本學(xué)習(xí)筆記為阿里云天池龍珠計(jì)劃Python訓(xùn)練營(yíng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)鏈接為：https://tianchi.aliyun.com/specials/promotion/aicamppython?spm=5176.22758685.J_6770933040.1.6f103da1tESyzu

目錄

一、學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)概要

二、學(xué)習(xí)內(nèi)容

I.變量、運(yùn)算符與數(shù)據(jù)類型

II.位運(yùn)算

III.條件語(yǔ)句

IV.循環(huán)語(yǔ)句?

V.異常處理

三、學(xué)習(xí)問(wèn)題與解答

四、學(xué)習(xí)思考與總結(jié)

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一、學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)概要

Python 是一種通用編程語(yǔ)言，其在科學(xué)計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

本次學(xué)習(xí)包括以下內(nèi)容：

• 變量、運(yùn)算符與數(shù)據(jù)類型
• 位運(yùn)算
• 條件語(yǔ)句
• 循環(huán)語(yǔ)句
• 異常處理

二、學(xué)習(xí)內(nèi)容

I.變量、運(yùn)算符與數(shù)據(jù)類型

1.注釋

在Python中，#表示注釋，作用于整行，''' '''或""" """表示區(qū)間注釋，在三個(gè)引號(hào)之間的信息為注釋，例如：

""" 多行注釋 三個(gè)雙引號(hào) """ print('Hello World!') #單行注釋''' 多行注釋 三個(gè)單引號(hào) '''

2.位運(yùn)算符

位運(yùn)算符

運(yùn)算符	含義	功能
&	按位與	如果兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位都為１，則該位的結(jié)果值為１；否則為０
|	按位或	兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位中只要有一個(gè)為１，該位的結(jié)果值為１
^	按位異或	若參加運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)制位同號(hào)則結(jié)果為０（假）異號(hào)則結(jié)果為１（真）
~	取反	～是一個(gè)單目（元）運(yùn)算符，用來(lái)對(duì)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按位取反，即將０變１，將１變０
>>	左移	左移運(yùn)算符是用來(lái)將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位全部左移n位，右補(bǔ)０
<<	右移	表示將a的各二進(jìn)制位右移n位，移到右端的低位被舍棄,對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù),高位補(bǔ)0

?

對(duì)位運(yùn)算符的運(yùn)用見(jiàn)后文“位運(yùn)算”部分

3.三目運(yùn)算符

對(duì)分支語(yǔ)句，例如：

a=2 b=5 if a>b:value=a else:value=b print(value) #輸出結(jié)果為5

?在Python中可以運(yùn)用更簡(jiǎn)潔的寫(xiě)法：

a=2 b=5 value=a if a>b else b print(value)

?使用 if else 實(shí)現(xiàn)三目運(yùn)算符（條件運(yùn)算符）的格式如下:

exp1 if contion else exp2

condition 是判斷條件，exp1 和 exp2 是兩個(gè)表達(dá)式。如果 condition 成立（結(jié)果為真），就執(zhí)行 exp1，并把 exp1 的結(jié)果作為整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果；如果 condition 不成立（結(jié)果為假），就執(zhí)行 exp2，并把 exp2 的結(jié)果作為整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果。

4.其他運(yùn)算符

運(yùn)算符	名稱	示例
in	存在	1 in [1,2,3]
not in	不存在	4 not in [1,2,3]
is	是	'hello' is 'hello'
is not	不是	'hello' is not 'Hello'

運(yùn)算結(jié)果為布爾型數(shù)據(jù)，以上示例結(jié)果都為T(mén)rue。

注：

• 比較的兩個(gè)變量，指向的都是地址不可變的類型（str等），那么is，is not 和 ==，！= 是完全等價(jià)的。
• 對(duì)比的兩個(gè)變量，指向的是地址可變的類型（list，dict，tuple等），則兩者是有區(qū)別的。

5.基本數(shù)據(jù)類型與轉(zhuǎn)換

基本數(shù)據(jù)類型有整形（int）、浮點(diǎn)型（float）、布爾型（boolean），可通過(guò)type()方法查看對(duì)象的數(shù)據(jù)類型，還可以用isinstance()方法查看兩種數(shù)據(jù)的類型是否相同。

