作者：孤筝（lvbowen040427@163.com）

machine-與硬體相關功能

Pin類

machine.Pin(id,mode=None,pull=None,value)

Pin物件建構函式

• id：GPIO編號，對於Pico為0-29
• mode：模式，可選None，Pin.IN(0),Pin.OUT(1),Pin.OPEN_DRAIN(2)
• pull：使用內部上下拉電阻，僅在輸入模式下有效，可選None,Pin.PULL_UP(1),Pin.DOWN(2)
• value：輸出或開漏模式下埠值，0為低電位，1為高電位

Pin.init(mode=None,pull=None)

重新初始化GPIO埠

Pin.value([x])

• 不填參數時返回GPIO埠數值
• 填參數0、1時將參數寫入GPIO埠

Pin.toggle()

輸出或開漏模式下將埠設置翻轉 eg.LED閃爍

from machine import Pin
import time
led=Pin(25,Pin.OUT)
while True :
    led.toggle()
    time.sleep(1)#每秒反轉一次燈亮/暗

Pin.irq(handler=None,trigger=(Pin.IRQ_FALLING|PIN.IRQ_RISING))

外部中斷函式

• handler：中斷觸發回呼函式
• trigger：中斷觸發條件（邊緣觸發/電位觸發）

others

以下函式適用於輸出/開漏模式：

• Pin.low(),Pin.off()將埠設置為低電壓。
• Pin.high(),Pin.on()將埠設置為高電壓。

eg. 點燈

from machine import Pin
import utime
#將按鈕接入GPIO15,設置為輸入模式，內部上拉
button_num=15
button=Pin(button_num,Pin.IN,Pin.PULL_UP)
#GP25為板載LED，外設LED接入GP16
led1_num=25
led2_num=16
led1=Pin(led1_num,Pin.OUT)
led2=Pin(led2_num,Pin.OUT)

while True :
    led2.off()#開始關外設LED
    if(button.value()==0):#判斷按鈕是否按下，按下為0
        utime.sleep(0.01)
        if(button.value()==0):#軟體消抖
            led1.toggle()#板載LED翻轉
            led2.on()#外設LED亮（GP16高電位）
            print("The button is pressed.")
            while (button.value()==0):
            #按鈕處於按下狀態則等待變化（外設LED仍亮）
                utime.sleep(0.01)

PWM類

machine.PWM(pin)

指定GPIO重新初始化為PWM輸出。 pin為Pin類物件

PWM.deinit()

PWM反初始化，停止PWM輸出。

PWM.freq([value])

設置PWM頻率（單位$Hz$），自動計算分頻器參數與TOP寄存器參數。

`PWM.duty_u16([value])

設置佔空比。 value佔空比比例在[0,65536]，據此計算出對應數值賦給CC寄存器。

PWM.duty_ns([value])

設置一個週期高電位時長，單位為ns。

eg. 呼吸燈

from machine import Pin,PWM
import time

led=PWM(Pin(25))#初始化板載LED為PWM物件
led.freq(1000)#設置頻率
led_duty=0#初始值
led_direction=1#步長

while True:
    led_duty+=led_direction#增大/減小佔空比比值
    if led_duty>=100:#滿
        led_duty=100
        led_direction=-1
    elif led_duty<=0:#歸零
        led_duty=0
        led_direction=1
        
    led.duty_u16(int(led_duty*655.36))#佔空比數值轉換
    
    if led_duty%5==0:
        print(led_duty)#便於繪圖觀察
    
    time.sleep(0.01)
    #週期2S

ADC類

machine.ADC(id)

初始化為ADC物件，id可為GPIO或ADC通道。使用Pin物件時GPIO需要支援ADC。 0-3為Pico GPIO通道26-29，4為片內溫度感測器通道。

ADC.read_u16()

讀取對應通道ADC返回讀取值[0,65525]。

本文2024-02-15首發於孤筝の温暖小家，最後修改於2024-02-15

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作者：孤筝（lvbowen040427@163.com）

elem 是單詞 element（元素）的縮寫，在程式定義中代表某一不確定的類型，也就是抽象的資料類型。

清單

定義

由一系列元素按順序進行排列而成的容器

• 元素可以是任意類型
• 元素按確定順序排列，具有有序性

建立清單

先建立空清單實例再新增元素

• list()
• .append()方法

>>>wife = list()#實例化
>>>wife.append("西宮硝子")
>>>wife.append("櫻島麻衣")
>>>wife.append("愛莉希雅")
>>>wife
['西宮硝子','櫻島麻衣','愛莉希雅']

直接定義清單並填入元素

>>> phones = ["Apple", "Huawei", "Xiaomi"]
>>> phones
['Apple', 'Huawei', 'Xiaomi']

查看元素

1. 使用索引 用$[i]$查看第i+1個元素
2. index()方法 $$name.index(x)$$ 在list name中查找第一個值為x的元素，返回其索引
3. count()方法 $$name.count(x)$$ 在list name中查看有幾個元素為x，返回個數
4. len()方法 $$name.len()$$ 查找list name中元素總個數，返回個數

