第一个问题,什么是 Python ?根据 Python 之父 Guido van Rossum 的话,Python 是:
一种高级程序语言,其核心设计哲学是代码可读性和语法,能够让程序员用很少的代码来表达自己的想法.
对于我来说,学习 Python 的首要原因是,Python 是一种可以优雅编程的语言.它能够简单自然地写出代码和实现我的想法.
另一个原因是我们可以将 Python 用在很多地方:数据科学,web 开发和机器学习等都可以使用 Python 来开发.Quora,Pinterest 和 Spotify 都使用 Python 来进行他们的后端 Web 开发.那么让我们来学习一下 Python 吧.
Python 基础
1. 变量
你可以把变量想象成一个用来存储值的单词.我们看个例子.
Python 中定义一个变量并为它赋值是很容易的.假如你想存储数字 1 到变量 "one" ,让我们试试看:
超级简单吧?你只需要把值 1 分配给变量 "one" .
只要你想,你可以把任意的值赋给任何其他的变量.正如你从上面看到的那样,变量 "two" 存储整型变量 2 ,变量 "some_number" 存储 10000 .
除了整型,我们还可以使用布尔值(True/Flase),字符串,浮点型和其他数据类型.
1# booleanstrue_boolean = Truefalse_boolean = False# stringmy_name = "Leandro Tk"# floatbook_price = 15.80
2. 控制流程:条件语句
"If" 使用一个表达式来判断一个语句是 True 还是 False ,如果是 True ,那么执行 if 内的代码,例子如下:
2 比 1 大,所以 print 代码被执行.
当 "if" 里面的表达式是 false 时,"else" 语句将会执行.
1 比 2 小,所以 "else" 里面的代码会执行.
你也可以使用 "elif" 语句:
3. 循环和迭代
在 Python 中,我们可以用不同的形式进行迭代.我会说下 while 和 for.
While 循环:当语句是 True 时,while 内部的代码块会执行.所以下面这段代码会打印出 1 到 10 .
while 循环需要循环条件,如果条件一直是 True ,它将会一直迭代,当 num 的值为 11 时,循环条件为 false .
另一段代码可以帮你更好的理解 while 语句的用法:
循环条件是 True 所以会一直迭代,直到为 False .
For 循环:你可以在代码块上应用变量 "num" ,而 "for" 语句将为你迭代它.此代码将打印与 while 中相同的代码:从 1 到 10 .
瞧见没?这太简单了.i 的范围从 1 开始一直到第 11 个元素(10 是第十个元素)
List:集合 | 数组 | 数据结构
假如你想要在一个变量里存储整数 1 ,但是你也要存储 2 和 3 , 4 , 5 ...
不是用成百上千个变量,我有别的方法存储这些我想要存储的整数吗?你已经猜到了,确实有别的存储它们的方法.
列表是一个集合,它能够存储一列值(就像你想要存储的这些),那么让我们来用一下它:
这真的很简单.我们创建了一个叫做 my_integer 的数组并且把数据存到了里面.
也许你会问:"我要怎样获取数组里的值?"
问的好.列表有一个叫做索引的概念.第一个元素的下表是索引 0(0).第二个的索引是 1,以此类推,你应该明白的.
为了使它更加简洁,我们可以用它的索引代表数组元素.我画了出来:
用 Python 的语法,也很好去理解:
假如你不想存整数.你只想去存一些字符串,像你亲戚名字的列表.我的看起来是类似这样的:
它的原理跟存整数一样,很友好.
我们只学习了列表的索引是如何工作的,我还需要告诉你如何向列表的数据结构中添加一个元素(向列表中添加一个项目).
最常用的向列表中添加新数据的方法是拼接.我们来看一下它是如何使用的:
拼接超级简单,你仅需要把一个元素(比如 "有效的机器")作为拼接参数.
好了,关于列表的知识这些就够了,让我们来看一下其它的数据结构.
字典:Key-Value 数据结构
现在我们知道 List 是有索引的整型数字集合.但如果我们不像使用整型数字作为索引呢?我们可以用其他的一些数据结构,比如数字,字符串或者其他类型的索引.
让我们学习下字典这种数据结构.字典是一个键值对的集合.字典差不多长这样:
Key 是指向 value 的索引.我们如何访问字典中的 value 呢?你应该猜到了,那就是使用 key .我们试一下:
我们有个 key(age)value(24),使用字符串作为 key 整型作为 value .
我创建了一个关于我的字典,其中包含我的名字,昵称和国籍.这些属性是字典中的 key .
