Python學習之路1 - 基礎入門

本文內容

1. Python介紹
2. 安裝Python解釋器
3. 輸出
4. 變量
5. 輸入
6. 條件判斷語句
7. 循環語句
8. 模塊講解
9. 三元運算
10. 字符串和二進制的相互轉化

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本系列文章使用的Python版本爲3.6.2

使用開發工具爲Pycharm2017

1、Python介紹

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。

最新的TIOBE排行榜，Python趕超PHP佔據第五，Python崇尚優美、清晰、簡單，是一個優秀並普遍使用的語言。

目前Python主要應用領域：

• 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：

• 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 ****是一門什麼樣的語言？

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。

編譯和解釋的區別

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。

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)。

就好像你想看一本英文書，編譯器會將整本書翻譯成中文供你觀看，這時你看的就會很方便，怎麼反覆看都沒有問題；解釋器只會解釋你當前想要看的語句，若是你想再次看一遍一樣的語句則須要再次找解釋器解釋一遍，這樣就會給你的閱讀帶來麻煩。

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。那這些基因使成就了Python的哪些優缺點呢？咱們繼續往下看。

Python的優勢

當你用一種語言開始做真正的軟件開發時，你除了編寫代碼外，還須要不少基本的已經寫好的現成的東西，來幫助你加快開發進度。好比說，要編寫一個電子郵件客戶端，若是先從最底層開始編寫網絡協議相關的代碼，那估計一年半載也開發不出來。高級編程語言一般都會提供一個比較完善的基礎代碼庫，讓你能直接調用，好比，針對電子郵件協議的SMTP庫，針對桌面環境的GUI庫，在這些已有的代碼庫的基礎上開發，一個電子郵件客戶端幾天就能開發出來。

Python就爲咱們提供了很是完善的基礎代碼庫，覆蓋了網絡、文件、GUI、數據庫、文本等大量內容，被形象地稱做「內置電池（batteries included）」。用Python開發，許多功能沒必要從零編寫，直接使用現成的便可。

除了內置的庫外，Python還有大量的第三方庫，也就是別人開發的，供你直接使用的東西。固然，若是你開發的代碼經過很好的封裝，也能夠做爲第三方庫給別人使用。

許多大型網站就是用Python開發的，例如YouTube、Instagram，還有國內的豆瓣。不少大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美國航空航天局）都大量地使用Python。

龜叔給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。

總的來講，Python的哲學就是簡單優雅，儘可能寫容易看明白的代碼，儘可能寫少的代碼。若是一個資深程序員向你炫耀他寫的晦澀難懂、動不動就幾萬行的代碼，你能夠盡情地嘲笑他。

那Python適合開發哪些類型的應用呢？

首選是網絡應用，包括網站、後臺服務等等；

其次是許多平常須要的小工具，包括系統管理員須要的腳本任務等等；

另外就是把其餘語言開發的程序再包裝起來，方便使用。

Python的缺點

第一個缺點就是運行速度慢，和C程序相比很是慢，由於Python是解釋型語言，你的代碼在執行時會一行一行地翻譯成CPU能理解的機器碼，這個翻譯過程很是耗時，因此很慢。而C程序是運行前直接編譯成CPU能執行的機器碼，因此很是快。

可是大量的應用程序不須要這麼快的運行速度，由於用戶根本感受不出來。例如開發一個下載MP3的網絡應用程序，C程序的運行時間須要0.001秒，而Python程序的運行時間須要0.1秒，慢了100倍，但因爲網絡更慢，須要等待1秒，你想，用戶能感受到1.001秒和1.1秒的區別嗎？這就比如F1賽車和普通的出租車在北京三環路上行駛的道理同樣，雖然F1賽車理論時速高達400千米，但因爲三環路堵車的時速只有20千米，所以，做爲乘客，你感受的時速永遠是20千米。

第二個缺點就是代碼不能加密。若是要發佈你的Python程序，實際上就是發佈源代碼，這一點跟C語言不一樣，C語言不用發佈源代碼，只須要把編譯後的機器碼（也就是你在Windows上常見的xxx.exe文件）發佈出去。要從機器碼反推出C代碼是不可能的，因此，凡是編譯型的語言，都沒有這個問題，而解釋型的語言，則必須把源碼發佈出去。

