懂一點Python系列——快速入門

時間 2020-03-31

標籤一點 1點 python 系列快速入門欄目 Python 简体版

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「
本文面相有 必定編程基礎 的朋友學習，因此略過了 環境安裝、IDE 搭建 等一系列簡單繁瑣的事情。html

1、Python 簡介

Python 英文原意爲 「蟒蛇」，直到 1989 年荷蘭人 Guido van Rossum （簡稱 Guido）發明了一種 面向對象 的 解釋型 編程語言，並將其命名爲 Python，才賦予了它表示一門編程語言的含義。python

「
說到 Python 的誕生，極具戲劇色彩，據 Guido 的自述記載，Python 語言是他在聖誕節期間爲了打發時間開發出來的，之因此會選擇 Python 做爲該編程語言的名字，是由於他是一個叫 Monty Python 戲劇團體的忠實粉絲。git

■解釋型 vs 編譯型

做爲電子元器件的 計算機，實際上只能識別某些 特定的二進制指令 (特殊的 01 組合)，但因爲 人類閱讀 這些指令很是難以閱讀，加上使用這些指令編寫程序的耗時太過於冗長，因此，人們在此基礎上再次制定了一套規範，採用特定的 人類可閱讀 的代碼編寫，待到要執行時再翻譯回特定二進制指令，這樣就幫助了人們更加輕鬆地理解和閱讀程序邏輯了。程序員

這也就是所謂如今的 "高級編程語言" 了。github

上述翻譯這個過程 (其實至關複雜，涉及語法分析、語義分析、性能優化等等..) 其實也是由一個特定程序來執行的，那 何時將源代碼翻譯成二進制指令呢？，不一樣的編程語言有不一樣的規定：web

編譯型語言：必須提早將全部源代碼 一次性 轉換成二進制指令，生成一個可執行文件 (例如 Windows 下的 .exe) 好比：C 語言、C++、Golang、彙編等。使用的轉換工具咱們稱爲 編譯器。
解釋型語言：容許程序 一邊執行一邊轉換，而且不會生成可執行程序，好比 Python、JavaScript、PHP 等。使用的轉換工具咱們稱爲 解釋器。

「
Java 和 C# 是一種比較奇葩的存在，它們是 半編譯半解釋型 的語言，源碼須要先轉換成一種中間文件 (字節碼文件)，而後再把中間文件拿到 虛擬機 中執行。Java 引領了這種風潮，它的初衷是在跨平臺的同時兼顧執行效率。正則表達式

上圖就展現了兩種不一樣類型語言的執行流程的不一樣，兩種方式對比起來總結以下：算法

編譯型語言通常不能跨平臺：對於不一樣的 CPU 來講，它們的指令集是有差別的，這就致使了 可執行文件 (翻譯後的指令) 不能跨平臺，另外不一樣的系統之間的命令也會存在差別，例如 Linux 中睡眠是 sleep() 參數是毫秒，而 Windows 中是 Sleep() (首字母大寫) 參數是秒，這就致使了 源代碼也不能跨平臺；
解釋型語言可跨平臺：這一切都歸功於 解釋器，它自己就是一個可執行文件，官方只要針對不一樣的平臺開發不一樣的解釋器，那麼解釋器就可以根據相同的語法解析出一樣功能的指令；
編譯型通常比解釋型效率高：因爲解釋型是採起一邊執行一邊翻譯的作法，因此會慢上一些，再加上咱們強大的 編譯器 會幫咱們作許多代碼優化的工做。

關於 Python

Python 屬於典型的解釋型語言，因此運行 Python 程序須要解釋器的支持，只要你在不一樣的平臺安裝了不一樣的解釋器，你的代碼就能夠隨時運行，不用擔憂任何兼容性問題，真正的 「一次編寫，處處運行」。spring

Python 幾乎支持全部常見的平臺，好比 Linux、Windows、Mac OS、Android、FreeBSD、Solaris、PocketPC 等，你所寫的 Python 代碼無需修改就能在這些平臺上正確運行。也就是說，Python 的 可移植性 是很強的。shell

