【Python】一、Python简介、变量、输入/输出、基本数据类型和运算符

一、Python简介

（一）Python语言介绍

Python是一种跨平台的计算机程序语言，是一种解释型的，面向对象的，带有动态语义的高级程序设计语言，最初用于编写自动化脚本，随着不断更新，越多被用于独立的，大型项目的开发。简单来说Python的特性如下：

1. 优雅，明确，简单
2. 拥有传统编译型程序语言所有强大通用的功能
3. 拥有简单脚本语言和解释型程序语言的易用性。
4. Python介于C和shell之间，功能全面，易学易用，可扩展。

【一、Python版本】

1. Python2版本：2000年发布，稳定版本为Python2.7。
2. Python3版本：2008年发布，不完全兼容Python，目前主要使用Python3。

【二、Python文件后缀名】

• .py文件：以.py作扩展名的文件是Python源代码文件，由Python.exe解释，可以Shell终端运行，也可以用文本编辑器修改。
• .pyc文件：是Python的编译文件，不能用文本编辑器进行编辑，执行速度比.py文件快。不能看到源码，开发商编译为.pyc发布。
• .pyw文件：和.pyc文件本质一样，只是.pyw文件执行的时候不会出现类似CMD命令的Shell窗口。一般用来运行GUI图形用户界面程序。
• .pyo文件：是优化编译后的程序，使用【python -O 源文件】可以将源程序编译为.pyo文件，不能用文本编辑器进行编辑。
• .pyd文件：不是用Python语言编写的，一般是其他语言编写的python扩展模块。

【三、Python语言的别名】

1. 胶水语言：很容易和其他著名的程序语言连接，集成封装。
2. 脚本语言：高级脚本语言，脚本语言只能处理简单任务，它可以处理很多。
3. 面向对象语言：完全支持集成，重载，派生，多继承。

【四、Python语言特点】

• 支持面向对象和解释性的高级语言，不用编译。
• 库丰富，底层库采用C编写。
• 执行效率慢，用于上层开发。编译型语言C++用于底层开发，执行速度快。
• 简洁性，易读性，可扩展性，所以使用方便。
• 可移植，可升级，可扩展
• 健壮性，解释性，编译性
• 内存管理器
• 快速原型开发工具

（二）Python应用领域

1. Web开发：Python定义了WSGI标准应用接口来协调http服务器与基于Python的Web程序之间的沟通。
2. 大数据：Python提供各种库，具有极其便捷强大的数据处理和统计功能。
3. 人工智能：基于丰富的Python第三方库可以便捷高效地实现人工智能的各个阶段任务。
4. 多媒体：可用于计算机游戏三维场景制作和各种专业领域应用。

（三）Python环境搭建

常见的Python软件

1. Python自带的IDLE，优点小巧，缺点是需要另外安装很多Python包
2. Anaconda平台，优点是已包含很多Python第三方包，使用比较方便，缺点是较大容易崩掉，系统不稳定。
3. Pycharm：优点是比较稳定，功能强，适合开发大型项目；缺点是专业版收费，社区版和教育版免费

博客的学习前期使用IDLE，后期使用Pycharm，下面安装IDLE：

一、windows系统

1.去python官方网站进行软件下载:

2.选择合适的系统：

3.选择合适的版本下载：

4. 进行下载即可：

注意：勾选最下面的选项，表示将其添加到系统的环境变量中，这样可以在cmd窗口直接运行Python，不用到指定目录下去。

5.验证是否安装成功,打开cmd窗口：输入python，出现下面的页面表示安装成功，可以试着测试简单功能。

也可以在电脑中找到一个python3.7的文件夹，包含IDLE（即是解释器也是编译器，可以直接在此编写代码进行结果的运行）

二、Linux系统：

在Linux系统和ios系统自带python解释器，不需要安装，默认2.7.5版本，输入Python验证是否安装python：

使用python -V查看python的版本：

使用python3 -V查看另一个版本

安装Pycharm教程

二、初识Python

（一）第一个Python程序

第一个程序，输出hello world：

Mystr='Hello,World!'
print(Mystr)

字符串可以用单引号或双引号表示

python运行程序的模式：

1. Shell方式又称为交互式方式：Shell是交互式解释器，输入一行命令，解释器就解释运行出相应的结果，直接在IDLE上写代码运行程序，类似Linux下的命令模式，但是无法保存代码，适合短代码，F1可以查看帮助手册，如下图：

2. 批处理模式：创建文件，一次性处理多行代码,在Python的IDE环境中，创建一个以py为扩展名的文件，用Python解释器在shell中运行出结果，适合长代码。

