Day01.初识Python
一.Python的历史
- 1989年圣诞节：Guido von Rossum开始写Python语言的编译器。
- 1991年2月：第一个Python编译器（同时也是解释器）诞生，它是用C语言实现的（后面），可以调用C语言的库函数。在最早的版本中，Python已经提供了对“类”，“函数”，“异常处理”等构造块的支持，还有对列表、字典等核心数据类型，同时支持以模块为基础来构造应用程序。
- 1994年1月：Python 1.0正式发布。
- 2000年10月16日：Python 2.0发布，增加了完整的垃圾回收，提供了对Unicode的支持。与此同时，Python的整个开发过程更加透明，社区对开发进度的影响逐渐扩大，生态圈开始慢慢形成。
- 2008年12月3日：Python 3.0发布，它并不完全兼容之前的Python代码，不过因为目前还有不少公司在项目和运维中使用Python 2.x版本，所以Python 3.x的很多新特性后来也被移植到Python 2.6/2.7版本中。
目前我使用的Python 3.8.x的版本是在2020年发布的，Python的版本号分为三段，形如A.B.C。其中A表示大版本号，一般当整体重写，或出现不向后兼容的改变时，增加A；B表示功能更新，出现新功能时增加B；C表示小的改动（例如：修复了某个Bug），只要有修改就增加C。如果对Python的历史感兴趣，可以阅读名为《Python简史》的网络文章。
二.Python的优缺点
2.1 Python的优点
- 简单明了，学习曲线低，比很多编程语言都容易上手。
- 开放源代码，拥有强大的社区和生态圈，尤其是在数据分析和机器学习领域。
- 解释型语言，天生具有平台可移植性，代码可以工作于不同的操作系统。
- 对两种主流的编程范式（面向对象编程和函数式编程）都提供了支持。
- 代码规范程度高，可读性强，适合有代码洁癖和强迫症的人群。
2.2 Python的缺点
- 执行效率稍低，对执行效率要求高的部分可以由其他语言（如：C、C++）编写。
- 代码无法加密，但是现在很多公司都不销售卖软件而是销售服务，这个问题会被弱化。
- 在开发时可以选择的框架太多（如Web框架就有100多个），有选择的地方就有错误。
三、Python其他方面
3.1 Python的应用领域
目前Python在Web应用后端开发、云基础设施建设、DevOps、网络数据采集（爬虫）、自动化测试、数据分析、机器学习等领域都有着广泛的应用。
主要还是Python的生态好，而且现在很多库都是由C/C++写的，这样的话，Python的执行效率低在某些地方得到的部分的改善，而丰富的库，可以在更多的领域使用，使得Python的使用率在近几年在快速的升高。
3.2 Python的解释器
想要开始Python编程之旅，首先得在自己使用的计算机上安装Python解释器环境，下面将以安装官方的Python解释器为例，讲解如何在不同的操作系统上安装Python环境。官方的Python解释器是用C语言实现的，也是使用最为广泛的Python解释器，通常称之为CPython。除此之外，Python解释器还有Java语言实现的Jython、C#语言实现的IronPython以及PyPy、Brython、Pyston等版本，有兴趣的读者可以自行了解。
3.3 编写Python源代码
可以用文本编辑工具（推荐使用Sublime、Visual Studio Code等高级文本编辑工具）编写Python源代码并用py作为后缀名保存该文件，代码内容如下所示。
个人使用的是PyCharm，一个python的主流（个人感觉吧）编辑器，用起来还是蛮舒服的。
3.4 Python代码中的注释
注释是编程语言的一个重要组成部分，用于在源代码中解释代码的作用从而增强程序的可读性和可维护性，当然也可以将源代码中不需要参与运行的代码段通过注释来去掉，这一点在调试程序的时候经常用到。注释在随源代码进入预处理器或编译时会被移除，不会在目标代码中保留也不会影响程序的执行结果。
- 单行注释（以#和空格开头的部分）
- 多行注释（三个引号开肉，三个引号结尾）
类似于：
# Python还是可以的。
""" Python还是可以的。
"""
3.5 Python编辑器
- IDLE（自带的集成开发工具）
- IPython（更好的交互式编程工具）
- Subline Text（高级文本编辑器）
- Visual Studio Code（综合性的编辑器）
- PyCharm（Python开发神器）
3.6 Python之禅
在电脑的交互端输入 python 进入python交互界面，再输入 import this。会出现如下：
然后我就偷偷懒的谷歌翻译了一下：
-
由 Tim Peters 撰写的Python。
-
优美胜过丑陋。
-
显式胜于隐式。
-
简单胜于复杂。
-
复杂胜于繁杂。
-
扁平胜于嵌套。
-
稀疏胜于密实。
-
可读性很重要。
-
特殊情况还不足以打破规则。
-
尽管实用性胜过纯度。
-
错误绝不能默默传递。
-
除非明确地保持沉默。
-
面对模棱两可，拒绝猜测的诱惑。
-
应该有一种-最好只有一种-明显的方式来做到这一点。
-
尽管除非您是荷兰人，否则一开始这种方式可能并不明显。
-
现在总比没有好。
-
尽管从来没有什么比现在“正确”更好。
-
如果实现难以解释，那是个坏主意。
-
如果实现易于解释，则可能是个好主意。
-
命名空间是一个很棒的主意-让我们做更多这些吧！
3.7 学习使用turtle在屏幕上绘制图形
turtle是Python内置的一个非常有趣的模块，特别适合对计算机程序设计进行初体验的小伙伴，它最早是Logo语言的一部分，Logo语言是Wally Feurzig和Seymour Papert在1966发明的编程语言。
