05-Python基础

一、Python是什么？

Python是一种计算机程序设计语言。用任何编程语言来开发程序，都是为了让计算机干活，比如下载一个MP3，编写一个文档等等，而计算机干活的CPU只认识机器指令，所以，尽管不同的编程语言差异极大，最后都得“翻译”成CPU可以执行的机器指令。而不同的编程语言，干同一个活，编写的代码量，差距也很大。
比如，完成同一个任务，C语言要写1000行代码，Java只需要写100行，而Python可能只要20行。所以Python是一种相当高级的语言。
也许会问，代码少还不好？代码少的代价是运行速度慢，C程序运行1秒钟，Java程序可能需要2秒，而Python程序可能就需要10秒。
用Python可以做什么？可以做日常任务，比如自动备份你的MP3；可以做网站，很多著名的网站包括YouTube就是Python写的；可以做网络游戏的后台，很多在线游戏的后台都是Python开发的。总之就是能干很多很多事啦。

二、Python安装

因为Python是跨平台的，它可以运行在Windows、Mac和各种Linux/Unix系统上。在Windows上写Python程序，放到Linux上也是能够运行的。
目前，Python有两个版本，一个是2.x版，一个是3.x版，这两个版本是不兼容的。由于3.x版越来越普及，我们的教程将以最新的Python 3.5版本为基础。
在Windows上安装Python。首先，根据你的Windows版本（64位还是32位）从Python的官方网站下载Python 3.5对应的64位安装程序或32位安装程序，然后运行下载的EXE安装包，特别要注意勾上Add Python 3.5 to PATH，然后点“Install Now”即可完成安装。

安装成功后，打开命令提示符窗口，敲入python后，看以下画面，就说明Python安装成功！

三、第一个Python程序

直接使用Notepad++文本编辑器，编辑以下代码，之后保存文件格式为xxx.py 【文件名只能是英文字母、数字和下划线的组合】

print('hello world')

如何运行？例如保存文件为hello.py，通过cmd来到对应文件目录下python hello.py即执行。

四、Python基础

• 注释方式
  以#开头的语句是注释，注释是给人看的，可以是任意内容，解释器会忽略掉注释。其他每一行都是一个语句，当语句以冒号:结尾时，缩进的语句视为代码块。

注意: Python程序是大小写敏感的，如果写错了大小写，程序会报错。

• 输出
  用print()在括号中加上字符串，就可以向屏幕上输出指定的文字。

  # 输出语句
  print('hello world')

• 输入
  但是，如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办？Python提供了一个input()，可以让用户输入字符串，并存放到一个变量里。比如输入用户的名字：

# 变量name，用于存放输入的用户名
name = input();
# 输出用户名
print("输入的用户名为:" + name);

• 数据类型 --- 整数
  Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样

  例如: 1，100，-8080，0

如果是数值字符串，如何转为整形？通过int()函数。
例如: int("13")，int("2017");

• 数据类型 --- 浮点数
  浮点数也就是小数，之所以称为浮点数。

  例如: 1.23，3.14，-9.01

• 数据类型 --- 字符串
  字符串是以单引号'或双引号"括起来的任意文本。

  例如: 'abc'，"xyz"

如何将整形或浮点数转为字符串？ 通过str()函数。
例如: str(123)，str(1.2)

• 数据类型 --- 布尔值
  布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False，在Python中，可以直接用True、False表示布尔值（请注意大小写）

  例如: 
    3 > 2  # True
    3 > 5 # False

  # 布尔值经常用在条件判断中
  if age >= 18:
    print('成年了！')
  else:
    print('小屁孩一个')  

• 数据类型 --- 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。

• 变量
  变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。
  变量在程序中就是用一个变量名表示了，变量名必须是大小写英文、数字和_的组合，且不能用数字开头。

  # 变量a是一个整数
  a = 1;

  # 变量t_007是一个字符串
  t_007 = 'T007';

  # 变量Answer是一个布尔值True
  Answer = True;

理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：a = 'ABC'时,Python解释器干了两件事情：
1、在内存中创建了一个'ABC'的字符串；
2、在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向'ABC'；

