Python基礎一

python基礎一

 

一,Python介紹

1,python的出生與應用

  python的創始人爲吉多·範羅蘇姆(Guido van Rossum)。1989年的聖誕節期間,吉多·範羅蘇姆(中文名字:龜叔)爲了在阿姆斯特丹打發時間,決心開發一個新的腳本解釋程序,做爲ABC語言的一種繼承。  html

(龜叔:2005年加入谷歌至2012年,2013年加入Dropbox直到如今,依然掌握着Python發展的核心方向,被稱爲仁慈的獨裁者)。java

2017年7月的TIOBE排行榜,Python已經佔據第四的位置, Python崇尚優美、清晰、簡單,是一個優秀並普遍使用的語言。python

 

由上圖可見,Python總體呈上升趨勢,反映出Python應用愈來愈普遍而且也逐漸獲得業內的承認!!!linux

Python能夠應用於衆多領域,如:數據分析、組件集成、網絡服務、圖像處理、數值計算和科學計算等衆多領域。目前業內幾乎全部大中型互聯網企業都在使用Python,如:Youtube、Dropbox、BT、Quora(中國知乎)、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、騰訊、汽車之家、美團等。c++

目前Python主要應用領域:web

  • 雲計算: 雲計算最火的語言, 典型應用OpenStack
  • WEB開發: 衆多優秀的WEB框架,衆多大型網站均爲Python開發,Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。, 典型WEB框架有Django
  • 科學運算、人工智能: 典型庫NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
  • 系統運維: 運維人員必備語言
  • 金融:量化交易,金融分析,在金融工程領域,Python不但在用,且用的最多,並且重要性逐年提升。緣由:做爲動態語言的Python,語言結構清晰簡單,庫豐富,成熟穩定,科學計算和統計分析都很牛逼,生產效率遠遠高於c,c++,java,尤爲擅長策略回測
  • 圖形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

Python在一些公司的應用: 算法

  • 谷歌:Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬蟲、Google廣告等項目都在大量使用Python開發
  • CIA: 美國中情局網站就是用Python開發的
  • NASA: 美國航天局(NASA)大量使用Python進行數據分析和運算
  • YouTube:世界上最大的視頻網站YouTube就是用Python開發的
  • Dropbox:美國最大的在線雲存儲網站,所有用Python實現,天天網站處理10億個文件的上傳和下載
  • Instagram:美國最大的圖片分享社交網站,天天超過3千萬張照片被分享,所有用python開發
  • Facebook:大量的基礎庫均經過Python實現的
  • Redhat: 世界上最流行的Linux發行版本中的yum包管理工具就是用python開發的
  • 豆瓣: 公司幾乎全部的業務均是經過Python開發的
  • 知乎: 國內最大的問答社區,經過Python開發(國外Quora)
  • 春雨醫生:國內知名的在線醫療網站是用Python開發的
  • 除上面以外,還有搜狐、金山、騰訊、盛大、網易、百度、阿里、淘寶 、土豆、新浪、果殼等公司都在使用Python完成各類各樣的任務。 

python發展史shell

  • 1989年,爲了打發聖誕節假期,Guido開始寫Python語言的編譯器。Python這個名字,來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python’s Flying Circus。他但願這個新的叫作Python的語言,能符合他的理想:創造一種C和shell之間,功能全面,易學易用,可拓展的語言。
  • 1991年,第一個Python編譯器誕生。它是用C語言實現的,並可以調用C語言的庫文件。從一出生,Python已經具備了:類,函數,異常處理,包含表和詞典在內的核心數據類型,以及模塊爲基礎的拓展系統。
  • Granddaddy of Python web frameworks, Zope 1 was released in 1999
  • Python 1.0 - January 1994 增長了 lambdamapfilter and reduce.
  • Python 2.0 - October 16, 2000,加入了內存回收機制,構成了如今Python語言框架的基礎
  • Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 誕生
  • Python 2.5 - September 19, 2006
  • Python 2.6 - October 1, 2008
  • Python 2.7 - July 3, 2010
  • In November 2014, it was announced that Python 2.7 would be supported until 2020, and reaffirmed that there would be no 2.8 release as users were expected to move to Python 3.4+ as soon as possible
  • Python 3.0 - December 3, 2008
  • Python 3.1 - June 27, 2009
  • Python 3.2 - February 20, 2011
  • Python 3.3 - September 29, 2012
  • Python 3.4 - March 16, 2014
  • Python 3.5 - September 13, 2015
  • Python 3.6 - December 16,2016