新增元素

1. append()方法 $$name.append(x)$$ 向name末尾添加元素x
2. insert()方法 $$name.insert(i,x)$$ 將物件x插入name索引為i處，原來i以及i後面的元素順位後移
3. extend()方法 $$name.extend(name2)$$ 將list name2接在list name後面

修改元素

1. 用索引指明元素直接賦值修改

刪除元素

1. pop()方法 $$name.pop()$$ 預設刪除list最後一個元素 $$name.pop(i)$$ 刪除索引為i的元素，後面的元素順位前移
2. remove()方法 $$name.remove(x)$$ 刪除第一個值為x的元素，後面的元素順位前移
3. clear()方法 $$name.clear()$$ 刪除所有元素（清空list）
4. del語句 $$del\ name[a:b]$$ 刪除del索引$[a,b)$的元素，包括a不包括b $del\ name[:]$表示清空list $$del\ name[i]$$ 刪除索引為i的元素

反轉列表

1. reverse()方法 $$name.reverse()$$ 將列表name反轉，最後一個元素變為第一個元素以此類推。
2. 切片法

>>> nums=[1,2,3,4,5]
>>> new_nums=nums[::-1]
>>> new_nums
[5,4,3,2,1]

原對象nums不變，產生新對象new_nums為反轉列表

列表排序

1. sort()方法 $$name.sort()$$ $$name.sort(cmp=None,key=None,reverse=False)$$

• 該方法無返回值，會直接修改原list

• cmp為可選參數，

• key指明用元素的哪個參數作為比較權重，只有一個參數，取自比較的可迭代對象

  • 當比較元素elem僅包含一個參數（比如數字或單個字符）時，可省略key參數。

# 獲取列表的第二個元素
def takeSecond(elem):
    return elem[1]
# 列表
random = [(2, 2), (3, 4), (4, 1), (1, 3)]

# 指定第二個元素排序
random.sort(key=takeSecond)
#通過函數takeSecond指定比較元組第二個元素（權重）

# 輸出類別
print('排序列表：')
print(random)

排序列表：
[(4, 1), (2, 2), (1, 3), (3, 4)]

• reverse為排序規則，默認False升序，True為降序

tuple

定義

元組（tuple），由一系列元素按順序進行排列形成的容器 元組不可變（immutable），列表可變（mutable）

創建元組

1. 直接使用$()$將所有元素包圍，創建list是使用$[]$
2. 有時不使用$()$也能創建元組（不建議）
3. 元組推導式

atuple=(i+1 for i in range(31,42))

4. 當創建的元組僅包含一個對象時，在其後添加逗號$","$ 否則帶小括號對象數據類型為對象類型而非元組
5. 創建空元組

a=tuple()
b=()

tuple不允許增刪改查

tuple與list轉換

tuple->list

atuple=(1,'love',3.334,'Y')
list(atuple)
'''此時atuple仍為tuple類型'''
alist=list(atuple)
'''alist為list類型'''
print(atuple)
輸出(1, 'love', 3.334, 'Y')
print(alist)
輸出[1, 'love', 3.334, 'Y']

list->tuple

alist=['I',2,3.1415,'polaris']
atuple=tuple(alist)
'''alist仍為list，atuple為tuple'''

dict

定義

• 字典（dict），由一系列鍵值對（key-value） 組合而成的資料結構。
• key必須為可以hash的值，如==字串==、數值
  • hash：雜湊（散列、雜湊），將任意長度輸入通過雜湊（雜湊）演算法變換成固定長度輸出（雜湊值）。 hash是一種壓縮映射。
• value，可以為任意物件

創建字典

1. 先創建空字典再添加元素 注意用等號連接識別符與物件（key&value） 此時key為識別符，識別符字串不用加引號
2. 直接使用大括號$\{\}$ 注意用冒號連接key與value 此時冒號前為key，字串需要引號
3. 使用dict()函數從鍵值對序列（如tuple、list）創建dict

profile=dict(name='孤箏',age=19,愛好='明月栞那')

profile={name:'孤箏',age:19,愛好:'明月栞那'}

alist=[('name','孤箏'),('age',19),('愛好','明月栞那')]
profile=dict(alist)
此時alist仍為list，profile物件為dict

print(profile)
輸出{'name':'孤箏','age':19,'愛好':'明月栞那'}

4. 字典推導式

adict={i:i**2 for i in range(2,5)}
print(adict)
輸出{2:4,3:9,4:16,5:25}

查看元素

1. 使用 $$dict[key]$$ dict為字典名稱，key為鍵 key不存在時報錯KeyValue
2. $dict.get(key[,value])$ dict為字典名稱，key為鍵，value為可選參數，初始值 當key不存在時返回設定的value，未設定value返回None ==如果鍵不存在於字典中，將會添加鍵並將value設為預設值。==