tutle的详细函数介绍请看 turtle库官方文档。
- 一个简单的非同心正方形
import random
for i in range(10):
turtle.pensize(3)
turtle.pencolor("red")
turtle.forward(100 - 10*i) # 向前行进 100 个单位
turtle.right(90) # 向顺时针方向转动的度数
turtle.forward(100 - 10*i)
turtle.right(90)
turtle.forward(100 - 10*i)
turtle.right(90)
turtle.forward(100 - 10*i)
turtle.right(90)
turtle.mainloop()
2.绘制国旗
import turtle
def draw_rectangle(x, y, width, height):
# 绘制矩形
turtle.goto(x, y) # 从（x，y）出开始画
turtle.pencolor("red") # 画笔颜色
turtle.fillcolor("red") # 绘制图形的填充颜色
turtle.begin_fill() # 准备开始填充图形
for i in range(2):
turtle.forward(width)
turtle.left(90)
turtle.forward(height)
turtle.left(90)
turtle.end_fill() # 填充图形完成
def draw_star(x, y, radius):
# 绘制五角星
turtle.setpos(x, y) # 移动到绝对位置
pos1 = turtle.pos() # 返回当前位置
turtle.circle(-radius, 72) # 画个72度的圆？？ 圆的一部分吗？
pos2 = turtle.pos()
turtle.circle(-radius, 72)
pos3 = turtle.pos()
turtle.circle(-radius, 72)
pos4 = turtle.pos()
turtle.circle(-radius, 72)
pos5 = turtle.pos()
turtle.color("yellow", "yellow")
turtle.begin_fill()
turtle.goto(pos3)
turtle.goto(pos1)
turtle.goto(pos4)
turtle.goto(pos2)
turtle.goto(pos5)
turtle.end_fill()
def main():
# 主程序
turtle.speed(12) # 画笔的速度
turtle.penup() # 抬笔
x, y = -270, -180
# 画国旗主体
width, height = 540, 360
draw_rectangle(x, y, width, height)
# 画大星星
pice = 22 # 星星的尺寸
center_x, center_y = x + 5 * pice, y + height - pice * 5
turtle.goto(center_x, center_y)
turtle.left(90)
turtle.fd(pice * 3)
turtle.right(90)
draw_star(turtle.xcor(), turtle.ycor(), pice * 3)
x_poses, y_poses = [10, 12, 12, 10], [2, 4, 7, 9]
# 画小星星
for x_pos, y_pos in zip(x_poses, y_poses):
turtle.goto(x + x_pos * pice, y + height - y_pos * pice)
turtle.left(turtle.towards(center_x, center_y) - turtle.heading())
turtle.forward(pice)
turtle.right(90)
draw_star(turtle.xcor(), turtle.ycor(), pice)
# 隐藏海龟
turtle.ht()
# 显示绘图窗口
turtle.mainloop()
if __name__ == "__main__":
main()
3.绘制小猪佩奇
from turtle import *
def nose(x,y):
"""画鼻子"""
penup()
# 将海龟移动到指定的坐标
goto(x,y)
pendown()
# 设置海龟的方向（0-东、90-北、180-西、270-南）
setheading(-30)
begin_fill()
a = 0.4
for i in range(120):
if 0 <= i < 30 or 60 <= i <90:
a = a + 0.08
# 向左转3度
left(3)
# 向前走
forward(a)
else:
a = a - 0.08
left(3)
forward(a)
end_fill()
penup()
setheading(90)
forward(25)
setheading(0)
forward(10)
pendown()
# 设置画笔的颜色(红, 绿, 蓝)
pencolor(255, 155, 192)
setheading(10)
begin_fill()
circle(5)
color(160, 82, 45)
end_fill()
penup()
