知识手册

这是学习过程中整理的笔记，用于复习和索引。

概念解释和具体代码详见NoteBook。

Warning：本文档用到HTML代码，不受Github支持。如需查看目录、表格等，请下载使用本地编译器查看。

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Chapter2 Python语言基础

1.常量和变量

i.常量

包括数字、字符串、布尔值、空值。可定义命名常量，Python中很复杂。

ii.数和字符串

a.数

数分为整数形（int）、长整数型（long）、浮点数型（float）、布尔型（bool）和复数型（complex）5种。

b.字符串

字符串是字符组成序列。巧用单引号和双引号。知识点：转义符号、三引号、Unicode字符串、自然字符串、子字符串。

c.空值

None，很特殊。

iii.变量

命名规则：字母或下划线开头，包含字母、数字或下划线，不包含空格、减号。不能使用关键字定义。

知识点：变量的传递和地址：id()

2.数据类型

五种数据类型：简单数据类型、列表、元组、字典和集合。

i.简单数据类型

简单数据类型包括数字、字符串。

要求掌握的函数：

int()、long()、float()；计算字符串表达式：eval()。

str()、可打印字符串repr(obj)；ASCII码的两个函数：chr(整数)、ord(字符)；转十六进制字符串：hex(整数)；转八进制字符串：oct(整数)。

ii.列表

[A,'b',...]

a.打印列表：print(List)

b.获取长度：len(List)

c.访问元素：List[index]

d.添加元素：List.append(ele)，List.insert(index,ele)，List1.extend(List2)

e.合并列表：List3 = List1 + List2

f.删除元素：del List[index]

g.索引元素：List.index[value]

h.遍历列表：for i in range(len(List))，for index,value in enumerate(List)

i.排列列表：升序List.sort()，反序List.reserve()

j.产生列表：range(start,end)，结果[start,end)

k.多维列表：[[A,b,...],...]，List[index1][index2]

iii.元组

(A,'b',...) 元组不可更改。

a.获取长度：len(Tuple)

b.访问元素：Tuple(index)

c.遍历元组：for i in range(len(Tuple))，for index,value in enumerate(Tuple)

d.排序元组：巧用函数list()、tuple()

iv.字典

{'A':'a', 'B':'b', ...}

a.打印字典：print(Dict)

b.获取长度：len(Dict)

c.访问元素：Dict[key]

d.添加元素：Dict[key] = value（有则改之，无则加勉）

e.合并字典：Dict1.update(Dict2)

f.删除元素：Dict.pop(key)（返回值并删除）

g.判断元素：key in Dict

h.遍历字典：for key in Dict.keys()，for value in Dict.values()

i.清空字典：Dict.clear()

j.字典嵌套：Dict[key1][key2]

v.集合

set(['A','b',...]); frozenset({'A','b',...})

a.获取长度：len(Set)

b.访问元素：for e in Set

c.添加元素：Set.add(ele)

d.删除元素：Set.remove(ele)

e.清空集合：Set.clear()

f.判断元素：ele in Set

g.遍历元素：for e in Set

h.子集和超集：比较符号

i.集合运算：并集|，交集&，差集-，对称差分^、S1.symmetric_difference(S2)

3.运算符和表达式

i.运算符

a.算术运算符

+, -, *, /, %, **, //.

b.赋值运算符

=, +=, -=, *=, /=, %=, **=, //=.

c.位运算符（二进制）

&, |, ^, ~, <<, >>.

d.比较运算符

==, !=, <>, <, >, <=, >=

e.逻辑运算符（Bool型）

and, or, not

f.字符串运算符

+, *, [], [,], in, not in,r/R.

g.运算符优先级

记不住的=。=

ii.表达式

4.Python对象

i.基本概念

对象（Object）、类（Class）、封装、继承、方法、构造函数、析构函数。

ii.定义和使用类

声明类、定义类的对象、成员变量、构造函数__init__、析构函数__del__。

特殊规则：__ xxx __ 表示系统定义名字，__ xxx表示类中私有变量名。

iii.类的静态成员

静态变量、静态方法。

类名访问静态变量和对象名访问结果互不干扰。静态方法无法访问实例变量，但可通过类名引用静态变量。

iv.类方法

类方法可以调用类方法，无法访问实例变量，但可通过cls访问静态变量。

v.isinstance()函数

isinstance(对象名, 类名或类型名)

判断对象是否属于指定类或类型。

vi.类的继承和多态（没搞清楚）

class B(A)，B继承A的属性和函数。

抽象类和多态没搞清楚。

vii.对象的序列化

import pickle

a.将对象序列化成字符串

ListB = pickle.dumps(ListA)