2,python是什麼編程語言。

編程語言主要從如下幾個角度爲進行分類,編譯型和解釋型、靜態語言和動態語言、強類型定義語言和弱類型定義語言,每一個分類表明什麼意思呢,咱們一塊兒來看一下。編程

2.1 編譯型與解釋型。windows

編譯器是把源程序的每一條語句都編譯成機器語言,並保存成二進制文件,這樣運行時計算機能夠直接以機器語言來運行此程序,速度很快; 

解釋器則是隻在執行程序時,才一條一條的解釋成機器語言給計算機來執行,因此運行速度是不如編譯後的程序運行的快的. 

這是由於計算機不能直接認識並執行咱們寫的語句,它只能認識機器語言(是二進制的形式)

 

 

編譯型
優勢:編譯器通常會有預編譯的過程對代碼進行優化。由於編譯只作一次,運行時不須要編譯,因此編譯型語言的程序執行效率高。能夠脫離語言環境獨立運行。
缺點:編譯以後若是須要修改就須要整個模塊從新編譯。編譯的時候根據對應的運行環境生成機器碼,不一樣的操做系統之間移植就會有問題,須要根據運行的操做系統環境編譯不一樣的可執行文件。

解釋型
優勢:有良好的平臺兼容性,在任何環境中均可以運行,前提是安裝瞭解釋器(虛擬機)。靈活,修改代碼的時候直接修改就能夠,能夠快速部署,不用停機維護。

缺點:每次運行的時候都要解釋一遍,性能上不如編譯型語言。

2.2動態語言和靜態語言
一般咱們所說的動態語言、靜態語言是指動態類型語言和靜態類型語言。

(1)動態類型語言:動態類型語言是指在運行期間纔去作數據類型檢查的語言,也就是說,在用動態類型的語言編程時,永遠也不用給任何變量指定數據類型,該語言會在你第一次賦值給變量時,在內部將數據類型記錄下來。Python和Ruby就是一種典型的動態類型語言,其餘的各類腳本語言如VBScript也多少屬於動態類型語言。

(2)靜態類型語言:靜態類型語言與動態類型語言恰好相反,它的數據類型是在編譯其間檢查的,也就是說在寫程序時要聲明全部變量的數據類型,C/C++是靜態類型語言的典型表明,其餘的靜態類型語言還有C#、JAVA等。

2.3強類型定義語言和弱類型定義語言

(1)強類型定義語言:強制數據類型定義的語言。也就是說,一旦一個變量被指定了某個數據類型,若是不通過強制轉換,那麼它就永遠是這個數據類型了。舉個例子:若是你定義了一個整型變量a,那麼程序根本不可能將a看成字符串類型處理。強類型定義語言是類型安全的語言。

(2)弱類型定義語言:數據類型能夠被忽略的語言。它與強類型定義語言相反, 一個變量能夠賦不一樣數據類型的值。

強類型定義語言在速度上可能略遜色於弱類型定義語言,可是強類型定義語言帶來的嚴謹性可以有效的避免許多錯誤。另外,「這門語言是否是動態語言」與「這門語言是否類型安全」之間是徹底沒有聯繫的!
例如:Python是動態語言,是強類型定義語言(類型安全的語言); VBScript是動態語言,是弱類型定義語言(類型不安全的語言); JAVA是靜態語言,是強類型定義語言(類型安全的語言)。

