從零開始學Python第0周：Python基本介紹（部份內容來源於網絡）

Python入門介紹

一，Python的基本介紹

（1）概要

　　Python是一種解釋型，面向對象，動態數據類型的高級程序設計語言。常被普遍用於處理系統管理任務和web編程。現現在Python已經成爲了最受歡迎的程序設計語言之一。

　　Python語言簡潔易讀以及可擴展性，被普遍用於科學計算，例如，麻省理工學院的計算機科學及編程導論課程就使用Python語言講授。

（2）起源

　　Python創始人爲Guido van Rossum。在聖誕節時爲了打發無趣的生活，決心開發一個新的腳本解釋程序，做爲ABC語言的一種繼承。之因此選中Python（大蟒蛇的意思）做爲程序的名字，是由於他是一個叫Monty Python的戲劇團體的愛好者。

　　ABC是由Guido參加設計的一種教學語言。就Guido本人見解，ABC這種語言很是優美和強大，是專門爲非專業程序員設計的。可是ABC語言並無成功，究其緣由，Guido認爲是非開放形成的。Guido決心在Python中避免這一錯誤。同時，他還想實如今ABC中閃現過但不曾實現的東西。

　　就這樣，Python在Guido手中誕生了。實際上，第一個實現是在Mac機上。能夠說，Python是從ABC發展起來，主要受到了Modula-3（另外一種至關優美且強大的語言，爲小團隊設計）的影響。並結合了Unix shell和C的習慣。

（3）風格

　　Python在設計上堅持了清晰劃一的風格，這使得Python成爲一門易讀易維護，而且被大量用戶所歡迎的，用途普遍的語言

　　設計者開發時總的指導思想是，對一個特定的問題，只要一種最好的方法來解決就行了。

　　Python的做者有意的設計限制性很強的語法，使得很差的編程習慣都不能經過編譯。其中很重要的一項就是Python的縮進規則。

　　一個和其餘大多語言的區別就是，一個模塊的界限，徹底是由每行的首字符在這一行的位置來決定的。這一點曾經引發過爭議。由於自從C這類語言誕生，語言的語法含義與字符的排列方式分離開，曾經被認爲是一種程序語言的進步。不過不能否認的是，經過強制程序員門縮進，Python確實使得程序更加清晰和美觀。

（4）特點及缺點

　　特色：

• 簡單：Python是一種表明簡單主義思想的語言。閱讀一個良好的Python程序就感受像是在讀英語同樣，儘管這個英語的要求很是嚴格！Python的這種僞代碼本質是它最大的優勢之一。它使你可以專一於解決問題而不是去搞明白語言自己。
• 易學：就如同你即將看到的同樣，Python極其容易上手。前面已經提到了，Python有極其簡單的語法。
• 速度快：Python 的底層是用 C 語言寫的，不少標準庫和第三方庫也都是用 C 寫的，運行速度很是快。
• 免費且開源：Python是FLOSS（自由/開放源碼軟件）之一。簡單地說，你能夠自由地發佈這個軟件的拷貝、閱讀它的源代碼、對它作改動、把它的一部分用於新的自由軟件中。FLOSS是基於一個團體分享知識的概念。這是爲何Python如此優秀的緣由之一——它是由一羣但願看到有一個更加優秀的Python的人創造並常常改進着的。
• 高層語言：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。
• 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程序無需修改就能夠在下述任何平臺上面運行。
• 面向對象：Python即支持面向過程的編程也支持面向對象的編程。在「面向過程」的語言中，程序是由過程或僅僅是可重用代碼的函數構建起來的。在「面向對象」的語言中，程序是由數據和功能組合而成的對象構建起來的。與其餘主要的語言如C++和Java相比，Python以一種很是強大又簡單的方式實現面向對象編程。

　　缺點：

• 單行語句和命令行輸出問題：不少時候不能將程序連寫成一行，如import sys;for i in sys.path:print i。而perll和awk就無此限制，能夠較爲方便的在shell下完成簡單程序，不須要如Python同樣，必須將程序寫入一個.py文件。
• 運行速度慢：這裏是指與C和C++比

（5）目前主要的應用領域

• 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
• 科學計算，人工智能
• 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