setheading(0)
forward(20)
pendown()
pencolor(255, 155, 192)
setheading(10)
begin_fill()
circle(5)
color(160, 82, 45)
end_fill()
def head(x, y):
"""画头"""
color((255, 155, 192), "pink")
penup()
goto(x,y)
setheading(0)
pendown()
begin_fill()
setheading(180)
circle(300, -30)
circle(100, -60)
circle(80, -100)
circle(150, -20)
circle(60, -95)
setheading(161)
circle(-300, 15)
penup()
goto(-100, 100)
pendown()
setheading(-30)
a = 0.4
for i in range(60):
if 0<= i < 30 or 60 <= i < 90:
a = a + 0.08
lt(3) #向左转3度
fd(a) #向前走a的步长
else:
a = a - 0.08
lt(3)
fd(a)
end_fill()
def ears(x,y):
"""画耳朵"""
color((255, 155, 192), "pink")
penup()
goto(x, y)
pendown()
begin_fill()
setheading(100)
circle(-50, 50)
circle(-10, 120)
circle(-50, 54)
end_fill()
penup()
setheading(90)
forward(-12)
setheading(0)
forward(30)
pendown()
begin_fill()
setheading(100)
circle(-50, 50)
circle(-10, 120)
circle(-50, 56)
end_fill()
def eyes(x,y):
"""画眼睛"""
color((255, 155, 192), "white")
penup()
setheading(90)
forward(-20)
setheading(0)
forward(-95)
pendown()
begin_fill()
circle(15)
end_fill()
color("black")
penup()
setheading(90)
forward(12)
setheading(0)
forward(-3)
pendown()
begin_fill()
circle(3)
end_fill()
color((255, 155, 192), "white")
penup()
seth(90)
forward(-25)
seth(0)
forward(40)
pendown()
begin_fill()
circle(15)
end_fill()
color("black")
penup()
setheading(90)
forward(12)
setheading(0)
forward(-3)
pendown()
begin_fill()
circle(3)
end_fill()
def cheek(x,y):
"""画脸颊"""
color((255, 155, 192))
penup()
goto(x,y)
pendown()
setheading(0)
begin_fill()
circle(30)
end_fill()
def mouth(x,y):
"""画嘴巴"""
color(239, 69, 19)
penup()
goto(x, y)
pendown()
setheading(-80)
circle(30, 40)
circle(40, 80)
def setting():
"""设置参数"""
pensize(4)
# 隐藏海龟
hideturtle()
colormode(255)
color((255, 155, 192), "pink")
setup(840, 500)
speed(10)
def main():
"""主函数"""
setting()
nose(-100, 100)
head(-69, 167)
ears(0, 160)
eyes(0, 140)
cheek(80, 10)
mouth(-20, 30)
done()
if __name__ == '__main__':
main()
4.绘制好看的闹钟
import turtle
from datetime import *
# 抬起画笔，向前运动一段距离放下
def Skip(step):
turtle.penup()
turtle.forward(step)
turtle.pendown()
def mkHand(name, length):
# 注册Turtle形状，建立表针Turtle
turtle.reset()
Skip(-length * 0.1)
# 开始记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的第一个顶点。
turtle.begin_poly()
turtle.forward(length * 1.1)
# 停止记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的最后一个顶点。将与第一个顶点相连。
turtle.end_poly()
# 返回最后记录的多边形。
handForm = turtle.get_poly()