• ? ?整形（int）即為內(nèi)容為整數(shù)的數(shù)據(jù)，如：5，112，-32等；
• ? ?浮點(diǎn)型（float）為含有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如：1.0，2.3e-07等；
• ? ?布爾型（boolean）數(shù)據(jù)只能取兩個(gè)值，True和False。但布爾型的數(shù)據(jù)參與數(shù)字運(yùn)算時(shí)，用1和0分別代表True和False。

如果我們想保留浮點(diǎn)型的小數(shù)點(diǎn)后n位，可以引入decimal包里的Decimal對(duì)象和getcontext()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，Decimal對(duì)象的默認(rèn)精度為28位，例如：

import decimal from decimal import Decimal x=Decimal(2)/Decimal(7) print(x)#結(jié)果為0.2857142857142857142857142857，有28位小數(shù)decimal.getcontext().prec=5 x=Decimal(2)/Decimal(7) print(x)#結(jié)果為0.28571，有5位小數(shù)

?創(chuàng)建布爾型變量除了直接給變量賦值和用運(yùn)算符之外，還可以用bool(x)方法創(chuàng)建。其中x可以是

• 基本類型：整型、浮點(diǎn)型、布爾型
• 容器類型：字符串、元組、列表、字典和集合

當(dāng)x為整形或浮點(diǎn)型時(shí)，若x=0或x=0.0，bool(x)就為False，否則為T(mén)rue；

當(dāng)x為容器類型的數(shù)據(jù)時(shí)，若x為空，bool(x)為False，若x 為非空，bool(x)為T(mén)rue。

類型轉(zhuǎn)換

• 轉(zhuǎn)換為整型，用int(x)
• 轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型，用float(x)
• 轉(zhuǎn)換為字符串，用str(object=' ')

II.位運(yùn)算

位運(yùn)算是直接對(duì)整數(shù)在二進(jìn)制中進(jìn)行操作。我們的電腦電路設(shè)計(jì)都是基于二進(jìn)制的，所以在二進(jìn)制層面效率很高。通常位運(yùn)算多用在對(duì)程序效率要求很高的場(chǎng)景。

1.原碼、反碼、補(bǔ)碼

二進(jìn)制有三種不同的表示形式：原碼、反碼和補(bǔ)碼，計(jì)算機(jī)內(nèi)部用補(bǔ)碼表示。

• 原碼：就是對(duì)象的二進(jìn)制表示。原碼的首位為符號(hào)位，用于表示數(shù)據(jù)的正負(fù)，當(dāng)對(duì)象為非負(fù)數(shù)時(shí)符號(hào)位為0，負(fù)數(shù)時(shí)符號(hào)位為1。取該整數(shù)的絕對(duì)值的二進(jìn)制，再加上符號(hào)位。原碼只是為了讓我們看二進(jìn)制更直觀，直接看出正負(fù)數(shù)和比較大小。但原碼不是計(jì)算機(jī)保存的二進(jìn)制，所以不能直接參與計(jì)算。例：

• 整數(shù)	絕對(duì)值	絕對(duì)值的二進(jìn)制值	原碼
  5	5	0000101	00000101
  -5	5	0000101	10000101

• 反碼：反碼主要是針對(duì)負(fù)數(shù)的處理，非負(fù)數(shù)的反碼就是原碼。在原碼的基礎(chǔ)上，符號(hào)位不變，其他數(shù)值位取反，即把1變成0，把0變成1。反碼是為了在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)二進(jìn)制，但非真正的二進(jìn)制值，所以也不直接參與計(jì)算。例如：

• 整數(shù)	絕對(duì)值	原碼	反碼
  5	5	00000101	00000101
  -5	5	10000101	11111010

• 補(bǔ)碼：補(bǔ)碼主要也是針對(duì)負(fù)數(shù)。非負(fù)數(shù)不變，而負(fù)數(shù)是在反碼的基礎(chǔ)上加1。

• 整數(shù)	絕對(duì)值	反碼	補(bǔ)碼
  5	5	00000101	00000101
  -5	5	11111010	11111011

2.按位運(yùn)算

上文提到的位運(yùn)算符就是對(duì)兩個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼直接進(jìn)行操作。主要是在對(duì)應(yīng)的位置上進(jìn)行邏輯運(yùn)算。以5和3為例：

運(yùn)算符	&	|	^	~	>>	<<
表達(dá)式	5&3	5|3	5^3	~5	5<<2	3>>1
二進(jìn)制表示	00000101 & 00000011	00000101 | 00000011	00000101 ^ 00000011	~00000101	00000101<<2	00000011>>1
運(yùn)算結(jié)果	00000001 1	00000111 7	00000110 6	11111010 -6	00010100 20	00000001 1

?

