Python cheatsheet 速查表

来源:https://www.cnblogs.com/zhaoqingqing/p/18403146
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Python 速查表中文版 本手冊是 Python cheat sheet 的中文翻譯版。原作者：Arianne Colton and Sean Chen([email protected]) 編譯：ucasFL 目錄 常規 數值類類型 數據結構 函數 控制流 面向對象編程 ...


Python 速查表中文版

目錄

常規

  • Python 對大小寫敏感
  • Python 的索引從 0 開始
  • Python 使用空白符（製表符或空格）來縮進代碼，而不是使用花括弧

獲取幫助

  • 獲取主頁幫助：help()
  • 獲取函數幫助：help(str.replace)
  • 獲取模塊幫助：help(re)

模塊(庫)

Python的模塊只是一個簡單地以 .py 為尾碼的文件。

  • 列出模塊內容：dir(module1)
  • 導入模塊：import module
  • 調用模塊中的函數：module1.func1()

註：import語句會創建一個新的命名空間(namespace)，並且在該命名空間內執行.py文件中的所有語句。如果你想把模塊內容導入到當前命名空間，請使用from module1 import *語句。

數值類類型

查看變數的數據類型：type(variable)

六種經常使用的數據類型

  1. int/long：過大的 int 類型會被自動轉化為 long 類型

  2. float：64 位，Python 中沒有 double 類型

  3. bool：真或假

  4. str：在 Python 2 中預設以 ASCII 編碼，而在 Python 3 中預設以 Unicode 編碼

    • 字元串可置於單/雙/三引號中

    • 字元串是字元的序列，因此可以像處理其他序列一樣處理字元串

    • 特殊字元可通過 \ 或者首碼 r 實現：

      str1 = r'this\f?ff'

    • 字元串可通過多種方式格式化：

      template = '%.2f %s haha $%d';
str1 = template % (4.88, 'hola', 2)

  5. NoneType(None)：Python “null”值（None對象只存在一個實例）

    • None不是一個保留關鍵字，而是NoneType的一個唯一實例

    • None通常是可選函數參數的預設值：

      def func1(a, b, c=None)

    • None的常見用法：

      if variable is None :

  6. datetime：Python內置的datetime模塊提供了datetime、data以及time類型。

    • datetime組合了存儲於date和time中的信息
    # 從字元串中創建 datetime
dt1 = datetime.strptime('20091031', '%Y%m%d')
# 獲取 date 對象
dt1.date()
# 獲取 time 對象
dt1.time()
# 將 datetime 格式化為字元串
dt1.strftime('%m/%d/%Y%H:%M')
# 更改欄位值
dt2 = dt1.replace(minute=0, second=30)
# 做差, diff 是一個 datetime.timedelta 對象
diff = dt1 - dt2

註：

  • str、bool、int和float同時也是顯式類型轉換函數。
  • 除字元串和元組外，Python 中的絕大多數對象都是可變的。

數據結構

註：所有的“非只讀(non-Get)”函數調用，比如下麵例子中的list1.sort()，除非特別聲明，都是原地操作(不會創建新的對象)。

元組

元組是 Python 中任何類型的對象的一個一維、固定長度、不可變的序列。

# 創建元組
tup1 = 4, 5, 6
tup1 = (6, 7, 8)
# 創建嵌套元組
tup1 = (4, 5, 6), (7, 8)
# 將序列或迭代器轉化為元組
tuple([1, 0, 2])
# 連接元組
tup1 + tup2
# 解包元組
a, b, c = tup1

元組應用：

# 交換兩個變數的值
a, b = b, a

列表

列表是 Python 中任何類型的對象的一個一維、非固定長度、可變（比如內容可以被修改）的序列。

# 創建列表
list1 = [1, 'a', 3]
list1 = list(tup1)
# 連接列表
list1 + list2
list1.extend(list2)
# 追加到列表的末尾
list1.append('b')
# 插入指定位置
list1.insert(PosIndex, 'a')
# 反向插入，即彈出給定位置的值/刪除
ValueAtIdx = list1.pop(PosIndex)
# 移除列表中的第一個值, a 必須是列表中第一個值
list1.remove('a')
# 檢查成員
3 in list1 => True or False
# 對列表進行排序
list1.sort()
# 按特定方式排序
list1.sort(key=len) # 按長度排序
  • 使用 + 連接列表會有比較大的開支，因為這個過程中會創建一個新的列表，然後複製對象。因此，使用extend()是更明智的選擇。
  • insert和append相比會有更大的開支（時間/空間）。
  • 在列表中檢查是否包含一個值會比在字典和集合中慢很多，因為前者需要進行線性掃描，而後者是基於哈希表的，所以只需要花費常數時間。

內置的bisect模塊

  • 對一個排序好的列表進行二分查找或插入

  • bisect.bisect找到元素在列表中的位置，bisect.insort將元素插入到相應位置。

  • 用法：

    import bisect
list1 = list(range(10))
#找到 5 在 list1 中的位置，從 1 開始，因此 position = index + 1
bisect.bisect(list1, 5)
#將 3.5 插入 list1 中合適位置
bisect.insort(list1, 3.5)

