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Python3 与 C# 扩展之~基础衍生

程序员文章站 2023-04-03 10:06:26
本文适应人群:C# or Python3 基础巩固 代码裤子: https://github.com/lotapp/BaseCode 在线编程: https://mybinder.org/v2/gh/lotapp/BaseCode/master 在线预览:http://github.lesschin ......
 

本文适应人群:C# or Python3 基础巩固

代码裤子:

在线编程:

在线预览:

马上快期末考试了,老师蜜月也回来了,于是有了一场跨季度的复习讲课了:

1.Python基础语法扩展

1.1.if 判断条件相关

None、""、0、[]、{} ==> 假

1、" "、[None,""]、{"":None} ==> 真

小明可高兴了,前几天被打击的面目全非,这几天老师回来了,又可以大发神威了,于是抢先提交demo:

In [1]:
# None
if None:
    print(True)
else:
    print(False)
 
False
In [2]:
# 0为False
if 0:
    print(True)
else:
    print(False)
 
False
In [3]:
# 空字符串
if "":
    print(True)
else:
    print(False)
 
False
In [4]:
# 空列表为False
if []:
    print(True)
else:
    print(False)
 
False
In [5]:
# 空字典为False
if {}:
    print(True)
else:
    print(False)
 
False
In [6]:
# 1为True
if 1:
    print(True)
else:
    print(False)
 
True
In [7]:
# 含空格
if " ":
    print(True)
else:
    print(False)
 
True
In [8]:
if [None,""]:
    print(True)
else:
    print(False)
 
True
In [9]:
if {"":None}:
    print(True)
else:
    print(False)
 
True
 

老师微带笑容的看了小明一眼,然后接着讲if的扩展

1.2.三元表达符

eg:max = a if a > b else b

In [10]:
a, b = 1, 2

max = a if a > b else b

print(max)
 
2
In [11]:
a, b, c = 1, 3, 2

max = a if a > b else b
max = max if max > c else c

print(max)
 
3
In [12]:
# 上面的那个还有一种简写(不推荐)
a, b, c = 1, 3, 2

max = (a if a > b else b) if (a if a > b else b) > c else c

print(max)
 
3
 

1.2.字符串和编码

Python3.x版本中,字符串是以Unicode编码的

对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符

小潘对这块有所研究,把小明按在桌上然后抢先提交demo:

In [13]:
ord('D')
Out[13]:
68
In [14]:
ord('毒')
Out[14]:
27602
In [15]:
chr(68)
Out[15]:
'D'
In [16]:
chr(27602)
Out[16]:
'毒'
In [17]:
print(ord('A'))
print(ord('Z'))

print(ord('a'))
print(ord('z'))
 
65
90
97
122
 

老师补充讲解道:

编码:encode() 解码:decode()

url相关的可以用:

urllib.parse.quote() and urllib.parse.unquote()

urllib.parse.urlencode() 可以直接对一个key-value进行url编码

In [18]:
# encode() and decode()
name="毒逆天"

name_encode=name.encode("utf-8")

print(name_encode)

print(name_encode.decode("utf-8"))
 
b'\xe6\xaf\x92\xe9\x80\x86\xe5\xa4\xa9'
毒逆天
In [19]:
# 需要导入urlib.parse

import urllib.parse
In [20]:
test_str="淡定"

# 对字符串进行url编码和解码
test_str_enode = urllib.parse.quote(test_str)

print(test_str_enode)

# urllib.parse.quote() 解码
print(urllib.parse.unquote(test_str_enode))
 
%E6%B7%A1%E5%AE%9A
淡定
In [21]:
# urlencode 可以直接对一个key-value进行编码

test_dict={"name":"毒逆天","age":23}

encode_str = urllib.parse.urlencode(test_dict)

print(encode_str)
print(urllib.parse.unquote(encode_str))
 
name=%E6%AF%92%E9%80%86%E5%A4%A9&age=23
name=毒逆天&age=23
 

1.3.值判断和地址判断

小明不乐意了,你个小潘总是抢我的风头,看完标题就刷刷的在黑板上写下了如下知识点:

is 是比较两个引用是否指向了同一个对象id()得到的地址一样则相同)

== 是比较两个对象的值是否相等

在之前讲Dict的时候提了一下可变和不可变类型:

Func里面又系统的说了一下:

对于可变不可变系列就不去复述了,下面再来几个案例看看 值判断地址判断的概念

In [22]:
################ 可变类型 ################ 
In [23]:
a=[1,2,3]
b=[1,2,3]