經過上面這些介紹,咱們能夠得出,python是一門動態解釋性的強類型定義語言。

3,python的優缺點。

先看優勢

  1. Python的定位是「優雅」、「明確」、「簡單」,因此Python程序看上去老是簡單易懂,初學者學Python,不但入門容易,並且未來深刻下去,能夠編寫那些很是很是複雜的程序。
  2. 開發效率很是高,Python有很是強大的第三方庫,基本上你想經過計算機實現任何功能,Python官方庫裏都有相應的模塊進行支持,直接下載調用後,在基礎庫的基礎上再進行開發,大大下降開發週期,避免重複造輪子。
  3. 高級語言————當你用Python語言編寫程序的時候,你無需考慮諸如如何管理你的程序使用的內存一類的底層細節
  4. 可移植性————因爲它的開源本質,Python已經被移植在許多平臺上(通過改動使它可以工 做在不一樣平臺上)。若是你當心地避免使用依賴於系統的特性,那麼你的全部Python程序無需修改就幾乎能夠在市場上全部的系統平臺上運行
  5. 可擴展性————若是你須要你的一段關鍵代碼運行得更快或者但願某些算法不公開,你能夠把你的部分程序用C或C++編寫,而後在你的Python程序中使用它們。
  6. 可嵌入性————你能夠把Python嵌入你的C/C++程序,從而向你的程序用戶提供腳本功能。

再看缺點:

  1. 速度慢,Python 的運行速度相比C語言確實慢不少,跟JAVA相比也要慢一些,所以這也是不少所謂的大牛不屑於使用Python的主要緣由,但其實這裏所指的運行速度慢在大多數狀況下用戶是沒法直接感知到的,必須藉助測試工具才能體現出來,好比你用C運一個程序花了0.01s,用Python是0.1s,這樣C語言直接比Python快了10倍,算是很是誇張了,可是你是沒法直接經過肉眼感知的,由於一個正常人所能感知的時間最小單位是0.15-0.4s左右,哈哈。其實在大多數狀況下Python已經徹底能夠知足你對程序速度的要求,除非你要寫對速度要求極高的搜索引擎等,這種狀況下,固然仍是建議你用C去實現的。
  2. 代碼不能加密,由於PYTHON是解釋性語言,它的源碼都是以名文形式存放的,不過我不認爲這算是一個缺點,若是你的項目要求源代碼必須是加密的,那你一開始就不該該用Python來去實現。
  3. 線程不能利用多CPU問題,這是Python被人詬病最多的一個缺點,GIL即全局解釋器鎖(Global Interpreter Lock),是計算機程序設計語言解釋器用於同步線程的工具,使得任什麼時候刻僅有一個線程在執行,Python的線程是操做系統的原生線程。在Linux上爲pthread,在Windows上爲Win thread,徹底由操做系統調度線程的執行。一個python解釋器進程內有一條主線程,以及多條用戶程序的執行線程。即便在多核CPU平臺上,因爲GIL的存在,因此禁止多線程的並行執行。關於這個問題的折衷解決方法,咱們在之後線程和進程章節裏再進行詳細探討。

當咱們編寫Python代碼時,咱們獲得的是一個包含Python代碼的以.py爲擴展名的文本文件。要運行代碼,就須要Python解釋器去執行.py文件。

因爲整個Python語言從規範到解釋器都是開源的,因此理論上,只要水平夠高,任何人均可以編寫Python解釋器來執行Python代碼(固然難度很大)。事實上,確實存在多種Python解釋器。

4,python的種類。

CPython

當咱們從Python官方網站下載並安裝好Python 3.6後,咱們就直接得到了一個官方版本的解釋器:CPython。這個解釋器是用C語言開發的,因此叫CPython。在命令行下運行python就是啓動CPython解釋器。

