Python基础--1
本节内容
- Python介绍
- Hello World程序
- 变量
- 字符编码
- 用户输入
- 表达式if ...else语句
- 表达式while 循环
- 表达式for 循环
- break and continue
- pyc是什么？
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。
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。
目前Python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
Python是一门什么样的语言？
编程语言主要从以下几个角度为进行分类，编译型和解释型、静态语言和动态语言、强类型定义语言和弱类型定义语言，每个分类代表什么意思呢，我们一起来看一下。
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)
编译型vs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。
通过上面这些介绍，我们可以得出，python是一门动态解释性的强类型定义语言。那这些基因使成就了Python的哪些优缺点呢？我们继续往下看。
Python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，它的源码都是以名文形式存放的，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。关于这个问题的折衷解决方法，我们在以后线程和进程章节里再进行详细探讨。
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。
由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的，所以理论上，只要水平够高，任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码（当然难度很大）。事实上，确实存在多种Python解释器。
CPython
当我们从Python官方网站下载并安装好Python 后，我们就直接获得了一个官方版本的解释器：CPython。这个解释器是用C语言开发的，所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。
CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。
IPython
IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同，但内核其实都是调用了IE。
CPython用>>>作为提示符，而IPython用In [序号]:作为提示符。
PyPy
PyPy是另一个Python解释器，它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），所以可以显著提高Python代码的执行速度。
绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行，就需要了解PyPy和CPython的不同点。
Jython
Jython是运行在Java平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。
IronPython
IronPython和Jython类似，只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。
小结
Python的解释器很多，但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互，最好的办法不是用Jython或IronPython，而是通过网络调用来交互，确保各程序之间的独立性。
二、Hello World程序
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
print("Hello World!")
三、变量
Variables are used to store information to be referenced and manipulated in a computer program. They also provide a way of labeling data with a descriptive name, so our programs can be understood more clearly by the reader and ourselves. It is helpful to think of variables as containers that hold information. Their sole purpose is to label and store data in memory. This data can then be used throughout your program.
声明变量
name = "aaa"变量的赋值
name = "aaa"
name2 = name
print(name,name2)
name = "bbb"
print("What is the value of name2 now?")变量定义的规则：
- 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
- 变量名的第一个字符不能是数字
- 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']
四、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（2.x默认ascill,3.x默认utf-8）,就是二进制转换
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
# 1、二进制转十进制
# 128 64 32 16 8 4 2 1
# 1 0 0 1 1 0 0 1
# 2**7 机器码转数字（二进制转10进制）
# 2、字符编码
# (1)ASCII
# 最多8位，一个字节（1bytes）。最多表示255个符号
# 1980年GB2313，7445多个汉字（6763）和符号（682）
# 1995年GBK1.0，21886汉字和图形符号（常用的）
# 2000年GB18030，27484汉字和少数民族文字
#
#
# (2)Unicode(统一码、万国码、单一码)# (3)utf-8,可以认为是Unicode的扩展集
# Unicode码的压缩和优化，英文自动使用ASCII，英文1个字节；中文uft-8，一个中文字占用3个字节
# Unicode与utf8的关系：
# 一言以蔽之：Unicode是内存编码表示方案（是规范），而UTF是如何保存和传输Unicode的方案（是实现）这也是UTF与Unicode的区别。
# 3、字符编码与转码
# 1.在python2默认编码是ASCII, python3里默认是unicode
# 2.unicode 分为 utf-32(占4个字节),utf-16(占两个字节)，utf-8(占1-4个字节)，
# so utf-16就是现在最常用的unicode版本，不过在文件里存的还是utf-8，因为utf8省空间
# 3.在py3中encode,在转码的同时还会把string 变成bytes类型，decode在解码的同时还会把bytes变回string
# encode编码，decode解码
# msg = "你好，世界"
# print(msg)
# print(msg.encode(encoding="utf-8")) #默认utf-8,最好指定
# print(msg.encode(encoding="utf-8").decode(encoding="utf-8"))
# 音视频二进制通过声卡显卡解码处理
import sys
print(sys.getdefaultencoding()) # 查看当前解释器默认编码
