python基础学习

[hello2dj]

本篇大部分（出了最后的总结）是从一个大神哪里学习时总结的但忘了是哪个大神,若是引得不悦，果断删除(dj_amazing@sina.com)

字符串不可变

Number（数字）

Python3 支持 int、float、bool、complex（复数）。 在Python 3里，只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 python2 中的 Long。 像大多数语言一样，数值类型的赋值和计算都是很直观的。 内置的 type() 函数可以用来查询变量所指的对象类型。

    >>> a, b, c, d = 20, 5.5, True, 4+3j
    >>> print(type(a), type(b), type(c), type(d))
    <class 'int'> <class 'float'> <class 'bool'> <class 'complex'>

此外还可以用 isinstance 来判断：

    >>> a = 111
    >>> isinstance(a, int)
    True
    >>> 
    isinstance 和 type 的区别在于：
    class A:
        pass

    class B(A):
        pass

    isinstance(A(), A)  # returns True
    type(A()) == A      # returns True
    isinstance(B(), A)    # returns True
    type(B()) == A        # returns False

区别就是:

type()不会认为子类是一种父类类型。

isinstance()会认为子类是一种父类类型。

    注意：在 Python2 中是没有布尔型的，它用数字 0 表示 False，用 1 表示 True。到 Python3 中，把 True 和 False 定义成关键字了，但它们的值还是 1 和 0，它们可以和数字相加。

数值的除法（/）总是返回一个浮点数，要获取整数使用//操作符

String

    #!/usr/bin/python3

    str = 'Runoob'

    print (str)          # 输出字符串
    print (str[0:-1])    # 输出第一个个到倒数第二个的所有字符
    print (str[0])       # 输出字符串第一个字符
    print (str[2:5])     # 输出从第三个开始到第五个的字符
    print (str[2:])      # 输出从第三个开始的后的所有字符
    print (str * 2)      # 输出字符串两次
    print (str + "TEST") # 连接字符串

与 C 字符串不同的是，Python 字符串不能被改变。向一个索引位置赋值，比如word[0] = 'm'会导致错误。

    注意：
    1、反斜杠可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义。
    2、字符串可以用+运算符连接在一起，用*运算符重复。
    3、Python中的字符串有两种索引方式，从左往右以0开始，从右往左以-1开始。
    4、Python中的字符串不能改变。

List（列表）

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。 列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。列表中元素的类型可以不相同，它支持数字，字符串甚至可以包含列表（所谓嵌套）。

    #!/usr/bin/python3

    list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2 ]
    tinylist = [123, 'runoob']

    print (list)            # 输出完整列表
    print (list[0])         # 输出列表第一个元素
    print (list[1:3])       # 从第二个开始输出到第三个元素
    print (list[2:])        # 输出从第三个元素开始的所有元素
    print (tinylist * 2)    # 输出两次列表
    print (list + tinylist) # 连接列表

Tuple（元组）

元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号(())里，元素之间用逗号隔开。 元组中的元素类型也可以不相同。

    #!/usr/bin/python3

    tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2  )
    tinytuple = (123, 'runoob')

    print (tuple)             # 输出完整元组
    print (tuple[0])          # 输出元组的第一个元素
    print (tuple[1:3])        # 输出从第二个元素开始到第三个元素
    print (tuple[2:])         # 输出从第三个元素开始的所有元素
    print (tinytuple * 2)     # 输出两次元组
    print (tuple + tinytuple) # 连接元组

注意：

1. 与字符串一样，元组的元素不能修改。
2. 元组也可以被索引和切片，方法一样。
3. 注意构造包含0或1个元素的元组的特殊语法规则。
4. 元组也可以使用+操作符进行拼接。

Set（集合）

集合（set）是一个无序不重复元素的序列。 基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素。 可以使用大括号({})或者 set()函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

    #!/usr/bin/python3

    student = ({'Tom', 'Jim', 'Mary', 'Tom', 'Jack', 'Rose'})

    print(student)   # 输出集合，重复的元素被自动去掉

    # 成员测试
    if('Rose' in student) :
        print('Rose 在集合中')
    else :
        print('Rose 不在集合中')

    # set可以进行集合运算
    a = set('abracadabra')
    b = set('alacazam')

    print(a)

    print(a - b)     # a和b的差集

    print(a | b)     # a和b的并集

    print(a & b)     # a和b的交集

    print(a ^ b)     # a和b中不同时存在的元素
    以上实例输出结果：
    {'Mary', 'Jim', 'Rose', 'Jack', 'Tom'}
    Rose 在集合中
    {'b', 'a', 'c', 'r', 'd'}
    {'b', 'd', 'r'}
    {'l', 'r', 'a', 'c', 'z', 'm', 'b', 'd'}
    {'a', 'c'}
    {'l', 'r', 'z', 'm', 'b', 'd'}