■面向對象 vs 面向過程

面向對象 和 面向過程 是咱們使用計算機編程解決問題的兩種不一樣方式的方案。

面向過程 能夠說是一種 基於事件 or 過程 來描述的編碼方式，譬如「把大象放進冰箱」就能夠描述成那經典的三個步驟，「把牛放進冰箱」又是另外一個類似的經典三步，只是這樣單獨的事件 or 過程多了以後，隨着項目複雜度的增長，項目會變得很是難以維護。

「
軟件危機最典型的例子莫過於 IBM 的 System/360 的操做系統開發。佛瑞德·布魯克斯（Frederick P. Brooks, Jr.）做爲項目主管，率領 2000 多個程序員夜以繼日的工做，共計花費了 5000 人一年的工做量，寫出將近 100 萬行的源碼，總共投入 5 億美圓，是美國的「曼哈頓」原子彈計劃投入的 1/4。儘管投入如此巨大，但項目進度卻一再延遲，軟件質量也得不到保障。布魯克斯後來基於這個項目經驗而總結的《人月神話》一書，成了史上最暢銷的軟件工程書籍。

引用自：http://www.kancloud.cn:8080/yunhua_lee/oobaodian/110880

儘管 結構化的程序設計 (將一個大問題逐步劃分紅一個一個的小問題) 可以幫助咱們解決一部分問題，但 面向過程 仍然有一些不符合人類慣有的思考方式，譬如說：我今天想去存錢，我不會說「請拿走個人銀行卡和錢，而後在我卡上充值上相應的數目，最後把銀行卡還給我謝謝」，而我只會說「存錢，謝謝」，由於人大部分時間都是基於對象 (或者能夠說角色) 來思考的。

對於 面向過程 最好的總結多是：「程序 = 算法 + 數據結構」，而對於 面向對象 來講則能夠更改成：「程序 = 對象 + 交互」。

■Why Python？

上面的漫畫很好地說明了 Python 快速構建工具的能力，這也是 Why Python 的一大理由。下面根據慣例列舉一些讓咱們足以選擇 Python 的緣由。

初學者友善 | 容易明白且功能強大

Python 的設計足夠簡單和易於使用，這樣使得初學者可以從中不斷得獲取到樂趣以繼續 Python 之旅。

另外做爲一種很是高級的語言，Python 讀起來像英語，這減輕了編碼初學者的許多語法學習壓力。Python 爲您處理了不少複雜性，所以它很是適合初學者，由於它使初學者能夠專一於學習編程概念，而沒必要擔憂過多的細節。

Python 還一度被爆歸入高考，收編到小學課本。

很是靈活

做爲一種 動態類型 的語言，Python 確實很是靈活。這意味着沒有關於如何構建特徵的硬性規則，而且使用不一樣的方法來解決問題將具備更大的靈活性 （儘管 Python 哲學鼓勵使用明顯的方法來解決問題）。此外，Python 也更寬容錯誤，所以您仍然能夠編譯並運行程序，直到遇到問題爲止。

愈來愈火爆

Python 在誕生之初，由於其功能很差，運轉功率低，不支持多核，根本沒有併發性可言，在計算功能不那麼好的年代，一直沒有火爆起來，甚至不少人根本不知道有這門語言。

隨着時代的發展，物理硬件功能不斷提升，而軟件的複雜性也不斷增大，開發效率愈來愈被企業重視。所以就有了不同的聲音，在軟件開發的初始階段，性能並無開發效率重要，沒必然爲了節省不到 1ms 的時間卻讓開發量增長好幾倍，這樣劃不過來。也就是開發效率比機器效率更爲重要，那麼 Python 就逐漸獲得愈來愈多開發者的親睞了。

