Python查漏补缺

1.冒泡排序

时间复杂度O（n^2)  选择、插入都是

def bubble(data, reverse):for i in range(len(data)-1):for j in range(len(data)-i-1):if data[j] > data[j+1]:data[j], data[j+1] = data[j+1], data[j]if reverse:data.reverse()return data

2.快速排序

时间复杂度O(nlog⁡n)

思路先选择一个pivot，然后左右两个指针，不断向中间比较，如果碰到不符合的就交换，直到两个指针位置相等，然后返回相等位置作为分割点，之后利用递归不断进行排序。

#快速排序
def parition(arr, low, high):pivot = arr[low]while low < high:while low < high and arr[high] >= pivot:high -= 1arr[low], arr[high] = arr[high], arr[low]while low < high and arr[low] <= pivot:low+=1arr[low], arr[high] = arr[high], arr[low]return lowdef quick_sort(arr, low, high):if low < high:pivot = parition(arr, low, high)quick_sort(arr, low, pivot-1)quick_sort(arr, pivot+1, high)return arrlist = [8, 5, 1, 3, 2, 10, 11, 4, 12, 20]
arr = quick_sort(list, 0, len(list)-1)
print(arr)

3.requests介绍，发起HTTP请求的 强大类库，调用简单，功能强大。

requests 是一个用于发送 HTTP 请求的 Python 库，被广泛用于网络请求、数据抓取、API 调用等任务。它以简单、直观的方式让开发者能够方便地进行各种类型的 HTTP 请求（如 GET、POST、PUT、DELETE 等），并处理服务器返回的响应数据。

3. 读取键盘输入

def forinput():input_text = input()

4.enumerate

内置函数，用于将一个可遍历的数据对象（如列表，元组，或字符串）组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在for循环中；

for counter, value in enumerate(some_list):print(counter, value)

5.正则表达式 re模块

正则表达式（Regular Expression，简称 regex）是一种用于模式匹配和文本处理的强大工具。在 Python 中，通过 re 模块使用正则表达式，可以进行字符串查找、匹配、替换等操作。以下是正则表达式中常用符号和它们的具体用法：

cat log.txt | sort | uniq -c | sort -nr | head -n 5

  • cat log.txt 将文件内容输出到管道。
  • sort 排序，为 uniq 统计相同行做准备。
  • uniq -c 统计每行出现次数。
  • sort -nr 按次数排序，从多到少。
  • head -n 5 显示前 5 行结果。

6.字典转json字符串

dict1 = {'name': '萝卜', 'age': 18}
dict1_new = json.dumps(dict1)
print(dict1_new)
{"name": "\u841d\u535c", "age": 18}
  • {"name": "\u841d\u535c", "age": 18} 是字典转换后的 JSON 字符串。
  • \u841d 和 \u535c 是 萝卜 这个字符串的 Unicode 转义表示。它们对应的汉字是 萝 和 卜，在 JSON 格式中，汉字会被转换为 Unicode 转义序列以确保兼容性。

  • 总结

  • 这段代码的作用是将一个 Python 字典转换为 JSON 字符串，以便于数据交换、存储等。
  • 输出的字符串可以被解析回 Python 字典，也可以被其他编程语言理解，因为 JSON 是一种通用的数据格式。

7.继承

一个类继承自另一个类，可以说是一个子类、派生类，继承自父类、基类

同时获得所有的类成员。继承是我们可以重用代码，还可以更好创建和维护代码；

python支持的继承：

  • 单继承：一个子类类继承自单个基类
  • 多重继承：一个子类继承自多个基类
  • 多级继承：一个子类继承自一个基类，而基类继承自另一个基类
  • 分层继承：多个子类继承自同一个基类
  • 混合继承：两种或两种以上继承类型的组合

8.tuple和list转换

>>> tuple1 = (1, 2, 3, 4)
>>> list1 = list(tuple1)
>>> print(list1)
>>> tuple2 = tuple(list1)
>>> print(tuple2)

9.Python 的断言就是检测一个条件，如果条件为真，它什么都不做；反之它触发一个带可选错误信息的 AssertionError。

10.异步非阻塞

同步异步指的是调用者和被调度用者关系

所谓同步，就是发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用不会返回，一旦调用返回就得到了结果；

异步和同步相对，调用发出之后就直接返回了，所以没有返回结果，当该异步功能完成后，被调用者可以通过状态、通知或回调来通知调用者；

阻塞非阻塞是线程或进程之间的关系。

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起（如遇到io操作）。调用线程只有在得到结果之后才会返回。函数只有在得到结果之后才会将阻塞的线程激活