# id不一样,那is肯定不一样了
print(id(a))
print(id(b))
 
139727165899464
139727165725256
In [24]:
# a和b是否指向同一个地址
a is b
Out[24]:
False
In [25]:
# a和b的值是否相同
a == b
Out[25]:
True
In [26]:
################ 开始变化了 ################ 
In [27]:
# 让a指向b的地址
a=b

# a和b的id一样了
print(id(a))
print(id(b))
 
139727165725256
139727165725256
In [28]:
# a和b是否指向同一个地址
a is b
Out[28]:
True
In [29]:
# a和b的值是否相同
a == b
Out[29]:
True
In [30]:
################ 不可变类型 ################ 
In [31]:
a=1
b=1

# id一样
print(id(a))
print(id(b))
 
94592578394656
94592578394656
In [32]:
a is b
Out[32]:
True
In [33]:
a == b
Out[33]:
True
In [34]:
# 但是你要注意,不是所有不可变类型都这样的

f1=1.2
f2=1.2

# 声明两个相同值的浮点型变量,查看它们的id,发现它们并不是指向同个内存地址(这点和int类型不同)
print(id(f1))
print(id(f2))
 
139727217917024
139727217917096
In [35]:
# 这个就不一样了
# 这方面涉及Python内存管理机制,Python对int类型和较短的字符串进行了缓存
# 无论声明多少个值相同的变量,实际上都指向同个内存地址,其他的就没这福利咯~

f1 is f2
Out[35]:
False
In [36]:
f1 == f2
Out[36]:
True
 

2.Python总结之for系列

老师徐徐道来:“之前说for总是零零散散的,现在基础都讲完了,来个小汇总:”

2.1.Base

能够被for循环遍历的,就是可迭代的

For基础系:

In [37]:
# 类似于for(int i=0;i<5;i++)

for i in range(5):
    print(i)
    i+=1
 
0
1
2
3
4
In [38]:
#while循环一般通过数值是否满足来确定循环的条件
#for循环一般是对能保存多个数据的变量,进行遍历

name="https://pan.baidu.com/s/1weaF2DGsgDzAcniRzNqfyQ#mmd"

for i in name:
    if i=='#':
        break
    print(i,end='')#另一种写法:print("%s"%i,end="")
print('\n end ...')
 
https://pan.baidu.com/s/1weaF2DGsgDzAcniRzNqfyQ
 end ...
In [39]:
# 你期望的结果是:i = 5

for i in range(10):
    if i == 5:
        print("i = %d" % i)
else:
    print("没有找到")
 
i = 5
没有找到
In [40]:
# 当迭代的对象迭代完并为空时,位于else的子句将执行
# 而如果在for循环中含有break时则直接终止循环,并不会执行else子句
# 正确写法如下:

for i in range(10):
    if i == 5:
        print("i = %d" % i)
        break
else:
    print("没有找到")
 
i = 5
In [41]:
# 遍历一个字典

test_dict={"Name":"小明","Age":23}

for k,v in test_dict.items():
    print("key:%s,value:%s"%(k,v))
 
key:Name,value:小明
key:Age,value:23
 

2.2.列表生成式

如果下面知识点还不熟悉的,看看之前讲的~列表生成式:

简写list(range(1, 11)) 全写[x for x in range(1,11)]

In [42]:
list(range(1, 11))
Out[42]:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
In [43]:
[x for x in range(1,11)]
Out[43]:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
In [44]:
# 1~10的平方列表
[x*x for x in range(1,11)]
Out[44]:
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
In [45]:
# 1~10之间的偶数
[x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
Out[45]:
[2, 4, 6, 8, 10]
In [46]:
# 数学里面的全排列
[x + y for x in 'ABC' for y in 'AB']
Out[46]:
['AA', 'AB', 'BA', 'BB', 'CA', 'CB']
In [47]:
# 数学里面的坐标轴
[(x,y) for x in range(1,5) for y in range(1,4)]
Out[47]:
[(1, 1),
 (1, 2),
 (1, 3),
 (2, 1),
 (2, 2),
 (2, 3),
 (3, 1),
 (3, 2),
 (3, 3),
 (4, 1),
 (4, 2),
 (4, 3)]
In [48]:
# (x,y,z) 一般三个嵌套就上天了
[(x,y,z) for x in range(1,5) for y in range(1,4) for z in range(1,3)]
Out[48]:
[(1, 1, 1),
 (1, 1, 2),
 (1, 2, 1),
 (1, 2, 2),
 (1, 3, 1),
 (1, 3, 2),
 (2, 1, 1),
 (2, 1, 2),
 (2, 2, 1),
 (2, 2, 2),
 (2, 3, 1),
 (2, 3, 2),
 (3, 1, 1),
 (3, 1, 2),
 (3, 2, 1),
 (3, 2, 2),
 (3, 3, 1),
 (3, 3, 2),
 (4, 1, 1),
 (4, 1, 2),
 (4, 2, 1),
 (4, 2, 2),
 (4, 3, 1),
 (4, 3, 2)]
 

