0x0 Python学习之路之Python介绍、发展史、安装、变量、注释、输入

 

一、Python介绍

python的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。1989年的圣诞节期间，吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。 

最新的TIOBE排行榜，Python赶超PHP占据第五， Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。

Python可以应用于众多领域，如：数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用Python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora（中国知乎）、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。

 

主要应用领域：

云计算: 云计算最火的语言， 典型应用OpenStack

WEB开发: 众多优秀的WEB框架，众多大型网站均为Python开发，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django

科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas

系统运维: 运维人员必备语言

金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，Python不但在用，且用的最多，而且重要性逐年提高。原因：作为动态语言的Python，语言结构清晰简单，库丰富，成熟稳定，科学计算和统计分析都很牛逼，生产效率远远高于c,c++,java,尤其擅长策略回测

图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

在一些公司的应用：

谷歌：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬虫、Google广告等项目都在大量使用Python开发

CIA: 美国中情局网站就是用Python开发的

NASA: 美国航天局(NASA)大量使用Python进行数据分析和运算

YouTube:世界上最大的视频网站YouTube就是用Python开发的

Dropbox:美国最大的在线云存储网站，全部用Python实现，每天网站处理10亿个文件的上传和下载

Instagram:美国最大的图片分享社交网站，每天超过3千万张照片被分享，全部用python开发

Facebook:大量的基础库均通过Python实现的

Redhat: 世界上最流行的Linux发行版本中的yum包管理工具就是用python开发的

豆瓣: 公司几乎所有的业务均是通过Python开发的

知乎: 国内最大的问答社区，通过Python开发(国外Quora)

春雨医生：国内知名的在线医疗网站是用Python开发的

除上面之外，还有搜狐、金山、腾讯、盛大、网易、百度、阿里、淘宝 、土豆、新浪、果壳等公司都在使用Python完成各种各样的任务。

 

Python是一门什么样的语言？

编译型和解释型

 

编译型

优点：编译器一般会有预编译的过程对代码进行优化。因为编译只做一次，运行时不需要编译，所以编译型语言的程序执行效率高。可以脱离语言环境独立运行。

缺点：编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码，不同的操作系统之间移植就会有问题，需要根据运行的操作系统环境编译不同的可执行文件。

 

解释型

优点：有良好的平台兼容性，在任何环境中都可以运行，前提是安装了解释器（虚拟机）。灵活，修改代码的时候直接修改就可以，可以快速部署，不用停机维护。

缺点：每次运行的时候都要解释一遍，性能上不如编译型语言。

 

编译和解释的区别是什么？

编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快;

而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运行速度是不如编译后的程序运行的快的.

这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的形式)

 

动态语言和静态语言

 

（1）动态类型语言：动态类型语言是指在运行期间才去做数据类型检查的语言，也就是说，在用动态类型的语言编程时，永远也不用给任何变量指定数据类型，该语言会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。Python和Ruby就是一种典型的动态类型语言，其他的各种脚本语言如VBScript也多少属于动态类型语言。

 

（2）静态类型语言：静态类型语言与动态类型语言刚好相反，它的数据类型是在编译其间检查的，也就是说在写程序时要声明所有变量的数据类型，C/C++是静态类型语言的典型代表，其他的静态类型语言还有C#、JAVA等。

 

强类型定义语言和弱类型定义语言

（1）强类型定义语言：强制数据类型定义的语言。也就是说，一旦一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个数据类型了。举个例子：如果你定义了一个整型变量a,那么程序根本不可能将a当作字符串类型处理。强类型定义语言是类型安全的语言。

 

（2）弱类型定义语言：数据类型可以被忽略的语言。它与强类型定义语言相反, 一个变量可以赋不同数据类型的值。

 

强类型定义语言在速度上可能略逊色于弱类型定义语言，但是强类型定义语言带来的严谨性能够有效的避免许多错误。另外，“这门语言是不是动态语言”与“这门语言是否类型安全”之间是完全没有联系的！

例如：Python是动态语言，是强类型定义语言（类型安全的语言）; VBScript是动态语言，是弱类型定义语言（类型不安全的语言）; JAVA是静态语言，是强类型定义语言（类型安全的语言）。

 

 

Python的优缺点

先看优点

 

Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”，所以Python程序看上去总是简单易懂，初学者学Python，不但入门容易，而且将来深入下去，可以编写那些非常非常复杂的程序。

开发效率非常高，Python有非常强大的第三方库，基本上你想通过计算机实现任何功能，Python官方库里都有相应的模块进行支持，直接下载调用后，在基础库的基础上再进行开发，大大降低开发周期，避免重复造轮子。