# python2.x
# GBK转换为UTF-8格式流程：
# 首先通过编码decode转换为Unicode编码
# 然后通过解码encode转换为UTF-8
# s = "你好"
# s.decode("gbk").encode("utf-8") # decode是用来解码成Unicode，需要指定本身所用编码格式
# UTF-8转换为GBK格式流程:
# 首先通过编码decode转换为Unicode编码
# 然后通过解码encode转换为GBK
# s.decode("utf-8").encode("gbk")
#
# s = u"你好" # 指定Unicode编码
# python3.x
# 默认是Unicode,其它同2相同
# -*- coding:utf-8 -*- 代表指定文件保存的编码，文件中显示的字符串是Unicode
# 先明确一个概念：py解释器本身就是一个软件，一个类似于文本编辑器一样的软件！
#
# 现在让我们一起还原一个py文件从创建到执行的编码过程：
#
# 打开pycharm，创建hello.py文件，写入
#
# ret=1+1
# s='你好'
# print(s)
# 当我们保存的的时候，hello.py文件就以pycharm默认的编码方式保存到了磁盘；关闭文件后再打开，pycharm就再以默认的编码方式对该文件打开后读到的内容进行解码，转成unicode到内存我们就看到了我们的明文；
#
# 而如果我们点击运行按钮或者在命令行运行该文件时，py解释器这个软件就会被调用，打开文件，然后解码存在磁盘上的bytes数据成unicode数据，这个过程和编辑器是一样的，不同的是解释器会再将这些unicode数据翻译成C代码再转成二进制的数据流，最后通过控制操作系统调用cpu来执行这些二进制数据，整个过程才算结束。
#
# 那么问题来了，我们的文本编辑器有自己默认的编码解码方式，我们的解释器有吗？
#
# 当然有啦，py2默认ASCII码，py3默认的utf8，可以通过如下方式查询
#
# import sys
# print(sys.getdefaultencoding())
# 大家还记得这个声明吗？
# #coding:utf8
# 是的，这就是因为如果py2解释器去执行一个utf8编码的文件，就会以默认地ASCII去解码utf8，一旦程序中有中文，自然就解码错误了，
# 所以我们在文件开头位置声明 #coding:utf8，其实就是告诉解释器，你不要以默认的编码方式去解码这个文件，而是以utf8来解码。
# # 而py3的解释器因为默认utf8编码，所以就方便很多了。
# 常见的编码问题
#
# 1 cmd下的乱码问题
#
# hello.py
#
# #coding:utf8
# print ('你好')
# 文件保存时的编码也为utf8。
#
# 思考：为什么在IDE下用2或3执行都没问题，在cmd.exe下3正确，2乱码呢？
#
# 我们在win下的终端即cmd.exe去执行，大家注意，cmd.exe本身也一个软件；当我们python2 hello.py时，
# python2解释器(默认ASCII编码)去按声明的utf8编码文件，而文件又是utf8保存的，所以没问题；
# 问题出在当我们print'你好'时，解释器这边正常执行，也不会报错，只是print的内容会传递给cmd.exe用来显示，
# 而在py2里这个内容就是utf8编码的字节数据，可这个软件默认的编码解码方式是GBK，
# 所以cmd.exe用GBK的解码方式去解码utf8自然会乱码。
#
# py3正确的原因是传递给cmd的是unicode数据，cmd.exe可以识别内容，所以显示没问题。
#
# 明白原理了，修改就有很多方式，比如：
#
# print (u'你好')
# 改成这样后，cmd下用2也不会有问题了。
#
#
#
#
# 2 open()中的编码问题
#
# 创建一个hello文本，保存成utf8：
#
# 你好，你最帅！
# 同目录下创建一个index.py
#
# f=open('hello')
# print(f.read())
# 为什么 在linux下，结果正常：你好，在win下，乱码：鑻戞槉（py3解释器）？
#
# 因为你的win的操作系统安装时是默认的gbk编码，而linux操作系统默认的是utf8编码；
#
# 当执行open函数时，调用的是操作系统打开文件，操作系统用默认的gbk编码去解码utf8的文件，自然乱码。
#
# 解决办法：
#
# f=open('hello',encoding='utf8')
# print(f.read())
# 如果你的文件保存的是gbk编码，在win 下就不用指定encoding了。
#
# 另外，如果你的win上不需要指定给操作系统encoding='utf8'，那就是你安装时就是默认的utf8编码或者已经通过命令修改成了utf8编码。
#
# 注意：open这个函数在py2里和py3中是不同的，py3中有了一个encoding＝None参数。注释
# 当行注释#号
"""
name = "Zhang San"
print("My name is", name)
多行注释三个单引号或双引号
"""
name = "It's Zhang San"
print(name)
五、用户输入（input）
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
name = input("name:")
# raw_input 2.x input 3.x
# input 2.x 接受固定格式，例输入niha，认为是变量，"nihao"，认为是字符串，不要用这个
age = input("age:")
job = input("job:")
salary = input("salary:")
info = '''
---------info of %s----------
Name:%s
Age:%s
Job:%s
Salary:%s
''' % (name, name, age, job, salary)
info2 = '''
---------info of {_name}---------
Name:{_name:}
Age:{_age}
Job:{_job}
Salary:{_salary}
'''.format(_name=name,
_age=age,
_job=job,
_salary=salary)
info3 = '''
---------info of {0}---------
Name:{0}
Age:{1}
Job:{2}
Salary:{3}
'''.format(name, age, job, salary)
print(info3)
六、表达式if ...else语句
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
import getpass
_username = 'aaa'
_password = 'bbb'
xxx = type(_password)
print(xxx)
username = input("username:")
password = input("password:")
#password = getpass.getpass("password:")
# getpass密文输入，pyCharm中不好用，在python解释器中用
if _username == username and _password == password:
print("Welcom user {name} login...".format(name=username))
else:
print("Invalid username or password!")
age_of_oldboy = 56
guess_age = int(input("guess age:"))
# input默认输入str型，数字需要转换
if guess_age == age_of_oldboy:
print("yes, you got it.")
elif guess_age > age_of_oldboy:
print("think smaller...")
else:
print("think bigger!")