• 常量
  所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量：

  PI = 3.14

五、运算符

• +加法

  两个数值相加: 3 + 5得到8
  字符串拼接: 'a' + 'b'得到'ab'

• -减法

  50 - 24得到26

• *乘法

  2 * 3得到6
  'la' * 3得到'lalala'

• /除法

  整数相除结果是整数: 4/3得到1
  浮点数相除结果是浮点数: 4.0/3或4/3.0得到1.3333333333333333

/ 除法计算结果是浮点数，即使是两个整数恰好整除，结果也是浮点数：9 / 3 # 结果是3.0

• //整除
  返回商的整数部分。

  4 // 3.0得到1

• %取余
  返回除法的余数。

  8%3得到2
  13%3得到1

• 比较运算符
  >大于、<下于、>=大于等于、<=小于等于、==等于、!=不等于

六、list列表

数据类型是列表：list。list是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素。

• 列表的定义

  # 班级学生的名字
  names = ['张三','李四','王五','赵六'];

列表中的内容，是由一个个元素组成，并且元素与元素之间用逗号,隔开。

• len()列表的长度

  # 输出列表的长度
  print(len(names));

• 列表元素的访问
  用索引(下标)来访问list中每一个位置的元素，记得索引(下标)是从0开始的。

  # 获取列表中索引为0的元素 (即是第一个元素)
  print(names[0]);

• 列表越界问题
  当索引超出了范围时，Python会报一个IndexError错误，所以，要确保索引不要越界，记得最后一个元素的索引是len(names) - 1。
  如果要取最后一个元素，除了计算索引位置外，还可以用-1做索引，直接获取最后一个元素。

  # 获取最后一个元素
  print(names[-1]);
  # 获取倒数第二个元素
  print(names[-2]);

  # 以此类推，负数即从列表后面获取

# 列表，空列表
arr = [];
# 换句话说即列表中有一个元素，数组越界
arr[0] = "aaa";
print(arr);

• append()元素追加
  list是一个可变的有序表，所以，可以往list中追加元素到末尾。

  names.append(456);
  # ['张三','李四','王五','赵六',456]

• insert()插入元素
  通过索引把元素插入到指定的位置。

  names.insert(1, '测试');
  # ['张三','测试','李四','王五','赵六',456]

  # 声明一个数组，数组是空的
  arr = [];
  # 插入一个元素
  arr.insert(0, "hello");

• pop()删除元素
  如果没有指定索引，即删除列表末尾元素；如果指定索引即删除对应索引的元素。

  # 删除末尾元素
  names.pop();
  # ['张三','测试','李四','王五','赵六']

  # 指定索引删除
  names.pop(2);
  # ['张三','测试','王五','赵六']

• 元素替换
  要把某个元素替换成别的元素，可以直接赋值给对应的索引位置。

  names[1] = '王麻子';
  # ['张三', '王麻子','王五','赵六']

七、tuple元组

另一种有序列表叫元组：tuple。tuple和list非常类似，但是tuple一旦初始化就不能修改。
元组不能变，它也没有append()，insert()这样的方法。其他获取元素的方法和list是一样的，你可以正常地使用classmates[0]，classmates[-1]，但不能赋值成另外的元素。
tuple的陷阱：当你定义一个tuple时，在定义的时候，tuple的元素就必须被确定下来!!!