在 12-14 年，雲計算升溫，大量創業公司和互聯網巨頭擠進雲計算領域，而最著名的雲覈算開源渠道 OpenStack 就是基於 Python 開發的。

隨後幾年的備受關注的人工智能，機器學習首選開發語言也是 Python。

至此，Python 已經成爲互聯網開發的焦點。在 「Top 10 的編程語言走勢圖」 能夠看到，Python 已經躍居第三位，並且在 2017 年還成爲了最受歡迎的語言。

工做機會 | 薪資待遇高

來自 gooroo.io 的薪資信息：

在天使榜上，Python 是需求第二高的技能，也是提供最高平均薪水的技能。

隨着大數據的興起，Python 開發人員須要做爲數據科學家，尤爲是由於 Python 能夠輕鬆集成到 Web 應用程序中以執行須要機器學習的任務。

■快速體驗 | No Hello World !

Hello World 彷佛是學習編程繞不過去的東西，但使用 Python，咱們來換點兒別的，Emmm.. 好比，一個 查詢天氣 的小程序 (效果以下圖)：

源碼 & 解釋

http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini?city=xxx 這個網址能夠返回任意城市昨日以及 5 天內的天氣預報，包括氣溫、指數、空氣質量、風力等，你能夠用瀏覽器試着訪問一下，你會獲得一個 weather_mini 的文件，裏面就包含了咱們想要的一些數據。

不過這裏因爲咱們發起了網絡請求用到了第三方庫 requests，因此在運行以前還須要使用 pip install requests 命令把該庫下載到 Python 的安裝目錄下。

# -*- coding: utf-8 -*-
import requests

while True:
    city = input('請輸入城市,回車退出:\n')
    if not city:
        break
    req = requests.get('http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini?city=%s' % city)
    print(req.text)

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運行你的代碼

你能夠在 當前文件夾 下執行命令： python hello_python.py，或是使用 python <源文件路徑> 運行也行，例如，若是我是 Windows 用戶而且將上述源文件保存在了 D 盤下面，那就能夠執行 python D:\hello_python.py，而後你就能夠看到上面的效果了。固然若是使用 IDE 將更加方便。

■Python vs Java

引入一張比較著名的圖吧，能夠很明顯地感覺到 Python 在寫法上要簡潔一些吧：

2、Python 基本語法簡介

Python 與其餘語言最大的區別就是，Python 的代碼塊不使用大括號 {} 來控制類，函數以及其餘邏輯判斷。Python 最具特點的就是用縮進來寫模塊。

■2.0 註釋

# 第一個註釋
# 第二個註釋
 
'''
第三註釋
第四註釋
'''
 
"""
第五註釋
第六註釋
"""
print("Hello, Python!")
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■2.1 數據類型

Python 中的變量賦值不須要類型聲明。Python 有五個標準的數據類型：

Numbers（數字）：Python3 中有四種數字類型 (沒有 Python2 中的 Long)，分別是 int 長整型、 bool 布爾、 float 浮點數、 complex 複數 (1 + 2j)；
String（字符串）：Python 中字符串不能改變，而且沒有單獨的字符類型，一個字符就是長度爲 1 的字符串；
Tuple（元組）：相似於 List，但不能二次賦值，至關於只讀列表。eg： ('test1', 'test2')
List（列表）：相似 Java 中的 Array 類型。eg: [1, 2, ,3]
Dictionary（字典）：相似於 Java 的 Map 類型。eg: {a: 1, b: 2}

「
set 集合也屬於數據結構，它是一個無序且 不重複 的元素序列。可使用大括號 { } 或者 set() 函數建立集合，注意：建立一個空集合必須用 set() 而不是 { }，由於 { } 是用來建立一個空字典。

str = 'Hello World!'
print str[2:5]      # 輸出字符串中第三個至第五個之間的字符串

list = [ 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 ]
print list[1:3]          # 輸出第二個至第三個元素

tuple = ( 'runoob', 786 , 2.23, 'john', 70.2 )
print tuple[1:3]          # 輸出第二個至第三個的元素

tinydict = {'name': 'john','code':6734, 'dept': 'sales'}
print tinydict['name']              # 輸出鍵爲 2 的值
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■2.2 條件語句