CPython是使用最廣的Python解釋器。教程的全部代碼也都在CPython下執行。

IPython

IPython是基於CPython之上的一個交互式解釋器,也就是說,IPython只是在交互方式上有所加強,可是執行Python代碼的功能和CPython是徹底同樣的。比如不少國產瀏覽器雖然外觀不一樣,但內核其實都是調用了IE。

CPython用>>>做爲提示符,而IPython用In [序號]:做爲提示符。

PyPy

PyPy是另外一個Python解釋器,它的目標是執行速度。PyPy採用JIT技術,對Python代碼進行動態編譯(注意不是解釋),因此能夠顯著提升Python代碼的執行速度。

絕大部分Python代碼均可以在PyPy下運行,可是PyPy和CPython有一些是不一樣的,這就致使相同的Python代碼在兩種解釋器下執行可能會有不一樣的結果。若是你的代碼要放到PyPy下執行,就須要瞭解PyPy和CPython的不一樣點

Jython

Jython是運行在Java平臺上的Python解釋器,能夠直接把Python代碼編譯成Java字節碼執行。

IronPython

IronPython和Jython相似,只不過IronPython是運行在微軟.Net平臺上的Python解釋器,能夠直接把Python代碼編譯成.Net的字節碼。

小結:

  Python的解釋器不少,但使用最普遍的仍是CPython。若是要和Java或.Net平臺交互,最好的辦法不是用Jython或IronPython,而是經過網絡調用來交互,確保各程序之間的獨立性。

二,python環境

windows下安裝Python(手動添加環境變量)以2.7版本舉例:

 

windows:

1
2
3
4
5
6
7
1 、下載安裝包
     https: / / www.python.org / downloads /
2 、安裝
     默認安裝路徑:C:\python27
3 、配置環境變量
     【右鍵計算機】 - - 》【屬性】 - - 》【高級系統設置】 - - 》【高級】 - - 》【環境變量】 - - 》【在第二個內容框中找到 變量名爲Path 的一行,雙擊】  - - > 【Python安裝目錄追加到變值值中,用 ; 分割】
     如:原來的值;C:\python27,切記前面有分號

windows下安裝Python(自動添加環境變量)以3,.5版本的舉例:

1,官網下載:https://www.python.org/downloads/windows/ 

2,選擇版本。

3,自動添加環境變量。

4,更改完成。

5,點擊安裝便可。

linux:

1
2
3
無需安裝,原裝Python環境
  
ps:若是自帶 2.6 ,請更新至 2.7

 三,python基礎初識。

 1,運行python代碼。

在D盤下建立一個t1.py文件內容是:

print("Hello Word")

打開windows命令行輸入cmd,肯定後 寫入代碼python d:t1.py 

您已經運行了第一個python程序, 即:終端---->cmd-----> python  文件路徑。 回車搞定~

2,解釋器。

上一步中執行 python d:t1.py 時,明確的指出 t1.py 腳本由 python 解釋器來執行。

若是想要相似於執行shell腳本同樣執行python腳本,例: ./t1.py ,那麼就須要在 hello.py 文件的頭部指定解釋器,以下:

1
2
3
#!/usr/bin/env python
  
print  ("hello,world")

如此一來,執行: ./t1.py 便可。

ps:執行前需給予t1.py 執行權限,chmod 755 t1.py

 3,內容編碼。

python2解釋器在加載 .py 文件中的代碼時,會對內容進行編碼(默認ascill),而python3對內容進行編碼的默認爲utf-8。

ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美國標準信息交換代碼)是基於拉丁字母的一套電腦編碼系統,主要用於顯示現代英語和其餘西歐語言,其最多隻能用 8 位來表示(一個字節),即:2**8 = 256,因此,ASCII碼最多隻能表示 256 個符號。