反序列化： ListA = pickle.loads(ListB)

b.将对象序列化到文件

p = open('data.pkl','wb'); pickle.dump(List, p); List = pickle.load(p);

viii.对象的赋值

新对象名 = 原有对象名

Chapter3 常用Python语句

知识点：赋值语句、循环语句、条件分支语句、异常处理语句。

1.赋值语句

i.解包

x,y,z = 序列

序列包括字符串、列表、元组。

ii.链式赋值

x = y = z = value

2.控制语句

i.条件控制

if,else,elif.

ii.循环语句

while语句、for语句、continue语句、break语句。

3.异常处理语句

try-except语句。

不用记，用时查。

Chapter4 Python函数

1.声明和调用函数

声明：def语句。

2.参数和返回值

i.函数中传递参数

普通参数：参数名。列表和字典参数：列表会字典名。定义函数时可设置参数默认值。

可变长参数：f(*t)，调用函数时参数个数可变，t的格式为元组。 f(**t)类似，t的格式为字典。

ii.函数的返回值

return语句，可以返回值、列表或字典。

3.全局变量和局部变量

全局变量全局有效，局部变量定义的函数中有效，冲突则局部优先。

4.常用Python内置函数

i.数学运算函数

abs,pow,round,divmod

round：四舍五入； divmode：商和余数。

ii.字符串处理函数

a.大小写变换

b.输出对齐方式

c.搜索和替换

d.分割和组合

e.字符串判断

5.函数式编程

lambda表达式 map函数 filter函数 reduce函数 zip函数

6.闭包和递归

7.迭代器和生成器

Chapter5 Python模块

模块以.py形式储存，保存在Python主目录下的Lib目录中。

import 模块名

1.常用模块

i.sys模块

a.系统平台：sys.platform

b.命令行参数：python command.py a b c

c.退出应用：sys.exit(n)，0无误，1有误。

d.系统编码：sys.getdefaultencoding()

e.搜索路径：sys.path

添加路径：sys.path.append(指定目录)

ii.platform模块

操作系统、Python版本等信息，详见Notebook文件。

iii.数学相关

math模块、random模块、decimal模块、fractions模块。

四个表格，待补充。

iv.time模块

时间信息。

a.当前时间戳：time.time()

b.时间戳转换为当前时区：time.localtime()

c.格式化输出时间戳：time.strftime(格式化字符串,struct_time)

格式化字符串的符号规则见Notebook。

d.直接获取当前时间：time.ctime()

3.自定义和使用模块

Chapter6 I/O编程

1.输入和显示数据

输入数据 = input(提示字符串)

print函数的用法：输出字符串和格式化输出数字。

十六进制整数：%x。八进制整数：%o。

浮点数用法：%总长度.小数位数f，总长度包含小数点。

2.文件操作

i.打开文件

文件对象 = open(文件名, 访问模式, buffering)

ii.关闭文件

f.close()

iii.读取内容

str = f.read([b]);

按行读取： list = f.readlines(); str = readline();

in关键字 in关键字按行遍历： for line in f:

iv.写入数据

a.写入内容：f.write()

b.写入序列：f.writelines(seq)

v.文件指针

a.指针位置：pos = f.tell()

b.移动指针：f.seek(offset,where)

vi.截断文件

f.truncate([size]);丢弃后面内容。

vii.文件属性

fileStats = os.stat(文件路径和文件名)

viii.shutil模块

a.复制文件：shutil.copy(src, dst)

b.移动文件：shutil.move(src, dst)

ix.os模块

a.删除文件：os.remove(src)

b.重命名文件：os.rename(src, dst)

3.目录编程

os模块应用

a.获取当前目录：os.getcwd()

b.获取目录内容：os.listdir(path)

c.创建目录：os.mkdir(path)

d.删除目录：os.rmdir(path)

Chapter7 使用Python程序操作计算机

os.system("str")控制计算机，"str"为CMD命令语句。

被SMTP和POP3邮件部分搞得很绝望，文件夹里有失败的代码。

Chapter8 数据结构

Python内置数据结构：列表、元组、字典等。

Python拓展数据结构：栈、队列、树、链表等。

数据结构是数据的组织方式、存储方式；算法指运算方法。数据结构是算法的基础。

1.栈

栈的特性：后进先出（LIFO）。常用操作：

a.检查空栈：isEmpty()

b.进栈操作：push()

c.出栈操作：pop()

d.返回栈顶：peek()

e.检查大小：size()

