Python程式筆記20230306

来源:https://www.cnblogs.com/taurusxw/archive/2023/04/13/17315357.html
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判斷閏年 初始版本 year = input('請輸入一個年份：') while not year.isdigit(): year = input("抱歉，您的輸入有誤，請輸入一個整數：") year = int(year) if year % 400 == 0: print(year, "是閏年！ ...


判斷閏年

初始版本

year = input('請輸入一個年份：')

while not year.isdigit():
    year = input("抱歉，您的輸入有誤，請輸入一個整數：")

year = int(year)
if year % 400 == 0:
    print(year, "是閏年！")
else:
    if year % 4 == 0 and year % 100 != 0:
        print(year, "是閏年！")
    else:
        print(year, "不是閏年！")

isdigit()函數

isdigit() 是 Python 字元串對象的方法，用於判斷字元串是否只包含數字字元。該方法返回一個布爾值，如果字元串中所有字元都是數字，則返回 True，否則返回 False。如果字元串為空，則返回 False。

my_string = "12345"
print(my_string.isdigit()) # 輸出 True

my_string = "123abc"
print(my_string.isdigit()) # 輸出 False

my_string = ""
print(my_string.isdigit()) # 輸出 False

在實際編程中，可以使用 isdigit() 來檢查輸入的是否是數字，以確保輸入的是有效數據。例如，在一個需要輸入數字的程式中，可以使用 isdigit() 來驗證用戶的輸入是否為數字，如果不是，則提示用戶重新輸入。

優化版本

將判斷閏年的邏輯封裝到一個函數中，這樣使得程式結構更加清晰。另外，對於輸入的異常處理，可以考慮添加一個迴圈讓用戶在輸入錯誤時可以重新輸入，而不是只提示一次。這是一個修改後的版本：

def is_leap_year(year: int) -> bool:
    if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
        return True
    return False


def get_year_input(prompt: str) -> int:
    while True:
        year = input(prompt)
        if year.isdigit():
            return int(year)
        else:
            print("抱歉，您的輸入有誤，請輸入一個正整數。")


def main():
    year = get_year_input("請輸入一個年份：")
    if is_leap_year(year):
        print(year, "是閏年！")
    else:
        print(year, "不是閏年！")


if __name__ == "__main__":
    main()

語法分析

def is_leap_year(year: int) -> bool

  • year: int 是一個類型提示註釋，用於告訴程式員和解釋器該函數的參數 year 應該是一個整數類型。
  • -> 的語法是一種函數註解（function annotation），它可以用來為函數的參數和返回值添加一些元數據，比如類型、描述等。函數註解是可選的，它不會影響函數的執行，也不會強制類型檢查，它只是提供了一些額外的信息，方便閱讀和理解代碼。你可以使用 __annotations__ 屬性來訪問函數的註解。例如：
# 定義一個帶有註解的函數
def is_leap_year(year: int) -> bool:
    if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
        return True
    return False

# 查看函數的註解
print(is_leap_year.__annotations__)

輸出結果：

{'year': <class 'int'>, 'return': <class 'bool'>}

這個例子中，-> bool 表示這個函數的返回值是一個布爾值，year: int 表示這個函數的參數 year 是一個整數。這樣，其他人在閱讀或調用這個函數時，就可以清楚地知道這個函數的輸入和輸出類型。當然，你也可以使用其他類型或表達式作為註解，比如字元串、列表、字典等，只要它們是合法的 python 表達式即可。你也可以使用 typing 模塊中的一些特殊類型來表示更複雜的類型，比如 Union、Optional、List 等。

Python 安裝互動式查詢程式

問題展現

Python 歷史上有幾個重要的版本節點：

  • January 1994，Python1.0 發佈
  • 2000年10月16日，Python2.0 發佈
  • 2010年7月3日，Python2.7 發佈，這是Python2.x的最後一個版本，Python2.x 和 Python3.x不相容
  • 2008年12月3日，Python3.0 發佈，Python3引入多個和Python2.x不相容的特性，Python 從2.x到3.x的遷移經歷了比較長的時間，編程語言版本不相容有時候會是個致命錯誤（例如Perl6），好在Python挺過來了。
  • 2021年10月5號，Python3.10 發佈，這是目前到2021年為止最新的版本
  • 而最新的開發中版本是 Python3.11

不同平臺對Python環境的預設支持是不同的：

  • Windows 平臺沒有預設安裝 Python
  • Linux/Mac 平臺大部分預設安裝了 Python2.7

一般建議安裝Python3.x 版本進行學習或開發。下麵的Python字典給出了不同平臺的安裝信息：

install = {
    "Windows": "請下載 Windows 安裝包安裝：https://www.python.org/downloads/windows/",
    "CentOS": "使用yum包管理器，執行命令：yum install -y python3",
    "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，執行命令：apt-get install -y python3",
    "MacOS": "安裝brew包管理器，然後執行命令： brew install python3",
}