非阻塞和阻塞的概念相对应，非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前也会立刻返回，同时该函数不会阻塞当前线程

总结

  • 同步 vs 异步：同步等待任务完成才继续，异步不等待任务完成就继续。
  • 阻塞 vs 非阻塞：阻塞会暂停线程等待任务完成，非阻塞不会暂停线程，会继续执行。

11.删除操作系统上的文件

>>> f = open('test.txt', 'w') # f 文件对象
>>> f.close()
>>> os.listdir() # 当前目录下文件
['.idea','test.txt','__pycache__']>>> os.remove('test.txt')
>>> os.listdir()
['.idea','__pycache__']

12.简述logging模块

python内置标准模块，主要用于输出运行日志，可以设置输出日志的等级、日志保存路径、日志文件回滚等；相比print，具备如下优点：

  • 可以通过设置不同的日志等级，在 release 版本中只输出重要信息，而不必显示大量的调试信息
  • print 将所有信息都输出到标准输出中，严重影响开发者从标准输出中查看其它数据；logging 则可以由开发者决定将信息输出到什么地方，以及怎么输出。

13.字符串字符出现个数

>>> from collections import Counter
>>> str1 = "nihsasehndciswemeotpxc"
>>> print(Counter(str1))
Counter({'s': 3, 'e': 3, 'n': 2, 'i': 2, 'h': 2, 'c': 2, 'a': 1, 'd': 1, 'w': 1, 'm': 1, 'o': 1, 't': 1, 'p': 1, 'x': 1})

14. re.compile

import re# 编译正则表达式，匹配数字
pattern = re.compile(r'\d+')# 使用编译后的正则表达式对象进行查找
text = "The numbers are 123, 456, and 789."
matches = pattern.findall(text)print(matches)  # 输出 ['123', '456', '789']
  • re.compile() 将正则表达式编译成对象，便于高效、可读地执行多次匹配操作。
  • 编译后的对象包含丰富的方法，可以灵活地进行各种正则操作，提高代码的性能和组织性。

15. 捕获异常

16.反转列表，一道题目leetcode，不使用额外空间

import datetime

def dayofyear():
    year = input("请输入年份: ")
    month = input("请输入月份: ")
    day = input("请输入天: ")
    date1 = datetime.date(year=int(year), month=int(month), day=int(day))
    date2 = datetime.date(year=int(year), month=1, day=1)
    return (date1 - date2).days + 1

>>> dayofyear()
请输入年份: >? 2022
请输入月份: >? 5
请输入天: >? 23
143

5.字符编码，字符串也是一种数据类型

8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535，4个字节可以表示的最大整数是4294967295。

由于计算机是美国人发明的，因此，最早只有127个字符被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。

但是要处理中文显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。

！！！Unicode字符集，这种编码把所有语言都统一到一套编码里，就不会出现乱码问题；

Unicode与ASCII编码区别：ASCII编码是一个字节，而Unicode编码通常是2个

！！UTF-8编码即针对Unicode的编码做了针对性的修改；

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系，我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式：

在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为UTF-8编码。

用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件：

所以你看到很多网页的源码上会有类似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码。

总结:字符编码方案发展ASCII->Unicode->UTF-8,总的来说Unicode的出现是为了解决ACSII没有中文等其他国家字符的方案，但是使用了Unicode后，虽然补充了其他字符，但是会出现存储空间的问题，就是说即使文本大多数英文但是使用了Unicode那么会比ASCII编码多一倍的存储空间，十分不划算，为了解决这种就引出了可变长编码UTF-8，相当于对不同的字符做了自适应长度编码，这样使用的时候就不会出现Unicode那样编码所需空间全为2倍的情况；

UTF-8适用于保存，传输；读取的时候转成Unicode;

Python字符用Unicode编码；

ord()：字符转整数

chr():编码转字符

这段话的意思是解释 Python 中 str 和 bytes 类型的区别：

  • 'ABC' 是一个字符串 (str)，表示一串字符。Python 的 str 类型通常是 Unicode 字符串，每个字符可以占用多个字节，这取决于字符编码（如 UTF-8, UTF-16 等）。

  • b'ABC' 是一个字节序列 (bytes)，表示一组原始字节数据。它是用字节来存储的，因此每个字符都严格占用一个字节（8 位）。在这种表示法中，每个字符的范围是 0 到 255，对应 ASCII 码的范围。