新增元素

key為新增鍵，value為對應值

修改元素

刪除元素

1. $dict.pop(key)$ dict為字典名稱，key為鍵，字串需帶引號
2. del函數 $$del\ dict[key]$$ dict為字典名稱

其他重要方法

判斷key是否存在

1. $in,not in$
2. $dict.has\_key()$函數 存在返回True，否則返回False ==僅在python2 中可使用，python3刪除==

設置key預設值

1. 先判斷key是否在dict中，若不在則賦值

profile = {"name": "王炳明", "age": 27, "公众号": "Python编程时光"}

if "gender" not in profile:
    profile["gender"] = "male"

2. $setdefault()$方法 $$dict.setdefault(key,default=None)$$ default為key不存在時設置的值，預設為None

set

定義

集合（set），同數學集合，一個無序的不重複元素序列。 ==question==：既然無序，那麼print set時元素是按照什麼順序，儲存時是什麼順序？

創建集合

1. 使用花括號創建，$\{\}$內可以有重複元素，但最後set會去重
2. 使用set()方法創建。

aset={1314,'520'}
print(aset)

輸出：
{1314,'520'}

bset=set()#創建空集合aset
print(bset)

輸出：
set()

cset=set(['I','love','ishimiya'])
print(cset)

輸出：
{'I','love','ishimiya'}

增加元素

1. $.add()$函數

   $$set.add(elem)$$

   ==問題==：如果elem為原set已有元素會發生什麼？ 注意：當添加的元素與set集合中的元素出現重複的時候，不會有任何效果，但是並不報錯。

   添加的元素必須是不可變類型的，若添加可變類型的元素則會報錯。

2. $.update()$函數

   $$set.update(ElemType)$$

   ElemType必須為一個序列（string，list，tuple，dict，set等）

aset={'朱冰倩'}
aset.add('suki')
aset.update({'for'})
'''接集合{'for'}'''
aset.update([10000])
'''接列表[10000]'''
aset.update(('years',))
'''接元組，僅有一個元素時帶上逗號'''
aset.update({'name':'guzheng','age':19})
'''接字典，僅將key加入set'''
print(aset)

輸出：
{'朱冰倩','suki','for',10000,'years','name','age'}

刪除元素

1. $.remove()$

aset={'朱冰倩','suki','for',10000,'years','name','age'}
aset.remove('name')

aset.remove('愛')
'''當remove不存在元素時報錯'''
KeyError: '愛'

2. $.discard()$ 存在元素則移除，不存在也不會報錯

aset={'朱冰倩','suki','for',10000,'years','age'}
aset.discard('age')
aset.discard('love')

3. $.pop()$ 從集合中隨機刪除元素，不可傳入任何參數

aset={'朱冰倩','suki','for',10000,'love'}
aset.pop()
print(aset)

可能輸出：
{'朱冰倩','suki','for',10000}

4. $.clear()$ 清空集合中元素 $$set.clear()$$

修改元素

因為 set 中的元素無序，所以集合沒有索引，無法修改元素，只能增加或刪除元素。

查看元素

同上，無索引無法查看元素。 查看元素數量

返回集合中元素個數

集合運算

合集

使用$union$函數將兩個集合合併並去重，返回合併後集合C

等價於

差集

使用$difference$函數求差集：找出==存在於集合A==但是==不在集合B==中的元素並作為一個新集合C返回。

等價於

交集

1. 使用$intersection$函數求交集：找出==同時存在於集合A和B==中的元素並返回集合C。 $$aset.intersection(bset)$$ 或 $$bset.intersection(aset)$$ 等價於 $$aset\ \&\ bset$$ $$bset\ \&\ aset$$
2. 使用$intersection\_update$函數求交集：找出交集並賦給aset，不會返回交集。 $$aset.intersection\_update()$$
3. 使用$\&$，返回交集不改變aset、bset $$aset\ \&\ bset$$

不重合集

1. $symmetric\_difference$函數，返回不重合集 $$aset.symmetric\_difference(bset)$$
2. 使用$symmetric\_difference\_update$函數，將不重合集返回aset $$aset.symmetric\_difference\_update(bset)$$

其他

1. 判斷set是否含有某元素，用in $$print(elem\ in\ aset)$$
2. 判斷兩set是否有相同元素 $$aset.isdisjoint(bset)$$ 如果有相同元素則返回False
3. 判斷bset是否為aset子集 $$bset.issubset(aset)$$ 若bset為aset子集則返回True

迭代器

可迭代物件

可以利用 for 迴圈的物件，都叫可迭代物件。

可迭代協議

1. 第一種場景：如果一個物件內部實現了 __iter__() 方法 ，並返回一個迭代器實例，那麼該物件就是可迭代物件。
   1. 對於該場景，isinstance(my_list,Iterable)返回True
2. 第二種場景：假設一個物件沒有實現 __iter__() ，Python 解釋器 __getitem__() 方法獲取元素，如果可行，那麼該物件也是一個可迭代物件。
   1. 對於該類可迭代物件，isinstance(my_list,Iterable)返回False