（6）Python在一些公司的應用：

• 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

二，Python是一種什麼語言？

（1）編程語言的分類

• 低級語言與高級語言

　　最初的計算機程序都是用0和1的序列表示的，程序員直接使用的是機器指令，無需翻譯，從紙帶打孔輸入便可執行獲得結果。後來爲了方便記憶，就將用0、1序列表示的機器指令都用符號助記，這些與機器指令一一對應的助記符就成了彙編指令，從而誕生了彙編語言。不管是機器指令仍是彙編指令都是面向機器的，統稱爲低級語言。由於是針對特定機器的機器指令的助記符，因此彙編語言是沒法獨立於機器(特定的CPU體系結構)的。但彙編語言也是要通過翻譯成機器指令才能執行的，因此也有將運行在一種機器上的彙編語言翻譯成運行在另外一種機器上的機器指令的方法，那就是交叉彙編技術。

　　高級語言是從人類的邏輯思惟角度出發的計算機語言，抽象程度大大提升，須要通過編譯成特定機器上的目標代碼才能執行，一條高級語言的語句每每須要若干條機器指令來完成。高級語言獨立於機器的特性是靠編譯器爲不一樣機器生成不一樣的目標代碼(或機器指令)來實現的。那具體的說，要將高級語言編譯到什麼程度呢，這又跟編譯的技術有關了，既能夠編譯成直接可執行的目標代碼，也能夠編譯成一種中間表示，而後拿到不一樣的機器和系統上去執行，這種狀況一般又須要支撐環境，好比解釋器或虛擬機的支持，Java程序編譯成bytecode，再由不一樣平臺上的虛擬機執行就是很好的例子。因此，說高級語言不依賴於機器，是指在不一樣的機器或平臺上高級語言的程序自己不變，而經過編譯器編譯獲得的目標代碼去適應不一樣的機器。從這個意義上來講，經過交叉彙編，一些彙編程序也能夠得到不一樣機器之間的可移植性，但這種途徑得到的移植性遠遠不如高級語言來的方便和實用性大。

 

• 編譯與解釋

　　編譯是將源程序翻譯成可執行的目標代碼，翻譯與執行是分開的；而解釋是對源程序的翻譯與執行一次性完成，不生成可存儲的目標代碼。這只是表象，兩者背後的最大區別是：對解釋執行而言，程序運行時的控制權在解釋器而不在用戶程序；對編譯執行而言，運行時的控制權在用戶程序。

　　解釋具備良好的動態特性和可移植性，好比在解釋執行時能夠動態改變變量的類型、對程序進行修改以及在程序中插入良好的調試診斷信息等，而將解釋器移植到不一樣的系統上，則程序不用改動就能夠在移植瞭解釋器的系統上運行。同時解釋器也有很大的缺點，好比執行效率低，佔用空間大，由於不只要給用戶程序分配空間，解釋器自己也佔用了寶貴的系統資源。

　　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;
而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.

 

• 編譯型和解釋型

　　咱們先看看編譯型，其實它和彙編語言是同樣的：也是有一個負責翻譯的程序來對咱們的源代碼進行轉換，生成相對應的可執行代碼。這個過程說得專業一點，就稱爲編譯（Compile），而負責編譯的程序天然就稱爲編譯器（Compiler）。若是咱們寫的程序代碼都包含在一個源文件中，那麼一般編譯以後就會直接生成一個可執行文件，咱們就能夠直接運行了。但對於一個比較複雜的項目，爲了方便管理，咱們一般把代碼分散在各個源文件中，做爲不一樣的模塊來組織。這時編譯各個文件時就會生成目標文件（Object   file）而不是前面說的可執行文件。通常一個源文件的編譯都會對應一個目標文件。這些目標文件裏的內容基本上已是可執行代碼了，但因爲只是整個項目的一部分，因此咱們還不能直接運行。待全部的源文件的編譯都大功告成，咱們就能夠最後把這些半成品的目標文件「打包」成一個可執行文件了，這個工做由另外一個程序負責完成，因爲此過程好像是把包含可執行代碼的目標文件鏈接裝配起來，因此又稱爲連接（Link），而負責連接的程序就叫……就叫連接程序（Linker）。連接程序除了連接目標文件外，可能還有各類資源，像圖標文件啊、聲音文件啊什麼的，還要負責去除目標文件之間的冗餘重複代碼，等等，因此……也是挺累的。連接完成以後，通常就能夠獲得咱們想要的可執行文件了。 