# 當判斷條件爲 1 個值時
flag = False
name = 'luren'
if name == 'python':      # 判斷變量否爲'python'
    flag = True           # 條件成立時設置標誌爲真
    print 'welcome boss'  # 並輸出歡迎信息
else:
    print name            # 條件不成立時輸出變量名稱

# 當判斷條件爲多個值時
num = 5     
if num == 3:              # 判斷num的值
    print 'boss'        
elif num == 2:
    print 'user'
else:
    print 'roadman'       # 條件均不成立時輸出
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■2.3 循環

while 循環

在 Python 中沒有 do..while 的循環

count = 0
while count < 5:
   print (count, " 小於 5")
   count = count + 1
else:
   print (count, " 大於或等於 5")
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for..in 循環

for..in 適用於 list/ dict/ set 數據類型，若是須要遍歷數字序列，咱們也能夠藉助 range(min, max, step) 函數來生成數列。

sites = ["Baidu", "Google","Runoob","Taobao"]
for site in sites:
    if site == "Runoob":
        print("菜鳥教程!")
        break
    print("循環數據 " + site)
else:
    print("沒有循環數據!")
print("完成循環!")


# 輸出 0/ 3/ 6/ 9
for i in range(0, 10, 3) :
    print(i)
# 替換成 range(5) 則輸出 0/ 1/ 2/ 3/ 4
# 替換成 range(5,9) 則輸出 5/ 6/ 7/ 8
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■2.4 函數

函數基本定義和使用

# 計算面積函數
def area(width, height):
    return width * height
 
def print_welcome(name):
    print("Welcome", name)
 
print_welcome("Runoob")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
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參數傳遞

在 Python 中，類型屬於對象，變量是沒有類型的，例如 name = "wmyskxz"，則 "wmyskxz" 是 String 類型，而變量 name 僅僅是一個對象的引用。

Python 中一切都是對象，嚴格意義咱們 不能說值傳遞仍是引用傳遞，咱們應該說傳 不可變對象 (string、tuples、number 不可變) 和 傳可變對象 (list、dict 可變)。

############################################
# 傳遞不可變對象
def ChangeInt(a):
    a = 10
 
b = 2
ChangeInt(b)
print b # 結果是 2

############################################
# 傳遞可變對象
def changeme( mylist ):
   "修改傳入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4])
   print ("函數內取值: ", mylist) # [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
   return

# 調用changeme函數
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函數外取值: ", mylist) # [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
# 函數內外值一致，由於都同屬於同一個引用
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■2.5 class 類

基本定義

class people:
    #定義基本屬性
    name = ''
    age = 0
    #定義私有屬性,私有屬性在類外部沒法直接進行訪問
    __weight = 0
    #定義構造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 說: 我 %d 歲。" %(self.name,self.age))
 
# 實例化類
p = people('wmyskxz', 24, 120)
p.speak() # wmyskxz 說: 我 10 歲。
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繼承 & 多繼承 & 方法重寫

# 單繼承
class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    <statement-N>
    
# 多繼承
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>
    
# 方法重寫演示
class Parent:        # 定義父類
   def myMethod(self):
      print ('調用父類方法')
 
class Child(Parent): # 定義子類
   def myMethod(self):
      print ('調用子類方法')
 
c = Child()          # 子類實例
c.myMethod()         # 子類調用重寫方法
super(Child,c).myMethod() #用子類對象調用父類已被覆蓋的方法
# 先輸出 "調用子類方法" 再輸出 "調用父類方法"
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■2.6 module 模塊

一個 .py 文件就是一個模塊，想要使用其餘 .py 文件中的方法就須要引入進來。

import [module]

# 導入整個random模塊，能夠是內置/當前路徑
import random
# 使用 `random` 模塊下的 `randint` 方法
print(random.randint(0, 5))
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from [module] import [name1, name2, ...]