迭代器物件

當你對一個可迭代物件使用 iter 函數後，它會回傳一個迭代器物件，對於迭代器物件，我們可以使用 next 函數，去取得元素，每執行一次，取得一次，等到全部取得完畢，會拋出 StopIteration 提示無元素可取。

alist=['人','生','若','只','如','初','見']
gen=iter(alist)
for i in alist:
    print(next(gen))

輸出：
人
生
若
只
如
初
見

for i in alist:
    print(i)

輸出：
人
生
若
只
如
初
見

可迭代物件與迭代器物件

1. 可迭代物件指整體，如一個list
2. 迭代器物件是iter()函數返回的物件，可對該物件使用next()函數不斷獲取元素。

generator

生成器，是一個可以像迭代器那樣使用for迴圈來獲取元素的函數。

生成器創建

列表推導式

alist=[i for i in range(5)]
print(alist)
輸出：
[0,1,2,3,4]
'''
用[]創建列表對象
'''

alist=(i for i in range(5))
print(alist)
輸出：
0
'''
此時alist為生成器對象
'''

yield

yield與renturn的區別

• 當一個函數運行到 yield 後，函數的運行會暫停，並且會把 yield 後的值返回出去。
• 若 yield 沒有接任何值，則返回 None。
• yield 雖然返回了，但是函數並沒有結束。再次調用該函數賦值的標識符，函數繼續運行。

def generator():
    top=5
    i=0
    while i<top:
        print('當前值為：'+str(i))
        i+=1
        yield i
    raise StopIteration
gen=generator()

for i in range(6):
    print(next(gen))

本文2023-08-27首發於孤筝の温暖小家，最後修改於2023-08-27

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作者：孤筝（lvbowen040427@163.com）

註釋

• 單行註釋 $\#$內容
• 多行註釋

'''
你好這裡綠色的部分是註釋
這裡也是
'''
這裡就不算註釋了
#單行註釋
print("'''這裡不是註釋'''你看會print出來嗎？")
a='''你好'''1
終端：SyntaxError: invalid syntax
'''
這樣寫會報錯，看來程式碼中間插入註釋會影響運行
多行字串可以用'''字串'''來定義，註釋被解釋為賦值操作，所以上面的報錯指向末尾的1
'''

編碼格式

• 在Python 2.x中，原始檔預設編碼格式為ASCII。如果內容中含有漢字，不指定編碼格式的話，便不能正確的讀取和輸出。可以將下面的程式碼放到原始檔的開頭，來指定編碼格式為UTF-8。

# -*- coding: UTF-8 -*-

在Python 3.x中，原始檔預設編碼格式為UTF-8。故在使用Python 3.x時，通常不需要指定編碼格式。

識別符號

• 識別符號是軟體程式設計中通用的概念，用於給==變數、函數、介面、類==等進行命名。
• Python中的識別符號區分大小寫，由字母、數字和底線組成，第一個字元必須是字母或底線，不能以數字開頭。在Python 3.x中，可以用中文作為識別符號。
• 以下底線開頭的識別符號具有特殊含義。
  • 單底線開頭的識別符號（比如：$\_name$），表示不能直接存取的類屬性，需透過類提供的介面才能存取。
  • 雙底線開頭的識別符號（比如：$\_\_age$），表示類的私有成員。
  • 雙底線開頭和結尾的識別符號（比如：$\_\_init\_\_()$為類的建構函數），表示Python中的內建識別。

本文2023-06-27首發於孤筝の温暖小家，最後修改於2023-06-27

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作者：孤筝（lvbowen040427@163.com）

函數傳參

python中，函數傳遞參數本質上是一種賦值操作

def func(arr)
    arr = 1
    print(arr)
a=2
func(a)
print(a)

1. 首先有兩個變數arr和a，有兩個物件1和2
2. a綁定2，func(a)將a綁定的物件2貼上arr標籤
3. 這時，物件1尚未創建，2貼上a標籤和arr標籤
4. $arr=1$操作將2上arr標籤撕下，創建物件1並貼上arr標籤
5. 輸出結果

1
2

輸入輸出

print()函數

>>>print("字串")
字串
>>>print("str1","str2","str3")
str1 str2 str3#空格取代逗號
print(a+b**c)#會先計算數值再輸出
print(sum(a,b/c))#優先執行sum()函數

==原型==

• sep參數：分隔符，多個輸出結果（返回值）之間的分隔符，預設為space，可以手動設置
• end參數：列印後結束方式，預設為$\n$換行，可設置為’ ‘則不換行

input()函數

獲得用戶輸入，並保存為一個==字串== 如果輸入的是數字可通過int()將物件轉換為數字

>>>age=input("Please input your age:")
Please input your age:18
>>>print(age)
'18'#type(age)==<class'str'>
>>>age=int(age)
>>>print(age)
18