Re 模块

re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'adfasdf', 'cat in the the hat') -> \1 是第一个捕获 就是(\b[a-z]+)，所以整个正则的意思就是匹配两个相同的单词，然后用r'adfasdf'替换

type

>>> def fn(self, name='world'): # 先定义函数
...     print('Hello, %s.' % name)
...
>>> Hello = type('Hello', (object,), dict(hello=fn)) # 创建Hello class
>>> h = Hello()
>>> h.hello()
Hello, world.
>>> print(type(Hello))
<class 'type'>
>>> print(type(h))
<class '__main__.Hello'>

要创建一个class类型，type()函数依次传入3个参数：

class的名称； 继承的父类集合，注意Python支持多重继承，如果只有一个父类，别忘了tuple的单元素写法； class的方法名称与函数绑定，这里我们把函数fn绑定到方法名hello上。 通过type()函数创建的类和直接写class是完全一样的，因为Python解释器遇到class定义时，仅仅是扫描一下class定义的语法，然后调用type()函数创建出class。

正常情况下，我们都用class Xxx...来定义类，但是，type()函数也允许我们动态创建出类来，也就是说，动态语言本身支持运行期动态创建类，这和静态语言有非常大的不同，要在静态语言运行期创建类，必须构造源代码字符串再调用编译器，或者借助一些工具生成字节码实现，本质上都是动态编译，会非常复杂。

metaclass

除了使用type()动态创建类以外，要控制类的创建行为，还可以使用metaclass。

metaclass，直译为元类，简单的解释就是：

当我们定义了类以后，就可以根据这个类创建出实例，所以：先定义类，然后创建实例。

但是如果我们想创建出类呢？那就必须根据metaclass创建出类，所以：先定义metaclass，然后创建类。

连接起来就是：先定义metaclass，就可以创建类，最后创建实例。

所以，metaclass允许你创建类或者修改类。换句话说，你可以把类看成是metaclass创建出来的“实例”。

metaclass是Python面向对象里最难理解，也是最难使用的魔术代码。正常情况下，你不会碰到需要使用metaclass的情况，所以，以下内容看不懂也没关系，因为基本上你不会用到。

我们先看一个简单的例子，这个metaclass可以给我们自定义的MyList增加一个add方法：

定义ListMetaclass，按照默认习惯，metaclass的类名总是以Metaclass结尾，以便清楚地表示这是一个metaclass：

# metaclass是类的模板，所以必须从`type`类型派生：
class ListMetaclass(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value)
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
有了ListMetaclass，我们在定义类的时候还要指示使用ListMetaclass来定制类，传入关键字参数metaclass：

class MyList(list, metaclass=ListMetaclass):
    pass

当我们传入关键字参数metaclass时，魔术就生效了，它指示Python解释器在创建MyList时，要通过ListMetaclass.new()来创建，在此，我们可以修改类的定义，比如，加上新的方法，然后，返回修改后的定义。

new()方法接收到的参数依次是：

当前准备创建的类的对象；

类的名字；

类继承的父类集合；

类的方法集合。

测试一下MyList是否可以调用add()方法：

>>> L = MyList()
>>> L.add(1)
>> L
[1]
而普通的list没有add()方法：

>>> L2 = list()
>>> L2.add(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'list' object has no attribute 'add'

动态修改有什么意义？直接在MyList定义中写上add()方法不是更简单吗？正常情况下，确实应该直接写，通过metaclass修改纯属变态。

但是，总会遇到需要通过metaclass修改类定义的。ORM就是一个典型的例子。

ORM全称“Object Relational Mapping”，即对象-关系映射，就是把关系数据库的一行映射为一个对象，也就是一个类对应一个表，这样，写代码更简单，不用直接操作SQL语句。

要编写一个ORM框架，所有的类都只能动态定义，因为只有使用者才能根据表的结构定义出对应的类来。

让我们来尝试编写一个ORM框架。

编写底层模块的第一步，就是先把调用接口写出来。比如，使用者如果使用这个ORM框架，想定义一个User类来操作对应的数据库表User，我们期待他写出这样的代码：

class User(Model):
# 定义类的属性到列的映射：
id = IntegerField('id')
name = StringField('username')
email = StringField('email')
password = StringField('password')

# 创建一个实例：
u = User(id=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
# 保存到数据库：
u.save()

其中，父类Model和属性类型StringField、IntegerField是由ORM框架提供的，剩下的魔术方法比如save()全部由metaclass自动完成。虽然metaclass的编写会比较复杂，但ORM的使用者用起来却异常简单。

现在，我们就按上面的接口来实现该ORM。

首先来定义Field类，它负责保存数据库表的字段名和字段类型：

class Field(object):

    def __init__(self, name, column_type):
        self.name = name
        self.column_type = column_type

    def __str__(self):
        return '<%s:%s>' % (self.__class__.__name__, self.name)

在Field的基础上，进一步定义各种类型的Field，比如StringField，IntegerField等等：

class StringField(Field):

    def __init__(self, name):
        super(StringField, self).__init__(name, 'varchar(100)')

class IntegerField(Field):

    def __init__(self, name):
        super(IntegerField, self).__init__(name, 'bigint')