# 從 `random` 模塊裏導入其中一個方法 `randint`
from random import randint
# 不同的是，使用 `randint` 的就不須要先寫 `random` 了
print(randint(0, 5))
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import [module] as [new_name]

# 但這個名字可能跟其餘地方有衝突，所以更名成 `rd`
import random as rd
# 使用 `rd` 這個名稱取代本來的 `random`
print(rd.randint(0, 5))
複製代碼

from [module] import *

不推薦，容易形成名稱衝突，下降可讀性和可維護性。

# Import 全部 `random` module 底下的東西
from random import *
# 使用 `randint` 的時候也不須要先寫 `random`
print(randint(0, 5))
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module 搜索路徑

當你導入一個模塊，Python 解析器對模塊位置的搜索順序是：

當前目錄
若是不在當前目錄，Python 則搜索在 shell 變量 PYTHONPATH 下的每一個目錄。
若是都找不到，Python 會察看默認路徑。UNIX 下，默認路徑通常爲 /usr/local/lib/python/。

■2.7 package 包

把兩個 module 放在一個新的目錄 sample_package，再新增 _init__.py (能夠是空，但不能沒有)，宣稱本身是一個 package :

sample_package
  |-- __init__.py
  |-- 1.py
  |-- 2.py
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# package_runoob 同級目錄下建立 test.py 來調用 package_runoob 包
# 導入包
from package_runoob.runoob1 import runoob1
from package_runoob.runoob2 import runoob2

runoob1()
runoob2()
複製代碼

「
單個py文件就是一個 module，而當多個 .py 文件 + __init__.py 文件時，就等於 package。

3、基本代碼規範

代碼規範 再怎麼強調也不爲過：

圖片來源：https://codingpy.com/article/programmers-daily-what-idiot-wrote-this-crappy-code/

■3.1 命名規範

模塊

模塊儘可能使用 小寫命名，首字母保持小寫，儘可能不要用下劃線(除非多個單詞，且數量很少的狀況)

# 正確的模塊名
import decoder
import html_parser

# 不推薦的模塊名
import Decoder
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類名

類名使用駝峯 (CamelCase)命名風格，首字母大寫，私有類可用一個下劃線開頭

class Farm():
    pass

class AnimalFarm(Farm):
    pass

class _PrivateFarm(Farm):
    pass
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函數

函數名 一概小寫，若有多個單詞，用下劃線隔開

def run():
    pass

def run_with_env():
    pass 
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私有函數在函數前加一個下劃線 _

class Person():

    def _private_func():
        pass
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變量名

變量名儘可能小寫, 若有多個單詞，用下劃線隔開

if __name__ == '__main__':
    count = 0
    school_name = ''
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常量使用如下劃線分隔的大寫命名

MAX_CLIENT = 100
MAX_CONNECTION = 1000
CONNECTION_TIMEOUT = 600
複製代碼

■3.2 基本編碼規範

縮進

統一使用 4 個空格進行縮進

行寬

每行代碼儘可能不超過 80 個字符(在特殊狀況下能夠略微超過 80 ，但最長不得超過 120)

理由：

這在查看 side-by-side 的 diff 時頗有幫助
方便在控制檯下查看代碼
太長多是設計有缺陷

引號

簡單說，天然語言使用雙引號，機器標示使用單引號，所以 代碼裏 多數應該使用 單引號

天然語言 使用雙引號 "..."，例如錯誤信息；不少狀況仍是 unicode，使用u"你好世界"
機器標識 使用單引號 ' ...'，例如 dict 裏的 key
正則表達式 使用原生的雙引號 r"..."
文檔字符串 (docstring) 使用三個雙引號 """......"""

import 語句

import 語句應該分行書寫

# 正確的寫法
import os
import sys

# 不推薦的寫法
import sys,os

# 正確的寫法
from subprocess import Popen, PIPE
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import 語句應該使用 absolute import