  # 元组的定义
  className = ('Test1727', 'Test1728', 'Test1729');

  # 元组元素的获取
  className[0]
  className[-1]

不可变的tuple有什么意义？因为tuple不可变，所以代码更安全。如果可能，能用tuple代替list就尽量用tuple。

七、控制流

计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。
如果你想要改变语句流的执行顺序，该怎么办呢？例如，你想要让程序做一些决定，根据不同的情况做不同的事情，例如根据时间打印“早上好”或者“晚上好”。通过控制流语句实现的。在python中有三种控制流语句 --- if、for、while。

• if条件判断语句
  if语句用来检验一个条件， 如果 条件为真，我们运行一块语句(称为 if-块 )， 否则 我们处理另外一块语句(称为 else-块 )。else 从句是可选的。

age = 16;
if age > 18:
    print('我已经成年了！');
else:
    print('小屁孩，滚!');

  # 如果多个条件，则可以使用`elif`
  time = 12;
  if time<=12:
    print('早上');
  elif time<=18:
    print('下午');
  else:
    print('晚上');

  语法:
  if <条件判断1>:
    <执行1>
  elif <条件判断2>:
    <执行2>
  elif <条件判断3>:
    <执行3>
  else:
    <执行4>

1、不管是if-块的，还是else-块的，只要是属于它们的代码，都需要缩进！！！
2、另外，if判断后有冒号，还有else后面也有冒号！！！
3、if语句执行有个特点，它是从上往下判断，如果在某个判断上是True，把该判断对应的语句执行后，就忽略掉剩下的elif和else！！！

案例: 输入学生成绩，根据成绩划分，100分即要上天了，90分以上即甲等，80分以上即乙等，70分以上即丙等，60分以上即福大命大，60分以下即革命尚未成功。
备注: str= input()其输入内容是一个字符串，如果要将str转换为一个整数即 num = int(str);

• for循环语句
  for...in循环，依次把list或tuple中的每个元素迭代出来。

  # 定义并初始化一个列表
  names = ['张三','李四','王五','赵六'];
  # 循环遍历列表
  for name in names:
    print(name);

for-in后面是需要冒号的！

range()函数，它能返回一系列连续增加的整数，可以生成一个列表对象；

  range(5) # [0,1,2,3,4]
  range(1,5) # [1,2,3,4]

  # range(10)即表示循环10次
  for index in range(10):
    print(index,"hello world!");

range()可以根据给定的次数，重复动作，range(n)表示循环n次,range(i,j)表示循环j-i次。
例如range(10)可以表示循环10次，range(5)可以表示循环5次; range(0,10)表示循环10次，range(5,20)表示循环15次

案例: 动态生成一个1~100的列表；
案例: 动态生成323~767的列表;

• while循环语句
  while循环，只要条件满足，就不断循环，条件不满足时退出循环。

# 求1~100的和
sum = 0;
n = 0;
# 只要满足条件，即会执行while内的代码；不满足时即跳出循环
while n<=100:
    sum = sum + n
    n = n + 1;
print(sum);

案例: 求1~100的和，用for循环方式
案例: 将names = ["张三","李四","王五","赵六"];列表中元素追逐一输出(不是使用for-in)

一般情况下，固定次数优先选用for，不固定次数优先选用while;

八、练习案例

案例1: 输出1000行 "hello world!";
案例2: 根据输入个数num，输出num行并有带序号的"hello world!"; (例如: 1、hello world! 2、hello world!)
案例3: 一个新入职，月工资为2000元的员工，每年涨工资2%，到退休时工作50年的月工资是多少;
案例4: 输出100以内所有7的倍数;
案例5: 计算1+3+5+...+99的和; (分别使用for和while循环实现)
案例6: 对应打印出下列图案:

*                        
* *　        
* * *        
* * * *        
* * * * *

八、冒泡排序

冒泡排序的思想: 每次比较两个相邻的元素, 如果他们的顺序错误就把他们交换位置，即两两交换。
冒泡排序原理: 每一趟其实就是找出相对较大的值, 如果有n个数进行排序,只需将n-1躺操作。

arr = [10,5,3,13,2,6,8,1,20];
for i in range(len(arr)-1): # 这个循环设置冒泡排序进行的次数
    for j in range(len(arr)-1-i):   # 两两比较
        if(arr[j]>arr[j+1]):
            temp = arr[j];
            arr[j] = arr[j+1];
            arr[j+1] = temp;

print(arr);     

作者：西门奄
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