（二）Python程序的运行方式

Python是一种解释性语言，Python在执行时，会先将.py文件中的源代码编译为字节码，再由Python虚拟机执行编译这些字节码，Python提供了一种中间编译结果保存机制。

【一、Windows系统】

1. IDLE直接运行：虽然可以直接在IDLE上面写代码，但是不方便，也可以在cmd窗口上打开IDEL，使用exit()退出此模式。

2. 保存为文件运行：建立文件，IDLE运行显示结果，先建立一个新的文件夹，即点击newfile，将文件保存到自己设定的路径，尽量保存为英文即可，点击Run，第一个选项run model，因为python为解释性语言，所以直接运行即可。

3. cmd窗口直接运行：在cmd窗口上运行python程序，使用cd命令找到python代码存放的位置，运行python代码的格式：

   cd /d 进入d盘
   python 文件名
   如：python hello.py #运行hello.py文件
   

4. cmd窗口通过python运行，即在cmd窗口上打开python，运行此程序

【二、Linux系统】

在Shell终端运行即可，使用vim创建一个文件，使用【python 文件名】这样的格式执行脚本，如下图所示：

（三）变量，常量，关键字

【一、变量】

在程序运行几千可以改变的量称为变量，一个变量应该有一个名字，并在内存中占据一定的存储单元，在该存储单元中存放变量的值。变量名的本质：一段连续内存空间的别名，如下图所示：

故变量名就是引用对象和标识对象。python为动态语言，定义的变量类型会根据赋值运算符后面的值自动转换类型，不需要定义类型，直接写即可。

可以使用type查看变量类型，如：

a="hello"
print(type(a))

运行结果为：字符类型

标识符是指Python语言中允许作为变量名或其他对象名称的有效符号，标识符规则即变量规则：

• 首字符是字母或下划线
• 其余可以是字母，下划线，数字
• 大小写敏感
• 不能使用关键字

注意：一般大写的标识符我们约定为常量；下划线开头的标识符为内建标识符，一般认为私有的

【二、常量】

所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数字常数Π就是一个常量，通常用全部大写的变量名标识变量，但是python的常量和变量定义的很模糊，只是口头上的保证，没有机制来保证值不变，想改变也可以。

【三、关键字】

关键字是Python语言的关键组成部分，不可随便作为其他对象的标识符，它有以下性质：

• 在一门语言中关键字是基本固定的集合
• 在IDE中常以不同颜色字体出现

可以使用下面的代码查看所有的关键字

import keyword
keyword.kwlist

（三）输入输出函数

【一、input输入】

input作用：使用input函数获取键盘上输入的值，返回值为字符串类型,可以使用int()，float()等函数将其转换为我们需要的类型。

如：将键盘上的值保存到num中，此时的12为字符串，需要数字格式需要int()进行格式转换。下图所示：

num=input("请输入数字：")
print(type(num))
num=int(num)
print(type(num)) #查看num的类型

python没有char类型，无论单引号还是双引号都称为字符串类型

【二、print输出】

不需要导入其他文件，python在加载时会加载常用内置函数模块，print为内置函数，向屏幕打印指定对象的信息，使用格式如下：

• print(“值”)打印值，多个值用逗号分隔
• print(变量名)

（四）注释

1. 【#】表示单行注释
2. 【\】表示续行符，即一行未结束
3. 【""" ……""" 或者’’’……’’’】英文三个双引号或三个单引号可以实现多行注释

注释的类型为字符类型，如：

a=10 #我是单行注释
Cons="This is oneline\
continue,end"#续行符，表示下面和这一行是一行
print(Cons)
"""
print("hello")
print(a)
多行注释

"""

s='''Python单行注释'''
print(type(s))

运行输出，可以看到注释都没有输出

（五）风格

Python采用缩进格式代替花括号

1. 增加缩进表示语句块的开始
2. 使用相同的缩进表示同级别语句块
3. 减少缩进表示语句块的退出

三、 Python基本数据类型、运算符、赋值语句

（一）基本类型

Python提供了基本的内建数据类型，如下表：

类型	含义	示例
int	整型类型	123
float	浮点类型	2.3,1.2e6
bool	布尔类型	True,False
NoneType	空类型	None
complex	复数类型	5+3j
str	字符串类型	“hello",‘xyz’
list	列表类型	list=[1,2,3,4]
tuple	元组类型	tup=(1,2,3,4)
dict	字典类型	d={“python”:1,“C++”:2}

【一、int整型】

Python可以处理任意大小的整数，包括负整数。Python2支持整型值后加L即长整型；Python3整数范围和机器字长有关，如32位或64位，所以Python中整型没有溢出问题。 在程序中表示的方法和数学上的写法一样，如1，100，0等。