# 正確的寫法
from foo.bar import Bar

# 不推薦的寫法
from ..bar import Bar
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import 語句應該放在文件頭部，置於模塊說明及 DocString 以後，於全局變量以前；
import 語句應該按照順序排列，每組之間用一個空行分隔

import os
import sys

import msgpack
import zmq

import foo
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導入其餘模塊的類定義時，可使用相對導入

from myclass import MyClass
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若是發生命名衝突，則可以使用命名空間

import bar
import foo.bar

bar.Bar()
foo.bar.Bar()
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DocString

DocString 的規範中最其本的兩點：

全部的公共模塊、函數、類、方法，都應該寫 DocString 。私有方法不必定須要，但應該在 def 後提供一個塊註釋來講明。
DocString 的結束"""應該獨佔一行，除非此 DocString 只有一行。

"""Return a foobar
Optional plotz says to frobnicate the bizbaz first.
"""

"""Oneline docstring"""
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■3.3 註釋規範

建議

在代碼的 關鍵部分(或比較複雜的地方), 能寫註釋的要儘可能寫註釋
比較重要的註釋段, 使用多個等號隔開, 能夠更加醒目, 突出重要性

app = create_app(name, options)


# =====================================
# 請勿在此處添加 get post等app路由行爲 !!!
# =====================================


if __name__ == '__main__':
    app.run()
複製代碼

文檔註釋（DocString）

文檔註釋以 """ 開頭和結尾, 首行不換行, 若有多行, 末行必需換行, 如下是Google的docstring風格示例

# -*- coding: utf-8 -*-
"""Example docstrings.

This module demonstrates documentation as specified by the `Google Python
Style Guide`_. Docstrings may extend over multiple lines. Sections are created
with a section header and a colon followed by a block of indented text.

Example:
 Examples can be given using either the ``Example`` or ``Examples``
 sections. Sections support any reStructuredText formatting, including
 literal blocks::

 $ python example_google.py

Section breaks are created by resuming unindented text. Section breaks
are also implicitly created anytime a new section starts.
"""
複製代碼

不要在文檔註釋複製函數定義原型, 而是具體描述其具體內容, 解釋具體參數和返回值等

# 不推薦的寫法(不要寫函數原型等廢話)
def function(a, b):
    """function(a, b) -> list"""
    ... ...


# 正確的寫法
def function(a, b):
    """計算並返回a到b範圍內數據的平均值"""
    ... ...
複製代碼

對函數參數、返回值等的說明採用 numpy 標準, 以下所示

def func(arg1, arg2):
    """在這裏寫函數的一句話總結(如: 計算平均值).

 這裏是具體描述.

 參數
 ----------
 arg1 : int
 arg1的具體描述
 arg2 : int
 arg2的具體描述

 返回值
 -------
 int
 返回值的具體描述

 參看
 --------
 otherfunc : 其它關聯函數等...

 示例
 --------
 示例使用doctest格式, 在`>>>`後的代碼能夠被文檔測試工具做爲測試用例自動運行

 >>> a=[1,2,3]
 >>> print [x + 3 for x in a]
 [4, 5, 6]
 """
複製代碼

「
更多細緻詳細的規範能夠參考：

Google 開源項目指南 - zh-google-styleguide.readthedocs.io/en/latest/g…

官方 PEP 8 代碼規範 - www.python.org/dev/peps/pe…

參考資料

WhyStudyPython.md | TwoWater - github.com/TwoWater/Py…
C 語言中文網 | Python 系列教程 - c.biancheng.net/python/
Crossin的編程教室 - python666.cn/
計算機和編程語言的發展歷史 - blog.csdn.net/abc6368765/…
面向對象葵花寶典 - www.kancloud.cn:8080/yunhua_lee/…
RUNOOB | Python3 系列教程 - ttps://www.runoob.com/python3
Python 基礎語法 | springleo'sblog - lq782655835.github.io/blogs/tools…

「

本文已收錄至個人 Github 程序員成長系列 【More Than Java】，學習，不止 Code，歡迎 star：github.com/wmyskxz/Mor…

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