高级语言————当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节

可移植性————由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同平台上）。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性，那么你的所有Python程序无需修改就几乎可以在市场上所有的系统平台上运行

可扩展性————如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C++编写，然后在你的Python程序中使用它们。

可嵌入性————你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能。

 

再看缺点：

 

速度慢，Python 的运行速度相比C语言确实慢很多，跟JAVA相比也要慢一些，因此这也是很多所谓的大牛不屑于使用Python的主要原因，但其实这里所指的运行速度慢在大多数情况下用户是无法直接感知到的，必须借助测试工具才能体现出来，比如你用C运一个程序花了0.01s,用Python是0.1s,这样C语言直接比Python快了10倍,算是非常夸张了，但是你是无法直接通过肉眼感知的，因为一个正常人所能感知的时间最小单位是0.15-0.4s左右，哈哈。其实在大多数情况下Python已经完全可以满足你对程序速度的要求，除非你要写对速度要求极高的搜索引擎等，这种情况下，当然还是建议你用C去实现的。

代码不能加密，因为PYTHON是解释性语言，它的源码都是以明文形式存放的，不过我不认为这算是一个缺点，如果你的项目要求源代码必须是加密的，那你一开始就不应该用Python来去实现。

线程不能利用多CPU问题，这是Python被人诟病最多的一个缺点，GIL即全局解释器锁（Global Interpreter Lock），是计算机程序设计语言解释器用于同步线程的工具，使得任何时刻仅有一个线程在执行，Python的线程是操作系统的原生线程。在Linux上为pthread，在Windows上为Win thread，完全由操作系统调度线程的执行。一个python解释器进程内有一条主线程，以及多条用户程序的执行线程。即使在多核CPU平台上，由于GIL的存在，所以禁止多线程的并行执行。关于这个问题的折中解决方法，我们在以后线程和进程章节里再进行详细探讨。

 

 

当然，Python还有一些其它的小缺点，在这就不一一列举了，我想说的是，任何一门语言都不是完美的，都有擅长和不擅长做的事情，建议各位不要拿一个语言的劣势去跟另一个语言的优势来去比较，语言只是一个工具，是实现程序设计师思想的工具，就像我们之前中学学几何时，有的时候需要用圆规，有的时候需要用三角尺一样，拿相应的工具去做它最擅长的事才是正确的选择。之前很多人问我Shell和Python到底哪个好？我回答说Shell是个脚本语言，但Python不只是个脚本语言，能做的事情更多，然后又有钻牛角尖的人说完全没必要学Python, Python能做的事情Shell都可以做，只要你足够牛B,然后又举了用Shell可以写俄罗斯方块这样的游戏，对此我能说表达只能是，不要跟SB理论，SB会把你拉到跟他一样的高度，然后用充分的经验把你打倒。

 

Python解释器

当我们编写Python代码时，我们得到的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码，就需要Python解释器去执行.py文件。

 

CPython    C语言开发，使用最广

IPython    交互式解释器

PyPy       执行速度快

Jython     Java平台

 

二、Python发展史

 

1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译器。Python这个名字，来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus。他希望这个新的叫做Python的语言，能符合他的理想：创造一种C和shell之间，功能全面，易学易用，可拓展的语言。

1991年，第一个Python编译器诞生。它是用C语言实现的，并能够调用C语言的库文件。从一出生，Python已经具有了：类，函数，异常处理，包含表和词典在内的核心数据类型，以及模块为基础的拓展系统。

Granddaddy of Python web frameworks, Zope 1 was released in 1999

Python 1.0 - January 1994 增加了 lambda, map, filter and reduce.

Python 2.0 - October 16, 2000，加入了内存回收机制，构成了现在Python语言框架的基础

Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 诞生

Python 2.5 - September 19, 2006

Python 2.6 - October 1, 2008

Python 2.7 - July 3, 2010

In November 2014, it was announced that Python 2.7 would be supported until 2020, and reaffirmed that there would be no 2.8 release as users were expected to move to Python 3.4+ as soon as possible

Python 3.0 - December 3, 2008

Python 3.1 - June 27, 2009

Python 3.2 - February 20, 2011

Python 3.3 - September 29, 2012

Python 3.4 - March 16, 2014

Python 3.5 - September 13, 2015

 

三、关于Python2.x/Python3.x

 

如非特别都选择Python3.x,跟着官方趋势走准没错。

 

The statement has been replaced with a print() function, with keyword arguments to replace most of the special syntax of the old statement (PEP 3105). Examples:

Old: print "The answer is", 2*2 New: print("The answer is", 2*2)

Old: print x, # Trailing comma suppresses newline New: print(x, end=" ") # Appends a space instead of a newline

Old: print # Prints a newline

New: print() # You must call the function!