整数类型按进制分为：

• 十进制整数：10
• 十六进制整数：0xa
• 八进制整数：0o12
• 二进制整数：0b1010

二进制、八进制、十六进制标识分别为b，o，x

一、十进制转换为其他进制

整数有符号，所以处理负数，结果会包含一个负号。

（一）使用自己独有的函数转换，处理结果带有进制标识

将十进制整数转化为二进制，八进制，十六进制的文本串即字符串，可以使用下列函数：

bin(x)#将x转换为二进制
oct(x)#将x转换为八进制
hex(x)#将x转换为十六进制

如下图：

转换结果包含进制标识符。

（二）使用统一的函数，转换结果不包含进制标识

使用函数format，使用格式为：

format(待转换整数，进制标识）

如下图：

转换结果不包含进制标识符。

二、其他进制转换为十进制

使用int函数可以将不同进制转换整数，函数使用格式如下：

int(待转换字符，进制标识符）#表示将几进制转换为十进制

如下图所示：

转换后的结果类型为整数。

【二、 float浮点型】

浮点数就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学计数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，对于很大或者很小的数，必须用科学计数法表示，e表示10。如下图举例：

注意：Python中没有double类型，根据值大小进行分配，有垃圾回收机制；在运算过程中，如果有一个数为浮点数，那么运算结果为浮点数。

【三、 bool布尔型】

整型的子类，仅有2个值为：True，False，本质上是用整型的1，0分别存储的。在Python中值为0的任何的数字或者是空集如列表，元组，在Python中它的布尔值都是False

【四、NoneType空值】

空值是Python里一个特殊的值，用None表示，None不能理解为0，因为0是有意义的，而None是一个特殊的空值，None和任何其他数据比较永远返回False，如下图所示：

【五、complex复数型】

如果j=√-1，则 j 是虚数，虚数的平方根为负数，复数=实数+虚数，Python中虚数用标记符 j 来标记，其他语言中没有这种类型，而Python中设计了这种类型。 复数可以是：复数，纯虚数，纯实数，如下图所示：

复数可以分离实数部分，虚数部分，函数如下：

复数.real #得到实部
复数.imag #得到虚部

使用函数可以求共轭复数，即两个实部相等，虚部互为相反数的复数互为共轭复数，函数如下：

复数.conjugate()

如下图所示：

【五、序列类型-str字符串】

字符串是以单引号或双引号括起来的任意文本，比如”abc"，‘xyz’等。

（一）字符串的简单运算

1. 支持加法运算，即实现字符串拼接，如下图所示：

2. 支持乘法运算，可以理解为本身拼接n次，如下图所示：

（二）字符串的转义

可以使用反斜杠\对某些特殊字符进行转义，这样python就会将它”当作一个普通的字符，而不是特殊的标记，如打印\n而不是换行，如下图所示：

（三）长字符串的表示方式

当需要写多行字符串时，使用三个单引号或双引号代替普通引号：

"""
str
“”“
或
’‘’
str
‘’‘

这时可以在字符串中使用单引号/双引号不需要反斜杠进行字符转义，其他的例如\n还是需要转义的，如：

（四）原始字符串

原始字符串以r开头，在普通字符中反斜杠\转义，不会输出\，但是在原始字符串中反斜杠可以转义，但是输出的字符串包含\， 如：

注意：原始字符不能以\结尾，因为不知道是否为字符串结束符：如：

如果必须最后要\，可以其单独处理显示，如：

（六）用户方便的字符串 && 编译器读取形式的字符串

我们从显示屏上看到的字符，编译器不能处理，那么为了解决这种情况，有两个函数为str和repr：

1. str函数：将值转换为合理形式的字符串，以便于用户理解，和print直接打印结果一样，如：

   
   可以看到使用str函数的字符串和print打印的一样，不会显示出字符串的标识。

2. repr函数：会创建一个字符串，将其转化为供编译器读取的形式，如：

   
   可以看到输出结果带有字符串标识，repr函数还具有将整数转换为字符串类型的功能，利用此可以实现字符串和数字的相加，如：

   

总结来说：str让用户更便于阅读，repr转换为python的合法表达式，可以用于整数转换为字符串。

【六、序列类型-list列表】

列表是一种强大的数据结构，序列中的么个元素都分配一个数字-位置，用方括号[]表示，为可变类型，从0开始编号，根据下标访问，如下图所示：

后面博客会详细学习此知识点

【七、序列类型-tuple元组】

列表类似，用小括号（）表示，是不可变类型即元组的元素不能修改，按照下标访问，如下图所示：

后面博客会详细学习此知识点

【八、映射类型-dict字典】

字典为映射类型的容器，用大括号{}表示，类似哈希表的键值对，每个键值对key-value用冒号【:】分割，每个键值对之间用逗号【,】分割。可以根据键值访问值，即通过key访问到value，如下图所示：