2.队列

队列特性：先进先出（FIFO）。常用操作：

a.检查空队：isEmpty()

b.入队操作：enqueue()

c.出队操作：dequeue()[=pop(0)]

d.返回队首：head()

e.返回队尾：tail()

f.检查大小：length()

3.树

非线性，共有元素节约空间。

二叉树是有序树，顺序存储和链式存储。数据域、左子树域和右子树域。

遍历方法：先序遍历、中序遍历、后序遍历。

4.链表

非连续、非顺序的存储方式。

数据域和指针域。

单向链表、单向循环链表、双向链表、双向循环链表。

常用操作：

a.判断空链：isEmpty()

b.链首添加元素：add()

c.链尾添加元素：append()

d.寻找元素位置：index()

e.移除元素：remove()

f.插入元素：insert()

g.遍历链表：travel()

Chapter9 多任务编程

1.多进程编程

进程的概念：指令的实际运行体。

进程的状态：被创建、就绪、运行、阻塞、挂起、终止。

2.进程编程

创建进程的模块：subprocess, win32process, ctypes。

i.subprocess模块

a.运行进程：subprocess.call([可执行程序, 参数])

b.创建进程执行命令：subprocess.Popen()

ii.win32process模块

a.创建进程：win32process.CreatProcess()

iii.kernel32

创建对象：kernel32 = windll.kernel32

a.枚举进程：kernel32.CreatToolhelp32Snapshot()

b.首个进程：kernel32.Process32First(hSnapshot, byref(fProcessEntry32))

c.下个进程：kernel32.Process32Next(hSnapshot, byref(fProcessEntry32))

3.线程编程

线程是进程的子集，进程内部线程资源共享。

线程的状态：初始化、就绪、延迟就绪、备用、运行、等待、过渡、终止。

关键：threading模块！

i.创建线程：t = threading.Thread()

ii.守护线程：t.setDaemon()

iii.阻塞线程：t.join()

iv.指令锁

a.创建指令锁：lock = threading.Lock()

b.申请指令锁：lock.acquire([timeout])

c.释放指令锁：lock.release()

v.可重入锁

a.创建可重入锁：lock = threading.RLock()

b.申请可重入锁：lock.acquire()

c.释放可重入锁：lock.release()

vi.信号量

a.创建信号量：s = threading.Semaphore(value)

b.申请信号量：s.acquire()

c.释放信号量：s.release()

vii.事件

a.创建事件：e = threading.Event()

b.标记True：e.set()

c.标记False：e.clear()

d.标记阻塞：e.wait()

viii.定时器（Thread的派生类）

a.创建定时器：timer = threading.Timer(t,f)

b.启动定时器：timer.start()

Chapter10 Python网络编程

网络通信模型和TCP/IP协议簇

OSI参考模型

开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）简称为OSI参考模型。分为7个层次：

物理层 Physical Layer
数据链路层 Data Link Layer
网络层 Network Layer
传输层 Transport Layer
会话层 Session Layer
表示层 Presentation Layer
应用层 Application Layer

低三层：网络通信链路；高四层：端到端数据通信。每层为数据包加一个头部。

不是所有数据都要经过7层，比如同一网段二层通信、路由器间的三层通信等。

信息交换单元称为协议数据单元（PDU）。

OSI参考模型中的层次	PDU的特定名称
传输层	数据段（Segment）
网络层	数据包（Packet）
数据链路层	数据帧（Frame）
物理层	比特（Bit）

TCP/IP协议簇体系结构

TCP/IP协议簇规范了网络设备之间数据往来的格式和传送方式。包含网络接口层、网络层、传输层和应用层。

OSI参考模型	TCP/IP协议簇
应用层	应用层	FTP,Telnet,SMTP,SNMP,NFS
表示层
会话层
传输层	传输层	CTP,UDP
网络层	网络层	IP,ICMP,ARP,RARP
数据链路层	网络接口层	Ethernet 802.3, Token Ring 802.5, X.25, Frame reley, HDLC, PPP
物理层	未定义

Socket编程

工作原理

客户端需要了解服务器的地址和应用程序端口
服务器应用程序必须早于客户端应用程序启动
客户端申请发送数据，服务器必须有足够时间响应
双方必须使用相同的通信协议
通信过程中，物理网络必须保持畅通
通信结束之前双方都可以中断连接

Socket编程的层次结构

应用层
Socket开发接口
传输层
TCP	UDP
网络层 IP
驱动
物理层

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