turtle.register_shape(name, handForm)
def Init():
global secHand, minHand, hurHand, printer
# 重置Turtle指向北
turtle.mode("logo")
# 建立三个表针Turtle并初始化
mkHand("secHand", 135)
mkHand("minHand", 125)
mkHand("hurHand", 90)
secHand = turtle.Turtle()
secHand.shape("secHand")
minHand = turtle.Turtle()
minHand.shape("minHand")
hurHand = turtle.Turtle()
hurHand.shape("hurHand")
for hand in secHand, minHand, hurHand:
hand.shapesize(1, 1, 3)
hand.speed(0)
# 建立输出文字Turtle
printer = turtle.Turtle()
# 隐藏画笔的turtle形状
printer.hideturtle()
printer.penup()
def SetupClock(radius):
# 建立表的外框
turtle.reset()
turtle.pensize(7)
turtle.pencolor("#ff5500")
turtle.fillcolor("green")
for i in range(60):
Skip(radius)
if i % 5 == 0:
turtle.forward(20)
Skip(-radius - 20)
Skip(radius + 20)
if i == 0:
turtle.write(int(12), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))
elif i == 30:
Skip(25)
turtle.write(int(i / 5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))
Skip(-25)
elif (i == 25 or i == 35):
Skip(20)
turtle.write(int(i / 5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))
Skip(-20)
else:
turtle.write(int(i / 5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))
Skip(-radius - 20)
else:
turtle.dot(5)
Skip(-radius)
turtle.right(6)
def Week(t):
week = ["星期一", "星期二", "星期三",
"星期四", "星期五", "星期六", "星期日"]
return week[t.weekday()]
def Date(t):
y = t.year
m = t.month
d = t.day
return "%s-%d-%d" % (y, m, d)
def Tick():
# 绘制表针的动态显示
t = datetime.today()
second = t.second + t.microsecond * 0.000001
minute = t.minute + second / 60.0
hour = t.hour + minute / 60.0
secHand.setheading(6 * second)
minHand.setheading(6 * minute)
hurHand.setheading(30 * hour)
turtle.tracer(False)
printer.forward(65)
printer.write(Week(t), align="center",
font=("Courier", 14, "bold"))
printer.back(130)
printer.write(Date(t), align="center",
font=("Courier", 14, "bold"))
printer.home()
turtle.tracer(True)
# 100ms后继续调用tick
turtle.ontimer(Tick, 100)
def main():
# 打开/关闭龟动画，并为更新图纸设置延迟。
turtle.tracer(False)
Init()
SetupClock(160)
turtle.tracer(True)
Tick()
turtle.mainloop()
if __name__ == "__main__":
main()
5.绘制一朵玫瑰花
import turtle
import time
turtle.speed(5)
# 设置初始位置
turtle.penup()
turtle.left(90)
turtle.fd(200)
turtle.pendown()
turtle.right(90)
# 花蕊
turtle.fillcolor("red")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(10,180)
turtle.circle(25,110)
turtle.left(50)
turtle.circle(60,45)
turtle.circle(20,170)
turtle.right(24)
turtle.fd(30)