Bin(二進制)
Oct(八進制)
Dec(十進制)
Hex(十六進制)
縮寫/字符
解釋
0000 0000
0
0
00
NUL(null)
空字符
0000 0001
1
1
01
SOH(start of headline)
標題開始
0000 0010
2
2
02
STX (start of text)
正文開始
0000 0011
3
3
03
ETX (end of text)
正文結束
0000 0100
4
4
04
EOT (end of transmission)
傳輸結束
0000 0101
5
5
05
ENQ (enquiry)
請求
0000 0110
6
6
06
ACK (acknowledge)
收到通知
0000 0111
7
7
07
BEL (bell)
響鈴
0000 1000
10
8
08
BS (backspace)
退格
0000 1001
11
9
09
HT (horizontal tab)
水平製表符
0000 1010
12
10
0A
LF (NL line feed, new line)
換行鍵
0000 1011
13
11
0B
VT (vertical tab)
垂直製表符
0000 1100
14
12
0C
FF (NP form feed, new page)
換頁鍵
0000 1101
15
13
0D
CR (carriage return)
回車鍵
0000 1110
16
14
0E
SO (shift out)
不用切換
0000 1111
17
15
0F
SI (shift in)
啓用切換
0001 0000
20
16
10
DLE (data link escape)
數據鏈路轉義
0001 0001
21
17
11
DC1 (device control 1)
設備控制1
0001 0010
22
18
12
DC2 (device control 2)
設備控制2
0001 0011
23
19
13
DC3 (device control 3)
設備控制3
0001 0100
24
20
14
DC4 (device control 4)
設備控制4
0001 0101
25
21
15
NAK (negative acknowledge)
拒絕接收
0001 0110
26
22
16
SYN (synchronous idle)
同步空閒
0001 0111
27
23
17
ETB (end of trans. block)
結束傳輸塊
0001 1000
30
24
18
CAN (cancel)
取消
0001 1001
31
25
19
EM (end of medium)
媒介結束
0001 1010
32
26
1A
SUB (substitute)
代替
0001 1011
33
27
1B
ESC (escape)
換碼(溢出)
0001 1100
34
28
1C
FS (file separator)
文件分隔符
0001 1101
35
29
1D
GS (group separator)
分組符
0001 1110
36
30
1E
RS (record separator)
記錄分隔符
0001 1111
37
31
1F
US (unit separator)
單元分隔符
0010 0000
40
32
20
(space)
空格
0010 0001
41
33
21
!
歎號
0010 0010
42
34
22
"
雙引號
0010 0011
43
35
23
#
井號
0010 0100
44
36
24
$
美圓符
0010 0101
45
37
25
%
百分號
0010 0110
46
38
26
&
和號
0010 0111
47
39
27
'
閉單引號
0010 1000
50
40
28
(
開括號
0010 1001
51
41
29
)
閉括號
0010 1010
52
42
2A
*
星號
0010 1011
53
43
2B
+
加號
0010 1100
54
44
2C
,
逗號
0010 1101
55
45
2D
-
減號/破折號
0010 1110
56
46
2E
.
句號
00101111
57
47
2F
/
斜槓
00110000
60
48
30
0
數字0
00110001
61
49
31
1
數字1
00110010
62
50
32
2
數字2
00110011
63
51
33
3
數字3
00110100
64
52
34
4
數字4
00110101
65
53
35
5
數字5
00110110
66
54
36
6
數字6
00110111
67
55
37
7
數字7
00111000
70
56
38
8
數字8
00111001
71
57
39
9
數字9
00111010
72
58
3A
:
冒號
00111011
73
59
3B
;
分號
00111100
74
60
3C
<
小於
00111101
75
61
3D
=
等號
00111110
76
62
3E
>
大於
00111111
77
63
3F
?
問號
01000000
100
64
40
@
電子郵件符號
01000001
101
65
41
A
大寫字母A 
01000010
102
66
42
B
大寫字母B
