Learning Python

（4th Edition）

Python學習手冊

第4版

Mark Lutz著

李軍 劉紅偉等譯

O’REILLY Media, Inc

機械工業出版社

其實，我原先是不準備做這個筆記的，感覺程式設計這是技術性問題，多練即可，無奈大腦記性不佳，且技術之間的關係又沒有搞清楚，故特作此筆記，以圖理清脈絡，加強記憶。

這篇筆記不會像以前那樣詳細，只是作為個人一種梳理、助記工具而已。

話說該作者挺為初學者著想的，全面詳細，美中不足的是話有些重複。

一個多星期讀完這本書，我好佩服自己啊！！！

型別和運算

1. 程式由模組構成。
2. 模組包含語句。
3. 語句包含表示式。
4. 表示式建立並處理物件。

核心資料型別

數字

字串

列表

字典

字典檢視

元組

檔案

集合

動態型別

變數在賦值是建立，可以引用任何型別的物件，並且必須在引用之前賦值

變數是一個系統表的元素，擁有指向物件的連線的空間。

物件是分配的一塊記憶體，有足夠的空間去表示它們代表的值。

引用是自動形成的從變數到物件的指標。

型別屬於物件，其頭部有一個型別識別符號和一個引用計數器。

引用計數器為零時，該物件的記憶體空間會被回收。

作為一種優化，Python會快取不變的物件（通常是小的整數和小的字串）並對其複用。

共享引用——多個變數名引用了同一個物件。當物件是不變物件時，修改其中一個變數不會影響到另外一個，但物件是可變物件時，原處修改則會影響到。

內建型別陷阱

賦值產生引用，而不是拷貝

重複能夠增加層次深度

留意迴圈資料結構

不可變型別不可以在原處改變

語句和語法

賦值、表示式和列印

賦值

賦值語句執行時，python會建立相應的臨時資料型別儲存右側變數原始的值

Python 3.0中的擴充套件序列解包，*號會使變數匹配剩下的內容

If測試和語法規則

布林運算時，有短路規則，返回的是短路時所測試的物件。

While和for迴圈

迴圈else語句用於非break語句跳出，注意其縮排。

內建的range函式返回一系列連續增加的整數，可作為for中的索引。

zip函式返回並行元素的元祖列表，可用於for中遍歷數個序列

。

enumerate函式產生偏移值及偏移值處的值

迭代器和解析，第一部分

一般情況下，“可迭代的”指支援iter的一個物件，“迭代器”值iter所返回的一個支援next(I)的物件。

for迴圈開始時，會通過它傳給iter內建函式，以便從中取得迭代器。

列表解析從語法上講，源於集合理論表示法中的一個結構【難道是我在高中學的那個】。通常其迭代是以C語言的速度執行。

文件

#註釋

dir函式

文件字串：__doc__

寫成字串，放在模組檔案、函式以及類語句的頂端的註釋

PyDoc：help函式

提取文件字串並且自動提取其結構化的資訊，並將其格式化成各種型別的排列友好的報表。

PyDoc：HTML報表

函式

函式基礎

def語句是實時執行的

作用域

作用域法則

內嵌的模組是全域性作用域。

全域性作用域的作用範圍僅限於單個檔案

每次對函式的呼叫都建立一個新的本地作用域

賦值的變數名除非宣告為全域性或非本地，否則均為本地

所有其他的變數名都快歸納為本地、全域性或內建的。

變數名解析：LEGB原則

當在函式中使用為認證的變數名時，會搜尋4個作用域，本地（L），上層函式的本地（E），全域性（G），內建（B，__builtin__標準庫模組），在第一個找到處停下。

當在函式中給一個變數名賦值時，Python總是建立或改變本地的變數名，除非已經宣告為全域性變數

在函式外給變數名賦值時，本地與全域性是相同的。

global語句

全域性變數如果在函式內被賦值的話，必須經過global宣告

全域性變數名在函式內部不經過宣告也可被引用

作用域和巢狀函式

巢狀函式能夠記住巢狀作用域的變數值，即使上層函式已經返回了。

nonlocal語句

將變數對映到上層函式作用域中的對應變數。

引數

在函式呼叫中，引數必去以此順序出現：任何位置引數（value），後面跟著任何關鍵字引數（name=value）和*sequence形式的組合，後面跟著**dict形式。

在函式頭部，引數必須以此順序出現：任何一般引數（name），緊跟著任何預設引數（name=value），如果有的話，後面是*name的形式，後面跟著name或name=value keyword-only引數，後面跟著**name形式。