turtle.left(10)
turtle.circle(30,110)
turtle.fd(20)
turtle.left(40)
turtle.circle(90,70)
turtle.circle(30,150)
turtle.right(30)
turtle.fd(15)
turtle.circle(80,90)
turtle.left(15)
turtle.fd(45)
turtle.right(165)
turtle.fd(20)
turtle.left(155)
turtle.circle(150,80)
turtle.left(50)
turtle.circle(150,90)
turtle.end_fill()
# 花瓣1
turtle.left(150)
turtle.circle(-90,70)
turtle.left(20)
turtle.circle(75,105)
turtle.setheading(60)
turtle.circle(80,98)
turtle.circle(-90,40)
# 花瓣2
turtle.left(180)
turtle.circle(90,40)
turtle.circle(-80,98)
turtle.setheading(-83)
# 叶子1
turtle.fd(30)
turtle.left(90)
turtle.fd(25)
turtle.left(45)
turtle.fillcolor("green")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(-80,90)
turtle.right(90)
turtle.circle(-80,90)
turtle.end_fill()
turtle.right(135)
turtle.fd(60)
turtle.left(180)
turtle.fd(85)
turtle.left(90)
turtle.fd(80)
# 叶子2
turtle.right(90)
turtle.right(45)
turtle.fillcolor("green")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(80,90)
turtle.left(90)
turtle.circle(80,90)
turtle.end_fill()
turtle.left(135)
turtle.fd(60)
turtle.left(180)
turtle.fd(60)
turtle.right(90)
turtle.circle(200,60)
turtle.hideturtle()
turtle.mainloop()
6.绘制一棵树
注： 这个代码可能需要十秒（我电脑比较垃圾）才能出现效果，别直接关了。
from turtle import *
from random import *
from math import *
def tree(n,l):
pd()#下笔
#阴影效果
t = cos(radians(heading()+45))/8+0.25
pencolor(t,t,t)
pensize(n/3)
forward(l)#画树枝
if n>0:
b = random()*15+10 #右分支偏转角度
c = random()*15+10 #左分支偏转角度
d = l*(random()*0.25+0.7) #下一个分支的长度
#右转一定角度,画右分支
right(b)
tree(n-1,d)
#左转一定角度，画左分支
left(b+c)
tree(n-1,d)
#转回来
right(c)
else:
#画叶子
right(90)
n=cos(radians(heading()-45))/4+0.5
pencolor(n,n*0.8,n*0.8)
circle(3)
left(90)
#添加0.3倍的飘落叶子
if(random()>0.7):
pu()
#飘落
t = heading()
an = -40 +random()*40
setheading(an)
dis = int(800*random()*0.5 + 400*random()*0.3 + 200*random()*0.2)
forward(dis)
setheading(t)
#画叶子
pd()
right(90)
n = cos(radians(heading()-45))/4+0.5
pencolor(n*0.5+0.5,0.4+n*0.4,0.4+n*0.4)
circle(2)
left(90)
pu()
#返回
t=heading()
setheading(an)
backward(dis)
setheading(t)
pu()
backward(l)#退回
bgcolor(0.5,0.5,0.5)#背景色
ht()#隐藏turtle
speed(10)#速度 1-10渐进，0 最快
tracer(0,0)
pu()#抬笔
backward(100)
left(90)#左转90度
pu()#抬笔
backward(300)#后退300
tree(12,100)#递归7层
done()
总结
文中出现的主要内容详情请见Python-100-Days，个别的代码（直接复制就能用）也是给出了相关链接。
第一次看这么多东西，感觉还是受益良多。
其实那个turtle库的话（最开始多看看官方文档总是不错的，特别是对于某些函数的细节部分），还是得去实践一下，最好是拿支笔画画，然后在不断调参数吧。
不像很多的大佬，直接敲出来。我还是先去摸索摸索，再试试。
今天是第一天（1/100），加油！溜了遛了，哈哈哈。