就像我们学过的使用索引访问 list 一样,我们同样使用索引(在字典中 key 就是索引)来访问存储在字典中的 value .
正如我们使用 list 那样,让我们学习下如何向字典中添加元素.字典中主要是指向 value 的 key .当我们添加元素的时候同样如此:
我们只需要将一个字典中的一个 key 指向一个 value .没什么难的,对吧?
迭代:通过数据结构进行循环
跟我们在 Python 基础中学习的一样,List 迭代十分简单.我们 Python 开发者通常使用 For 循环.我们试试看:
对于在书架上的每本书,我们打印(可以做任何操作)到控制台上.超级简单和直观吧.这就是 Python 的美妙之处.
对于哈希数据结构,我们同样可以使用 for 循环,不过我们需要使用 key 来进行:
上面是如何在字典中使用 For 循环的例子.对于字典中的每个 key ,我们打印出 key 和 key 所对应的 value .
另一种方式是使用 iteritems 方法.
我们命名两个参数为 key 和 value ,但是这不是必要的.我们可以随意命名.我们看下:
可以看到我们使用了 attribute 作为字典中 key 的参数,这与使用 key 命名具有同样的效果.真是太棒了!
类 & 对象
一些理论:
对象是对现实世界实体的表示,如汽车,狗或自行车. 这些对象有两个共同的主要特征:数据和行为.
汽车有数据,如车轮的数量,车门的数量和座位的空间,并且它们可以表现出其行为:它们可以加速,停止,显示剩余多少燃料,以及许多其他的事情.
我们将数据看作是面向对象编程中的属性和行为. 又表示为:
数据→ 属性和行为 → 方法
而类是创建单个对象的蓝图. 在现实世界中,我们经常发现许多相同类型的对象. 比如说汽车. 所有的汽车都有相同的构造和模型(都有一个引擎,轮子,门等).每辆车都是由同一套蓝图构造成的,并具有相同的组件.
Python 面向对象编程模式:ON
Python,作为一种面向对象编程语言,存在这样的概念:类和对象.
一个类是一个蓝图,是对象的模型.
那么,一个类是一个模型,或者是一种定义属性和行为的方法(正如我们在理论部分讨论的那样).举例来说,一个车辆类有它自己的属性来定义这个对象是个什么样的车辆.一辆车的属性有轮子数量,能源类型,座位容量和最大时速这些.
考虑到这一点,让我们来看看 Python 的类的语法:
上边的代码,我们使用 class 语句来定义一个类.是不是很容易?
对象是一个类的实例化,我们可以通过类名来进行实例化.
在这里,car 是类 Vehicle 的对象(或者实例化).
记得车辆类有四个属性:轮子的数量,油箱类型,座位容量和最大时速.当我们新建一个车辆对象时要设置所有的属性.所以在这里,我们定义一个类在它初始化的时候接受参数:
这个 init 方法.我们称之为构造函数.因此当我们在创建一个车辆对象时,可以定义这些属性.想象一下,我们喜欢 Tesla Model S ,所以我们想创建一个这种类型的对象.它有四个轮子,使用电能源,五座并且最大时时速是 250 千米(155 英里).我们开始创建这样一个对象:
四轮 + 电能源 + 五座 + 最大时速 250 千米.
所有的属性已经设置了.但我们该如何访问这些属性值呢?我们给对象发送消息以向其请求该值.我们称之为方法.它是对象的行为.让我们实现它:
这是两个方法 number_of_wheels 和 set_number_of_wheels 的实现.我们将其称为 getter & setter.因为第一个函数是获取属性值,第二个函数是给属性设置新的值.
在 Python 中,我们可以使用 @property (修饰符) 来定义 getters 和 setters.让我们看看实际代码:
并且我们可以将这些方法作为属性使用:
这和方法定义有轻微的不同.这里的方法是按照属性执行的.例如当我们设置新的轮胎数目时,我们并不将这两个看做参数,而是将数值 2 设置给 number_of_wheels.这是编写 python 风格的 getter 和 setter 代码的一种方式.
但我们也可以将该方法用于其他事项,例如 "make_noise" 方法.让我们看看:
当我们调用此方法时,它仅仅返回一个字符串 "VRRRRUUUUM."
封装: 隐藏信息
封装是一种限制直接访问对象数据和方法的机制.但与此同时,它使得在数据上操作更简单(对象的方法).