基於這個信息，我們可以編寫一個互動式Python程式，要求支持用戶操作：

  • 反覆輸入平臺快捷鍵字元查詢不同平臺應該如何快速安裝 Python3.x 版本
  • 按q退出查詢
if __name__ == '__main__':
    install = {
        "Windows": "請下載 Windows 安裝包安裝：https://www.python.org/downloads/windows/",
        "CentOS": "使用yum包管理器，執行命令：yum install -y python3",
        "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，執行命令：apt-get install -y python3",
        "MacOS": "安裝brew包管理器，然後執行命令： brew install python3",
    }

    shortcut_keys = {}
    for platform in install:
        key = platform[0].lower()
        shortcut_keys[key] = platform
    
    # TODO(You): 請在此添加Python3.x安裝文檔互動式查詢代碼

以下是互動式執行的操作樣例:

請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：w
Windows: 請下載 Windows 安裝包安裝：https://www.python.org/downloads/windows/
請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：c
CentOS: 使用yum包管理器，執行命令：yum install -y python3
請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：u
Ubuntu: 使用apt-get包管理器，執行命令：apt-get install -y python3
請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：m
MacOS: 安裝brew包管理器，然後執行命令： brew install python3
請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：q

解決方案

方案 1

while True:
    ret = input("請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：")
    if ret != 'q':
        platform = shortcut_keys.get(ret)
        if platform is not None:
            doc = install.get(platform)
            print(f"{platform}: {doc}")
        else:
            print("不支持的平臺")
    else:
        break

方案 2

while True:
    ret = input("請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：")
    platform = shortcut_keys.get(ret)

    if ret == 'q':
        break
    
    if platform is None:
        print("不支持的平臺")
        continue
    
    doc = install.get(platform)
    print(f"{platform}: {doc}")

方案 3

while True:
    ret = input("請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：")
    if ret == 'q':
        break
    platform = shortcut_keys.get(ret)
    if platform is None:
        print("不支持的平臺")
    else:
        doc = install.get(platform)
        print(f"{platform}: {doc}")

重點語法分析

shortcut_keys = {}
for platform in install:
    key = platform[0].lower()
    shortcut_keys[key] = platform

shortcut_keys = {platform[0].lower(): platform for platform in install}

兩段代碼的目的都是根據 install 字典創建一個新的 shortcut_keys 字典，鍵是平臺名字的首字母的小寫形式，值是完整的平臺名字。

第一段代碼：使用了一個 for 迴圈來遍歷 install 字典的鍵（即平臺名字）。對於每個平臺名字，它首先提取平臺名字的第一個字元（platform[0]），然後將其轉換為小寫形式（platform[0].lower()），並將其作為新字典 shortcut_keys 的鍵。接著，它將完整的平臺名字作為鍵對應的值。這樣，我們就得到了一個與 install 字典具有相同值但鍵不同的新字典。
在這一段 python 語句中，shortcut_keys = {} 用的是大括弧{}，是因為 shortcut_keys 是一個字典(dictionary)。字典是一種用來存儲鍵值對(key-value pairs)的數據結構，它們用大括弧{}來表示。字典的鍵(key)可以是任何不可變的類型，比如字元串、數字或元組，而值(value)可以是任何類型，比如列表、函數或對象。字典的元素可以通過鍵來訪問，而不是通過索引(index)。例如，shortcut_keys[‘i’] 會返回 install 這個值。

第二段代碼：這段代碼使用了字典推導（dictionary comprehension），它是一種更簡潔的創建字典的方法。字典推導的語法類似於列表推導，但使用大括弧 {}（而不是方括弧 []），併在其內部包含鍵值對（而不是單個元素）。
字典推導的基本結構是：{key_expression: value_expression for item in iterable}
在這個例子中，key_expression 是 platform[0].lower()，value_expression 是 platform，iterable 是 install。這個字典推導的含義是：對於 install 字典的每個鍵（即平臺名字 platform），創建一個鍵值對，鍵是 platform[0].lower()，值是 platform。這樣，我們得到了與第一段代碼相同的結果。

優化結果

if __name__ == '__main__':
    install = {
        "Windows": "請下載 Windows 安裝包安裝：https://www.python.org/downloads/windows/",
        "CentOS": "使用yum包管理器，執行命令：yum install -y python3",
        "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，執行命令：apt-get install -y python3",
        "MacOS": "安裝brew包管理器，然後執行命令： brew install python3",
    }

    shortcut_keys = {platform[0].lower(): platform for platform in install}

    while True:
        platform_input = input("請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：")
        if platform_input.lower() == 'q':
            break

        platform = shortcut_keys.get(platform_input.lower())
        if platform:
            print(f"{platform}: {install[platform]}")
        else:
            print("輸入有誤，請重新輸入。")