01000011
103
67
43
C
大寫字母C
01000100
104
68
44
D
大寫字母D
01000101
105
69
45
E
大寫字母E
01000110
106
70
46
F
大寫字母F
01000111
107
71
47
G
大寫字母G
01001000
110
72
48
H
大寫字母H
01001001
111
73
49
I
大寫字母I
01001010
112
74
4A
J
大寫字母J
01001011
113
75
4B
K
大寫字母K
01001100
114
76
4C
L
大寫字母L
01001101
115
77
4D
M
大寫字母M
01001110
116
78
4E
N
大寫字母N
01001111
117
79
4F
O
大寫字母O
01010000
120
80
50
P
大寫字母P
01010001
121
81
51
Q
大寫字母Q
01010010
122
82
52
R
大寫字母R
01010011
123
83
53
S
大寫字母S
01010100
124
84
54
T
大寫字母T
01010101
125
85
55
U
大寫字母U
01010110
126
86
56
V
大寫字母V
01010111
127
87
57
W
大寫字母W
01011000
130
88
58
X
大寫字母X
01011001
131
89
59
Y
大寫字母Y
01011010
132
90
5A
Z
大寫字母Z
01011011
133
91
5B
[
開方括號
01011100
134
92
5C
\
反斜槓
01011101
135
93
5D
]
閉方括號
01011110
136
94
5E
^
脫字符
01011111
137
95
5F
_
下劃線
01100000
140
96
60
`
開單引號
01100001
141
97
61
a
小寫字母a 
01100010
142
98
62
b
小寫字母b
01100011
143
99
63
c
小寫字母c
01100100
144
100
64
d
小寫字母d
01100101
145
101
65
e
小寫字母e
01100110
146
102
66
f
小寫字母f
01100111
147
103
67
g
小寫字母g
01101000
150
104
68
h
小寫字母h
01101001
151
105
69
i
小寫字母i
01101010
152
106
6A
j
小寫字母j
01101011
153
107
6B
k
小寫字母k
01101100
154
108
6C
l
小寫字母l
01101101
155
109
6D
m
小寫字母m
01101110
156
110
6E
n
小寫字母n
01101111
157
111
6F
o
小寫字母o
01110000
160
112
70
p
小寫字母p
01110001
161
113
71
q
小寫字母q
01110010
162
114
72
r
小寫字母r
01110011
163
115
73
s
小寫字母s
01110100
164
116
74
t
小寫字母t
01110101
165
117
75
u
小寫字母u
01110110
166
118
76
v
小寫字母v
01110111
167
119
77
w
小寫字母w
01111000
170
120
78
x
小寫字母x
01111001
171
121
79
y
小寫字母y
01111010
172
122
7A
z
小寫字母z
01111011
173
123
7B
{
開花括號
01111100
174
124
7C
|
垂線
01111101
175
125
7D
}
閉花括號
01111110
176
126
7E
~
波浪號
01111111
177
127
7F
DEL (delete)
刪除

 

顯然ASCII碼沒法將世界上的各類文字和符號所有表示,因此,就須要新出一種能夠表明全部字符和符號的編碼,即:Unicode

Unicode(統一碼、萬國碼、單一碼)是一種在計算機上使用的字符編碼。Unicode 是爲了解決傳統的字符編碼方案的侷限而產生的,它爲每種語言中的每一個字符設定了統一而且惟一的二進制編碼,規定雖有的字符和符號最少由 16 位來表示(2個字節),即:2 **16 = 65536,
注:此處說的的是最少2個字節,可能更多

UTF-8,是對Unicode編碼的壓縮和優化,他再也不使用最少使用2個字節,而是將全部的字符和符號進行分類:ascii碼中的內容用1個字節保存、歐洲的字符用2個字節保存,東亞的字符用3個字節保存...

因此,python解釋器在加載 .py 文件中的代碼時,會對內容進行編碼(默認ascill),若是是以下代碼的話:

報錯:ascii碼沒法表示中文

1
2
3
#!/usr/bin/env python
  
print  "你好,世界"

改正:應該顯示的告訴python解釋器,用什麼編碼來執行源代碼,即:

1
2
3
4
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
print  "你好,世界"
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