2.3.扩展

如果要对list实现类似C#或者java那样的下标循环怎么办?

这块小明又有预习,于是在提交Code的同时大声说道:

Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对,这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身

In [49]:
for i, item in enumerate(['A', 'B', 'C']):
    print(i, item)
 
0 A
1 B
2 C
 

3.Python中赋值、浅拷贝、深拷贝

看到标题小明和小潘就楞了,老师当时没讲解啊,然后两个人眼巴巴的看着老师讲解:

官方文档:

3.1.赋值

通过=来实现,就是把地址拷贝了一份,比如 a = b

In [50]:
a=[1,2,2]
b = a

print(id(a))
print(id(b))
 
139727165518536
139727165518536
In [51]:
# 再验证

a.append(3)

# 都增加了一个3,说明的确指向同一个内存地址
print(a)
print(b)
 
[1, 2, 2, 3]
[1, 2, 2, 3]
 

3.2.深拷贝deepcopy

导入copy模块,调用deepcopy方法

如果有嵌套引用的情况,直接递归拷贝

In [52]:
import copy

a=[1,2,2]
In [53]:
b=copy.deepcopy(a)

# 指向了不同的内存地址
print(id(a))
print(id(b))
 
139727165899080
139727165900488
In [54]:
# 再验证一下

a.append(3)

# b不变,说明的确指向不同的内存地址
print(a)
print(b)
 
[1, 2, 2, 3]
[1, 2, 2]
In [55]:
################ 开始变化了 ################ 
In [56]:
# 之前讲了嵌套列表,我们来验证一下

a=[1,2,2]
b=[1,2,3,a]

c=copy.deepcopy(b)

# 发现地址都不一样
print(id(b))
print(id(c))
print(id(b[3]))
print(id(c[3]))
 
139727166586248
139727165899080
139727165725256
139727165899464
In [57]:
# 直观的验证一下

a.append(666)

# 深拷贝的确是深拷贝
print(b)
print(c)
 
[1, 2, 3, [1, 2, 2, 666]]
[1, 2, 3, [1, 2, 2]]
 

3.3.浅拷贝copy

copy只是简单拷贝,如果拷贝内容里面还有引用之类的,他是不管的

In [58]:
import copy

a=[1,2,2]
In [59]:
b=copy.copy(a)

# 指向了不同的内存地址
print(id(a))
print(id(b))
 
139727165902088
139727165850952
In [60]:
################ 开始变化了 ################ 
In [61]:
# 之前讲了嵌套列表,我们来验证一下

a=[1,2,2]
b=[1,2,3,a]

c=copy.copy(b)

# 第一层地址不一样
print(id(b))
print(id(c))
 
139727165519432
139727165902088
In [62]:
# 验证一下
b.append(111)

# 第一层指向的不同地址
print(b)
print(c)
 
[1, 2, 3, [1, 2, 2], 111]
[1, 2, 3, [1, 2, 2]]
In [63]:
# 如果里面还有引用,那么就不管了
print(id(b[3]))
print(id(c[3]))
 
139727165725576
139727165725576
In [64]:
# 验证一下
a.append(666)

# 内部引用的确没copy新地址
print(b)
print(c)
 
[1, 2, 3, [1, 2, 2, 666], 111]
[1, 2, 3, [1, 2, 2, 666]]
 

3.4.知识扩展

如果拷贝的对象是不可变类型,不管深拷贝和浅拷贝以及赋值都是地址引用

需要注意的是:Python和Net对于值类型处理是不一样的(管理方式不一样导致的)

==>NET中值类型默认是深拷贝的,而对于引用类型,默认实现的是浅拷贝

In [65]:
a=(1,2,2)
b=a

print(id(a))
print(id(b))
 