註：bisect 模塊中的函數並不會去檢查列表是否排序好，因為這會花費很多時間。所以，對未排序好的列表使用這些函數也不會報錯，但可能會返回不正確的結果。

針對序列類型的切片

序列類型包括str、array、tuple、list等。

用法：

list1[start:stop]
# 如果使用 step
list1[start:stop:step]

註：

  • 切片結果包含 start 索引，但不包含 stop 索引
  • start/stop 索引可以省略，如果省略，則預設為序列從開始到結束，如 list1 == list1[:] 。

step 的應用：

# 取出奇數位置的元素
list1[::2]
# 反轉字元串
str1[::-1]

字典（哈希表）

# 創建字典
dict1 = {'key1': 'value1', 2: [3, 2]}
# 從序列創建字典
dict(zip(KeyList, ValueList))
# 獲取/設置/插入元素
dict1['key1']
dict1['key1'] = 'NewValue'
# get 提供預設值
dict1.get('key1', DefaultValue)
# 檢查鍵是否存在
'key1' in dict1
# 獲取鍵列表
dict1.keys()
# 獲取值列表
dict1.values()
# 更新值
dict1.update(dict2)  # dict1 的值被 dict2 替換
  • 如果鍵不存在，則會出現 KeyError Exception 。
  • 當鍵不存在時，如果 get()不提供預設值則會返回 None 。
  • 以相同的順序返回鍵列表和值列表，但順序不是特定的，也就是說極大可能非排序。

有效字典鍵類型

  • 鍵必須是不可變的，比如標量類型(int、float、string)或者元組（元組中的所有對象也必須是不可變的）。
  • 這兒涉及的技術術語是“可哈希(hashability)”。可以用函數hash()來檢查一個對象是否是可哈希的，比如 hash('This is a string')會返回一個哈希值，而hash([1,2])則會報錯（不可哈希）。

集合

  • 一個集合是一些無序且唯一的元素的聚集；

  • 你可以把它看成只有鍵的字典；

    # 創建集合
set([3, 6, 3])
{3, 6, 3}
# 子集測試
set1.issubset(set2)
# 超集測試
set1.issuperset(set2)
# 測試兩個集合中的元素是否完全相同
set1 == set2

  • 集合操作

    • 並（或）：set1 | set2
    • 交（與）：set1 & set2
    • 差：set1 - set2
    • 對稱差（異或）：set1 ^ set2

函數

Python 的函數參數傳遞是通過引用傳遞。

  • 基本形式

    def func1(posArg1, keywordArg1=1, ..)

    註：

    • 關鍵字參數必須跟在位置參數的後面；
    • 預設情況下，Python 不會“延遲求值”，表達式的值會立刻求出來。

  • 函數調用機制

    1. 所有函數均位於模塊內部作用域。見“模塊”部分。
    2. 在調用函數時，參數被打包成一個元組和一個字典，函數接收一個元組args和一個字典kwargs，然後在函數內部解包。

  • “函數是對象”的常見用法：

    def func1(ops = [str.strip, user_define_func, ..], ..):
    for function in ops:
        value = function(value)

返回值

  • 如果函數直到結束都沒有return語句，則返回None。

  • 如果有多個返回值則通過一個元組來實現。

    return (value1, value2)
value1, value2 = func1(..)

匿名函數（又稱 LAMBDA 函數）

  • 什麼是匿名函數？

    匿名函數是一個只包含一條語句的簡單函數。

    lambda x : x * 2
# def func1(x) : return x * 2

  • 匿名函數的應用：“柯里化(curring)”，即利用已存在函數的部分參數來派生新的函數。

    ma60 = lambda x : pd.rolling_mean(x, 60)

一些有用的函數（針對數據結構）

  1. Enumerate 返回一個序列(i, value)元組，i 是當前 item 的索引。

    for i, value in enumerate(collection):
    • 應用：創建一個序列中值與其在序列中的位置的字典映射（假設每一個值都是唯一的）。

  2. Sorted 可以從任意序列中返回一個排序好的序列。

    sorted([2, 1, 3]) => [1, 2, 3]

    • 應用：

      sorted(set('abc bcd')) => [' ', 'a', 'b', 'c', 'd']
# 返回一個字元串排序後無重覆的字母序列

  3. Zip 函數可以把許多列表、元組或其他序列的元素配對起來創建一系列的元組。

    zip(seq1, seq2) => [('seq1_1', 'seq2_1'), (..), ..]