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
# count = 0
# while True:
# print("count:", count)
# count = count + 1 # count += 1
age_of_oldboy = 56
count = 0
# while True:
# if count == 3:
# break
# guess_age = int(input("guess age:"))
# if guess_age == age_of_oldboy:
# print("yes, you got it.")
# break
# elif guess_age > age_of_oldboy:
# print("think smaller...")
# else:
# print("think bigger!")
# count += 1
# 优化
while count < 3:
guess_age = int(input("guess age:"))
if guess_age == age_of_oldboy:
print("yes, you got it.")
break
elif guess_age > age_of_oldboy:
print("think smaller...")
else:
print("think bigger!")
count += 1
else:
print("You too tried many time...")
八、表达式for 循环
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
# for i in range(10):
# print("loop", i)
# for i in range(0, 10, 2): #0-10，隔两个打印
# print("loop", i)
for i in range(0, 10):
if i < 3:
print("loop", i)
else:
continue # 跳出本次循环
print("hehe...")
# age_of_oldboy = 56
# for i in range(3):
# guess_age = int(input("guess age:"))
# if guess_age == age_of_oldboy:
# print("yes, you got it.")
# break #结束当前循环
# elif guess_age > age_of_oldboy:
# print("think smaller...")
# else:
# print("think bigger!")
# else:
# print("You too tried many time...")
九、练习
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
age_of_oldboy = 56
count = 0
while count < 3:
guess_age = int(input("guess age:"))
if guess_age == age_of_oldboy:
print("yes, you got it.")
break
elif guess_age > age_of_oldboy:
print("think smaller...")
else:
print("think bigger!")
count += 1
if count == 3:
countine_confirm = input("DO you want to keep guessing...? any key or no")
if countine_confirm != 'no':
count = 0
# else:
# print("You too tried many time...")break退出循环；continue退出当次循环，继续下次循环
十、pyc是什么？
pyc文件存储预编译后的字节码文件（不是机器码，半成品都不是），源文件首次执行生成pyc文件，第二次运行直接执行pyc（对比时间）
十 一、数据类型
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
# Python中有六个标准的数据类型：python是动态变量类型，由变量值确定变量类型。
# Number （数字） 基础
# String （字符串） 基础,不可修改
# List （列表） 常用，可修改
# Tuple （元组） 不常用，不可修改
# dictionary （字典） 常用
# Sets （集合） 用上更上层楼
# 内置type()函数用来查询变量或常量所指的数据类型
# 例，var = 1 print type(var1)，type(8)。
# None是空类型
十二、数据运算
比较运算：
赋值运算：
逻辑运算：
成员运算：
身份运算：
位运算：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
|
#!/usr/bin/python
a
=
60
# 60 = 0011 1100
b
=
13
# 13 = 0000 1101
c
=
0
c
=
a & b;
# 12 = 0000 1100
print
"Line 1 - Value of c is "
, c
c
=
a | b;
# 61 = 0011 1101
print
"Line 2 - Value of c is "
, c
c
=
a ^ b;
# 49 = 0011 0001 #相同为0，不同为1
print
"Line 3 - Value of c is "
, c
c
=
~a;
# -61 = 1100 0011
print
"Line 4 - Value of c is "
, c
c
=
a <<
2
;
# 240 = 1111 0000
print
"Line 5 - Value of c is "
, c
c
=
a >>
2
;
# 15 = 0000 1111
print
"Line 6 - Value of c is "
, c
|
*按位取反运算规则(按位取反再加1) 详解http://blog.csdn.net/wenxinwukui234/article/details/42119265
运算符优先级：
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十三、入门拾遗
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Weiyc
# 三元运算
# result = 值1 if 条件 else 值2
a,b,c = 1,3,5
d = a if a < b else c
# 进制
# 二进制：01
# 八进制：0-7
# 十六进制：0-9ABCDEF(0-15)，每4位二进制表示一位十六进制数(4次方最大0-15),后缀H，前缀0x 表示十六进制
#bytes类型
# python3对文本和二进制数据进行区分，不会隐形混用，文本总是Unicode,由str类型表示，二进制由bytes表示，
# 不能拼接字符串和字节包，不能在字节包搜索字符串（反之亦然），不能将字符串传入参数为字节包的函数
# （反之亦然），这是好事。字符串可以编码成字节包（socket网络传输要转换），字节包可以解码成字符串。