后面博客会详细学习此知识点

（二）运算符

假定a=10，b=10；

【一、算术运算符】

符号	意义	示例
+	加法运算符	a+b=10
-	减法运算符	a-b=10
*	乘法运算符	a*b=10
/	除法运算(返回浮点结果)	a/b=1.0
//	除法运算（返回整数结果	a/b=1
%	模运算	a%b=0
**	指数运算符即幂运算符	2**3=8

注意：幂运算符比一元运算符优先级高，所以会先和**结合，那么负数幂运算时需要添加括号，如：

不加括号永远为负数。

【二、 比较运算符】

符号	意义	示例
==	比较两个对象的值是否相等	a==b结果为True
!=	不等于号比较两个对象值是否不相等	a!=10结果为False
>	大于符号	a>20返回False
<	小于符号	a<20返回True
>=	大于等于	a>=10返回True
<=	小于等于	a<=10返回True

注意，在比较时：

• 数值比较：按值比较
• 字符串比较：按ASCII码值大小比较

表达4大于3并且小于7，其他语言为：3<4&&4<7，但是Python为3<4<7即可，计算时小于运算符从左往右结合计算

【三、 逻辑运算符】

符号	意义	示例
and	逻辑与	5>3 and 2==1结果为False
or	逻辑或	5>3 or 2==1结果为True
not	逻辑非	not 5>3 结果为Flase

【四、赋值运算符】

符号	意义	示例
=	基本赋值运算符	a=10
+=	加法赋值运算符	a+=10=a=a+10
-=	减法赋值运算符	a-=10
*=	乘法赋值运算符	a*=10
/=	除法赋值运算符	a/=10
//=	取整赋值运算符	a//=10
%=	取余赋值运算符	a%=10
**=	幂赋值运算符	a**=10

【五、按位运算符】

符号	意义
&	按位与
|	按位或
~	按位非
^	按位异或
<<	按位左移
>>	按位右移

【六、成员运算符】

符号	意义
in	判断某个值是否在一个集合中，在返回True，不在返回False
not in	判断某个值是否不在一个集合中，不在返回True，在返回True

【七、身份运算符】

符号	意义
is	is判断左右两边的数在内存中是否为同一位置即引用一个对象，如果引用的是同一个对象那么返回True，否则返回False
is not	判断两个标识符是不是引用不同的对象

使用id(a)可以查看a的内存地址

运算符优先级：

由上至下，由高到低，同一优先级按照从左向右原则运算。

运算符	说明
**	指数运算符
~，+，-	按位取反，正负号
*，/，%，//	乘除，取模取整
+，-	加减
>>，<<	右移，左移
&	按位与
^，|	异或、或
<=，<，>，>=	比较运算符
==，！=	等于运算符
=，%=，/=，//=，-=，+=，*=，**=	赋值运算符
is，is not	身份运算符
in，not in	成员运算符
not or and	逻辑运算符

（三）赋值语句

【一、普通赋值语句】

普通赋值语句为：

a=10

a变量第一次赋值，同时获得类型和值，因为：

1. Python是动态的强类型语言。
2. 不需要显式声明，根据值确定类型。
3. 以引用的方式实现赋值。所有的赋值都是将一个引用指向相应的内存单元

Python中每个对象被创建时，都会获得一个身份id，可以使用id(对象)函数查看，同时会伴随一个引用计数器，计数有几个变量引用此对象。 但是对于浮点数变量和整数变量有着不同的规则，如下：

【（一）浮点数变量：】

浮点数每一个对象地址不一样，如下图所示：

【（二）整数变量：】

Python将相同的若干个小整数，默认范围为[-5,256]和部分仅包含数字，字母和下划线的字面常量字符串会被分配同一内存空间，因为这些对象比较常用，这种高效的存储方式可以优化程序的运行速度。 如下面的代码：

【二、增量赋值】

即-=，+=这样的，如：

a+=10

【三、链式赋值】

简单理解就是连续赋值，如下：

pi=PI=1.3456

从右向左赋值，先给PI，再给pi

【四、多重赋值】

当等号左右两边都以元组的方式出现时，称为多重赋值，如下：

赋值时，3.14159给PI，3给r，本质由两个步骤构成：

• temp=3.14159，3，进行元组打包
• PI，r=temp，进行元组解包，得到PI=3.1415926，r=3

所以多重赋值有时也称为序列解包。

例如：利用此特性交换两个数的值，如下：

其中逗号是Python中用来创建一种特殊的数据结构称为元组的运算符，用圆括号括起来，那么此时(y,x)为(2,1)元组，给x,y即可，成功的交换了x,y的值。

加油哦！。