虽然 str 类型和 bytes 类型在内容上看起来一样（例如 'ABC' 和 b'ABC' 都会显示 ABC），但它们的存储方式和处理方式不同：

  • 'ABC'（str 类型）中的每个字符是 Unicode 字符，通常在 Python 内部是使用多字节编码存储的，比如 UTF-8 编码时，一个字母可能会占用 1 个字节，但其他非 ASCII 字符可能会占用多个字节。

  • b'ABC'（bytes 类型）中的每个字符直接映射为一个字节（例如 ASCII 码）。每个字节严格只占用 1 个字节，因此它的表示更加紧凑。

换句话说，虽然在内容上 'ABC' 和 b'ABC' 看起来相同，但 str 是面向字符的高层次抽象，bytes 是面向字节的低层次抽象。

计算str包含多少个字符，len('ABC')

由于Python源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；

第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的，必须并且要确保文本编辑器正在使用UTF-8编码。

如果.py文件本身使用UTF-8编码，并且也申明了# -*- coding: utf-8 -*-，打开命令提示符测试就可以正常显示中文：

字符串格式化

  • %2d 表示以至少 2 个字符宽度的形式输出一个整数 (d 代表十进制整数)。数字 3 将被格式化为右对齐，占两个字符的位置。如果数字不足 2 位，则前面补空格。

  • %02d 表示以至少 2 个字符宽度的形式输出一个整数，并且如果不足 2 位，前面补0。数字 1 将被格式化为两位的整数，即 01。

6.list And tuple

list

Python内置的一种数据类型是列表：list。list是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素。

tuple不可变

7.函数的参数：

 

di 

8.递归 

递归函数的优点是定义简单，逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，但循环的逻辑不如递归清晰。

使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。可以试试fact(1000)：

9.生成器

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

10.迭代器

 是的，生成器在每次遇到 yield 时会被阻塞（或说暂停）并保存当前的执行状态，等到下一次调用 __next__() 方法时继续从上次暂停的地方执行。而迭代器的 __next__() 方法执行完之后不会自动暂停或阻塞，而是继续执行或抛出 StopIteration 异常。

生成器的阻塞机制：

  • 当生成器函数执行到 yield 时，它会将当前的值“产出”（yield 出去）并暂停执行。这意味着函数的执行状态（局部变量、代码的当前行等）被保存起来，直到下次调用 __next__() 时继续执行。
  • 生成器的这种暂停机制类似于一种协程的行为，使它非常适合按需生成数据，避免一次性生成大量数据带来的内存开销。

迭代器不会自动阻塞：

  • 迭代器是通过手动实现 __next__() 方法来定义每次迭代的逻辑。迭代器的 __next__() 方法会一直执行，直到返回下一个值，或抛出 StopIteration 异常。迭代器的执行过程是线性的，不会像生成器那样在特定的位置暂停。
  • 迭代器执行完一次迭代后会直接返回下一个值，不会在中间的某个地方保存状态并暂停。

11.函数式编程

1.高阶函数

函数和函数调用：变量可以指向函数，函数名也是变量，其实就是指向函数的变量

>>> f = abs
>>> f(-10)
10

 既然变量可以指向函数，函数可以接受变量，那么函数也可以接收函数

小结

把函数作为参数传入，这样的函数称为高阶函数，函数式编程就是指这种高度抽象的编程范式。

2.map和reduce()

map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。

r = map(int,[1,2,3,-4,-5])

list(r)

此处返回的r是一个迭代器，是惰性序列需要通过list()函数将整个序列计算出来并返回一个list;

再看reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上，这个函数必须接收两个参数，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是：

3.filter()

 注意到filter()函数返回的是一个Iterator，也就是一个惰性序列，所以要强迫filter()完成计算结果，需要用list()函数获得所有结果并返回list。

4.sorted()

返回一个新的list

3.返回函数

这里最关键的说就是闭包，内部函数掉的是外部函数的引用 [lambda x:i*x for i in range(4)]

请再注意一点，当我们调用lazy_sum()时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数：

 对外层变量赋值，但是内层函数又没有实现初始化，会报错的因此需要nonlocal x来声明

对，你理解得很准确！每次调用 f()，fn() 都会访问并修改 inc() 作用域中保存的那个 x，因为 inc() 的作用域在 fn() 内部函数被返回后依然存在。这个过程确保了每次调用 f() 时，x 都会基于上次的值继续递增。

总的来说，inc() 的作用域持续存在，并且 fn() 持有了对这个作用域的引用，因此每次调用 f() 时，都在对同一个 x 变量进行操作。这就是为什么 x 的值会不断增加的原因。