3.利用位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算

• 通過(guò) <<，>>?快速計(jì)算2的倍數(shù)問(wèn)題：

n << 1 #計(jì)算 n*2 n >> 1 #計(jì)算 n/2，負(fù)奇數(shù)的運(yùn)算不可用 n << m #計(jì)算 n*(2^m)，即乘以 2 的 m 次方 n >> m #計(jì)算 n/(2^m)，即除以 2 的 m 次方 1 << n #計(jì)算 2^n，即2的n次方

• ?通過(guò) ^ 快速交換兩個(gè)整數(shù)：

a^=b b^=a a^=b

• ?通過(guò) a&(-a) 快速獲取a的最后為 1 位置的整數(shù)

III.條件語(yǔ)句

Python的條件語(yǔ)句為if-elif-else語(yǔ)句，與其他語(yǔ)言的用法相似，此處不多贅述。

assert關(guān)鍵詞

這個(gè)關(guān)鍵詞我們稱之為“斷言”，當(dāng)這個(gè)關(guān)鍵詞后邊的條件為 False 時(shí)，程序自動(dòng)崩潰并拋出AssetionError的異常。在進(jìn)行單元測(cè)試時(shí)，可以用來(lái)在程序中置入檢查點(diǎn)，只有條件為 True 才能讓程序正常工作。

a=5 b=6 assert a>b#AssertionError

IV.循環(huán)語(yǔ)句?

Python中的While循環(huán)和For循環(huán)與其他語(yǔ)言中的用法相似，此處只寫(xiě)一些不同的地方。

1.while - else循環(huán)

while - else循環(huán)的結(jié)構(gòu)如下：

while? 布爾表達(dá)式:代碼塊 else:代碼塊

當(dāng)while循環(huán)正常執(zhí)行完的情況下，執(zhí)行else輸出，如果while循環(huán)中執(zhí)行了跳出循環(huán)的語(yǔ)句(如break)，將不執(zhí)行else代碼塊的內(nèi)容。

2.for - else循環(huán)

與while - else循環(huán)類似，當(dāng)for循環(huán)正常執(zhí)行完的情況下，執(zhí)行else輸出，如果在循環(huán)途中執(zhí)行了跳出循環(huán)的語(yǔ)句，則不會(huì)執(zhí)行else的內(nèi)容。例如：

for 循環(huán)變量 in 可迭代對(duì)象：代碼塊 else:代碼塊

3.range()方法

range() 返回的是一個(gè)可迭代對(duì)象（類型是對(duì)象），而不是列表類型， 所以打印(print)的時(shí)候不會(huì)打印列表。

range(start=0,stop,step=1)，range()方法有三個(gè)參數(shù)：start,stop,step

• start: 計(jì)數(shù)從 start 開(kāi)始。默認(rèn)是從 0 開(kāi)始。例如range（5）等價(jià)于range（0， 5）;
• stop: 計(jì)數(shù)到 stop 結(jié)束，但不包括 stop。例如：range（0， 5） 是[0, 1, 2, 3, 4]沒(méi)有5
• step：步長(zhǎng)，默認(rèn)為1。例如：range（0， 5） 等價(jià)于 range(0, 5, 1)

4.enumerate()方法

enumerate(sequence,start=0)，參數(shù)start可省略，默認(rèn)為0

• sequence：一個(gè)序列、迭代器或其他支持迭代對(duì)象。
• start：下標(biāo)起始位置。
• 返回 enumerate(枚舉) 對(duì)象

enumerate(X)不僅返回了X中的元素，還順便給該元素一個(gè)索引值 (默認(rèn)從 0 開(kāi)始)。此外，用enumerate(X,j)還可以確定索引起始值為j

enumerate()方法可與for循環(huán)配合使用：

seq=['one', 'two', 'three'] for i, element in enumerate(seq):print(i, element)''' 0 one 1 two 2 three '''

?5.continue語(yǔ)句

continue語(yǔ)句用于終止本輪循環(huán)并開(kāi)始下一輪循環(huán)，如：

for i in range(1,11):if i != 10:print('i不是10')continueprint('i是10')''' i不是10 i不是10 i不是10 i不是10 i不是10 i不是10 i不是10 i不是10 i不是10 i是10 '''