Old: print >>sys.stderr, "fatal error" New: print("fatal error", file=sys.stderr)

Old: print (x, y) # prints repr((x, y))

New: print((x, y)) # Not the same as print(x, y)!

 

You can also customize the separator between items, e.g.:

print("There are <", 2**32, "> possibilities!", sep="")

ALL IS UNICODE NOW

从此不再为讨厌的字符编码而烦恼
还可以这样玩：(A,*REST,B)=RANGE(5)

>>> a,*rest,b = range(5)

>>> a,rest,b

(0, [1, 2, 3], 4)

 

某些库改名了

 

 

四、Python安装

Python下载官网：https://www.python.org/downloads/windows/

Windows安装Python3.7

https://blog.csdn.net/qq_35428201/article/details/81161374

Pycharm安装

https://blog.csdn.net/qq_35428201/article/details/81256970

 

配置环境变量

    【右键计算机】--》【属性】--》【高级系统设置】--》【高级】--》【环境变量】--》【在第二个内容框中找到 变量名为Path 的一行，双击】 --> 【Python安装目录追加到变值值中，用 ； 分割】

    如：原来的值;C:\python37，切记前面有分号

 

五、编写第一个程序

 

在linux 下创建一个文件叫hello.py,并输入

print("Hello World!")

然后执行命令:python hello.py ,输出

localhost:$ vim hello.py

localhost:$ python hello.py

输出：

Hello World!

指定解释器

上一步中执行 python hello.py 时，明确的指出 hello.py 脚本由 python 解释器来执行。

如果想要类似于执行shell脚本一样执行python脚本，例： ./hello.py ，那么就需要在 hello.py 文件的头部指定解释器，如下：

#!/usr/bin/env python

 

print "hello,world"

如此一来，执行： ./hello.py 即可。

ps：执行前需给予 hello.py 执行权限

chmod 755 hello.py

在交互器中执行　

除了把程序写在文件里，还可以直接调用python自带的交互器运行代码，　l

ocalhost: $ python

Python 2.7.10 (default, Oct 23 2015, 18:05:06)

[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 7.0.0 (clang-700.0.59.5)] on darwin

Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

>>> print("Hello World!")

输出：

Hello World!

六、变量

1.声明变量

#_*_coding:utf-8_*_   采用utf-8编码



name = "sam"

2.变量定义的规则

a.变量名只能是字母、数字或下划线的任意组合

b.变量名的第一个字符不能是数字

c.以下关键字不能声明为变量名

['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']

3.变量的赋值
 

name = "sam"

name2 = name
print(name, name2)

name = "Jack"

print("What is the value of name2 now?")

print(name,name2)

输出： 

sam sam

What is the value of name2 now?

Jack sam

七、字符编码

python解释器在加载 .py 文件中的代码时，会对内容进行编码（默认ascill）

ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言，其最多只能用 8 位来表示（一个字节），即：2**8 = 256-1，所以，ASCII码最多只能表示 255 个符号。

 

关于中文

为了处理汉字，程序员设计了用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。

GB2312(1980年)一共收录了7445个字符，包括6763个汉字和682个其它符号。汉字区的内码范围高字节从B0-F7，低字节从A1-FE，占用的码位是72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。

GB2312 支持的汉字太少。1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号，它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括21003个字符。2000年的 GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。该标准收录了27484个汉字，同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。现在的PC平台必须支持GB18030，对嵌入式产品暂不作要求。所以手机、MP3一般只支持GB2312。

从ASCII、GB2312、GBK 到GB18030，这些编码方法是向下兼容的，即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码，后面的标准支持更多的字符。在这些编码中，英文和中文可以统一地处理。区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。按照程序员的称呼，GB2312、GBK到GB18030都属于双字节字符集 (DBCS)。

有的中文Windows的缺省内码还是GBK，可以通过GB18030升级包升级到GB18030。不过GB18030相对GBK增加的字符，普通人是很难用到的，通常我们还是用GBK指代中文Windows内码。

显然ASCII码无法将世界上的各种文字和符号全部表示，所以，就需要新出一种可以代表所有字符和符号的编码，即：Unicode

Unicode（统一码、万国码、单一码）是一种在计算机上使用的字符编码。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，规定虽有的字符和符号最少由 16 位来表示（2个字节），即：2 **16 = 65536，

注：此处说的的是最少2个字节，可能更多

 

UTF-8，是对Unicode编码的压缩和优化，他不再使用最少使用2个字节，而是将所有的字符和符号进行分类：ascii码中的内容用1个字节保存、欧洲的字符用2个字节保存，东亚的字符用3个字节保存...