引數匹配步驟

1. 通過位置分配非關鍵字引數
2. 通過匹配變數名分配關鍵字引數
3. 其他額外的非關鍵字引數分配到*name元祖中
4. 其他額外的關鍵字引數分配到**name字典中。
5. 用預設值分配給在頭部未得到分配的引數。

函式的高階話題

儘量用迴圈，而不是遞迴，因為for迴圈會自動迭代。

函式註解，編寫在def頭部行。引數：註解，引數列表->註解。

匿名函式：lambda

是一個表示式，不是一個語句。

主體是一個單個的表示式，不是程式碼塊。

迭代和解析，第二部分

列表解析通用結構 [expression for target1 in iterable1 [if condtion1] for target2 in iterable2 [if condition2]…]

重訪迭代器：生成器

生成器函式：編寫為常規的def語句，但使用yield語句一次返回一個結果，在每個結果之間掛起和繼續他們的狀態。yield語句編譯為生成器，呼叫時，返回一個支援自動建立__init__方法的迭代器

生成器表示式類似於列表解析，返回按需產生結果的一個物件。括在圓括號中而不是方括號中。

模組

模組：巨集偉藍圖

import如何工作

第一次匯入指定檔案時，會執行三個步驟。1、找到模組檔案。2、編譯成位碼（需要時）。3、執行模組的程式碼來建立所定義的物件。

模組搜尋路徑

sys.path包括四個部分：

1. 程式的主目錄
2. PYTHONPATH目錄
3. 標準連結庫目錄
4. 任何.pth檔案的目錄

模組程式碼編寫基礎

import和from是賦值語句

import將整個模組物件賦給一個變數名

from將一個或多個變數名賦給另一模組中同名的物件

匯入和作用域

函式絕對無法看見其他函式內的變數名，除非它在處於這個函式內

模組程式程式碼絕對無法看見其他模組內的變數名，除非明確地進行了匯入

過載模組

reload函式強制已載入的模組程式碼重新載入並重新執行。新的程式碼的賦值語句會在適當的地方修改現有的模組物件。

模組包

Python程式碼的目錄稱為包

包和搜尋路徑設定

包所在的容器目錄應在模組搜尋路徑中

__init__.py包檔案

包匯入路徑中的每個目錄內都必須有__init__.py檔案

包首次匯入時，會自動執行該檔案

可為目錄所建立的模組物件提供名稱空間，包含所賦值的所有變數名

使用__all__列表，定義目錄以from*語句形式匯入時，需要匯出什麼。

包相對匯入

Python 3.0中的變化

修改了模組匯入搜尋路徑語義，以預設地跳過包自己的目錄。到如只是檢查搜尋路徑的其他元件。這叫做“絕對”匯入。

擴充套件了from語句的語法，以允許顯式地要求匯入值搜尋包的目錄。這叫做“相對”匯入。

高階模組話題

最小化from*的破壞：_X和__all__

_X會阻止from*匯入此變數名

__all__列表列出了from*語句要匯出的變數

Import語句和from語句的as擴充套件

若要過載from語句匯入的變數，需先過載該模組（若該模組沒有匯入的話，需先匯入，再過載），再重新執行from語句。

類和OOP

類程式碼編寫基礎

類產生多個例項物件

類物件提供預設行為

Class語句建立類物件並將其賦值給變數名

Class語句的賦值語句會建立類的屬性

類屬性提供物件的狀態和行為

例項物件是具體的元素

像函式那樣呼叫類物件會建立新的例項物件

每個例項物件繼承類的屬性並獲得了自己的名稱空間

在方法內對self屬性做賦值運算會產生每個例項自己的屬性

類通過繼承進行定製

超類列在了類開頭的括號中

類從其超類中繼承屬性

例項會繼承所有可讀取類的屬性

每個object.attribute都會開啟新的獨立搜尋

邏輯的修改是通過建立子類，而不是修改超類

類可以截獲Python運算子

以雙下劃線命名的方法（__X__）是特殊鉤子

當例項出現在內建運算時，這類方法會自動呼叫

類可覆蓋多數內建型別運算

運算子覆蓋方法沒有預設值，而且也不需要

運算子可讓Python的物件模型相整合

更多例項

步驟1：建立例項

編寫建構函式

以兩種方式使用程式碼：作為模組檔案或作為指令碼使用__name__執行測試程式碼

步驟2：新增行為方法

編寫方法

封裝，把操作邏輯包裝到介面之和

步驟3；運算子過載

提供列印顯示

步驟4：通過子類定製行為

編寫子類

擴充套件方法，呼叫超類的方法

繼承、定製和擴充套件

步驟5：定製建構函式

步驟6：使用內省工具

instance.__class__

object.__dict__

步驟7：把物件儲存到資料庫中