6.pass語(yǔ)句

pass語(yǔ)句的意思是“跳過(guò)”，如果你在需要有語(yǔ)句的地方不寫(xiě)任何語(yǔ)句，那么解釋器會(huì)提示出錯(cuò)，pass語(yǔ)句就是用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的。其作用是為了保持程序結(jié)構(gòu)的完整性。盡管pass語(yǔ)句不做任何操作，但如果暫時(shí)不確定要在一個(gè)位置放上什么樣的代碼，可以先放置一個(gè)pass語(yǔ)句，讓代碼可以正常運(yùn)行。

7.推導(dǎo)式

• 列表推導(dǎo)式

#推導(dǎo)式結(jié)構(gòu)：[ expr for value in collection [if condition] ]x = [-4, -2, 0, 2, 4] y = [a * 2 for a in x] print(y)# [-8, -4, 0, 4, 8]

• ?元組推導(dǎo)式

#推導(dǎo)式結(jié)構(gòu)( expr for value in collection [if condition] )a = (x for x in range(10)) print(a)# <generator object <genexpr> at 0x0000025BE511CC48>print(tuple(a))# (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

• 字典推導(dǎo)式

#推導(dǎo)式結(jié)構(gòu){ key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }b = {i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0} print(b)# {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

• 集合推導(dǎo)式

#推導(dǎo)式結(jié)構(gòu){ expr for value in collection [if condition] }c = {i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]} print(c)# {1, 2, 3, 4, 5, 6}

V.異常處理

異常就是運(yùn)行期檢測(cè)到的錯(cuò)誤。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言針對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤定義了異常類型，某種錯(cuò)誤引發(fā)對(duì)應(yīng)的異常時(shí)，異常處理程序?qū)⒈粏?dòng)，從而恢復(fù)程序的正常運(yùn)行。

1.Python標(biāo)準(zhǔn)異常總結(jié)

• BaseException：所有異常的?基類
• Exception：常規(guī)異常的?基類
• StandardError：所有的內(nèi)建標(biāo)準(zhǔn)異常的基類
• ArithmeticError：所有數(shù)值計(jì)算異常的基類
• FloatingPointError：浮點(diǎn)計(jì)算異常
• OverflowError：數(shù)值運(yùn)算超出最大限制
• ZeroDivisionError：除數(shù)為零
• AssertionError：斷言語(yǔ)句（assert）失敗
• AttributeError：嘗試訪問(wèn)未知的對(duì)象屬性
• EOFError：沒(méi)有內(nèi)建輸入，到達(dá)EOF標(biāo)記
• EnvironmentError：操作系統(tǒng)異常的基類
• IOError：輸入/輸出操作失敗
• OSError：操作系統(tǒng)產(chǎn)生的異常（例如打開(kāi)一個(gè)不存在的文件）
• WindowsError：系統(tǒng)調(diào)用失敗
• ImportError：導(dǎo)入模塊失敗的時(shí)候
• KeyboardInterrupt：用戶中斷執(zhí)行
• LookupError：無(wú)效數(shù)據(jù)查詢的基類
• IndexError：索引超出序列的范圍
• KeyError：字典中查找一個(gè)不存在的關(guān)鍵字
• MemoryError：內(nèi)存溢出（可通過(guò)刪除對(duì)象釋放內(nèi)存）
• NameError：嘗試訪問(wèn)一個(gè)不存在的變量
• UnboundLocalError：訪問(wèn)未初始化的本地變量
• ReferenceError：弱引用試圖訪問(wèn)已經(jīng)垃圾回收了的對(duì)象
• RuntimeError：一般的運(yùn)行時(shí)異常
• NotImplementedError：尚未實(shí)現(xiàn)的方法
• SyntaxError：語(yǔ)法錯(cuò)誤導(dǎo)致的異常
• IndentationError：縮進(jìn)錯(cuò)誤導(dǎo)致的異常
• TabError：Tab和空格混用
• SystemError：一般的解釋器系統(tǒng)異常
• TypeError：不同類型間的無(wú)效操作
• ValueError：傳入無(wú)效的參數(shù)
• UnicodeError：Unicode相關(guān)的異常
• UnicodeDecodeError：Unicode解碼時(shí)的異常
• UnicodeEncodeError：Unicode編碼錯(cuò)誤導(dǎo)致的異常
• UnicodeTranslateError：Unicode轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤導(dǎo)致的異常