139727165526520
139727165526520
In [66]:
a=(1,2,2)
b=copy.deepcopy(a)

print(id(a))
print(id(b))
 
139727165846872
139727165846872
In [67]:
a=(1,2,2)
b=copy.copy(a)

print(id(a))
print(id(b))
 
139727165526520
139727165526520
 

4.CSharp中赋值、浅拷贝、深拷贝

小明听懂了Python的深拷贝和浅拷贝后,本着学以致用的原则,写下了C#的实现:

先声明一下,本机环境是Ubuntu + NetCore,欢迎贴Code补充

4.1.赋值

Code:

赋值方法和Python一样,直接赋值即可

var list1 = new List<int>() { 1, 2, 2 };
var list2 = list1;
In [68]:
%%script csharp

// Python一样,直接赋值即可
var list1 = new List<int>() { 1, 2, 2 };
var list2 = list1;

// 验证一下
list1.Add(3);//我们修改一下list1,list2也就跟着就改变了

foreach (var item in list1)
{
    Console.Write(item + " ");
}
Console.WriteLine();
foreach (var item in list2)
{
    Console.Write(item + " ");
}
 
1 2 2 3 
1 2 2 3 
 

4.2值类型默认深拷贝

NetCore深拷贝相关的 public void CopyTo (T[] array);

简单类型用最简单的方式就能实现深拷贝了:

官方的CopyTo在这里和这个效果一样,但是比较麻烦,这边就不贴了(Code里面贴了)

var list3 = new List<int>() { 1, 2, 2 };
var list4 = new List<int>(list3);

// 验证一下
list3.Add(3);
foreach (var item in list3)
{
    Console.Write(item + " ");
}
Console.WriteLine();
foreach (var item in list4)
{
    Console.Write(item + " ");
}

结果:

1 2 2 3 
1 2 2

4.3.引用类型默认浅拷贝

对于List<T>再复杂点的,上面的方式就变成浅拷贝了:(类似于Python的Copy.Copy)

官方的CopyTo在这里和这个效果一样,但是比较麻烦,这边就不贴了(Demo里面贴了)

定义一个Student

public partial class Student
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public override string ToString()
    {
        return $"Name:{Name},Age:{Age}";
    }
}

浅拷贝Demo:

var list5 = new List<Student>(){
    new Student { Name = "小张", Age = 22 },
    new Student { Name = "小明", Age = 23 }
    };
var p = new Student() { Name = "小潘", Age = 23 };
list5.Add(p);

// 浅拷贝一份
var list6 = new List<Student>(list5);

// 浅拷贝测试
// 我们修改一下list5,list6没有跟着改变,说明第一层的地址的确不一样
list5.Add(new Student() { Name = "小胖", Age = 24 });
// 当我们修改小潘同学的年龄时,大家都变了,说明真的只是浅拷贝
p.Age = 24;

foreach (var item in list5)
{
    Console.WriteLine(item);
}
Console.WriteLine("=============");
foreach (var item in list6)
{
    Console.WriteLine(item);
}

结果:

Name:小张,Age:22
Name:小明,Age:23
Name:小潘,Age:24
Name:小胖,Age:24
=============
Name:小张,Age:22
Name:小明,Age:23
Name:小潘,Age:24
 

4.4.简单方式实现深拷贝

对于List<T>的深拷贝场景,其实项目中还是蛮常见的,那深拷贝怎么搞呢?

先来一个简单的实现方式,需要T实现ICloneable接口才行:

定义一个Person类

public partial class Person : ICloneable
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    //实现ICloneable的Clone方法
    public object Clone()
    {
        return base.MemberwiseClone();//调用父类方法即可
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"Name:{Name},Age:{Age}";
    }
}

List<T>定义一个扩展方法:(温馨提醒:扩展方法所在的类必须是static Class哦)

public static partial class ListExt
{
    // 只要T实现了ICloneable接口就可以了
    public static IEnumerable<T> DeepCopy<T>(this IEnumerable<T> list) where T : ICloneable
    {
        return list.Select(item => (T)item.Clone()).ToList();
    }
}

来个调用加验证:

#region 引用类型深拷贝-简单实现方式

var oldList = new List<Person>(){
    new Person(){Name="小明",Age=23},
    new Person(){Name="小张",Age=22},
};
var xiaoPan = new Person() { Name = "小潘", Age = 23 };
oldList.Add(xiaoPan);

var newList = oldList.DeepCopy();

