Python 语法速览与实战清单

表达式与控制流

条件选择

Python 中使用 if、elif、else 来进行基础的条件选择操作：

if condition:
    pass
elif other_condition:
    pass
else:
    pass

Python 同样支持三元条件运算符 (ternary conditional operator)：

result = a if condition else b

也可以使用 Tuple 来实现类似的效果：

result = (false_val, true_val)[condition]

循环遍历

for-in 可以用来遍历数组与字典：

my_list = [1, 2, 3]
for item in my_list:
    print(item)

my_dict = {'a': 1, 'b': 2}
for key, value in my_dict.items():
    print(key, value)

如果我们希望使用数字序列进行遍历，可以使用 Python 内置的 range 函数：

for i in range(5):
    print(i)

基本数据类型

可以使用内建函数进行强制类型转换（Casting）：

int('10')      # 10
float('10.5')  # 10.5
str(10)        # '10'

Number: 数值类型

x = 10         # int
y = 10.5       # float
z = 1 + 2j     # complex

布尔类型

Python 提供了常见的逻辑操作符，不过需要注意的是 Python 中并没有使用 &&、|| 等，而是直接使用了英文单词。

True and False  # False
True or False   # True
not True        # False

String: 字符串

Python 2 中支持 Ascii 码的 str() 类型，独立的 unicode() 类型，没有 byte 类型；而 Python 3 中默认的字符串为 utf-8 类型，并且包含了 byte 与 bytearray 两个字节类型。

Python 字符串支持分片、模板字符串等常见操作：

s = "Hello World"
s[0:5]           # 'Hello'
s.upper()        # 'HELLO WORLD'
f"Value is {1+1}" # 'Value is 2'

如果需要判断是否包含某个子字符串，或者搜索某个字符串的下标：

"World" in s     # True
s.find("World")  # 6

Regex: 正则表达式

下面列举了常见的表达式使用场景：

import re
pattern = r'\d+'
text = 'Phone: 123456'
re.search(pattern, text).group()  # '123456'

集合类型

List: 列表

Operation: 创建增删

list 是基础的序列类型：

lst = [1, 2, 3]
lst.append(4)          # [1, 2, 3, 4]
lst.extend([5, 6])     # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

可以使用 pop、slices、del、remove 等移除列表中元素：

lst.pop()              # 移除最后一个
lst.remove(1)          # 移除值为 1 的元素
del lst[0]             # 删除索引 0 的元素

Iteration: 索引遍历

你可以使用基本的 for 循环来遍历数组中的元素：

for i, val in enumerate(lst):
    print(i, val)

Python 也支持切片（Slices）：

lst[1:3]               # 获取索引 1 到 2 的元素
lst[::-1]              # 反转列表

Comprehensions: 变换

Python 中同样可以使用 map、reduce、filter，map 用于变换数组：

list(map(lambda x: x*2, [1, 2, 3]))  # [2, 4, 6]

reduce 用于进行归纳计算：

from functools import reduce
reduce(lambda x, y: x+y, [1, 2, 3, 4])  # 10

filter 则可以对数组进行过滤：

list(filter(lambda x: x>2, [1, 2, 3, 4]))  # [3, 4]

字典类型

创建增删

d = {'a': 1, 'b': 2}
d['c'] = 3

如果需要合并两个或者多个字典类型：

d1 = {'a': 1}
d2 = {'b': 2}
d1.update(d2)  # {'a': 1, 'b': 2}

索引遍历

可以根据键来直接进行元素访问：

d.get('a')     # 1
d['a']         # 1

可以使用 for-in 来遍历数组：

for k, v in d.items():
    print(k, v)

其他序列类型

集合

s = {1, 2, 3}
s.add(4)

函数

函数定义

Python 中的函数使用 def 关键字进行定义，譬如：

def greet(name):
    return f"Hello, {name}"

Python 支持运行时创建动态函数，也即是所谓的 lambda 函数：

add = lambda x, y: x + y

参数

Option Arguments: 不定参数

def func(*args, **kwargs):
    print(args, kwargs)

生成器

def gen():
    yield 1
    yield 2

装饰器

装饰器是非常有用的设计模式：

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Before")
        func()
        print("After")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello")

类与对象

类定义

Python 中对于类的定义也很直接：

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

Managed Attributes: 受控属性

class Person:
    @property
    def name(self):
        return self._name
    
    @name.setter
    def name(self, value):
        self._name = value

类方法与静态方法

class Math:
    @staticmethod
    def add(x, y):
        return x + y
    
    @classmethod
    def info(cls):
        return cls.__name__

对象

实例化

obj = MyClass(10)

属性操作

Python 中对象的属性不同于字典键，可以使用点运算符取值，直接使用 in 判断会存在问题：

hasattr(obj, 'value')  # True
getattr(obj, 'value')  # 10
setattr(obj, 'value', 20)

异常与测试

异常处理

Context Manager - with

with 常用于打开或者关闭某些资源：

try:
    with open('file.txt', 'r') as f:
        content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("File not found")

单元测试

import unittest

class TestMath(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        self.assertEqual(Math.add(1, 2), 3)

存储

文件读写

路径处理

Python 内置的 file 关键字会指向当前文件的相对路径，可以根据它来构造绝对路径，或者索引其他文件：

import os
os.path.abspath(__file__)

可以使用 listdir、walk、glob 模块来进行文件枚举与检索：

import glob
files = glob.glob('*.txt')

简单文件读写

with open('test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello World')

复杂格式文件

JSON

import json
data = {'key': 'value'}
json_str = json.dumps(data)
parsed = json.loads(json_str)

XML

我们可以使用 lxml 来解析与处理 XML 文件，本部分即对其常用操作进行介绍。lxml 支持从字符串或者文件中创建 Element 对象：

from lxml import etree
root = etree.fromstring('<root><child/></root>')

其提供了迭代器以对所有元素进行遍历：

for child in root.iter():
    print(child.tag)

lxml 支持以 XPath 查找元素，不过需要注意的是，XPath 查找的结果是数组，并且在包含命名空间的情况下，需要指定命名空间：

root.xpath('//child')

lxml 提供了 insert、append 等方法进行元素操作：

new_elem = etree.Element('new')
root.append(new_elem)

Excel

可以使用 xlrd 来读取 Excel 文件，使用 xlsxwriter 来写入与操作 Excel 文件。

文件系统

对于高级的文件操作，我们可以使用 Python 内置的 shutil：

import shutil
shutil.copy('src.txt', 'dst.txt')

网络交互

Requests

Requests 是优雅而易用的 Python 网络请求库：

import requests
response = requests.get('https://api.example.com')
print(response.status_code)

数据存储

MySQL

import pymysql
conn = pymysql.connect(host='localhost', user='user', password='pass', db='db')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute('SELECT * FROM table')

以上涵盖了 Python 核心语法及常用库的实战用法。