這個缺點僅限於你要編寫的軟件須要賣給別人掙錢的時候。好消息是目前的互聯網時代，靠賣軟件受權的商業模式愈來愈少了，靠網站和移動應用賣服務的模式愈來愈多了，後一種模式不須要把源碼給別人。

再說了，如今如火如荼的開源運動和互聯網自由開放的精神是一致的，互聯網上有無數很是優秀的像Linux同樣的開源代碼，咱們千萬不要高估本身寫的代碼真的有很是大的「商業價值」。那些大公司的代碼不肯意開放的更重要的緣由是代碼寫得太爛了，一旦開源，就沒人敢用他們的產品了。

2、安裝Python解釋器

在Mac上安裝Python

若是你正在使用Mac，系統是OS X 10.8~10.10，那麼系統自帶的Python版本是2.7。要安裝最新的Python 3.6，有兩個方法：

方法一：從Python官網下載Python 3.6的安裝程序（網速慢的同窗請移步國內鏡像），雙擊運行並安裝；

方法二：若是安裝了Homebrew，直接經過命令brew install python3安裝便可。

在Linux上安裝Python

若是你正在使用Linux，那麼基本表明你有着Linux管理經驗，Linux上自帶Python2，若是想升級到最新版應該難不倒你的。

在Windows上安裝Python

首先，根據你的Windows版本（64位仍是32位）從Python的官方網站下載Python 3.6對應的64位安裝程序或32位安裝程序，而後，運行下載的EXE安裝包：

特別要注意勾上Add Python 3.6 to PATH，而後點「Install Now」便可完成安裝。

3、輸出

輸出方式常用的有兩種，第一種是print()函數，下面咱們輸出hello world。

print("hello world")

輸出結果：

第二種輸出方式須要引入sys庫，而後使用sys.stdout.write()函數輸出。

import sys
sys.stdout.write("afsd")

輸出結果：

從輸出結果能夠看出兩種輸出方式的差異，print()函數輸出結果後會再加一個換行，而sys.stdout.write()則沒有換行。

Python和其餘經常使用高級語言不一樣的地方是Python一條語句結束時不須要加分號，而且在Python中也不會用到大括號，Python的語句就只是用換行符和縮進來表示語句之間的關係。

換行就表示一條語句的結束，縮進表示語句間的包含關係。

4、變量

因爲Python是動態類型語言，因此不須要定義變量類型，直接寫變量名就能夠。

name = "my name is Vector"
print(name)

輸出結果：

在Python3中是能夠直接輸入中文的，例如print（「姓名」）這樣，可是在Python2中須要在文件的頂部加上  -- coding:utf-8 -- 這句話，由於Python3的默認字符爲Unicode，而Python2的默認字符爲ASCII。

在Python中不只有單行的字符串，還有多行的字符串，多行字符串用 '''內容''' 標記，以下。

msg = '''
這裏是第一行
這裏是第二行
這裏是第三行
'''
print(msg)

輸出結果：

註釋

Python中的單行註釋用 # 來註釋，以下。

print('hello world') #這裏即將輸出hello world

多行註釋用三個單引號來標記 '''內容'''，以下。

'''
這裏是第一行註釋
這裏是第二行註釋
這裏是第三行註釋
'''

在Python中單引號和雙引號沒有區別，都不會轉義其餘字符。

5、輸入

用戶輸入一般咱們用input()函數，以下。

username = input('username:')
password = input('password:')
print(username,password)

咱們輸入vector和asd123

輸出結果：

有了輸入後，咱們就能夠控制格式化輸出了。

第一種格式化輸出方式

name = input('name:')
age = input('age:')

info = '''
------------- Info --------------
Name:''' + name + '''
age:''' + age + '''
------------- Over --------------
'''
print(info)

這裏咱們輸入vector和18

輸出結果：

第二種格式化輸出方式

用 %s %d %f 等來控制格式，並在結尾一次傳入參數，傳參格式爲 %(參數1,參數2,...)