• $input()$可以傳入一個字串，會被列印以提示輸入
• 使用$int()$時，如果兩邊有多餘的空格可以用$strip()$方法去除，保存字串物件時也是如此
• $input()$可用於吃掉回車，暫停程式運行 [[資料類型及運算子#字串格式化]]

工具函數

id()

示例 [[資料類型及運算子#賦值方式]] id(變數名)得到變數綁定物件的記憶體位址 變數綁定的物件改變，查詢結果改變，原物件記憶體位址不變

type()

• 一個參數時返回物件的類型
• 三個參數返回新的物件類型
  • type(name,bases,dict)
  • name – 類的名稱。
  • bases – 基類的元組。
  • dict – 字典，類內定義的命名空間變數。

# 一個參數實例

>>> type(1)

<type 'int'>
>>> type('runoob')
<type 'str'>
>>> type([2])
<type 'list'>
>>> type({0:'zero'})
<type 'dict'>
>>> x = 1
>>> type( x ) == int # 判斷型別是否相等 
True
# 三個參數
>>> class X(object):
    ... a = 1 
    ...
>>> X = type('X', (object,), dict(a=1)) # 產生一個新的型別 X
>>> X
<class '__main__.X'>

next()

[[基礎資料結構#迭代器物件]]

字串函數

字串物件自帶函數

1. 去除首尾空格或字元$lstrip()$,$rstrip()$,$strip()$

str="    人生苦短，我用Python。    "
print(str.lstrip())#去除左邊空格並輸出
print(str.rstrip())#去除右邊空格並輸出
print(str.strip())#去除左右空格並輸出

str_1='333與君相別離，不知何日是歸期，我如朝露轉瞬晞。333'
print(str_1.strip('3'))#左右刪去所有字元3後輸出

==需要注意，該函數本質上是截取字串的一部分，而非修改原物件== $lstrip()$將返回返回截掉字串左邊的空格或指定字元後生成的新字串。

str="    人生苦短，我用Python。    "
str.lstrip()#僅僅呼叫函數不賦值也不輸出
print(str)
'''
此時輸出結果仍為
    人生苦短，我用Python。    
左右均帶空格
說明物件未改變
'''

2. 判斷字串是否以某字串開頭/結尾$startswith()$,$endswith()$ 是返回True，否返回False

str="山有木兮木有枝，心悅君兮君不知。"
print(str.starswith("山"))#返回True並輸出
print(str.endswith('不知'))#沒有'。'返回False並輸出

3. 格式化字串

   $$f"字串內容{其他字串變數名}字串內容"$$

   返回格式化後字串 待填坑

4. 分割字串$split()$ 以某字元分割字串為幾個子串，子串中不包括分割符，返回字串列表

str='根，緊握在地下，葉，相觸在雲裡，每一陣風過，我們都互相致意。'
strP=str.split('，')#注意中英文標點
print(str)#輸出原字串物件
print(strP)#輸出分割得到的字串列表
print(strP[1])#輸出"緊握在地下"

數值處理函數

1. 絕對值 $$abs()$$
2. 取整 $$int()$$
3. 四捨五入（返回整數） $$round()$$
4. 判斷大小、真假（布林函數） $$bool()$$ [[數據類型及運算符#布林值與空值]]

資料類型轉換函數

1. $$int(x [,base])$$ x為原對象，base為可選參數，默認為10表示十進制
2. $$float(x)$$
3. $$complex(real[,imag])$$ real為實部，imag為可選的虛部參數
4. $$str(x)$$
5. $$repr(x)$$ 將對象x轉化為表達式字符串（python解釋器能夠讀取的形式）
6. $$chr(x)$$ 將一個整數轉換為一個字符
7. $$ord(x)$$ 將一個字符轉換為它的整數值
8. $$hex(x)$$ 將一個整數x轉換為其十六進制形式的字符串
9. $$oct(x)$$ 將一個整數x轉換為其八進制形式==字符串==
10. $$eval(str)$$ 用來計算在字符串中的有效Python表達式,並返回一個對象
11. $$tuple(s)$$ 將序列s轉化為元組返回
12. $$list(s)$$
13. $$set(s)$$ 將序列s轉換為可變集合
14. $$frozenset(s)$$ 將序列s轉換為不可變集合
15. $$dict(d)$$ 將(key,value)形式元組序列d轉換為一個dict

數據類型高低之分

1. “較高數據類型"和"較低數據類型"是在==隱式類型轉換==中用於描述數據精度的概念。

2. ==精度==可以理解為數據類型能夠表示的信息量或詳細程度。在Python中，數據類型的"高"和"低"主要根據它們的精度來判斷。

3. 這裡的"較高"數據類型指的是能夠表示更多信息（或更精確信息）的數據類型，而"較低"的數據類型則表示的信息較少。 具體來說，比如浮點數就比整數"高”，因為浮點數不僅可以表示整數，還可以表示小數。所以在你的例子中，整數就會被自動轉換為浮點數，以保證信息不丟失。

