Python自學--part1

概要

1. Python介紹
2. Python安裝
3. Hello World程序
4. 變量
5. 字符編碼
6. 用戶輸入
7. pyc是個什麼鬼？
8. 數據類型初識
9. 數據運算
10. 表達式if ...else語句
11. 表達式while 循環
12. 表達式for 循環

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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。

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。

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)

 

 

 

 

編譯型vs解釋型

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。

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。

 

固然，Python還有一些其它的小缺點，在這就不一一列舉了，我想說的是，任何一門語言都不是完美的，都有擅長和不擅長作的事情，建議各位不要拿一個語言的劣勢去跟另外一個語言的優點來去比較，語言只是一個工具，是實現程序設計師思想的工具，就像咱們以前中學學幾什麼時候，有的時候須要要圓規，有的時候須要用三角尺同樣，拿相應的工具去作它最擅長的事纔是正確的選擇。以前不少人問我Shell和Python到底哪一個好？我回答說Shell是個腳本語言，但Python不僅是個腳本語言，能作的事情更多，而後又有鑽牛角尖的人說徹底不必學Python, Python能作的事情Shell均可以作，只要你足夠牛B,而後又舉了用Shell能夠寫俄羅斯方塊這樣的遊戲，對此我能說表達只能是，不要跟SB理論，SB會把你拉到跟他同樣的高度，而後用充分的經驗把你打倒。

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。

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。

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。

 

2、Python安裝

windows

1 1、下載安裝包
2     https://www.python.org/downloads/
3 2、安裝
4     默認安裝路徑：C:\python27
5 3、配置環境變量
6     【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】
7     如：原來的值;C:\python27，切記前面有分號

linux、Mac

 

3、Hello World程序

1 print("Hello World!")

 

4、變量

聲明變量

1 #_*_coding:utf-8_*_
2  
3 name = "Richard Huang"

 

上述代碼聲明瞭一個變量，變量名爲： name，變量name的值爲："Richard Huang"

變量定義的規則：

• 變量名只能是 字母、數字或下劃線（_）的任意組合
• 變量名的第一個字符不能是數字

如下關鍵字不能聲明爲變量名
['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

變量的賦值

1 name = "Richard Huang"
2  
3 name2 = name
4 print(name,name2)
5  
6 name = "Jack"
7 
8 print("What is the value of name2 now?")

 

以上代碼執行結果是：name 值爲「Jack」,name2值爲「Richard Huang」。「name2 = name」其實是將name變量的值，賦值給了name2，然後面name變量又被賦了個新值「Jack」，而name2的值仍是等於第一次賦的值「Richard Huang」。

 

5、字符編碼

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）

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 = 256-1，因此，ASCII碼最多隻能表示 255 個符號。

 

關於中文

爲了處理漢字，程序員設計了用於簡體中文的GB2312和用於繁體中文的big5。

GB2312(1980年)一共收錄了7445個字符，包括6763個漢字和682個其它符號。漢字區的內碼範圍高字節從B0-F7，低字節從A1-FE，佔用的碼位是72*94=6768。其中有5個空位是D7FA-D7FE。

GB2312 支持的漢字太少。1995年的漢字擴展規範GBK1.0收錄了21886個符號，它分爲漢字區和圖形符號區。漢字區包括21003個字符。2000年的 GB18030是取代GBK1.0的正式國家標準。該標準收錄了27484個漢字，同時還收錄了藏文、蒙文、維吾爾文等主要的少數民族文字。如今的PC平臺必須支持GB18030，對嵌入式產品暫不做要求。因此手機、MP3通常只支持GB2312。

從ASCII、GB23十二、GBK 到GB18030，這些編碼方法是向下兼容的，即同一個字符在這些方案中老是有相同的編碼，後面的標準支持更多的字符。在這些編碼中，英文和中文能夠統一地處理。區分中文編碼的方法是高字節的最高位不爲0。按照程序員的稱呼，GB23十二、GBK到GB18030都屬於雙字節字符集 (DBCS)。

有的中文Windows的缺省內碼仍是GBK，能夠經過GB18030升級包升級到GB18030。不過GB18030相對GBK增長的字符，普通人是很難用到的，一般咱們仍是用GBK指代中文Windows內碼。

 

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

 

註釋

　　當行注視：# 被註釋內容

　　多行註釋：""" 被註釋內容 """

 

6、用戶輸入

1 #!/usr/bin/env python
2 #_*_coding:utf-8_*_
3  
4  
5 #name = raw_input("What is your name?") #only on python 2.x
6 name = input("What is your name?")
7 print("Hello " + name )

輸入密碼時，若是想要不可見，須要利用getpass 模塊中的 getpass方法，即：

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3   
 4 import getpass
 5   
 6 # 將用戶輸入的內容賦值給 name 變量
 7 pwd = getpass.getpass("請輸入密碼：")
 8   
 9 # 打印輸入的內容
10 print(pwd)

 

 

7、pyc是個什麼鬼？

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。

 

8、數據類型初識

一、數字

2 是一個整數的例子。
長整數 不過是大一些的整數。
3.23和52.3E-4是浮點數的例子。E標記表示10的冪。在這裏，52.3E-4表示52.3 * 10-4。
(-5+4j)和(2.3-4.6j)是複數的例子，其中-5,4爲實數，j爲虛數，數學中表示覆數是什麼？。

int（整型）

　　在32位機器上，整數的位數爲32位，取值範圍爲-2**31～2**31-1，即-2147483648～2147483647
　　在64位系統上，整數的位數爲64位，取值範圍爲-2**63～2**63-1，即-9223372036854775808～9223372036854775807

long（長整型）
　　跟C語言不一樣，Python的長整數沒有指定位寬，即：Python沒有限制長整數數值的大小，但實際上因爲機器內存有限，咱們使用的長整數數值不可能無限大。
　　注意，自從Python2.2起，若是整數發生溢出，Python會自動將整數數據轉換爲長整數，因此現在在長整數數據後面不加字母L也不會致使嚴重後果了。
float（浮點型）

