Python入门教程

Posted 2020-10-22

　　按理说，这篇是收尾了。可能有一点术语，但大都是顾名思义的。重要概念【类】在第二个标题下说明。

函数式编程（缩写：FP）

　　如果对此有兴趣，可以看scheme视频教程（SICP公开课）（scheme是lisp的一种），也可以直接看SICP中译本。我只是“知其大略”罢了。

　　语言如果有以下特征之一，可以被认为有“函数式编程风格”（如果代码使用了这些特征，也说这些代码“有函数式编程风格”）：

　　1：函数和数平起平坐，毕竟都是用符号表示而已。如果你在中学时对函数有了不错的理解（测试：f(x)什么意思？为什么这样写？），那么会很容易明白下面这几行代码在做什么：

def f(x):
	return 2*x

g = f
print(g(3))

　　2：允许用lambda 表达式。这个慢慢会理解的，意思是函数的本质在内容，不在名字，因此操作可以不取名，直接用内容表示。用处主要在，某些函数（比如map）要求你传入一个函数当做参数，你可以不取名（用def定义必须取名）而一下子传入。在tk中遇到过用lambda强制传参，呃……到时候上网查。

　　3：可以在函数内再定义函数，python中可以这么做，但官方不希望这么做。函数内部的东西是对外隐藏的，因此如果在A函数内部定义B函数，那么只有在A内部才可以使用B函数（变量也一样）。但是Python作为解释性语言，每次调用函数就是把内部语句（包括def）全执行一遍，这非常浪费。我们仅仅是想表示“B函数只能被A引用”，却要负担如此后果，似乎不值得。但是并列放置，不免看起来没有层次……（这对强迫症尤其重要）

面向对象（缩写：OOP）

　　也是一种风格，和FP不冲突，和FP也有交集。顾名思义，就是关注对象。说某种语言面向对象，主要是说有“类”这么个概念。面向对象也被称为“贴近人的思考过程”，人就是面向对象的（可以先不理解这个说法）。

　　……python的类真的不大好讲。比如要储存一个点，你可以用一个字典（比元组好，因为不需要顺序并且分量有名字），像这样：

p1 = {'x' : 3, 'y' : 4}       #表示横坐标为3，纵坐标为4的点
print(

　　类和这很相似，以至于我不懂类的时候，把一个pygame程序中的（简单的）类全用字典表示了。如果用类，可以达到这种效果：（省略了定义类的步骤，所以不要尝试运行）

p1 = Point(3,4)
print(p1.x)
print(p1.y)

　　如果你需要好几个点，那么这无疑比字典好得多了。或者遇到这种情况：

a = People('Jack', 7)
print(a.name)
print(a.age)

　　这至少看着很优雅。这里，People和Point是“类”，p1和a是对应类的“实例”，创建实例又称“实例化”。我现在补上定义部分，应该很容易懂，至少对于一部分……

class Point:
	def __init__(self,a,b):
		self.x = a
		self.y = b
		
class People:
	def __init__(self,a,b):
		self.name = a
		self.age = b

　　我一开始也不懂self是啥，而且教程说“可以把self换成任何东西”。你一定希望写这样的代码，或者假如是这样你就能懂——（你知道init是英文“定义”的缩写）

class Point:
	def init(a,b):
		x = a
		y = b
		
class People:
	def init(a,b):
		name = a
		age = b

　　实不相瞒，如果不是python，比如C#，那么就是这样子的，并没有self 。你完全就可以把self当成摆设，先用习惯，然后听我下面的解释（我认真的）。

　　以下两段代码做的事是完全相同的：

class People:
	def __init__(self,a,b):
		self.name = a
		self.age = b

x = People('Jack',7)

class People: pass
x = object.__new__(People)
x.name = 'Jack'
x.age = 7

　　首先，name和age看似成了“固有属性”，其实压根没有这回事。在默认情况下，python中的类是可以【随时】添加【任意】属性的。你可以在上述（任一）代码段后加上一句x.hello = 1，然后hello就也成了x的属性。对于第二段代码，第一行显然是“创建了一个叫People 的类，但没有内容”，第二行是创建了一个People的对象，但显然它没有属性，毕竟定义类的时候什么都没写，剩下两行给这个对象追加了两个属性。其实你大概已经想到，创建和初始化是两个过程，创建是创建空对象，初始化则添加属性。而添加什么属性，就写在初始化函数里。self你也该明白个大概了，如果我再改一改写法——（前后双下划线表示这个函数是官方的，比较特殊，初始化显然如此）