可以考慮將用戶輸入和指令顯示的功能封裝到函數中，以提高代碼的可讀性。

def display_install_instructions(install_dict, shortcut_keys):
    while True:
        platform_input = input("請選擇安裝平臺[w/c/u/m, 按q退出]：")
        if platform_input.lower() == 'q':
            break

        platform = shortcut_keys.get(platform_input.lower())
        if platform:
            print(f"{platform}: {install_dict[platform]}")
        else:
            print("輸入有誤，請重新輸入。")


if __name__ == "__main__":
    install = {
        "Windows": "請下載 Windows 安裝包安裝：https://www.python.org/downloads/windows/",
        "CentOS": "使用yum包管理器，執行命令：yum install -y python3",
        "Ubuntu": "使用apt-get包管理器，執行命令：apt-get install -y python3",
        "MacOS": "安裝brew包管理器，然後執行命令： brew install python3",
    }

    shortcut_keys = {platform[0].lower(): platform for platform in install}
    display_install_instructions(install, shortcut_keys)

字典和列表

字典（dictionary）和列表（list）都是 Python 中常用的數據結構，但它們之間存在一些關鍵的區別：

  1. 鍵值對 vs. 有序元素集合：
    • 字典是一個基於鍵值對（key-value pair）的無序集合。在字典中，每個元素都有一個唯一的鍵（key）與之對應。字典中的元素通過鍵來訪問，而不是通過索引。
    • 列表是一個有序的元素集合。列表中的元素可以通過索引訪問，索引從 0 開始，按元素在列表中的順序遞增。
  2. 可變性：
    • 字典和列表都是可變的（mutable），這意味著它們的內容可以在運行時修改。
  3. 查找速度：
    • 字典使用散列（hashing）技術，因此在查找特定鍵時，字典的查找速度通常非常快。字典的查找速度與字典的大小無關。
    • 列表查找元素的速度通常較慢，尤其是在大型列表中。列表的查找速度取決於列表的大小。
  4. 語法：
    • 字典使用大括弧 {} 來創建，每個元素由鍵和值組成，鍵值對之間用冒號 : 分隔，元素之間用逗號 , 分隔。例如：{'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}。
    • 列表使用方括弧 [] 來創建，元素之間用逗號 , 分隔。例如：[1, 2, 3, 4]。

常用的列表（list）和字典（dictionary）的操作方法：

列表（list）操作

  1. 創建列表：
    my_list = [1, 2, 3, 4]

  2. 訪問列表元素：
    first_element = my_list[0] second_element = my_list[1]

  3. 修改列表元素：
    my_list[0] = 10 my_list[1] = 20

  4. 添加元素到列表末尾：
    my_list.append(5)

  5. 在列表指定位置插入元素：
    my_list.insert(1, 1.5)

  6. 從列表中刪除元素（通過索引）：
    del my_list[0]

  7. 從列表中刪除元素（通過值）：
    my_list.remove(2)

  8. 彈出列表中的最後一個元素：
    last_element = my_list.pop()

  9. 彈出列表中的指定位置的元素：
    second_element = my_list.pop(1)

  10. 列表切片（截取列表的一部分）：
    sublist = my_list[1:3]

  11. 列表排序（從小到大）：
    my_list.sort()

  12. 列表反轉：
    my_list.reverse()

  13. 計算列表中元素的個數：
    length = len(my_list)

  14. 計算列表中特定元素出現的次數：
    count = my_list.count(2)

  15. 查找列表中特定元素的索引（如果元素不存在，會拋出異常）：
    index = my_list.index(3)

  16. 列表拼接：
    list1 = [1, 2, 3] list2 = [4, 5, 6] combined_list = list1 + list2

  17. 列表複製：
    copied_list = my_list.copy()

  18. 清空列表：
    my_list.clear()

字典（dictionary）操作

  1. 創建字典：
    my_dict = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}

  2. 訪問字典元素：
    value1 = my_dict['key1']
    value2 = my_dict['key2']

  3. 修改字典元素：
    my_dict['key1'] = 'new_value1'
    my_dict['key2'] = 'new_value2'

  4. 添加新的鍵值對到字典：
    my_dict['key4'] = 'value4'

  5. 從字典中刪除鍵值對：
    del my_dict['key1']

  6. 檢查字典中是否存在某個鍵：
    if 'key1' in my_dict: print("Key 'key1' exists in the dictionary.")

  7. 獲取字典中所有的鍵：
    keys = my_dict.keys()

  8. 獲取字典中所有的值：
    values = my_dict.values()

  9. 獲取字典中所有的鍵值對（元組形式）：
    items = my_dict.items()

  10. 使用get()方法訪問字典元素（如果鍵不存在，返回預設值）：
    value1 = my_dict.get('key1', 'default_value')

  11. 使用 update() 方法將另一個字典的鍵值對合併到當前字典中（如果有重覆的鍵，當前字典的值將被覆蓋）：
    another_dict = {'key5': 'value5', 'key6': 'value6'} my_dict.update(another_dict)

  12. 使用pop()方法刪除並返回字典中指定鍵的值（如果鍵不存在，返回預設值或拋出異常）：
    value3 = my_dict.pop('key3', 'default_value')

  13. 使用popitem()方法刪除並返回字典中最後一個鍵值對（如果字典為空，拋出異常）：
    last_item = my_dict.popitem()

  14. 設置字典中指定鍵的預設值（如果鍵已經存在，則不修改其值）：
    my_dict.setdefault('key1', 'default_value1')

  15. 清空字典：
    my_dict.clear()


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