學習日志05 python

我相信事在人為，人定勝天，現在還是在基礎語法上面打轉，還是會提出一些很低級的很基礎的問題，不要著急，波浪式前進、螺旋式上升的過程吧，雖然現在的確是很絕望吧......

今天要做一個練習：編寫猜數字游戲（隨機生成 1-100 的數字，用戶猜測）

1 python的f-strings格式化字符串字面量，對比一下java里面的printf

其實我不是很明白，這是我的個人理解：

py里面print(f"",{})，f表示格式化輸出，{}類似于一種占位符，{變量名稱}

ai解答：

是的，你理解得很正確。

在 Python 中，f?開頭的字符串（即 f-string）是一種字符串格式化方法，它讓字符串插值變得更簡潔易讀。在?f""?中，花括號?{}?用于嵌入表達式或變量，Python 會在運行時將其替換為實際的值。

簡單示例：

python

運行

name = "Alice"
age = 30# 使用 f-string 格式化輸出
print(f"我的名字是 {name}，今年 {age} 歲。")
# 輸出：我的名字是 Alice，今年 30 歲。# 可以直接在 {} 中使用表達式
print(f"明年我將是 {age + 1} 歲。")
# 輸出：明年我將是 31 歲。

更靈活的用法：

調用函數：

python

運行

def double(x):return x * 2num = 5
print(f"5 的兩倍是 {double(num)}。")
# 輸出：5 的兩倍是 10。

格式化數字：

python

運行

pi = 3.1415926
print(f"π 約等于 {pi:.2f}。")  # 保留兩位小數
# 輸出：π 約等于 3.14。price = 99.9
print(f"價格是 ${price:.2f}。")  # 強制保留兩位小數
# 輸出：價格是 $99.90。

對齊和填充：

python

運行

width = 10
print(f"{'左對齊':<{width}}")  # 左對齊
print(f"{'右對齊':>{width}}")  # 右對齊
print(f"{'居中':^{width}}")    # 居中

輸出：

plaintext

左對齊       右對齊居中

訪問對象屬性或列表元素：

python

運行

person = {"name": "Bob", "city": "Beijing"}
print(f"{person['name']} 住在 {person['city']}。")
# 輸出：Bob 住在 Beijing。numbers = [10, 20, 30]
print(f"第二個數是 {numbers[1]}。")
# 輸出：第二個數是 20。

注意事項：

引號沖突：如果字符串中需要使用與?f""?相同的引號，需用反斜杠轉義或嵌套不同類型的引號。例如：

python

運行
```
print(f"他說：\"你好！\"")  # 使用轉義
print(f'他說："你好！"')    # 嵌套單引號
```

表達式復雜時：雖然可以在?{}?中寫復雜表達式，但建議保持簡潔，否則會降低可讀性。例如：

python

運行

# 不推薦（太復雜）
print(f"結果是 {((x+y)*z)/w:.2f}")# 推薦（先計算，再使用變量）
result = ((x+y)*z)/w
print(f"結果是 {result:.2f}")

f-string 是 Python 3.6+ 引入的特性，它比傳統的?%?格式化和?str.format()?更直觀、高效，是目前最推薦的字符串格式化方式。

在 Python 中，f-strings（格式化字符串字面量）提供了一種簡潔、直觀且高效的方式來嵌入表達式或變量到字符串中。這種設計主要出于以下幾個原因：

1.?語法簡潔性

Python 的哲學是 "用一種方法，最好只有一種方法來做一件事"，但字符串格式化在歷史上有多種方式（%?格式化、str.format()、f-strings）。f-strings 被設計為最直觀的方式。

示例對比：

python

運行

# 傳統方式（% 格式化）
name = "Alice"
print("Hello, %s!" % name)# 現代方式（f-string）
print(f"Hello, {name}!")

2.?動態表達式支持

在?{}?中可以直接使用變量、函數調用、甚至復雜表達式，無需預先計算：
python

運行
```
def get_name():return "Bob"print(f"Hello, {get_name().upper()}!")  # 輸出：Hello, BOB!
```

3.?性能優勢

f-strings 在運行時直接求值并替換，比?%?格式化和?str.format()?更快。例如：
python

運行
```
# 更快的內聯求值
x = 10
print(f"平方：{x**2}")  # 直接計算 x2
```

4.?可讀性提升

變量名直接出現在字符串中，使代碼更易理解：

python

運行

width = 10
height = 5
print(f"面積 = {width} × {height} = {width * height}")
# 輸出：面積 = 10 × 5 = 50