 

所以，python解释器在加载 .py 文件中的代码时，会对内容进行编码（默认ascill），如果是如下代码的话：

报错：ascii码无法表示中文

改正：应该显示的告诉python解释器，用什么编码来执行源代码，即：

 

# -*- coding: utf-8 -*-

  

print "你好，世界"

注释

单行注释需要在注释所在行前面加 #

# 这是单行注释

多行注释采用

        '''需要注释的内容'''

        或者

        """需要注释的内容"""

"""这是多行注释“”“

'''这是多行注释'''

八、用户输入

#_*_coding:utf-8_*_

#Author：ymxowgk



name = input("name:")

age = input("age:")

job = input("job:")

salary = input("salary:")



"""单行注释需要在注释所在行前面加 # """



#多行注释采用

#        '''需要注释的内容'''

#        或者

#        """需要注释的内容"""



info = '''

    ----info of %s ----

    Name:%s

    Age:%s

    Job:%s

    Salary:%s

'''%(name,name,age,job,salary)



info1 = '''

    ----info of {_name}----

    Name = {_name}

    Age = {_age}

    Job = {_job}

    Salary = {_salary}

'''.format(_name = name,

        _age = age,

        _job = job,

        _salary = salary)



info2 = """

        ---- info of {0} ----

        Name:{0}

        Age:{1}

        Job:{2}

        Salary:{3}

""".format(name,age,job,salary)

#print(info)

#print(info1)

print(info2)

九、表达式-if else

用户登陆验证

输入密码时，如果想要不可见，需要利用getpass 模块中的 getpass方法，即：

#_*_coding:utf-8_*_
#Author：ymxowgk

import getpass

_username = "sam"
_password = "1234"

username = input("username:")
password = getpass.getpass("password:")


if _username == username and _password == password:
    print("Welcome user {name} login...".format(name = username))
else:
    print("Invalid username or password!")

十、表达式-循环

while循环

count = 0
while True:
    print("count:",count)
    count +=1

输出：死循环，从0~无穷大

#_*_coding:utf-8_*_
#Author：ymxowgk

count = 0

while count <3:
    print("count:",count)
    count +=1

输出：

count: 0
count: 1
count: 2

 

for循环

for i in range(5,10):
    print("load ",i)

#range(5,10)从5~10步进1    默认步长为1 
#range(5,10,2）从5~10步进2    步长为2

输出

load  5
load  6
load  7
load  8
load  9

break\continue

#break 结束当前整个循环
#continue 跳出本次循环，进行下个循环

猜年龄游戏

在程序里设定好boy年龄，然后启动程序让用户猜测，根据他的输入是否正确，如果错误，提示猜大了还是猜小了。

#_*_coding:utf-8_*_
#Author：ymxowgk

age_of_boy = 23

#count = 0

while True:
    guess_age = int(input("guess age:"))
    if guess_age == age_of_boy:
        print("yes,you got it.")
        break
    elif guess_age > age_of_boy:
        print("think smaller...")
    elif guess_age < age_of_boy:
        print("think bigger...")

 如何让用户不断的猜年龄，但只给最多3次机会，再猜不对就退出程序

#_*_coding:utf-8_*_
#Author：ymxowgk

age_of_boy = 23

count = 0

while count < 3:
    guess_age = int(input("guess age:"))
    if guess_age == age_of_boy:
        print("yes,you got it.")
        break
    elif guess_age > age_of_boy:
        print("think smaller...")
    elif guess_age < age_of_boy:
        print("think bigger...")
    count += 1
else:
    print("you have tried too many times...fuck off")

  如何让用户不断的猜年龄，3次机会后询问是否继续，直到猜对或者猜3次之后选择 n 退出程序

#_*_coding:utf-8_*_
#Author：ymxowgk

age_of_boy = 23

count = 0

while count < 3:
    guess_age = int(input("guess age:"))
    if guess_age == age_of_boy:
        print("yes,you got it.")
        break
    elif guess_age > age_of_boy:
        print("think smaller...")
    elif guess_age < age_of_boy:
        print("think bigger...")
    count += 1
    if count == 3:
        continue_confirm = input("do you want to keep guessing..?")
        if continue_confirm != 'n':
            count = 0