4. 再比如，複數（complex）就比浮點數（float）和整數（int）“高”，因為複數可以表示實數和虛數，而浮點數和整數只能表示實數。所以在進行運算時，如果操作數包含複數，那麼其他的浮點數或整數就會被轉換為複數。

5. 通常情況下，Python的數據類型的"高低"可以按照如下順序理解： 布爾（bool）< 整型（int） < 浮點型（float）< 複數（complex）。 這個順序主要根據數據類型可以表示的信息範圍和精度來確定的。

不同數據類型之間能否隨意轉化

雖然Python提供了一些內置的函數來實現不同數據類型之間的轉換，如$int(), float(), str(), list(), tuple(), set()$等等，但並非所有類型的數據都可以被轉換成其他任意類型。轉換是否可行，主要取決於數據本身是否包含足夠的信息來表示目標類型。

例如： 你可以輕鬆地將整數轉換為字符串，因為每一個整數都有一個明確的字符串表示（例如，整數123可以表示為字符串"123"）。

類似地，一個只包含數字字符的字符串（如"123"）可以被轉換為一個整數或浮點數，因為這個字符串中包含了足夠的信息來表示一個數字。

然而： 對於一個非數字字符串（如"Hello"），它無法被轉換為一個整數或浮點數，因為這個字符串並不包含任何可以表示一個數字的信息。

對於一個列表或元組，它可以被轉換為一個集合（如果它的元素是不可變的），但不能被轉換為一個整數，因為一個集合或列表中的元素無法合理地表示為一個單獨的數字。

總的來說，數據類型的轉換==並非無限制==，它取決於原始數據是否能夠提供足夠的信息來表示目標類型。當你在編程中進行類型轉換時，需要注意這一點。

判斷與循環語句

$if,elif,else$語句

if condition1:
    1條件成立時要執行操作
elif condition2:
    1不成立2成立時執行操作
else:
    1,2均不成立時執行操作

eg.

name=input('Who are you?')
age=input('How ord are you?')
if name=='朱冰倩'and age>=19:
    print('Daring,long time no see.')
elif name=='朱冰倩' and age==18:
    print('Thank you for being in my life.')
else:print('こんにちわ。')

• 假值 ：None、空列表、空集合、空字典，空元組、空字符串、0、False 等
• 真值 ：非空列表、非空集合、非空字典，非空元組、非空字符串、非 0 數值、True 等

$for,break,continue$語句

普通循環

for x in 序列（list，dict，string，tuple等）:
    執行程式碼塊

• for會依次將序列中元素提取出賦值給x

帶索引循環

• 如果想在循環的時候，把索引也取出來，可以加一個 $enumerate()$ 函數。
• $enumerate()$函數用於將一個可遍歷的數據對象(如列表、元組或字符串)組合為一個索引序列，同時列出數據和數據下標，一般用在 for 循環當中。
  • Python 2.3. 以上版本可用，2.6添加 start 參數。
• $$enumerate(sequence,[start=0])$$
  • sequence：可迭代對象
  • 可選參數start：下標起始位置值，默認為0

galgames=['咖啡館','千戀萬花','天使騷騷']
for index,galgame in enumerate(galgames,1):
    print(f'今天玩第{index}部作品{galgame}。')

output 今天玩第1部作品咖啡館。 今天玩第2部作品千戀萬花。 今天玩第3部作品天使騷騷。

break

中斷當前循環，不同層級break中斷不同循環

continue

continue停止執行後續代碼進入下一循環

for-else

• for循環後接與for同級else，當for循環正常執行完時，會自動進入else；
• 如果因為break中斷循環（continue視為正常），則不會進入else分支

while

while 判斷條件:
    執行語句

在判斷條件成立（True）時，循環執行語句；不成立，跳出循環 ==避免死循環出現，檢查執行語句能否保證打破循環條件or觸發break==

while-else

同for-else，當不通過break跳出while循環時，執行後面的else分支；否則異常退出不執行else

本文2023-06-27首發於孤筝の温暖小家，最後修改於2023-06-27

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作者：孤筝（lvbowen040427@163.com）

常量與變數

• 變數不需要宣告類型
• python用$=$給變數賦值，用$==$比較兩個值是否相等，相等返回True，不等返回False。
• 變數使用前必須賦值（不同於C），變數只有賦值後才會被創建。
  • 變數未定義異常

>>> age
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'age' is not defined

常量——不變的變數 python沒有任何機制保證變數不會改變對象，被改變時沒有報錯，沒有C的const，所以使用時需要萬分小心

賦值方式

賦值運算符$=$為==右結合性==

• 單個賦值

  • age = 18

• 批量賦值

  • a = b = c = 1
    • 這在C/C++中想都不敢想:(

• 先計算再賦值

  • age = 17+1

• 分別賦值

  • a,b,c=1,2,3
    • a == 1,b == 2,c == 3

  當我們寫：a = “Jack” 時，Python解釋器幹了兩件事情： 在內存中創建了一個’Jack’的字串對象（常量）； 在內存中創建了一個名為a的變數，並把它指向 ‘Jack’。 而當你把一個變數a賦值給另一個變數b，這個操作實際上是==將變數b指向變數a所指向的數據==，例如下面的代碼：