5.?與 Java 的?`printf`?的對比

Java 的?printf?是基于 C 語言的格式化風格，使用占位符（如?%s、%d），而 Python 的 f-strings 更靈活：

特性	Python f-strings	Java printf
語法	`f"文本 {表達式}"`	`"文本 %s %d" % (變量, 值)`
動態表達式	支持直接嵌入函數調用、計算等	需要預先計算所有值
變量可見性	直接使用變量名，如?`{name}`	依賴位置參數（`%1$s`、`%2$d`）
類型安全	自動處理類型轉換	需要顯式指定類型（`%s`、`%d`）
性能	運行時直接替換，效率高	依賴字符串解析，相對較慢

6.?Python 的設計哲學

Python 強調代碼的可讀性和簡潔性，f-strings 符合這一哲學：

更少的樣板代碼：不需要像 Java 那樣頻繁使用?+?拼接字符串。
更 Pythonic：與列表推導式、生成器表達式等特性一致，用簡潔的語法解決常見需求。

7.?演進歷史

Python 早期只有?%?格式化（類似 C 語言），后來引入?str.format()?提升靈活性，但 f-strings（Python 3.6+）進一步簡化了語法。例如：

python

運行

# 舊方式（Python 2/3 早期）
print("姓名：{}，年齡：{}".format("Charlie", 25))# 新方式（f-string）
print(f"姓名：{'Charlie'}，年齡：{25}")

總結

Python 的 f-strings 是為了提供一種更直觀、高效且符合語言哲學的字符串格式化方式，相比 Java 的?printf，它更靈活、更具表達力，且與 Python 的動態特性結合得更好。

2 異常處理和文件讀取練習

寫到這個地方寫不下去了，不知道怎么統計單詞

# 下面是一個關于 Python 異常處理的練習題，你可以嘗試完成它。
# 練習題：文件內容分析器
# 要求：
# 編寫一個 Python 程序，實現以下功能：
# 提示用戶輸入一個文件路徑。
# 嘗試讀取該文件的內容。
# 統計文件中的行數、單詞數（以空格分隔）和字符數（包括空格和換行符）。
# 打印統計結果。
# 需要處理的異常情況：
# 文件不存在。
# 文件沒有讀取權限。
# 文件為空（此時輸出統計結果為全零）。
# 用戶輸入無效路徑（例如包含非法字符）。
# 示例輸出：
# plaintext
# 請輸入文件路徑: test.txt
# 文件統計結果:
# - 行數: 3
# - 單詞數: 12
# - 字符數: 56
#
# 異常處理示例：
# plaintext
# 請輸入文件路徑: /nonexistent/file.txt
# 錯誤：文件不存在！
#
# plaintext
# 請輸入文件路徑: /etc/shadow
# 錯誤：沒有讀取該文件的權限！
#
# 你可以將答案寫在下面，我會為你檢查。location = input("請輸入文件路徑：")
try:f = open(location + ".txt", "w", encoding="utf-8")
except FileNotFoundError:print("找不到文件")
except FileExistsError:print("文件不存在")
except PermissionError:print("沒有讀取權限")
else:f.readlines()f.close()

ai給的修改后的正確代碼：

# 獲取用戶輸入的文件路徑
location = input("請輸入文件路徑：")try:# 嘗試以只讀模式打開文件with open(location, "r", encoding="utf-8") as file:# 讀取全部內容content = file.read()# 統計行數lines = content.count('\n') + 1 if content else 0# 統計單詞數（以空格分隔）words = len(content.split()) if content else 0# 統計字符數（包括空格和換行符）characters = len(content)# 打印統計結果print("文件統計結果:")print(f"- 行數: {lines}")print(f"- 單詞數: {words}")print(f"- 字符數: {characters}")except FileNotFoundError:print("錯誤：文件不存在！")
except PermissionError:print("錯誤：沒有讀取該文件的權限！")
except IsADirectoryError:print("錯誤：輸入的是一個目錄，請提供有效的文件路徑！")
except UnicodeDecodeError:print("錯誤：文件編碼不是UTF-8，請提供UTF-8編碼的文件！")
except Exception as e:print(f"錯誤：發生未知錯誤 - {e}")

