Python全棧開發之一、python基礎初識介紹以及安裝

1、python介紹

Python的創始人爲Guido van Rossum。1989年聖誕節期間，在阿姆斯特丹，Guido爲了打發聖誕節的無趣，決心開發一個新的腳本解釋程序，作爲ABC 語言的一種繼承。之因此選中Python（大蟒蛇的意思）做爲該編程語言的名字，是由於他是一個叫Monty Python的喜劇團體的愛好者。   

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。

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！！！

 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。

 

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。

 編譯和解釋的區別是什麼？

 

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)

 

Python的優缺點:

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。

 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。

2、 Python解釋器

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。

 一、CPython

 當咱們從Python官方網站下載並安裝好Python 2.7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。

 二、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。

 3、Python編譯安裝

主要介紹linux環境下安裝

cd  /usr/local/src     //進入安裝目錄

wget  https://www.python.org/ftp/python/3.6.2/Python-3.6.2.tar.xz

xz  -d    Python-3.6.2.tar.xz   && tar  xvf  Python-3.6.2.tar  //解壓縮

cd  Python-3.6.2  //進入解壓目錄

./configure  --prefix=/usr/local/python3

make && make install

/usr/local/python3/bin/python3.6  --version   //查看當前python版本

ln -s  /usr/local/python3/bin/python3.6   /usr/bin/python3.6

 一、安裝 ipython

yum  -y install  readline-devel   

tar zxvf  ipython-1.2.1.tar.gz    //解壓ipython

cd ipython-1.2.1   //進入到ipython目錄下 

/usr/local/python3/bin/python3.6    setup.py  build

/usr/local/python3/bin/python3.6    setup.py  install

ln -s  /usr/local/python3/bin/ipython3   /usr/bin/

4、.pyc是什麼？

1. Python是一門解釋型語言？

我初學Python時，聽到的關於Python的第一句話就是，Python是一門解釋性語言，我就這樣一直相信下去，直到發現了*.pyc文件的存在。若是是解釋型語言，那麼生成的*.pyc文件是什麼呢？c應該是compiled的縮寫纔對啊！

爲了防止其餘學習Python的人也被這句話誤解，那麼咱們就在文中來澄清下這個問題，而且把一些基礎概念給理清。

 2. 解釋型語言和編譯型語言 

計算機是不可以識別高級語言的，因此當咱們運行一個高級語言程序的時候，就須要一個「翻譯機」來從事把高級語言轉變成計算機能讀懂的機器語言的過程。這個過程分紅兩類，第一種是編譯，第二種是解釋。

編譯型語言在程序執行以前，先會經過編譯器對程序執行一個編譯的過程，把程序轉變成機器語言。運行時就不須要翻譯，而直接執行就能夠了。最典型的例子就是C語言。

解釋型語言就沒有這個編譯的過程，而是在程序運行的時候，經過解釋器對程序逐行做出解釋，而後直接運行，最典型的例子是Ruby。

經過以上的例子，咱們能夠來總結一下解釋型語言和編譯型語言的優缺點，由於編譯型語言在程序運行以前就已經對程序作出了「翻譯」，因此在運行時就少掉了「翻譯」的過程，因此效率比較高。可是咱們也不能一律而論，一些解釋型語言也能夠經過解釋器的優化來在對程序作出翻譯時對整個程序作出優化，從而在效率上超過編譯型語言。

此外，隨着Java等基於虛擬機的語言的興起，咱們又不能把語言純粹地分紅解釋型和編譯型這兩種。

用Java來舉例，Java首先是經過編譯器編譯成字節碼文件，而後在運行時經過解釋器給解釋成機器文件。因此咱們說Java是一種先編譯後解釋的語言。

3. Python究竟是什麼 

其實Python和Java/C#同樣，也是一門基於虛擬機的語言，咱們先來從表面上簡單地瞭解一下Python程序的運行過程吧。

當咱們在命令行中輸入python hello.py時，實際上是激活了Python的「解釋器」，告訴「解釋器」：你要開始工做了。但是在「解釋」以前，其實執行的第一項工做和Java同樣，是編譯。

熟悉Java的同窗能夠想一下咱們在命令行中如何執行一個Java的程序：

javac hello.java

java hello

只是咱們在用Eclipse之類的IDE時，將這兩部給融合成了一部而已。其實Python也同樣，當咱們執行python hello.py時，他也同樣執行了這麼一個過程，因此咱們應該這樣來描述Python，Python是一門先編譯後解釋的語言。

4. 簡述Python的運行過程

在說這個問題以前，咱們先來講兩個概念，PyCodeObject和pyc文件。

咱們在硬盤上看到的pyc天然沒必要多說，而其實PyCodeObject則是Python編譯器真正編譯成的結果。咱們先簡單知道就能夠了，繼續向下看。

當python程序運行時，編譯的結果則是保存在位於內存中的PyCodeObject中，當Python程序運行結束時，Python解釋器則將PyCodeObject寫回到pyc文件中。

當python程序第二次運行時，首先程序會在硬盤中尋找pyc文件，若是找到，則直接載入，不然就重複上面的過程。

因此咱們應該這樣來定位PyCodeObject和pyc文件，咱們說pyc文件實際上是PyCodeObject的一種持久化保存方式。

 5、解釋器路徑和Python文件編碼

#!/usr/bin/env  python   表示聲明的解釋器去環境變量中獲取
# -*- coding:utf8 -*-    在python3中這句加了也沒啥做用，加上這句表示以utf8的格式去編碼python文件，python3默認是utf8格式編碼