　　上面咱們大概地介紹了編譯型語言的特色，如今再看看解釋型。噢，從字面上看，「編譯」和「解釋」的確都有「翻譯」的意思，它們的區別則在於翻譯的時機安排不大同樣。打個比方：假如你打算閱讀一本外文書，而你不知道這門外語，那麼你能夠找一名翻譯，給他足夠的時間讓他從頭至尾把整本書翻譯好，而後把書的母語版交給你閱讀；或者，你也馬上讓這名翻譯輔助你閱讀，讓他一句一句給你翻譯，若是你想往回看某個章節，他也得從新給你翻譯。 

　　兩種方式，前者就至關於咱們剛纔所說的編譯型：一次把全部的代碼轉換成機器語言，而後寫成可執行文件；然後者就至關於咱們要說的解釋型：在程序運行的前一刻，還只有源程序而沒有可執行程序；而程序每執行到源程序的某一條指令，則會有一個稱之爲解釋程序的外殼程序將源代碼轉換成二進制代碼以供執行，總言之，就是不斷地解釋、執行、解釋、執行……因此，解釋型程序是離不開解釋程序的。像早期的BASIC就是一門經典的解釋型語言，要執行BASIC程序，就得進入BASIC環境，而後才能加載程序源文件、運行。解釋型程序中，因爲程序老是以源代碼的形式出現，所以只要有相應的解釋器，移植幾乎不成問題。編譯型程序雖然源代碼也能夠移植，但前提是必須針對不一樣的系統分別進行編譯，對於複雜的工程來講，的確是一件不小的時間消耗，何況極可能一些細節的地方仍是要修改源代碼。並且，解釋型程序省卻了編譯的步驟，修改調試也很是方便，編輯完畢以後便可當即運行，沒必要像編譯型程序同樣每次進行小小改動都要耐心等待漫長的Compiling…Linking…這樣的編譯連接過程。不過凡事有利有弊，因爲解釋型程序是將編譯的過程放到執行過程當中，這就決定了解釋型程序註定要比編譯型慢上一大截，像幾百倍的速度差距也是不足爲奇的。 

　　編譯型與解釋型，二者各有利弊。前者因爲程序執行速度快，同等條件下對系統要求較低，所以像開發操做系統、大型應用程序、數據庫系統等時都採用它，像C/C++、Pascal/Object   Pascal（Delphi）、VB等基本均可視爲編譯語言，而一些網頁腳本、服務器腳本及輔助開發接口這樣的對速度要求不高、對不一樣系統平臺間的兼容性有必定要求的程序則一般使用解釋性語言，如Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python等等。 

　　但既然編譯型與解釋型各有優缺點又相互對立，因此一批新興的語言都有把二者折衷起來的趨勢，例如Java語言雖然比較接近解釋型語言的特徵，但在執行以前已經預先進行一次預編譯，生成的代碼是介於機器碼和Java源代碼之間的中介代碼，運行的時候則由JVM（Java的虛擬機平臺，可視爲解釋器）解釋執行。它既保留了源代碼的高抽象、可移植的特色，又已經完成了對源代碼的大部分預編譯工做，因此執行起來比「純解釋型」程序要快許多。而像VB6（或者之前版本）、C#這樣的語言，雖然表面上看生成的是.exe可執行程序文件，但VB6編譯以後實際生成的也是一種中介碼，只不過編譯器在前面安插了一段自動調用某個外部解釋器的代碼（該解釋程序獨立於用戶編寫的程序，存放於系統的某個DLL文件中，全部以VB6編譯生成的可執行程序都要用到它），以解釋執行實際的程序體。C#（以及其它.net的語言編譯器）則是生成.net目標代碼，實際執行時則由.net解釋系統（就像JVM同樣，也是一個虛擬機平臺）進行執行。固然.net目標代碼已經至關「低級」，比較接近機器語言了，因此仍將其視爲編譯語言，並且其可移植程度也沒有Java號稱的這麼強大，Java號稱是「一次編譯，處處執行」，而.net則是「一次編碼，處處編譯」。呵呵，固然這些都是題外話了。總之，隨着設計技術與硬件的不斷髮展，編譯型與解釋型兩種方式的界限正在不斷變得模糊。

• 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。

 

• 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。