>>> a = "Jack"
>>> a
'Jack'
>>> b = a
>>> b
'Jack'
>>> id(a)
4332916664
>>> id(b)
4332916664

id()函數用於查看變數內存地址 [[基礎函數#id()]]

• 若把另一個變數賦給a，則id(a)改變而id(b)不變

>>>a = "Ross"
>>>a
'Ross'
>>>id(a)
另一個數（不同於4332916664）

變數與對象

Python中一切皆為對象，數字是對象，列表是對象，函數也是對象，任何東西都是對象。而變數是對象的一個引用（也可以稱為標籤或者名字），對象的操作都是通過引用來完成的。

例如

>>>a = 1

• 其中，數字1是對象，a是變數（變數名）
• 賦值操作$=$是將一個名字綁定到一個對象上（給對象1加上標籤a）。
• 顯然，對象可以綁定多個標籤（變數）。但是一個變數只能綁定一個對象。
• 變數本身沒有類型，類型儲存於對象中由對象類型決定
  • 所以python不需要提前宣告變數類型，會自動判斷對象數據類型，這點與C/C++區別極大

字串

1. python中不對單字符和字串做區分
2. 可以用單引號$''$或雙引號$""$來創建字串（不能一單一雙！）
3. 三個單引號或三個雙引號可以創建多行字串

>>>name_1='Jack'
>>>name_2="Rose"
>>>sentence_1='''Rose,
Jack,
You jump,
I jump!'''
>>>sentence_2="""Life is short,
you need Python."""
#完美運行！

• 想要使用引號可以加上轉義符"\" [[基礎函數#字串函數]]

字串格式化

%方法

• $\%$後面是一個tuple|dict，用來傳遞需要格式化的值
• 佔位符種類： ![[Pasted image 20230628233506.png]]

>>>name='布洛妮婭'
>>>age=18
>>>print('My wife`s name is %s,she is %d years old.'%(name,age))#按順序%對應於字串後面%()中的內容
My wife`s name is 布洛妮婭,she is 18 years old.

• 進階
  • $$\%[數據名稱][對齊標誌][寬度].[精度][類型]$$
  • 數據名稱用於dict賦值，若為數組則不需填寫
  • 對齊標誌
    • +：顯示正負符號
    • -：左對齊
    • space：正整數前加上一個space以和負數對齊
    • 0：正整數前加一個0以和負數對齊
  • 寬度：格式化後字串長度，不足補0或空格
  • 精度：小數點後位數
  • 數據類型：佔位符種類

format

• 在字串中，使用$\{ \}$進行佔位，然後在字串後跟上 $.format()$函數，這個函數的參數就是我們要往字串中填充的變數。

>>>name='琪亞娜'
>>>age=18
>>>print('My wife is {},she is {}.'.format(name,age))#按順序依次填充
>>>print('My wife is {1},she is {0}.'.format(age,name))
'''
可以在{}內使用索引
其中{}內數字為.format()元組/字典下標
'''
>>>print('My wife is {name},she is {age}.'.format(name=name,age=age))#也可以直接用變數名替代（按對象屬性映射）
>>>print('My wife is {name},she is {age}.'.format(name='琪亞娜',age=18))#按關鍵字映射

>>>list1=['琪亞娜',18]
>>>print("My wife is {0[0]},she is {0[1]}.".format(list1))#通過dict下標映射

• 進階
  • $$\{:[填充字符][對齊方式][符號標誌][\#][寬度][,][.精度][類型]\}$$
  • 填充字符：不寫默認用space填充
  • 對齊方式
    • ^：置中對齊
    • $`<$：左對齊
    • $`>$：右對齊
  • 符號標誌
    • +：顯示正負號
    • space：正整數前加上一個space以和負數對齊
  • $\#$：表示是否在二進制、八進制、十六進制前顯示0b、0o、0x
  • 寬度：輸出字串總寬度
  • $,$：開啟使用千位分隔符
  • 精度：小數點後位數
  • 類型：佔位符類型

f-string

Formatted String Literals（字面量格式化字串），簡稱f-string，僅Python3.6支持 在字串前加上$f$，開啟$f-string$,就可以直接在$\{\}$內使用變數

>>>print(f'My wife is {name},she is {age}.')