?原先代碼存在的問題：

使用了寫入模式打開文件：open(location + ".txt", "w")?這會創建 / 覆蓋文件
異常處理邏輯有些混亂：FileExistsError?不應該用于檢查文件是否存在
沒有實現統計行數、單詞數和字符數的邏輯

3 python中的with語句

with?語句是 Python 中用于簡化資源管理的語法結構，它通過上下文管理器（Context Manager）自動處理資源的獲取和釋放，確保無論代碼塊是否正常執行完畢，資源都能被正確清理。這種模式不僅讓代碼更簡潔，還能避免因疏忽導致的資源泄漏（如文件未關閉、網絡連接未釋放等）。

基本語法

python

運行

with expression [as variable]:# 代碼塊

expression：返回一個上下文管理器對象（如?open()?返回文件對象）。
as variable（可選）：將上下文管理器的返回值賦值給變量。

核心機制：上下文管理器

with?語句依賴上下文管理器，它是實現了?__enter__()?和?__exit__()?方法的對象：

__enter__()：在進入?with?代碼塊前調用，返回資源對象（如文件句柄）。
__exit__()：在代碼塊結束后（無論是否異常）自動調用，負責清理資源（如關閉文件）。

典型應用場景

1. 文件操作（最常見）

python

運行

with open('data.txt', 'r') as file:content = file.read()# 文件在代碼塊結束后自動關閉

等價于傳統寫法：

python

運行

file = open('data.txt', 'r')
try:content = file.read()
finally:file.close()  # 無論是否異常，finally 確保文件關閉

2. 數據庫連接

python

運行

with sqlite3.connect('example.db') as conn:cursor = conn.cursor()cursor.execute('SELECT * FROM users')# conn.commit() 或 conn.rollback() 自動調用

數據庫連接在?with?結束時自動提交或回滾事務，并關閉連接。

3. 線程鎖

python

運行

lock = threading.Lock()
with lock:  # 等價于 lock.acquire() + lock.release()# 線程安全的代碼...

4. 臨時修改環境

python

運行

with tempfile.TemporaryDirectory() as tmpdir:# 在臨時目錄中操作文件# 代碼塊結束后，tmpdir 自動刪除

自定義上下文管理器

如果你需要管理自定義資源，可以通過以下兩種方式創建上下文管理器：

方式 1：類實現

python

運行

class MyResource:def __enter__(self):print("獲取資源")return self  # 返回資源對象def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):print("釋放資源")# 異常處理邏輯（如果需要）with MyResource() as resource:# 使用 resourcepass  # 輸出：獲取資源 → 釋放資源

方式 2：裝飾器 + 生成器（更簡潔）

python

運行

from contextlib import contextmanager@contextmanager
def my_context_manager():# __enter__ 邏輯resource = "初始化資源"try:yield resource  # 返回資源給 with 語句finally:# __exit__ 邏輯print("清理資源")with my_context_manager() as res:print(res)  # 輸出：初始化資源

`with`?語句的優勢

自動資源管理：避免手動調用?close()、release()?等方法。
異常安全：即使代碼塊中拋出異常，資源也會被正確釋放。
代碼簡潔：減少樣板代碼（如?try-finally）。

常見內置上下文管理器

open()：文件操作
threading.Lock()：線程鎖
tempfile.TemporaryFile()：臨時文件
contextlib.suppress()：抑制特定異常
unittest.mock.patch()：測試中的臨時補丁

注意事項

變量作用域：with?中定義的變量在代碼塊外仍可用，但資源可能已關閉。

python

運行
```
with open('test.txt') as f:data = f.read()
print(data)  # 正常訪問，但 f.closed 為 True
```

嵌套?with?語句：支持多層資源管理。

python

運行

with open('input.txt') as infile, open('output.txt', 'w') as outfile:outfile.write(infile.read())

異常處理：__exit__()?方法可捕獲并處理異常（通過?exc_type?參數判斷）。

總結

with?語句通過上下文管理器實現了資源的自動獲取和釋放，是 Python 中優雅且安全的編程實踐。常見于文件操作、數據庫連接、網絡會話等需要顯式關閉資源的場景，能有效避免資源泄漏，提升代碼可靠性。

4?python的三元表達式

Python 的三元表達式（Ternary Expression），也稱為條件表達式（Conditional Expression），是一種簡潔的語法結構，允許你在一行代碼中根據條件選擇不同的值。

