性
In [46]: hasattr(Student, 'class_property')
Out[46]: True

元类，确实使用不是那么多，也许先了解这些，就能应付一些场合。就连 Python 界的领袖 Tim Peters 都说：

“元类就是深度的魔法，99%的用户应该根本不必为此操心。

六、工具

48 枚举对象

返回一个可以枚举的对象，该对象的next()方法将返回一个元组。

In [1]: s = ["a","b","c"]...: for i ,v in enumerate(s,1):...:     print(i,v)...:
1 a
2 b
3 c

49 查看变量所占字节数

In [1]: import sysIn [2]: a = {'a':1,'b':2.0}In [3]: sys.getsizeof(a) # 占用240个字节
Out[3]: 240

50 过滤器

在函数中设定过滤条件，迭代元素，保留返回值为True的元素：

In [1]: fil = filter(lambda x: x>10,[1,11,2,45,7,6,13])In [2]: list(fil)
Out[2]: [11, 45, 13]

51 返回对象的哈希值

返回对象的哈希值，值得注意的是自定义的实例都是可哈希的，list, dict, set等可变对象都是不可哈希的(unhashable)

In [1]: hash(xiaoming)
Out[1]: 6139638In [2]: hash([1,2,3])
# TypeError: unhashable type: 'list'

52 一键帮助

返回对象的帮助文档

In [1]: help(xiaoming)
Help on Student in module __main__ object:class Student(builtins.object)|  Methods defined here:||  __init__(self, id, name)||  __repr__(self)||  Data descriptors defined here:||  __dict__|      dictionary for instance variables (if defined)||  __weakref__|      list of weak references to the object (if defined)

53 获取用户输入

获取用户输入内容

In [1]: input()
aa
Out[1]: 'aa'

54 创建迭代器类型

使用iter(obj, sentinel), 返回一个可迭代对象, sentinel可省略(一旦迭代到此元素，立即终止)

In [1]: lst = [1,3,5]In [2]: for i in iter(lst):...:     print(i)...:
1
3
5
In [1]: class TestIter(object):...:     def __init__(self):...:         self.l=[1,3,2,3,4,5]...:         self.i=iter(self.l)...:     def __call__(self):  #定义了__call__方法的类的实例是可调用的...:         item = next(self.i)...:         print ("__call__ is called,fowhich would return",item)...:         return item...:     def __iter__(self): #支持迭代协议(即定义有__iter__()函数)...:         print ("__iter__ is called!!")...:         return iter(self.l)
In [2]: t = TestIter()
In [3]: t() # 因为实现了__call__，所以t实例能被调用
__call__ is called,which would return 1
Out[3]: 1
#学习中遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流群：725638078
In [4]: for e in TestIter(): # 因为实现了__iter__方法，所以t能被迭代...:     print(e)...:
__iter__ is called!!
1
3
2
3
4
5

55 打开文件

返回文件对象

In [1]: fo = open('D:/a.txt',mode='r', encoding='utf-8')In [2]: fo.read()
Out[2]: '\ufefflife is not so long,\nI use Python to play.'

mode取值表：

56 创建range序列

range(stop)range(start, stop[,step])

生成一个不可变序列：

In [1]: range(11)
Out[1]: range(0, 11)In [2]: range(0,11,1)
Out[2]: range(0, 11)

57 反向迭代器

In [1]: rev = reversed([1,4,2,3,1])In [2]: for i in rev:...:     print(i)...:
1
3
2
4
1

58 聚合迭代器

创建一个聚合了来自每个可迭代对象中的元素的迭代器：

In [1]: x = [3,2,1]
In [2]: y = [4,5,6]
In [3]: list(zip(y,x))
Out[3]: [(4, 3), (5, 2), (6, 1)]In [4]: a = range(5)
In [5]: b = list('abcde')
In [6]: b
Out[6]: ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
In [7]: [str(y) + str(x) for x,y in zip(a,b)]
Out[7]: ['a0', 'b1', 'c2', 'd3', 'e4']

59 链式操作

from operator import (add, sub)def add_or_sub(a, b, oper):return (add if oper == '+' else sub)(a, b)add_or_sub(1, 2, '-')  # -1

60 对象序列化

对象序列化，是指将内存中的对象转化为可存储或传输的过程。很多场景，直接一个类对象，传输不方便。

但是，当对象序列化后，就会更加方便，因为约定俗成的，接口间的调用或者发起的 web 请求，一般使用 json 串传输。

实际使用中，一般对类对象序列化。先创建一个 Student 类型，并创建两个实例。

class Student():def __init__(self,**args):self.ids = args['ids']self.name = args['name']self.address = args['address']
xiaoming = Student(ids = 1,name = 'xiaoming',address = '北京')
xiaohong = Student(ids = 2,name = 'xiaohong',address = '南京')

导入 json 模块，调用 dump 方法，就会将列表对象 [xiaoming,xiaohong]，序列化到文件 json.txt 中。

import jsonwith open('json.txt', 'w') as f:json.dump([xiaoming,xiaohong], f, default=lambda obj: obj.__dict__, ensure_ascii=False, indent=2, sort_keys=True)

生成的文件内容，如下：

[{"address":"北京","ids":1,"name":"xiaoming"},{"address":"南京","ids":2,"name":"xiaohong"}
]