       先掃盲 http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5895848.html 
　　浮點數用來處理實數，即帶有小數的數字。相似於C語言中的double類型，佔8個字節（64位），其中52位表示底，11位表示指數，剩下的一位表示符號。
complex（複數）
　　複數由實數部分和虛數部分組成，通常形式爲x＋yj，其中的x是複數的實數部分，y是複數的虛數部分，這裏的x和y都是實數。

注：Python中存在小數字池：-5 ～ 257

 

二、布爾值

　　真或假

　　1 或 0

三、字符串

"hello world"

萬惡的字符串拼接：

　　python中的字符串在C語言中體現爲是一個字符數組，每次建立字符串時候須要在內存中開闢一塊連續的空，而且一旦須要修改字符串的話，就須要再次開闢空間，萬惡的+號每出現一次就會在內從中從新開闢一塊空間。

字符串格式化輸出

name = 'Jack'
print("i am %s"%name)

#輸出: i am Jack

#或者以下，建議用以下格式，由於後期有不少其餘格式化，是經過以下格式內方法實現
print('i am {}'.format(name))

PS: 字符串是 %s;整數 %d;浮點數%f

字符串經常使用功能：

• 移除空白
• 分割
• 長度
• 索引
• 切片

四、列表

建立列表：

1 name_list = ['jack', 'seven', 'eric']
2 或
3 name_list ＝ list(['jack', 'seven', 'eric'])

• 索引
• 切片
• 追加
• 刪除
• 長度
• 切片
• 循環
• 包含

五、元組(不可變列表)

建立元組：

1 ages = (11, 22, 33, 44, 55)
2 或
3 ages = tuple((11, 22, 33, 44, 55))

 

六、字典（無序）

建立字典：

1 person = {"name": "Jack", 'age': 18}
2 或
3 person = dict({"name": "Jack", 'age': 18})

 

經常使用操做：

• 索引
• 新增
• 刪除
• 鍵、值、鍵值對
• 循環
• 長度

 

9、數據運算

　　算數運算：

比較運算：

賦值運算：

邏輯運算：

成員運算：

身份運算：

位運算：

運算符優先級：

 

10、表達式：if...else

場景1、用戶登錄驗證

 1 # 提示輸入用戶名和密碼
 2   
 3 # 驗證用戶名和密碼
 4 #     若是錯誤，則輸出用戶名或密碼錯誤
 5 #     若是成功，則輸出 歡迎，XXX!
 6  
 7  
 8 #!/usr/bin/env python
 9 # -*- coding: encoding -*-
10   
11 import getpass
12   
13   
14 name = raw_input('請輸入用戶名：')
15 pwd = getpass.getpass('請輸入密碼：')
16   
17 if name == "alex" and pwd == "cmd":
18     print("歡迎，alex！")
19 else:
20     print("用戶名和密碼錯誤")

View Code

場景2、猜年齡遊戲

在程序裏設定好你的年齡，而後啓動程序讓用戶猜想，用戶輸入後，根據他的輸入提示用戶輸入的是否正確，若是錯誤，提示是猜大了仍是小了

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3  
 4  
 5 my_age = 28
 6  
 7 user_input = int(input("input your guess num:"))
 8  
 9 if user_input == my_age:
10     print("Congratulations, you got it !")
11 elif user_input < my_age:
12     print("Oops,think bigger!")
13 else:
14     print("think smaller!")

View Code

外層變量，能夠被內層代碼使用

內層變量，不該被外層代碼使用

 

11、表達式：while

 有一種循環叫死循環，一經觸發，就運行個天荒地老、海枯石爛。

海枯石爛代碼

1 count = 0
2 while True:
3     print("你是風兒我是沙,纏纏綿綿到天涯...",count)
4     count +=1

View Code

其實除了時間，沒有什麼是永恆的，死loop仍是少寫爲好　

上面的代碼循環100次就退出吧

1 while True:
2     print("你是風兒我是沙,纏纏綿綿到天涯...",count)
3     count +=1
4     if count == 100:
5         print("去你媽的風和沙,大家這些脫了褲子是人,穿上褲子是鬼的臭男人..")
6         break

View Code

 

回到上面for 循環的例子，如何實現讓用戶不斷的猜年齡，但只給最多3次機會，再猜不對就退出程序。

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3  
 4  
 5 my_age = 28
 6  
 7 count = 0
 8 while count < 3:
 9     user_input = int(input("input your guess num:"))
10  
11     if user_input == my_age:
12         print("Congratulations, you got it !")
13         break
14     elif user_input < my_age:
15         print("Oops,think bigger!")
16     else:
17         print("think smaller!")
18     count += 1 #每次loop 計數器+1
19 else:
20     print("猜這麼屢次都不對,你個笨蛋.")

View Code

 

12、表達式：for

最簡單的循環10次

1 #_*_coding:utf-8_*_
2 __author__ = 'Alex Li'
3  
4  
5 for i in range(10):
6     print("loop:", i )

 

輸出：

 1 loop: 0
 2 loop: 1
 3 loop: 2
 4 loop: 3
 5 loop: 4
 6 loop: 5
 7 loop: 6
 8 loop: 7
 9 loop: 8
10 loop: 9

 

break：結束整個循環體

continue：結束當前循環，直接跳入下一次循環