%s表明字符串，%d表明正數，%f表明浮點數。

name = input('name:')
age = int(input('age:'))

info = '''
------------- Info --------------
Name:%s
age:%d
------------- Over --------------
'''%(name,age)
print(info)

輸出結果：

若是想將輸出的內容變成紅色,則用\033[31;1m%s\033[0m
若是想將輸出的內容變成綠色,則用\033[32;1m%s\033[0m

格式：\033[顯示方式;前景色;背景色m

說明：
前景色 背景色 顏色

30 40 黑色
31 41 紅色
32 42 綠色
33 43 黃色
34 44 藍色
35 45 紫紅色
36 46 青藍色
37 47 白色

顯示方式 意義

0 終端默認設置
1 高亮顯示
4 使用下劃線
5 閃爍
7 反白顯示
8 不可見

例子：

\033[1;31;40m    <!--1-高亮顯示 31-前景色紅色  40-背景色黑色-->
\033[0m          <!--採用終端默認設置，即取消顏色設置-->

下面演示一下輸出結果帶顏色的例子：

name = input('name:')
age = int(input('age:'))

info = '''
------------- Info --------------
Name:\033[31;1m%s\033[0m  #輸出結果爲紅色
age:\033[32;1m%s\033[0m  #輸出結果爲綠色
------------- Over --------------
'''%(name,age)
print(info)

輸出結果：

第三種格式化輸出方式

在字符串中插入形參（形參用大括號標記{形參}），最後在結尾給形參賦值。

name = input('name:')
age = int(input('age:'))

info = '''
------------- Info --------------
Name:{_name}
age:{_age}
------------- Over --------------
'''.format(_name=name,_age=age)
print(info)

輸出結果：

第四種格式化輸出方式

形參用數字表示，在結尾直接按照順序給形參賦值。

name = input('name:')
age = int(input('age:'))

info = '''
------------- Info --------------
Name:{0}
age:{1}
------------- Over --------------
'''.format(name,age)
print(info)

輸出結果：

 

輸入變成密文

須要引入getpass模塊。

import getpass
password = getpass.getpass("password:")
print(password)

可是這個getpass()這個函數在pycharm中很差使，在其餘工具中好使。

6、條件判斷語句

格式：

if 條件1 and 條件2 or 條件3:
    pass # 注意這裏必定要有縮進
elif 條件4 and 條件5:
    pass
else:
    pass

例子：

_username = 'rev'
_password = 'rev123'

username = input('username:')
password = input('password:')

if _username == username and _password == password:
    print('Welcome user {name} login...'.format(name = username))# 注意這裏必定要有縮進
elif _username == username and _password != password:
    print('password error!')
else:
    print('login fail..')# 注意這裏必定要有縮進

7、循環語句

循環語句之while

Python中的while還有else處理。

例子：

while True:
    print('this is loop...')
    break
else:
    print('若是while循環條件不符合了，則執行這裏的代碼')

循環語句之for

格式1：

for i in range(10):
    print('loop ',i)

這裏的range表明循環次數，i 從0來是循環

輸出結果：

格式2：

for i in range(0,10,2):
    print('loop ',i)

range中的第一個參數表明從幾開始，第二個參數表明到幾結束（不包括10），第三個參數2表明隔一個執行一次

格式3：

for i in "fasdfasd":
    print('loop ',i)

Python中的for循環還能夠循環字符串、列表、元組等。

輸出結果：

8、模塊講解

模塊之sys

print(sys.path) # 打印環境變量
print(sys.argv) # 打印當前腳本的路徑，在pycharm中打印絕對路徑，在命令行中打印相對路徑（原本打印的就是相對路徑）
one = sys.argv[1] #用來在外部調用的時候傳參, 1表明傳入的第一個參數,
two = sys.argv[2] #2表明傳入的第二個參數, 這樣外部調用的時候就能夠傳多個參數了

模塊之os

print(os.system('dir')) # system函數就是命令行
cmd = os.system('dir')
print(cmd) # 這裏輸出的是 0 由於，system是直接把輸出到屏幕上，並非返回，若是輸出成功則返回0

cmd = os.popen('dir').read() #popen()方法返回的是該對象的地址，read()方法是將地址中的內容讀出來
print(cmd)

# 建立目錄函數
os.mkdir('new_dir')

9、三元運算

//result = 值1 if 條件 else 值2
a,b,c = 1,3,5
d = a if a > b else c
print(d) # d = c = 5
# 若是條件爲真：result = 值1
# 若是條件爲假：result = 值2

10、字符串和二進制的相互轉化

msg = '我愛大延邊日不落帝國'
print(msg) # 字符串輸出
print(msg.encode(encoding='utf-8')) # 將字符串轉換成二進制
print(msg.encode(encoding='utf-8').decode(encoding='utf-8')) # 將二進制轉換成字符串
# 若是encode和decode不寫參數，默認就是utf-8