    • zip()可以接收任意數量的序列作為參數，但是產生的元素的數目取決於最短的序列。

    • 應用：多個序列同時迭代：

      for i, (a, b) in enumerate(zip(seq1, seq2)):

    • unzip：另一種思考方式是把一些行轉化為一些列：

      seq1, seq2 = unzip(zipOutput)

  4. Reversed 將一個序列的元素以逆序迭代。

    list(reversed(range(10)))

    reversed() 會返回一個迭代器，list() 使之成為一個列表。

控制流

  1. 用於 if-else 條件中的操作符：

    var1 is var2  # 檢查兩個變數是否是相同的對象

var1 is not var2  # 檢查兩個變數是否是不同的對象

var1 == var2  # 檢查兩個變數的值是否相等

    註：Python 中使用 and、or、not 來組合條件，而不是使用 &&、||、! 。

  2. for迴圈的常見用法：

    for element in iterator:  # 可迭代對象（list、tuple）或迭代器
    pass

for a, b, c in iterator:  # 如果元素是可以解包的序列
    pass

  3. pass：無操作語句，在不需要進行任何操作的塊中使用。

  4. 三元表達式，又稱簡潔的 if-else，基本形式：

    value = true-expr if condition else false-expr

  5. Python 中沒有 switch/case 語句，請使用 if/elif。

面向對象編程

  1. 對象是 Python 中所有類型的根。

  2. 萬物（數字、字元串、函數、類、模塊等）皆為對象，每個對象均有一個“類型(type)”。對象變數是一個指向變數在記憶體中位置的指針。

  3. 所有對象均會被引用計數。

    sys.getrefcount(5) => x
a = 5, b = a
# 上式會在等號的右邊創建一個對象的引用，因此 a 和 b 均指向 5
sys.getrefcount(5)
=> x + 2
del(a); sys.getrefcount(5) => x + 1

  4. 類的基本形式：

    class MyObject(object):
    # 'self' 等價於 Java/C++ 中的 'this'
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def memberFunc1(self, arg1):
        pass
    @staticmethod
    def classFunc2(arg1):
        pass
obj1 = MyObject('name1')
obj1.memberFunc1('a')
MyObject.classFunc2('b')

  5. 有用的互動式工具：

    dir(variable1)  # 列出對象的所有可用方法

常見字元串操作

# 通過分隔符連接列表/元組
', '.join([ 'v1', 'v2', 'v3']) => 'v1, v2, v3'

# 格式化字元串
string1 = 'My name is {0}　{name}'
newString1 = string1.format('Sean', name =　'Chen')

# 分裂字元串
sep = '-';
stringList1 =　string1.split(sep)

# 獲取子串
start = 1;
string1[start:8]

# 補 '0' 向右對齊字元串
month = '5';
month.zfill(2) => '05'
month = '12';
month.zfill(2) => '12'
month.zfill(3) => '012'

異常處理

  1. 基本形式：

    try:
    pass
except ValueError as e:
    print e
except (TypeError, AnotherError):
    pass
except:
    pass
finally:
    pass  # 清理，比如 close db;

  2. 手動引發異常：

    raise AssertionError  # 斷言失敗
raise SystemExit
# 請求程式退出
raise RuntimeError('錯誤信息 :..')

列表、字典以及元組的推導表達式

使代碼更加易讀易寫的語法糖。

  1. 列表推導

    • 用一個簡練的表達式，通過篩選一個數據集並且轉換經過篩選的元素的方式來簡明地生成新列表。

    • 基本形式：

      [expr for val in collection if condition]

    等價於

    result = []
for val in collection:
    if condition:
        result.append(expr)

    可以省略過濾條件，只留下表達式。

  2. 字典推導

    • 基本形式：

      {key-expr : value-expr for value in collection if condition}

  3. 集合推導

    • 基本形式：和列表推導一樣，不過是用 () 而不是 [] 。

  4. 嵌套列表

    • 基本形式：

      [expr for val in collection for innerVal in val if condition]

單元測試

Python自帶unittest模塊，可供我們編寫單元測試。

import unittest

我們可以編寫繼承於unittest.TestCase測試類的子類，併在子類中編寫具體的測試函數。測試函數命必須以test_開頭，否則不會被識別為測試函數，進而不會在運行單元測試時被運行。

class TestSubclass(unittest.TestCase):

    def test_func(self):
        self.assertEqual(0, 0)
        # 可以通過msg關鍵字參數提供測試失敗時的提示消息
        self.assertEqual(0, 0, msg='modified message')
        self.assertGreater(1, 0)
        self.assertIn(0, [0])
        self.assertTrue(True)
        # 測試是否會拋出異常
        with self.assertRaises(KeyError):
            _ = dict()[1]

    # 被@unittest.skip裝飾器裝飾的測試類或測試函數會被跳過
    @unittest.skip(reason='just skip')
    def test_skip(self):
        raise Exception('I shall never be tested')

另外，unittest.TestCase中還有兩個特殊的成員函數，他們分別會在調用每一個測試函數的前後運行。在測試前連接資料庫併在測試完成後斷開連接是一種常見的使用場景。

def setUp(self):
    # To do: connect to the database
    pass

def tearDown(self):
    # To do: release the connection
    pass

def test_database(self):
    # To do: test the database
    pass

測試類編寫完畢後，可以通過添加以下代碼來將當前文件當成正常的Python腳本使用

if __name__ == '__main__':
  unittest.main()

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