它提供了一種比傳統的if-else語句更緊湊的方式來表達條件邏輯。

基本語法

python

運行

value_if_true if condition else value_if_false

執行邏輯：

如果condition為True，表達式返回value_if_true。
如果condition為False，表達式返回value_if_false。

簡單示例

示例 1：比較兩個數的大小

python

運行

a = 10
b = 20max_value = a if a > b else b
print(max_value)  # 輸出：20

示例 2：判斷奇偶性

python

運行

num = 7
result = "偶數" if num % 2 == 0 else "奇數"
print(result)  # 輸出：奇數

與傳統`if-else`的對比

傳統寫法：

python

運行

if num % 2 == 0:result = "偶數"
else:result = "奇數"

三元表達式：

python

運行

result = "偶數" if num % 2 == 0 else "奇數"

優勢：

代碼更簡潔，減少行數。
適合在賦值語句中直接使用，無需額外的代碼塊。

進階用法

1. 嵌套三元表達式

可以在三元表達式中嵌套另一個三元表達式，但過度嵌套會降低代碼可讀性。

python

運行

x = 15
result = "大正數" if x > 10 else ("小正數" if x > 0 else "非正數")
print(result)  # 輸出：大正數

2. 與函數調用結合

python

運行

def get_name():return "Alice"def get_default():return "Guest"name = get_name() if user_logged_in else get_default()

3. 在列表推導式中使用

python

運行

numbers = [1, -2, 3, -4, 5]
abs_values = [num if num >= 0 else -num for num in numbers]
print(abs_values)  # 輸出：[1, 2, 3, 4, 5]

注意事項

避免復雜條件：如果條件或表達式過于復雜，建議使用傳統的if-else語句，以保持代碼可讀性。

空值處理：

python

運行

# 如果 x 為 None，使用默認值 0
value = x if x is not None else 0

執行順序：三元表達式是從左到右求值的，先判斷condition，再根據結果選擇返回值。

歷史背景

Python 直到2.5 版本才引入三元表達式語法。在此之前，常見的替代方案是：

python

運行

# Python 2.4及之前的寫法
value = (value_if_false, value_if_true)[condition]

這種寫法利用了布爾值可以作為列表索引（True為 1，False為 0）的特性，但可讀性較差。

總結

三元表達式是 Python 中一種簡潔的條件賦值語法，適用于簡單的條件判斷場景。它能讓代碼更緊湊，但應避免過度使用導致代碼難以理解。當邏輯較為復雜時，建議優先使用傳統的if-else語句。

lines = content.count('\n') + 1 if content else 0
#怎么理解這個三元表達式

這行代碼是用于統計文本內容中的行數，它巧妙地處理了空文件和非空文件兩種情況。我來詳細解釋一下：

代碼拆解

python

運行

lines = content.count('\n') + 1 if content else 0

這行代碼使用了 Python 的三元表達式（也稱為條件表達式），等價于：

python

運行

if content:  # 如果 content 不為空字符串lines = content.count('\n') + 1
else:  # 如果 content 是空字符串（文件為空）lines = 0

核心邏輯分析

1.?`content.count('\n')`

count()?是字符串方法，用于統計子字符串在原字符串中出現的次數。
content.count('\n')?計算文本中換行符的數量。

2. 為什么要?`+ 1`？

換行符的位置：在文本中，換行符?\n?位于每行的末尾（除了最后一行）。
例如，一個包含 3 行的文件：
plaintext
```
Line 1\n
Line 2\n
Line 3
```
這里有?2 個換行符，但實際上有?3 行。因此，行數 = 換行符數量 + 1。

3. 特殊情況：空文件

如果文件為空，content?是空字符串（''）。
- ''.count('\n')?返回?0，但空文件的行數應為?0，而不是?0 + 1 = 1。
- 因此，當?content?為空時，直接返回?0。

示例驗證

例 1：3 行文本

python

運行

content = "Line 1\nLine 2\nLine 3"
print(content.count('\n'))  # 輸出 2
print(content.count('\n') + 1)  # 輸出 3（正確的行數）

例 2：1 行文本（無換行符）

python

運行

content = "Only one line"
print(content.count('\n'))  # 輸出 0
print(content.count('\n') + 1)  # 輸出 1（正確的行數）

例 3：空文件

python

運行

content = ""
print(content.count('\n'))  # 輸出 0
print(0 if not content else content.count('\n') + 1)  # 輸出 0（正確的行數）