你可以把这个看作是闭包（closure）的一个经典应用，闭包允许函数 "记住" 它们所在的作用域，即使这个作用域的函数已经执行完毕并返回。

很高兴你理解了这个概念！

4.匿名函数

5.装饰器

 import functools

def log(func):

        @functools.wraps(func)

        def wrapper(*args,**kw):

                print('call %s():' % func.__name__)

                return func(*args,**kw)

        return wrapper

import functoolsdef log(text):def decorator(func):@functools.wraps(func)def wrapper(*args, **kw):print('%s %s():' % (text, func.__name__))return func(*args, **kw)return wrapperreturn decorator

带有参数的装饰器，再嵌套一层；

所以说装饰器就是在不修改原函数本身的基础上额外添加功能，实现就是通过返回函数；

即使用wrapper函数，里面添加额外功能，然后函数返回值是原函数，并且执行流程是：

我们来剖析上面的语句，首先执行log('execute')，返回的是decorator函数，再调用返回的函数，参数是now函数，返回值最终是wrapper函数。

装饰器就是基于闭包实现的，通过接受一个函数作为参数，在内部定义一个新函数来扩展或修改原函数的行为，最总返回新函数；

闭包是指一个函数（通常是内嵌函数）记住了它所在作用域中的变量，即使这个作用域已经结束，该函数依然可以访问这些变量。换句话说，闭包是“带有环境变量的函数对象”。

放到装饰其中，原函数就是变量，内部函数调用这个变量，

装饰器如何使用闭包

当装饰器定义一个内部函数（如上例中的 wrapper），并且该内部函数引用了外部函数（decorator）中的变量时，就形成了闭包。这个闭包会记住 func（被装饰的函数），即使外部的 decorator 函数执行完毕，wrapper 仍然可以访问并调用 func。

装饰器中的闭包作用：

  1. 状态保持：装饰器中的闭包可以记住外部函数中的状态变量，并在需要时对其操作。这非常适合扩展函数功能，而不改变函数本身的定义。

  2. 延迟执行：闭包会延迟对装饰器中引用变量的操作，直到闭包被调用时才进行操作。这允许灵活的控制函数的执行时机和行为。  就是Wrapper这个函数名，返回的只是函数名；

6.偏函数

int2 = functools.partial(func,base=?)

就是把某个函数的参数固定；

4.

模块

有点像类的私有成员变量只能通过公有函数来访问 

2.关于模块导入 也是经常碰到的问题

这里提供两种解决方案：1直接再环境变量里面添加

2.通过 sys.path先查看，然后sys.apth.append(path)

5. 面向对象编程OOP，是一种程序设计思想；对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数；

面向过程的程序设计将计算机程序看做一系列命令的集合，即一组函数的顺序执行；

面向对象的程序设计将计算机程序看作一组对象的集合，而每个对象都能接收到其他对象发过来的消息，并处理这些消息；计算机程序的执行就是一些列消息在各个对象之间传递；

2.访问限制：有点像C++的private，只能通过方法来访问私有变量；

3.继承和多态

当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

继承有什么好处？最大的好处是子类获得了父类的全部功能。由于Animial实现了run()方法，因此，Dog和Cat作为它的子类，什么事也没干，就自动拥有了run()方法：

继承的第二个好处需要我们对代码做一点改进。你看到了，无论是Dog还是Cat，它们run()的时候，显示的都是Animal is running...，符合逻辑的做法是分别显示Dog is running...和Cat is running...，因此，对Dog和Cat类改进如下：

当子类和父类都存在相同的run()方法时，我们说，子类的run()覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。

继承：获得父类的全部功能，重写功能

多态：

多态的好处就是，当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时，我们只需要接收Animal类型就可以了，因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型，然后，按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法，因此，传入的任意类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法，这就是多态的意思：

这个解释更加清楚，正是由于python是动态类型语言不像C++一样使用int a作静态类型，导致了只要对象里面有这个方法，不管是不是依赖于继承都能够实现.sound（）输出； 

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【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch15 人工神经网络（2）Keras

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文章目录 前言一、Keras二、使用Kears 估计回归问题的神经网络1. 载入、处理数据2. 数据预处理&#xff1a;归一化3. 设定一系列随机数种子4. 定义了一个简单的深度神经网络5. 训练模型6. 查看训练结果7. 使用最优轮数&#xff08;index1&#xff09;重新估计 此神经网络模型8.…
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