• f-string同樣支持format格式控制參數 $$\{變數名:[填充字符][對齊方式][符號標誌][\#][寬度][,][.精度][類型]\}$$

⭐切片

• 可切片對象：字串，元組，列表 $$name[a:b:c]$$

1. 選取區間為$[a,b)$包括a不包括b。不寫a默認從0開始，不寫b默認到末尾結束。
2. c為步長，切片間隔，省略不寫時默認為1。 ==當c為負數時，從後往前切片==

>>>name="polaris"
>>>print(name[1:3])
'ol'
>>>print(name(::-3))
'sap'
'''
'ris'取s，'ola'取a，'p'取p
'''
>>>print(name[::-1])
'siralop'
#字串反轉

3. 切片操作不改變原對象，可通過切片賦值創建副本

>>>x=[2,3,6,2,5]
>>>y=x[:]
>>>y.sort()
>>>print x
[2,3,6,2,5]
>>>print y
[2,2,3,5,6]

整數，浮點數，複數

1. 整數（Int）

   1. 0x十六進制
   2. 0o八進制

2. 浮點數（Float）

   1. 小數形式
   2. 科學計數法，10用e代替
      • eg.1.23e-6

3. 複數（Complex）

   1. 實部+虛部，a+bj
   2. complex(a,b)
   3. a&b均為浮點型

4. [[基礎函數#type()]]

5. 取模（相除取整數部分）

   $$a//b$$

6. 取餘

   $$a\%b$$

7. 絕對值

>>>a=10
>>>b=3
>>>a//b
3
>>>a%b
1

布爾值與空值

• True：真（非0數值，默認1）
• False：假（=0數值，默認0）
• None：空值，不是0（整型），不為布爾類型而是NoneType

1. 注意事項
   • 首字母大寫
   • 所有的計算結果，判斷表達式調用返回值是True或者False的過程都可以稱為布爾運算，例如比較運算。
2. 以下會轉換為假值
   • 0、0.0、-0.0
   • None
   • 空字串、空列表、空元組、空字典
3. 以下會轉換為真值
   • -1、1或者其他非0數值
   • 所有非空字串，包括 "False"
   • 所有非空字典、非空列表、非空集合，非空元組
4. 布爾值可進行四則運算，True == 1，False == 0

布爾運算

1. 與 $and$
   • 只有所有都為True，and運算的結果才是True
2. 或 $or$
   • 只要其中有一個為True，or運算結果就是True
3. 非 $not$
   • 單目運算符，把True變成False，False變成True [[基礎函數#數值處理函數]]

運算符

Python語言支持以下類型的運算符:

• 算術運算符
• 比較（關係）運算符
• 賦值運算符
• 邏輯運算符
• 位運算符
• 成員運算符
• 身份運算符
• 運算符優先級

算術運算符

• $**$：冪，$x**y$返回x的y次冪 ==從右往左結合==(右結合性)

>>>2**2**3
256
>>>(2**2)**3
64
>>>2**(2**3)
256

• $//$：取模，返回商的整數部分
• 整數與浮點數混合運算時，整數轉化為浮點數運算

比較運算符

• $==$：比較兩對象是否相等 ==python比較運算符可以連用== $$a>b==c等價於a>b\ and\ b==c$$

賦值運算符

• $**=$：冪賦值運算符， $$c**=a等價於c=c**a$$
• $//=$：取整除賦值運算符， $$c//=a等價於c=c//a$$
• «=：左移賦值 $$a<<=2等價於a=a<<2$$

• =：右移賦值

• &=：按位與賦值 $$a\&=b等價於a=a\&b$$
• |=：按位或賦值
• ^=：按位異或賦值

位運算符

• $\&$：按位與==右結合性==
• $|$：按位或
• ^：按位異或
• ~：按位取反==右結合性==
• $<<$：左移
• $>>$：右移

邏輯運算符

• $and$：布爾與
  • x and y，若x為False,則返回False，否則返回y的計算值
• $or$：布爾或
  • x or y，x非0返回x的值，否則返回y計算值
• $not$：布爾非
  • not x，x為True返回False，x為False返回True
  • ==右結合性==

>>>True and True
True
>>>True and False
False
>>>False and True
False
>>>True and 0+3
3

>>>True or False
True
>>>0 or True
True
>>>0 or 0
0
>>>False or 31
31

>>>not 3
False

成員運算符

• $in$：x in Y（x為對象或變數名，Y為字串、字典或元組），在指定序列中找到x則返回True，否則返回False
• $not\ in$：x not in Y，沒找到返回True

身份運算符

• $is$：判斷兩個標識符是否引用自同一對象，即本質是否相同
  • x is y,if id(x)== id(y),return True
• $is\ not$：if id(x) != id(y),return True

⭐運算符優先級

1. ()：小括號
2. $[\ ]$：索引運算符
3. x.attribute：屬性訪問
4. $**$：指數運算
5. ~：按位取反
6. +@、-@：==一元==加減號（正負號）
   • +@，-@為==右結合性==一元運算符
7. $*$、/、%、$//$：乘除，取餘，取模
8. +、-：二元加減
9. «、»：位運算左移右移
10. &：按位與
11. ^：按位異或
12. |：按位或
13. $<,<=,>,>=,==,!=$：比較運算符
14. =，+=，-=……：賦值運算符
15. is，is not：身份運算符
16. in，not in：成員運算符
17. not：非
18. and：與
19. or：或
20. $,$：逗號運算符

本文2023-06-27首發於孤筝の温暖小家，最後修改於2023-06-27

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