為什么需要這個邏輯？

在處理文件時，行數的統計不能簡單地依賴換行符數量：

最后一行無換行符：大多數文本編輯器會在文件末尾自動添加換行符，但有些不會。因此，最后一行可能沒有?\n，需要通過?+ 1?補償。
空文件：空文件不包含任何字符，包括換行符，因此行數應為?0。

總結

這行代碼通過以下步驟準確統計行數：

計算換行符數量。
對于非空文件，行數 = 換行符數量 + 1。
對于空文件，直接返回?0。

這種方法既簡潔又健壯，能夠處理各種邊界情況，是統計文本行數的經典實現。

5 猜數游戲

我寫的真的是shit吧！！！！！我真的服了。。。

import randomprint("我們來玩猜數吧！")
ans = random.randint(1,1000)#生成隨機數
num = int(input("請輸入1-1000中的一個數"))
while True:if num > ans:print("猜大了")continueelif num < ans:print("猜小了")continueelse:print("答對了")break

修改第一版：

import randomprint("我們來玩猜數吧！")
ans = random.randint(1, 1000)  # 生成隨機數
num = int(input("請輸入1-1000中的一個數："))while True:if num > ans:print("猜大了")num = int(input("請繼續輸入1-1000中的一個數："))elif num < ans:print("猜小了")num = int(input("請繼續輸入1-1000中的一個數："))else:print("答對了")break  # 正確結束循環的語句

修改第二版，降低重復率：

import randomprint("我們來玩猜數吧！")
ans = random.randint(1, 1000)  # 生成隨機數while True:num = int(input("請輸入1-1000中的一個數："))if num > ans:print("猜大了")elif num < ans:print("猜小了")else:print("答對了")break  # 正確結束循環的語句

這個題目太簡單了基礎的不行，但是我第一次寫還是漏洞百出。。。好了好了，就這樣。以后可以做一點擴展。

核心就是 “生成隨機數→用戶輸入→比較判斷→循環反饋” 的流程。不過，如果想讓這個小游戲更有趣或更有挑戰性，可以從幾個方向擴展，讓它稍微復雜一點，比如：

1. 增加猜測次數限制

比如限定最多猜 10 次，超時則失敗，增加緊張感：

python

運行

import randomprint("猜數游戲（最多10次機會）")
ans = random.randint(1, 100)
max_attempts = 10
attempts = 0while attempts < max_attempts:num = int(input(f"請輸入1-100中的數（還剩{max_attempts - attempts}次）："))attempts += 1if num > ans:print("猜大了")elif num < ans:print("猜小了")else:print(f"恭喜！用了{attempts}次就猜對了！")break
else:  # 循環正常結束（未觸發break）時執行print(f"次數用完啦！正確答案是{ans}")

2. 記錄歷史猜測記錄

顯示用戶之前猜過的數字，幫助分析規律：

python

運行

import randomprint("帶歷史記錄的猜數游戲")
ans = random.randint(1, 50)
history = []while True:num = int(input("請輸入1-50中的數："))history.append(num)if num > ans:print(f"猜大了，你之前猜過：{history}")elif num < ans:print(f"猜小了，你之前猜過：{history}")else:print(f"猜對了！你的猜測記錄：{history}，共猜了{len(history)}次")break

3. 動態調整難度

根據用戶的猜測速度調整數字范圍，比如第一次猜 1-100，猜對后下次擴大到 1-200，增加可玩性：

python

運行

import randommin_num, max_num = 1, 100
rounds = 1print(f"第1輪：猜1-{max_num}之間的數")
ans = random.randint(min_num, max_num)while True:num = int(input(f"請輸入{min_num}-{max_num}中的數："))if num > ans:print("猜大了")elif num < ans:print("猜小了")else:rounds += 1min_num, max_num = 1, max_num + 100  # 每輪范圍+100print(f"恭喜過關！進入第{rounds}輪，范圍擴大到1-{max_num}")ans = random.randint(min_num, max_num)

這些擴展雖然不復雜，但能讓簡單的邏輯變得更豐富，也能練習循環、條件判斷、列表等基礎語法的綜合運用。如果想更深入，還可以加入難度選擇（簡單 / 中等 / 困難）、計分系統等，甚至用 GUI 庫（如 tkinter）做個可視化界面～