class People:
	def self.__init__(a,b):
		self.name = a
		self.age = b

　　如果写成这样，就“差不多是那个意思”了，把self全换成x，就是x的初始化过程。其实还有一重内幕，那就是用点表示属性也是为了好看，真实情况是这样的：

x.__init__(a,b)     #其实是下一行的缩写，相传python真的会一模一样地处理
type(x).__init__(x,a,b)    #type函数返回x的类，等价于下一行
People.__init__(x,a,b)

　　既然python内部都把__init__当做有三个参数，那我们定义的时候写三个参数就合乎情理了。思考：假如你不写self，你觉得python会怎么错误地【试图】运行你的东西？

　　简洁模式的People('Jack', 7)，其实就是先搞一个空对象，然后（不让你看地）执行了x.__init__('Jack', 7) 。请注意！这个函数的唯一特殊之处就是，会在用普通方法创建对象时被调用。你可以在里面写任何东西，包括print，就像对待一个普通函数——而不是方法。你如果不用类而写一个一模一样的函数，除了不能用“.”来调用，其他事情完全相同。甚至你可以创建完了继续调用__init__，把x.__init__('Jack', 7)写多少遍都没问题（可以在修改后用它还原），反正python在创建时执行了一遍就不管了。你可以随便写多少个方法。不写self的后果是，你依然可以用People.f(a,b)调用之，原理就是刚才的过程。

编程风格/范式

　　可以参考《冒号课堂——编程范式与OOP思想》，不过要注意python没有变量类型，导致没有参数类型，所以本身就是“泛型”；python的一切都是指针（没有变量类型导致）， a = 1 意味着在某处创建一个 1，然后把 a 指向那里——而 b = a，表示把 a 储存的位置（这里是那个1的位置）复制给 b ，函数的参数自然本质上也是这些东西，但是这些地址一般都是不可见也不需要可见的；也因此（“不让你看到任何与内存有关的东西”），python不自带数组，python列表和lisp链表是一致的，等等。python很少在乎底层算法，python使我们更容易写出程序结构。

迭代器

　　试试 a = range(100) 后 print(a) ，你会发现很奇怪的结果。但是list(a) 就是一个从0到99的列表了，a也并非全无用处，可以用 for i in a取代for i in range(100) 。在老版的python中，range(100)就等于0-99的列表，如果打印就会显示一个列表。但是只是为了重复100遍，完全没必要先建立一个如此长的列表，只需要计数就可以了，这就是迭代器。它很像一个列表，但并没有储存每一项，而是每次计算下一项。这是一类专门用于迭代的对象，可以用list()来转换成列表，也可以直接用for循环遍历。除了range返回的对象有这种性质，map等函数也是如此。如果你想得到列表却得到了奇怪的东西（不止一种），那很有可能这个东西具备上述两个性质，是迭代器。迭代器被称为“很具有python风格的用法”

修饰器（装饰器）

　　有一种有趣的函数，它的输入是一个函数，输出也是一个函数。这种函数就可以作为修饰器，修饰器有个特殊用法，可以通过在某个def上一行写@后跟修饰器名，就可以把那个函数传入修饰器，并用返回的新函数（“修饰后的函数”）覆盖原有函数。比如这个例子：

def h(func):
	def func2(x):
		r = func(x)
		print("Be called:",func)
		return r
	return func2
	
	
@h
def f(x):
	return 2*x


	

a = f(3) + 1

　　另外自行搜索@property，还有知乎回答这个链接解释了@staticmethod 和 @classmethod，我是这个回答下的评论。（我感觉自己是对的……）

内置函数

　　就是python自带的函数，比如print，input等等。

　　（耐心查看） 

　　Python 内置函数 | 菜鸟教程

---

　　最后，你应该知道，python开发人员给我们留下了一些忠告，虽然不是硬性规定——（运行以下代码）

import this

　　（完）