下一步，就是编写最复杂的ModelMetaclass了：

class ModelMetaclass(type):

    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        if name=='Model':
            return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
        print('Found model: %s' % name)
        mappings = dict()
        for k, v in attrs.items():
            if isinstance(v, Field):
                print('Found mapping: %s ==> %s' % (k, v))
                mappings[k] = v
        for k in mappings.keys():
            attrs.pop(k)
        attrs['__mappings__'] = mappings # 保存属性和列的映射关系
        attrs['__table__'] = name # 假设表名和类名一致
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)

以及基类Model：

class Model(dict, metaclass=ModelMetaclass):

    def __init__(self, **kw):
        super(Model, self).__init__(**kw)

    def __getattr__(self, key):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            raise AttributeError(r"'Model' object has no attribute '%s'" % key)

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

    def save(self):
        fields = []
        params = []
        args = []
        for k, v in self.__mappings__.items():
            fields.append(v.name)
            params.append('?')
            args.append(getattr(self, k, None))
        sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(params))
        print('SQL: %s' % sql)
        print('ARGS: %s' % str(args))

当用户定义一个class User(Model)时，Python解释器首先在当前类User的定义中查找metaclass，如果没有找到，就继续在父类Model中查找metaclass，找到了，就使用Model中定义的metaclass的ModelMetaclass来创建User类，也就是说，metaclass可以隐式地继承到子类，但子类自己却感觉不到。

在ModelMetaclass中，一共做了几件事情：

排除掉对Model类的修改；

在当前类（比如User）中查找定义的类的所有属性，如果找到一个Field属性，就把它保存到一个mappings的dict中，同时从类属性中删除该Field属性，否则，容易造成运行时错误（实例的属性会遮盖类的同名属性）；

把表名保存到table中，这里简化为表名默认为类名。

在Model类中，就可以定义各种操作数据库的方法，比如save()，delete()，find()，update等等。

我们实现了save()方法，把一个实例保存到数据库中。因为有表名，属性到字段的映射和属性值的集合，就可以构造出INSERT语句。

编写代码试试：

u = User(id=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
u.save()
输出如下：

Found model: User
Found mapping: email ==> <StringField:email>
Found mapping: password ==> <StringField:password>
Found mapping: id ==> <IntegerField:uid>
Found mapping: name ==> <StringField:username>
SQL: insert into User (password,email,username,id) values (?,?,?,?)
ARGS: ['my-pwd', 'test@orm.org', 'Michael', 12345]

可以看到，save()方法已经打印出了可执行的SQL语句，以及参数列表，只需要真正连接到数据库，执行该SQL语句，就可以完成真正的功能。

不到100行代码，我们就通过metaclass实现了一个精简的ORM框架。

object和type的关系 https://www.zhihu.com/question/38791962

1. object的父子关系的顶端，也就是继承关系的顶端，object也是个类型
2. type是类型关系的顶端，所有的类型都是type实例化来的，type也是个对象

因此利用type就可以动态创建类型，利用object就可以动态实例化对象

>> def fn(self, name='world'): # 先定义函数
...     print('Hello, %s.' % name)
...
>> Hello = type('Hello', (object,), dict(hello=fn)) # 创建Hello class
>> h = Hello()
>> h.hello()
Hello, world.
>> print(type(Hello))
<type 'type'>
>> print(type(h))
<class '__main__.Hello'>

metaclass是创建类，所以必须从type类型派生：这是python2的写法

class ListMetaclass(type): def new(cls, name, bases, attrs): print(cls, name, bases, attrs) attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value) return type.new(cls, name, bases, attrs)

class MyList(list): metaclass = ListMetaclass # 指示使用ListMetaclass来定制类

python3的写法

class ListMetaclass(type): def new(cls, name, bases, attrs): c.append((cls, name, bases, attrs)) attrs['des'] = lambda self, value: self.append(value) return type.new(cls, name, bases, attrs)

class MyList(list, metaclass = ListMetaclass): pass

### python super使用方法 http://www.runoob.com/python/python-func-super.html

### https://stackoverflow.com/questions/14301967/python-bare-asterisk-in-function-argument
函数定义带星意味着强制使用命名参数

#### https://stackoverflow.com/questions/9432719/python-how-can-i-inherit-from-the-built-in-list-type
继承内置类型时调用父类型的初始化方法要注意传递self, 还有关于super的使用和其他language不同

List.init(self, [1,2,3])

### mysql-Python 安装（2.X）
1. brew install mysql
2. brew install mysq-connector-c
3. brew install mysql_config
    修改mysql_config的 (https://stackoverflow.com/questions/43543483/pip-install-mysql-python-fails-with-indexerror)

#Create options
Libs = "-L $ pkglibdir "
Libs = " $ libs   -l"

> change into:

#Create options
Libs = "- L $ pkglibdir"
Libs = "$ libs -lmysqlclient -lssl -lcrypto"
```

小结

metaclass是Python中非常具有魔术性的对象，它可以改变类创建时的行为。这种强大的功能使用起来务必小心。