Pickle和Shelve

pickle：任意Python物件和位元組串之間的序列化

dbm：實現一個可通過鍵訪問的檔案系統，以儲存字串

shelve：使用另外兩個模組按照鍵把Python物件儲存到一個檔案中

類程式碼編寫細節

運算子過載

建構函式和表示式：__init__和__sub__

索引和分片：__getitem__和__setitem__

攔截分片slice()

索引迭代：__getitem__

迭代器物件：__iter__和__next__

所有迭代環境會先嚐試__iter__方法，再嘗試__getitem__方法。

當迭代器返回自身時，只支援一個活躍的迭代器。反之，則可支援獨立位置的多個活躍迭代器。

成員關係：__contains__、__iter__和__getitem__

優先順序如上所示

屬性引用：__getattr__和__setattr__

__getattr__攔截未定義的屬性

__repr__和__str__會返回字串表達形式

列印操作首先嚐試__str__和str內建函式

右側加法和原處加法：__radd__和__iadd__

只有+右側物件是類例項，左側不是時，才呼叫__radd__，其他所有情況下，由左側物件呼叫__add__方法。

Call表示式：__call__

當呼叫例項時，使用該方法。

比較：__It__、__gt__和其他方法

布林測試：__bool__和__len__

物件解構函式：__del__

類的設計

Python的OOP可概括三個概念:繼承、多型和封裝

應該吧程式程式碼寫成預期的物件介面，而不是特定的資料型別。

OOP和繼承：“是一個”關係

OOP和組合：“有一個”關係

OOP和委託：“包裝”物件

類的偽私有屬性

Class語句中開頭有兩個下劃線，但結尾沒有兩個下劃線的變數名自動擴張，_classname__x

方法是物件：繫結或無繫結

無繫結類方法物件：無self。通過對類進行點號運算從而獲取類的函式屬性。Python 3.0刪除了該概念。

繫結例項方法物件：self+函式對。通過對例項進行全運算從而獲取類的函式屬性

多重繼承：“混合”類

超類多於一個時，即為多重繼承

傳統類中，屬性搜尋深度優先

新式類（以及Python 3.0的所有類），屬性搜尋沿著樹層次，廣度優先

用__dict__列出例項屬性

用dir列出繼承的屬性

類的高階主題

擴充套件內建型別

通過嵌入擴充套件型別

通過子類擴充套件型別

新式類

（Python 3.0）所有類的繼承自object，所有物件都是object的例項

新式類變化

類和型別合併

繼承搜尋順序

針對內建函式的屬性獲取

新的高階工具

__slots__：只有其列表中的變數名可賦值為例項屬性

異常和工具

異常基礎

異常編碼細節

try/except/else語句

try下的程式碼代表主要動作，except定義異常的處理器，else子句提供無異常時的處理器

空的except子句捕捉一切異常，捕捉Exception的異常類似於此，但會忽略和系統退出有關的異常。

一旦捕捉了錯誤，控制權會在捕捉的地方繼續下去，即try語句之下，沒有直接的方式可以回到異常發生的地方。

try/finally語句

當控制權離開try程式碼塊時，Python先執行finally程式碼塊，然後才跳出。finally不會終止異常。

統一try/except/finally語句

raise語句

raise <instance>

raise <class>#Make and raise instance of class

raise 重新引發最近引發的異常，以傳播已經捕獲的異常。

Python 3.0異常鏈：raise from

assert語句（斷言）

with/as環境管理器

with expression [as variable]: with-block

expression返回一個支援環境管理器協議（有__enter__和__exit__方法）的物件。其__enter__方法的返回值會賦值給variable

若有異常被引發，__exit__（type，value，traceback）方法被呼叫，若其返回值為假，異常會重新引發，以傳播到with語句外。

沒有異常時，__exit__(None,None,None)會被呼叫。

異常物件

基於類的異常的特點：提供型別分類；附件狀態資訊；支援繼承。

異常的設計

巢狀異常處理器

關於sys.exc_info

有處理器處理時，返回（type、value和traceback）元組