2.Python標(biāo)準(zhǔn)警告總結(jié)

• Warning：警告的基類
• DeprecationWarning：關(guān)于被棄用的特征的警告
• FutureWarning：關(guān)于構(gòu)造將來(lái)語(yǔ)義會(huì)有改變的警告
• UserWarning：用戶代碼生成的警告
• PendingDeprecationWarning：關(guān)于特性將會(huì)被廢棄的警告
• RuntimeWarning：可疑的運(yùn)行時(shí)行為(runtime behavior)的警告
• SyntaxWarning：可疑語(yǔ)法的警告
• ImportWarning：用于在導(dǎo)入模塊過(guò)程中觸發(fā)的警告
• UnicodeWarning：與Unicode相關(guān)的警告
• BytesWarning：與字節(jié)或字節(jié)碼相關(guān)的警告
• ResourceWarning：與資源使用相關(guān)的警告

3.try - except語(yǔ)句

''' try - except語(yǔ)句結(jié)構(gòu)如下：try:檢測(cè)范圍 except Exception[as reason]:出現(xiàn)異常后的處理代碼 ''' try:f = open('test.txt')print(f.read())f.close() except OSError:print('打開(kāi)文件出錯(cuò)')# 打開(kāi)文件出錯(cuò)

• 首先執(zhí)行try子句（即“檢測(cè)范圍”那塊代碼）
• 若無(wú)異常發(fā)生，則忽視except語(yǔ)句
• 若發(fā)生異常，那try子句的余下部分會(huì)被忽略。同時(shí)如果異常的類型和except后的異常類型相同，則會(huì)執(zhí)行except子句
• 如果一個(gè)異常沒(méi)有與任何的except匹配，這個(gè)異常將會(huì)被傳遞到上層的try中
• 一個(gè)try語(yǔ)句可能包含多個(gè)except子句，分別來(lái)處理不同的特定的異常。最多只有一個(gè)分支會(huì)被執(zhí)行
• 一個(gè)except子句可以同時(shí)處理多個(gè)異常，這些異常將被放在一個(gè)括號(hào)里成為一個(gè)元組。

4.try - except - finally語(yǔ)句

無(wú)論try子句執(zhí)行時(shí)有沒(méi)有發(fā)生異常，最終都會(huì)執(zhí)行finally子句。如果執(zhí)行try子句時(shí)發(fā)生異常，且沒(méi)有任何except語(yǔ)句把異常攔截的話，會(huì)先執(zhí)行finally子句再拋出異常。結(jié)構(gòu)為：

try:檢測(cè)范圍 except:出現(xiàn)異常后的處理代碼 finally:無(wú)論結(jié)果如何都執(zhí)行這塊代碼

5.try - except - else語(yǔ)句

如果在執(zhí)行try子句時(shí)沒(méi)有發(fā)生異常，則執(zhí)行else子句。結(jié)構(gòu)為：

try:檢測(cè)范圍 except:出現(xiàn)異常后的處理代碼 else:如果沒(méi)有異常執(zhí)行這塊代碼

6.raise語(yǔ)句

raise語(yǔ)句用于拋出一個(gè)指定的異常。例如：

try:raise NameError('HiThere') except NameError:print('An exception flew by!')# An exception flew by!

三、學(xué)習(xí)問(wèn)題與解答

在學(xué)習(xí)Task1時(shí)，出現(xiàn)的主要問(wèn)題在于對(duì)位運(yùn)算的不了解，例如在用位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)整數(shù)集合時(shí)，就不知道為什么那些整數(shù)集合可以表示為01的長(zhǎng)串信息。通過(guò)在網(wǎng)上搜索才了解到是以01長(zhǎng)串的位置來(lái)表示這個(gè)整數(shù)位置上的符號(hào)是否是1來(lái)表示這個(gè)整數(shù)在不在集合里，然后那些運(yùn)算也就能看明白了。

四、學(xué)習(xí)思考與總結(jié)

現(xiàn)在還有的問(wèn)題基本上都是例程里出現(xiàn)的一些陌生的函數(shù)方法不知道什么作用，我還需要通過(guò)繼續(xù)學(xué)習(xí)才能弄明白。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的阿里云天池 Python训练营Task1：从变量到异常处理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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