" 封装可被用于隐藏数据成员和成员函数.按照这个定义,封装意味着 对象 的内部表示一般在对象定义的外部视图中隐藏."?—?Wikipedia
对象的所有内部表示都对外部隐藏了.只有对象本身可以与其内部数据交互.
首先,我们需要理解公开的,非公开的实例变量和方法的工作原理.
公共实例变量
对于 Python 类,我们可以在我们的构造函数方法中初始化一个公共实例变量.让我们看看这个:
在这个构造方法中:
在这里,我们将 first_name 值作为参数应用于公共实例变量.
在类中:
在这里,我们不需要将 first_name 作为参数,所有的实例对象都有一个用 TK 初始化的类属性.
太酷了,现在我们已经了解到,我们可以使用公共实例变量和类属性.关于公共部分的另一个有趣的事情是我们可以管理变量值.我的意思是什么呢?我们的对象可以管理它的变量值:Get 和 Set 变量值.
还是在 Person 类中,我们想为它的 first_name 变量设置另一个值:
这就可以了,我们只是为 first_name 实例变量设置另一个值(kaio),并更新了值.就这么简单.因为这是一个公共变量,我们是可以这么做的.
Non-public 实例变量
这里我们并没有使用术语 "private",因为在 Python 中所有属性都不是真的私有的(没有通常不必要的工作量).?— PEP 8
作为 public instance variable(公共实例变量),我们可以在构造方法或类内部定义 non-public instance variable (非公共实例变量).语法上的区别是:对于 non-public instance variables (非公共实例变量),在变量名前使用下划线 (_).
"除了从对象内部外无法被访问的'Private'实例变量在 Python 中并不存在.然而,这里有一个多数 Python 代码都会遵守的惯例:使用下划线作为前缀的命名 (例如 _spam) 应该被认为是 API 的非公开部分(不管是函数,方法还是数据成员)"?— Python 软件基础
这里是示例代码:
你看到了 email 变量了吗?这就是我们如何定义非公共变量的方法:
我们可以访问并更新它.非公共变量仅仅是一个惯用法,并且应该被当做 API 的非公共部分.
所以我们使用一个在类定义内部的方法来实现该功能.让我们实现两个方法 (email 和 update_email) 以加深理解:
现在我们可以使用这两个方法来更新及访问非公开变量了.示例如下
1. 我们使用 first_name TK 和 email tk@mail.com 初始化了一个新对象
2. 使用方法访问非公开变量 email 并输出它
3. 尝试在类外部设置一个新的 email
4. 我们需要将非公开变量视为 API 的非公开部分
5. 使用我们的实例方法来更新非公开变量
6. 成功! 我们使用辅助方法在类内部更新了它.
公共方法
对于公共方法,我们也可以在类中使用它们:
让我们来测试一下:
很好 - 我们在类中使用它没有任何问题.
非公共方法
但是用非公开的方法,我们无法做到这一点. 如果我们想实现相同的 Person 类,现在使用有下划线(_)的 show_age 非公共方法.
现在,我们将尝试用我们的对象来调用这个非公共的方法:
我们可以访问和更新它. 非公共的方法只是一个惯例,应该被视为 API 的非公开部分.
以下是我们如何使用它的一个例子:
这里有一个 _get_age 非公共方法和一个 show_age 公共方法. show_age 可以被我们的对象(不在我们的类中)使用,而 _get_age 只用在我们的类定义里面使用(在 show_age 方法里面). 但是同样的,这样的做法通常是惯例.
封装小结
通过封装,我们可以确保对象的内部表示是对外部隐藏的.
继承:行为和特征
某些物体有一些共同之处:它们的行为和特征.
例如,我继承了我父亲的一些特征和行为.我继承了他的眼睛和头发的特征,以及他的急躁和内向的行为.
在面向对象编程中,类可以继承另一个类的共同特征(数据)和行为(方法).
我们来看另一个例子,并用 Python 实现它.
想象一下汽车.车轮数量,座位容量和最大速度都是一辆车的属性.我们可以说 ElectricCar 类从普通的 Car 类继承了这些相同的属性.
我们 Car 类的实现:
一旦初始化,我们就可以使用所有创建的实例变量.太棒了.
在 Python 中,我们将父类作为子的参数来进行继承. ElectricCar 类可以继承我们的 Car 类.
就这么简单.我们不需要实现任何其他方法,因为这个类已经完成了父类的继承(继承自 Car 类).我们来证明一下:
干的漂亮.
作者:尚硅谷面试官宋红康
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來源:简书
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