//测试
oldList.Add(new Person() { Name = "小胖", Age = 23 });
xiaoPan.Age = 24;

foreach (var item in oldList)
{
    Console.WriteLine(item);
}
Console.WriteLine("========");
foreach (var item in newList)
{
    Console.WriteLine(item);
}

#endregion

结果:

Name:小明,Age:23
Name:小张,Age:22
Name:小潘,Age:24
Name:小胖,Age:23
========
Name:小明,Age:23
Name:小张,Age:22
Name:小潘,Age:23
 

4.5.序列化方式实现深拷贝(常用)

利用System.Runtime.Serialization序列化与反序列化实现深拷贝

先定义一个Teacher类(别忘记加 Serializable 的标签)

[Serializable]
public partial class Teacher
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public override string ToString()
    {
        return $"Name:{Name},Age:{Age}";
    }
}

添加一个扩展方法:

public static partial class ListExt
{
    // 利用System.Runtime.Serialization序列化与反序列化实现深拷贝
    public static T DeepCopy2<T>(this T obj)
    {
        using (var stream = new MemoryStream())
        {
            var formatter = new BinaryFormatter();
            formatter.Serialize(stream, obj);
            stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            return (T)formatter.Deserialize(stream);
        }
    }
}

调用:

#region 引用类型深拷贝-序列化实现

var oldTestList = new List<Teacher>(){
    new Teacher(){Name="小明",Age=23},
    new Teacher(){Name="小张",Age=22},
};
var s = new Teacher() { Name = "小潘", Age = 23 };
oldTestList.Add(s);

var newTestList = oldTestList.DeepCopy2();

//测试
oldTestList.Add(new Teacher() { Name = "小胖", Age = 23 });
s.Age = 24;

foreach (var item in oldTestList)
{
    Console.WriteLine(item);
}
Console.WriteLine("========");
foreach (var item in newTestList)
{
    Console.WriteLine(item);
}

#endregion

结果:

Name:小明,Age:23
Name:小张,Age:22
Name:小潘,Age:24
Name:小胖,Age:23
========
Name:小明,Age:23
Name:小张,Age:22
Name:小潘,Age:23

因为主要是说Python,Net只是简单提一下,这边就先到这里了

不尽兴可以看看,讲得还是挺全面的

我们接着来对比学习~

 

5.Python生成器

一看到标题小明又懵圈了,但是看到大家好像都知道的样子心想道:“我是不是又睡过一节课啊?”

,这边说说生成器

通过列表生成式,我们可以简单并直接的创建一个列表,但是当数据有一定的规律而且又很大的时候,使用列表就有点浪费资源了

如果列表元素可以按照某种算法推算出来,这样就不必创建完整的list,从而节省大量的资源

5.1.简单方式

在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator

先看一个简单的生成器案例:(只要把一个列表生成式的[]改成() ,就创建了一个generator了)

In [69]:
# 列表生成式
[x for x in range(10)]
Out[69]:
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
In [70]:
# 生成器写法(Python2.x系列是用xrange)
(x for x in range(10))
Out[70]:
<generator object <genexpr> at 0x7f14c413cb48>
 

遍历方式可以用之前的for循环来遍历(推荐)

也可以用next()或者__next__()方法来遍历。【C#是用MoveNext

generator保存的是算法,每次调用next(xxx)或者__next__(),就计算出下一个元素的值,直到计算到最后一个元素

当没有更多的元素时,抛出StopIteration的异常

最新的Python3.7在这方面有所优化:

In [71]:
g=(x for x in range(10))

# for来遍历(推荐)
for i in g:
    print(i)
 
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
In [72]:
g=(x for x in range(10))

print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(g.__next__()) #通过__next__也一样取下一个
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
 
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
 
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration                             Traceback (most recent call last)
<ipython-input-72-9897a9148994> in <module>()
     11 print(next(g))
     12 print(next(g))
---> 13print(next(g))
     14 print(next(g))

StopIteration: 
 

5.2.yield方式

如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现时,还可以用函数来实现

这时候就需要用到yield了,像最经典的斐波拉契数列,这次用一波生成器来对比实现下:

In [73]:
# 递归方式:求第30个数是多少

# 1、1、2、3、5、8、13、21、34...
def fib(n):
    if n == 1 or n == 2:
        return 1
    else:
        return fib(n - 1) + fib(n - 2)

fib(30)
Out[73]:
832040
In [74]:
# 在讲yield方式之前先用循环实现一下

def fibona(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1

fibona(30)
 
(0)
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